"Биология. Биологические системы и процессы (углублённый уровень)", Теремов А.В., Петросова Р.А.
Размножение — способность организмов воспроизводить себе подобных, благодаря которой виды продолжают существовать, даже когда отдельные особи умирают. При бесполом размножении потомство возникает от одной особи без слияния гамет; при половом наследственный материал объединяется при слиянии половых клеток. Эти способы различаются скоростью, затратами и генетическим разнообразием потомства. Отдельный вариант — партеногенез: развитие из неоплодотворённой яйцеклетки.
Текст подготовлен нейронной сетью по теме параграфа и не заменяет учебник — важные факты и формулировки сверяйте с ним.
Размножение — способность организмов воспроизводить себе подобных, обеспечивающая непрерывность существования вида. Оно позволяет передавать наследственную информацию следующим поколениям, когда родительские особи перестают жить. Рост увеличивает размеры организма, а индивидуальное развитие меняет его состояние и строение; сами по себе они не создают новых особей.
Бесполое размножение — образование нового организма от одной родительской особи без слияния гамет. Потомок получает наследственный материал от одного родителя, поэтому способ подходит для быстрого увеличения численности. Новая особь может возникнуть при делении или почковании, из части организма либо из спор.
Половое размножение — образование потомка при участии половых клеток и объединении наследственного материала двух гамет. Гаметы — специализированные клетки, которые несут наследственную информацию; их слияние называют оплодотворением. Такое объединение создаёт новые сочетания наследственных признаков.
Партеногенез — развитие нового организма из неоплодотворённой яйцеклетки. Оплодотворения здесь не происходит, однако начало организму даёт именно половая клетка. Это определение помогает отличать партеногенез от размножения, при котором новый организм возникает из обычной части тела родителя.
Размножение необходимо потому, что жизнь отдельной особи конечна: без появления потомства вид постепенно исчез бы. При этом рост и индивидуальное развитие обеспечивают существование и изменение одной особи, но не заменяют смену поколений. Размножение передаёт наследственную информацию дальше и поддерживает популяцию — группу особей одного вида, живущих на общей территории.
При бесполом размножении одна особь образует потомство без слияния гамет. Одноклеточные организмы могут делиться; гидра и некоторые другие животные размножаются почкованием, когда на теле появляется и отделяется новый организм. При фрагментации потомок развивается из части тела, а при спорообразовании — из специальных клеток, способных дать начало новому организму. У растений новый экземпляр может вырасти из вегетативных органов или их частей: клубней, луковиц, корневищ, черенков.
Потомки при бесполом размножении обычно сходны с родительской особью, потому что наследственный материал происходит от неё одной и при клеточном делении в основном копируется. Такое сходство помогает быстро сохранить признаки, уже подходящие к стабильным условиям. Однако копирование не всегда проходит без изменений: мутации — случайные изменения наследственного материала — могут привести к появлению отличий. Поэтому утверждать, что все потомки абсолютно одинаковы, нельзя.
При половом размножении у организмов образуются гаметы; у многих видов их формирование связано с мейозом — делением, при котором число наборов хромосом уменьшается вдвое. При оплодотворении две гаметы сливаются, и их наследственная информация объединяется в клетке, из которой развивается организм. Такое объединение нужно не просто для начала развития, а для соединения генетического материала. В результате потомки получают разные сочетания признаков, что увеличивает наследственную изменчивость.
При партеногенезе развитие начинается с яйцеклетки, но без её оплодотворения. Поэтому этот способ занимает особое положение: с одной стороны, слияния гамет нет, с другой — процесс связан с образованием половой клетки. Партеногенез встречается у некоторых животных, например у отдельных видов насекомых. Его не следует смешивать с обычным бесполым размножением, при котором потомок возникает не из яйцеклетки.
| Признак | Бесполое размножение | Половое размножение |
|---|---|---|
| Число родительских особей | Участвует одна особь | Обычно участвуют две особи или две гаметы |
| Участие гамет | Слияния гамет нет | Образуются и сливаются гаметы |
| Основной механизм | Митотическое деление, почкование, фрагментация, спорообразование или вегетативное размножение | Мейоз, образование гамет и оплодотворение |
| Генетическое сходство потомства с родителями | Потомки обычно генетически сходны с родительской особью | Потомки генетически разнообразны |
| Скорость и энергетические затраты | Обычно быстрое размножение с небольшими затратами | Обычно более медленный и энергозатратный процесс |
| Биологическое значение | Быстрое увеличение численности и сохранение успешного генотипа | Повышение наследственного разнообразия и приспособляемости вида |
Сравнивайте способы по нескольким признакам, а не только по числу родителей: ключевой критерий — происходит ли слияние гамет. Таблица показывает общие закономерности, но конкретный механизм зависит от вида. Например, партеногенез связан с яйцеклеткой, хотя оплодотворения при нём нет.
Гидра образовала на теле вырост, который отделился и стал самостоятельным организмом. Нужно определить форму размножения. В условии нет сведений об образовании или слиянии гамет, зато описан вырост на теле родителя.
Ответ: это бесполое размножение почкованием. Такой вывод основан на способе появления потомка, а не просто на том, что участвует один организм. Если бы в описании было слияние гамет, классификация была бы другой.
Картофель часто размножают клубнями, а не семенами. Требуется назвать преимущество и возможное ограничение такого способа. Клубень — видоизменённый подземный побег, поэтому размножение клубнями относится к вегетативному.
Ответ: клубнями удобно быстро размножать картофель с сохранением сортовых признаков. Недостаток — низкое генетическое разнообразие потомства по сравнению с половым размножением. Это может снизить устойчивость посадок к новым условиям и вредным организмам.
Потомки вида возникают после слияния мужской и женской гамет, а в потомстве сочетаются признаки обоих родителей. Нужно объяснить, как это может повысить приспособляемость вида. В ответе важно связать образование гамет с возникновением разнообразия, а не ограничиться указанием на сходство с родителями.
Ответ: половое размножение создаёт наследственное разнообразие за счёт сочетания генетического материала гамет. Разные потомки могут по-разному реагировать на условия среды. Поэтому повышается вероятность, что часть особей выживет и оставит потомство при изменениях.
Считать любое деление клетки половым размножением — ошибка: деление клеток происходит и при росте, и при бесполом размножении. Путаница возникает из-за слова «деление», но решающий признак полового процесса — образование и слияние гамет. Проверьте себя вопросом: участвовали ли две половые клетки и объединялся ли их наследственный материал?
Вегетативное размножение иногда относят к половому, потому что в нём участвуют части растения. Однако часть растения — не гамета, а новый организм развивается без оплодотворения. Чтобы проверить классификацию, выясните, откуда возникает потомок: из вегетативного органа или после слияния половых клеток. Первый вариант является бесполым размножением.
Неверно утверждать, что потомки при бесполом размножении абсолютно одинаковы с родителем. Обычно они генетически сходны, поскольку получают наследственную информацию от одной особи, но мутации могут создавать различия. Такая ошибка появляется, если сходство принимают за полную неизменность. Уточняйте формулировку: «обычно сходны», а не «всегда идентичны».
Партеногенез не стоит считать обычным бесполым размножением только потому, что оплодотворения нет. Его особенность в том, что организм развивается из яйцеклетки, то есть из половой клетки. Ошибка возникает, если учитывать лишь отсутствие слияния гамет и не замечать происхождение потомка. Проверка проста: развитие началось из яйцеклетки — значит, речь идёт о партеногенезе.
Для понимания размножения нужно различать митоз и мейоз, знать строение гамет, а также понимать наследственность и изменчивость. Эти знания помогают объяснить, как наследственная информация копируется или объединяется у потомков. Тема связана с жизненными циклами организмов и чередованием поколений у растений, грибов и животных. Она также нужна при изучении селекции, эволюции, сохранения биоразнообразия и вегетативного размножения в сельском хозяйстве.
Почему размножение считают одним из основных свойств живых организмов?
Отдельные организмы живут ограниченное время, а размножение позволяет виду сохраняться при смене поколений. Оно поддерживает численность популяций и передаёт наследственную информацию потомкам.
Чем бесполое размножение отличается от полового?
При бесполом размножении новый организм возникает от одной родительской особи без слияния гамет. При половом размножении объединяется наследственный материал гамет, поэтому потомство обычно генетически разнообразнее.
Почему потомки при бесполом размножении обычно похожи друг на друга?
Они получают наследственный материал от одной особи, а при делении клеток он обычно копируется. Различия могут возникать из-за мутаций, поэтому сходство не означает абсолютного тождества.
Можно ли считать партеногенез половым размножением?
Партеногенез связан с половым процессом, поскольку организм развивается из яйцеклетки. Но оплодотворения и слияния гамет при этом нет, поэтому он отличается от обычного полового размножения.
Почему в изменяющейся среде половое размножение часто оказывается более выгодным?
При объединении наследственного материала гамет возникают новые сочетания признаков. Среди разнообразных потомков выше вероятность появления особей, способных выжить при новых условиях.
§39. Формы размножения организмов
