§ 28. Размножение и развитие животных

Определения и обозначения

Размножение — процесс, благодаря которому животные оставляют потомство. Оно необходимо для сохранения вида: отдельные животные живут не вечно, а новые особи сменяют их и продолжают жизнь вида. Размножение бывает бесполым и половым, и эти способы отличаются участием половых клеток.

Бесполое размножение — появление потомства от одной особи без слияния половых клеток. Новые животные обычно похожи на родителя, потому что возникают от него и не получают наследственный материал от второго родителя. Такой способ помогает быстро увеличить число особей.

Половое размножение — появление потомства при участии половых клеток. Наследственный материал — сведения о признаках организма, которые передаются потомству; при половом размножении он поступает от обоих родителей. Поэтому потомство может сочетать признаки обоих родителей.

Оплодотворение — слияние мужской и женской половых клеток с образованием клетки, из которой развивается новый организм. Эта первая клетка начинает делиться и постепенно даёт начало зародышу. Значит, оплодотворение связывает участие половых клеток с началом развития животного.

Как это устроено

При бесполом размножении новая особь появляется от одного родителя, поэтому партнёр не требуется. У одноклеточных животных, например амёбы, организм делится на две клетки, и каждая становится новой особью. Гидра размножается почкованием: на её теле вырастает почка, которая постепенно развивается и отделяется. У некоторых животных часть тела может дать начало целому организму — это называют фрагментацией.

При половом размножении организм образует мужские и женские половые клетки. Они несут наследственный материал, а при их слиянии он объединяется в одной клетке. Эта клетка начинает делиться, поэтому с оплодотворения начинается развитие нового организма. У многих животных мужские и женские половые клетки образуются разными особями, но у некоторых животных обе разновидности клеток может образовывать одна особь.

Оплодотворение бывает наружным и внутренним — названия показывают, где соединяются половые клетки. При наружном оплодотворении они встречаются вне тела, часто в воде: вода помогает клеткам перемещаться и не даёт им быстро высохнуть. Если клеток выделено много, вероятность их встречи возрастает. При внутреннем оплодотворении слияние происходит внутри организма, поэтому половые клетки защищены от внешних условий и им не нужно встречаться в водоёме.

После оплодотворения зародыш развивается из одной клетки: она многократно делится, и постепенно образуются части будущего организма. У животных, откладывающих яйца, зародыш развивается внутри яйца, где получает защиту и необходимые вещества. У некоторых животных он развивается внутри организма матери и получает от неё условия для роста. В конце этого периода молодая особь выходит из яйца или рождается.

После рождения или выхода из яйца животное продолжает расти и развиваться. При прямом развитии молодая особь в основном похожа на взрослую, например утёнок — на утку, хотя сначала он меньше и устроен не совсем так, как взрослое животное. При развитии с превращением молодая особь проходит несколько особых стадий и сильно меняется. Так, бабочка развивается через стадии гусеницы и куколки, которые заметно отличаются от взрослой бабочки.

Сравнение бесполого и полового размножения животных

Сначала сравни число родителей и участие половых клеток: эти признаки помогают различить способы размножения. Затем посмотри, как именно появляется потомство и насколько оно похоже на родителей. Слово «обычно» важно: таблица описывает характерные особенности, а у разных животных могут быть свои отличия.

Разбор задач

Гидра образовала на теле вырост, который постепенно отделился. Определите способ размножения и назовите его разновидность. Чтобы решить задачу, нужно обратить внимание не только на то, что появилась новая особь, но и на то, откуда она возникла. В условии есть подсказка: сначала на теле родителя вырос вырост.

1. Проверяем, участвовали ли половые клетки: в условии о них не говорится, а новая гидра возникла из части тела родителя.
2. Определяем число родителей: вырост образовался на одной гидре, значит, потомство появилось от одной особи.
3. Сопоставляем описание с разновидностями бесполого размножения: новая особь развивается из выроста, который называют почкой.

Ответ: это бесполое размножение, его разновидность — почкование. Отделившаяся почка продолжает жить как самостоятельная гидра. Если бы в задаче говорилось о слиянии мужской и женской половых клеток, способ размножения был бы половым.

У рыбы икринки и молоки оказались в воде. Объясните, как происходит размножение и почему оно зависит от водной среды. Икринки содержат женские половые клетки, а молоки — мужские. Нужно определить, где эти клетки соединяются, и понять, какую роль играет вода.

1. Находим половые клетки: в икринках находятся женские клетки, в молоках — мужские.
2. Учитываем место их встречи: обе группы клеток выпущены в воду, поэтому слияние происходит вне тела рыбы.
3. Делаем вывод о способе: такое слияние называется наружным оплодотворением; в воде клетки могут встретиться, а без неё быстро высохли бы.

Ответ: у рыбы происходит наружное оплодотворение. Вода нужна, потому что половые клетки соединяются вне организма и должны встретиться в окружающей среде. Выделение большого количества икринок и молок повышает вероятность того, что часть клеток встретится.

У бабочки из яйца появляется гусеница, затем куколка и взрослая особь. Определите тип развития и объясните отличие гусеницы от взрослой бабочки. Здесь важно проследить не только увеличение размеров животного, но и последовательность стадий. Гусеница и бабочка выглядят по-разному, а между ними есть ещё и стадия куколки.

1. Сравниваем молодую особь и взрослую: гусеница не похожа на бабочку по внешнему виду и образу жизни.
2. Замечаем промежуточную стадию: после гусеницы появляется куколка, из которой выходит взрослая бабочка.
3. Выбираем тип развития: наличие нескольких заметно различающихся стадий указывает на развитие с превращением.

Ответ: бабочка развивается с превращением. Гусеница — молодая стадия, которая питается и растёт, но ещё не является взрослой бабочкой. Она должна пройти стадию куколки, прежде чем появится взрослое насекомое.

Типичные ошибки

Ошибка: считать, что для любого размножения нужны два родителя. Так думают, потому что часто наблюдают животных, у которых потомство появляется после встречи двух особей. Проверь себя: если новая особь возникла от одной особи без слияния половых клеток, размножение бесполое.

Ошибка: путать наружное и внутреннее оплодотворение с местом развития зародыша. Эти слова относятся к месту слияния половых клеток, а не к тому, где растёт зародыш. Чтобы проверить себя, спроси: где встретились половые клетки? Ответ «вне тела» означает наружное оплодотворение, даже если потом зародыш развивается внутри яйца.

Ошибка: называть любую молодую особь личинкой. Такое название подходит не всем детёнышам: при прямом развитии молодой организм в основном похож на взрослого. Проверь, есть ли заметное отличие и особые стадии; если детёныш просто растёт и становится похожим на взрослого, это не обязательно личинка.

Ошибка: считать, что при развитии с превращением молодая особь только увеличивается в размерах. Эту мысль подсказывает обычный рост, но при превращении животное проходит особые стадии и меняет строение. Проверь себя по жизненному циклу: если есть стадии вроде гусеницы и куколки, это развитие с превращением, а не просто рост.

Связь с другими темами

Чтобы понять размножение, нужно знать, что клетки имеют ядро: в нём находится наследственный материал, который передаётся потомству. Знания об органах и системах органов помогают представить, как устроено тело животного и где могут образовываться половые клетки. Тема опирается на понятия половых клеток и оплодотворения.

Эти знания пригодятся при изучении жизненных циклов — последовательности стадий развития животного. Они также помогают перейти к теме наследственности и понять, почему потомки могут быть похожи на родителей, но не всегда полностью повторяют их признаки. Сравнение способов размножения показывает, как по-разному животные оставляют потомство.

Что запомнить

• Размножение обеспечивает появление новых особей и сохранение вида.
• Бесполое размножение происходит без слияния половых клеток.
• При половом размножении участвуют мужская и женская половые клетки.
• Оплодотворение — слияние половых клеток.
• При наружном оплодотворении половые клетки соединяются вне организма.
• При прямом развитии молодая особь похожа на взрослую.
• При развитии с превращением молодая особь проходит стадии, заметно отличающиеся от взрослой.