§ 64. Подведем итоги. Воспроизведение и развитие организма

Определения и обозначения

Размножение — способность организмов воспроизводить себе подобных. Благодаря размножению появляются новые особи, и вид может существовать, даже когда отдельные организмы умирают. Если бы потомства не возникало, численность вида постепенно уменьшалась бы до исчезновения.

Половое размножение — образование нового организма при слиянии половых клеток. Наследственный материал — информация о признаках организма, заключённая в клетках; при половом размножении он обычно поступает от двух родителей. Поэтому потомок сочетает их наследственные особенности и может отличаться от каждого из них.

Оплодотворение — слияние мужской и женской половых клеток с образованием зиготы. Оно объединяет наследственный материал клеток и запускает начало развития нового организма. Оплодотворение — важный этап полового размножения, но не другое название всего процесса размножения.

Онтогенез — индивидуальное развитие организма от его возникновения до конца жизни. Это понятие охватывает не только рост, но и последовательные изменения организма на разных этапах. Оно помогает проследить весь жизненный путь одной особи, включая развитие до рождения или выхода из яйца.

Как это устроено

При бесполом размножении достаточно одной родительской особи: её клетки или части тела дают начало новым организмам. Половые клетки при этом не сливаются, поэтому процесс может проходить без встречи двух особей. При половом размножении наследственный материал обычно поступает от двух родителей, что создаёт сочетания признаков и увеличивает разнообразие потомства.

Половое размножение начинается с образования половых клеток. Затем при оплодотворении они сливаются, и возникает одна клетка — зигота, содержащая наследственный материал родителей. Зигота делится и даёт начало зародышу, поэтому события идут именно в таком порядке: сначала появляются половые клетки, затем образуется зигота, после этого начинается развитие организма.

Эмбриональный период — развитие организма от зиготы до рождения или выхода из яйца. После первых делений клетки зародыша увеличивают свою численность, а затем постепенно различаются по строению и выполняемым задачам. Так формируются части тела и органы: они возникают не одновременно, потому что зародышу необходимо последовательно создать взаимосвязанные системы организма.

После рождения или выхода из яйца начинается постэмбриональное развитие. Организм растёт, его органы продолжают развиваться, а со временем он достигает зрелости и способен размножаться. У некоторых животных происходит метаморфоз — глубокое преобразование строения тела; например, бабочка проходит стадии гусеницы, куколки и взрослого насекомого, поскольку условия жизни и задачи организма на этих стадиях различаются.

Наследственная программа задаёт особенности организма и последовательность многих процессов его развития. Однако развитие происходит не отдельно от окружающего мира: на него могут влиять питание, температура и другие условия среды. Поэтому наследственность определяет основу признаков, а среда способна влиять на то, как эти признаки проявятся и насколько благополучно будет развиваться организм.

Размножение и периоды развития организма

Сравнивайте способы размножения по строкам: так проще увидеть, что именно происходит с родительскими организмами и половыми клетками. В графе о сходстве указано общее правило, но оно не означает, что потомство всегда полностью одинаково с родителем. Последняя строка показывает, почему половое размножение обычно создаёт больше разнообразия.

Разбор задач

Задача 1

У одноклеточного организма при делении образовались две дочерние клетки. Определите способ размножения и назовите его характерный признак. Нужно выяснить, участвовали ли в появлении потомства половые клетки и сколько родительских организмов было необходимо. Само слово «деление» указывает на способ образования клеток, но вывод обоснован признаками процесса.

1. Сопоставим условие с признаками бесполого размножения: новый организм возникает от одной родительской особи.
2. В условии нет слияния мужской и женской половых клеток; организм разделился на дочерние клетки.
3. Значит, это бесполое размножение, а его характерный признак — участие одной родительской особи без слияния половых клеток.

Ответ: бесполое размножение; в образовании потомства участвует одна родительская особь, слияния половых клеток нет.

Задача 2

Расположите события в правильном порядке: образование зиготы, образование половых клеток, развитие зародыша. Чтобы не перепутать этапы, найдём, какие события служат причиной следующих. Зародыш не может развиваться до появления клетки, с которой начинается его развитие, а зиготе необходимо образоваться из половых клеток.

1. Сначала образуются половые клетки — мужская и женская.
2. Затем при их слиянии происходит оплодотворение и появляется зигота.
3. После этого зигота начинает делиться и развивается зародыш.

Ответ: образование половых клеток → образование зиготы → развитие зародыша.

Задача 3

У бабочки из яйца выходит гусеница, которая затем превращается в куколку и взрослое насекомое. Определите, какие изменения относятся к постэмбриональному развитию, и объясните роль метаморфоза. Важно отделить развитие внутри яйца от изменений, происходящих после выхода из него. Названия стадий позволяют установить последовательность преобразований.

1. Выход гусеницы из яйца означает окончание эмбрионального периода и начало постэмбрионального.
2. Переход от гусеницы к куколке и затем ко взрослой бабочке происходит уже после выхода из яйца, значит, это постэмбриональное развитие.
3. Последовательное изменение строения тела — метаморфоз; он связан с переходом организма между разными стадиями жизненного цикла.

Ответ: постэмбриональны превращения гусеницы в куколку и взрослую бабочку. Метаморфоз — значительное преобразование организма в ходе развития.

Типичные ошибки

Оплодотворение иногда называют размножением, потому что после него начинается развитие нового организма. Но оплодотворение — лишь один этап полового размножения, а размножение включает образование потомства в целом. Для проверки спросите себя: речь идёт о слиянии половых клеток или о процессе появления нового организма?

Зиготу путают с половой клеткой, поскольку обе представляют собой отдельные клетки. Однако зигота появляется только после слияния мужской и женской половых клеток, поэтому не может быть одной из них. Проверьте порядок: половые клетки существуют до оплодотворения, зигота — его результат.

Развитие после рождения иногда относят к эмбриональному периоду, потому что организм продолжает меняться и расти. Но эмбриональный период заканчивается рождением или выходом из яйца; после этого идёт постэмбриональное развитие. Чтобы проверить себя, выясните, родился ли организм или уже вышел из яйца.

Бесполое размножение могут считать источником полностью одинаковых организмов, поскольку у потомства обычно велико наследственное сходство. Это не исключает наследственных изменений, поэтому сходство не означает абсолютного тождества. Проверяя вывод, замените слово «всегда» на «обычно» и учтите возможность изменений наследственного материала.

Связь с другими темами

Для понимания размножения полезно знать строение клетки, роль ядра и хромосом, а также различия между половыми и соматическими клетками. Размножение связано с наследственностью: вместе с наследственной информацией передаются признаки родителей. Половое размножение способствует разнообразию потомства, а значит, связано и с изменчивостью. Знания об онтогенезе пригодятся при изучении возрастных изменений человека, жизненных циклов животных и влияния среды на организм.

Что запомнить

• Размножение обеспечивает продолжение существования вида.
• При бесполом размножении новый организм возникает без слияния половых клеток.
• При половом размножении оплодотворение приводит к образованию зиготы.
• Онтогенез — индивидуальное развитие организма на протяжении жизни.
• Эмбриональный период начинается с образования зиготы.
• Постэмбриональное развитие начинается после рождения или выхода из яйца.
• У некоторых животных постэмбриональное развитие сопровождается метаморфозом.