"Биология. Общие закономерности", Мамонтов С.Г., Захаров В.Б.
Размножение позволяет организмам оставлять потомство и тем самым сохранять вид. Новый организм может появиться без слияния половых клеток или в результате их слияния. В первом случае потомство обычно наследственно сходно с родительской особью, во втором сочетает признаки обоих родителей и может отличаться от них. После образования организма начинается онтогенез — его индивидуальное развитие. Оно включает периоды до рождения или выхода из яйца и после этого, а его ход зависит от деления и специализации клеток, а также от условий среды.
Текст подготовлен нейронной сетью по теме параграфа и не заменяет учебник — важные факты и формулировки сверяйте с ним.
Размножение — способность организмов воспроизводить себе подобных. Благодаря ему после гибели отдельных особей вид может продолжать существовать. Если бы организмы не оставляли потомства, их численность постепенно уменьшалась бы.
Бесполое размножение — образование нового организма без слияния половых клеток. Обычно в нём участвует одна родительская особь, из которой или на которой развивается потомство. Такой способ позволяет быстро увеличивать число организмов, не дожидаясь встречи партнёров.
Половое размножение — появление потомства в результате слияния половых клеток, или гамет. Наследственная информация двух гамет объединяется, поэтому потомство может отличаться от родителей и друг от друга. Это создаёт наследственную изменчивость, помогающую виду сохраняться при изменении условий.
Онтогенез — индивидуальное развитие организма от момента его образования до конца жизни. Это понятие охватывает не только рост, но и последовательные изменения строения и функций. Оно помогает описать жизненный путь организма как единый процесс.
При бесполом размножении потомок развивается из одной родительской особи: например, отделяется от неё или вырастает на её теле. Новая особь получает наследственную информацию от этого единственного источника. Поэтому её признаки обычно сходны с признаками родителя, хотя изменения наследственного материала могут привести к отличиям. Отсутствие необходимости образовывать пару делает этот способ удобным для быстрого размножения.
При половом размножении образуются мужские и женские гаметы. В ходе их формирования число хромосом уменьшается вдвое, поэтому каждая гамета несёт одинарный набор — n. Это необходимо, чтобы при слиянии двух гамет число хромосом не удваивалось с каждым поколением. Например, если в обычных клетках организма набор 2n, в его гаметах находится n хромосом.
Оплодотворение — это слияние мужской и женской гамет, а не их образование. Наследственный материал обеих клеток оказывается в одной клетке — зиготе. Одна гамета приносит одинарный набор хромосом, другая — такой же набор, поэтому в зиготе вновь становится 2n. Зигота начинает развитие нового организма и даёт начало его клеткам.
Онтогенез начинается с образования зиготы и включает два крупных периода. Эмбриональное развитие продолжается до рождения или выхода организма из яйца; в это время формируются основные части тела. После этой границы начинается постэмбриональное развитие, во время которого организм растёт, взрослеет и проходит дальнейшие возрастные изменения. Граница связана с появлением организма вне материнского организма или яйца, а не с окончанием его роста.
Развитие обеспечивают деление клеток, их рост и специализация — приобретение клетками различий, необходимых для выполнения определённых функций. Деление увеличивает число клеток, а рост помогает им достигать нужных размеров. Специализация позволяет клеткам образовывать ткани и органы, работающие согласованно. На ход развития влияют условия среды: питание, температура и другие факторы могут поддерживать нормальное развитие или затруднять его.
| Признак | Бесполое размножение | Половое размножение |
|---|---|---|
| Участие родительских особей | Обычно одна особь | Обычно две особи; у некоторых организмов возможны иные варианты |
| Участие половых клеток | Гаметы не участвуют | Участвуют мужская и женская гаметы |
| Основные этапы | Образование потомка из родительского организма или его части | Образование гамет, их слияние и развитие зиготы |
| Наследственное сходство потомства с родителями | Обычно высокое сходство с родительской особью | Потомство сочетает наследственные признаки родителей |
| Значение для сохранения вида и его изменчивости | Позволяет быстро увеличить численность; изменчивость потомства обычно невелика | Обеспечивает продолжение вида и способствует наследственной изменчивости |
Сначала определите, участвуют ли гаметы и происходит ли их слияние: это главный способ различить два типа размножения. Затем сравните число родительских особей и ожидаемое сходство потомства. Таблица показывает общие закономерности, поэтому отдельные организмы могут иметь особенности.
Задача 1. У гидры на теле образовался вырост, который вырос и отделился. Определите способ размножения и обоснуйте ответ. Нужно выяснить, откуда возник новый организм и требовалось ли слияние половых клеток. Само наличие выросшего на родителе выроста подсказывает, что потомок формировался непосредственно из тела гидры.
Ответ: бесполое размножение. Гидра образовала нового организма из выроста, и слияния гамет не было.
Задача 2. В клетке организма диплоидный набор хромосом равен 2n = 16. Сколько хромосом будет в гамете и в зиготе после оплодотворения? Сначала нужно найти одинарный набор: гамета получает половину диплоидного числа. Затем следует учесть, что при оплодотворении сливаются две гаметы и их наборы складываются.
Ответ: в гамете 8 хромосом, в зиготе после оплодотворения — 16. Зигота получает по одному набору от каждой гаметы.
Задача 3. Сопоставьте события: образование зиготы, рост зародыша, рождение, рост и взросление организма. Расположите их по порядку и разделите на эмбриональный и постэмбриональный периоды. Важно сначала найти начало онтогенеза, а затем установить границу между периодами. Ею служит рождение или выход из яйца.
Ответ: образование зиготы → рост зародыша → рождение → рост и взросление организма. Эмбриональный период включает первые два события, постэмбриональный — события после рождения.
Бесполое размножение иногда считают разновидностью полового, потому что в обоих случаях появляется потомство. Но признак полового размножения — слияние гамет, которого при бесполом нет. Путаница возникает, если ориентироваться только на результат, а не на способ его получения. Проверьте себя вопросом: участвовали ли в образовании потомка половые клетки?
Гамету могут принять за зиготу, потому что обе связаны с половым размножением. Однако гамета имеет одинарный набор хромосом, а зигота образуется после слияния гамет и имеет двойной набор. Чтобы не перепутать их, проследите порядок: сначала гаметы, затем оплодотворение, после него зигота. Если набор обозначен как n, речь идёт о гамете, если 2n — о зиготе в типичном случае.
Образование гамет иногда называют оплодотворением, поскольку оба события относятся к половому размножению. Это неверно: при образовании возникают половые клетки, а оплодотворение — их слияние. Проверка проста: подумайте, появились ли две гаметы или уже объединились в одну клетку. Результатом оплодотворения должна быть зигота.
Эмбриональный и постэмбриональный периоды путают, если считать, что эмбриональное развитие продолжается до взросления. Оно заканчивается при рождении или выходе из яйца, а дальнейший рост относится к постэмбриональному развитию. Чтобы определить период, найдите границу появления организма вне яйца или материнского организма. Все этапы до неё эмбриональные, после неё — постэмбриональные.
Для понимания размножения полезно вспомнить строение клетки, роль ядра и хромосом, а также различия между митозом и мейозом. Эти знания объясняют, как передаётся наследственная информация и почему набор хромосом в гаметах уменьшается. Размножение связывает темы наследования признаков, разнообразия организмов и сохранения видов. Онтогенез пригодится при изучении эмбриологии, возрастных изменений и влияния среды на развитие организма.
Чем бесполое размножение отличается от полового?
При бесполом размножении новый организм возникает без слияния половых клеток, обычно от одной родительской особи. При половом размножении сливаются мужская и женская гаметы, а потомство получает сочетание наследственной информации.
Почему гаметы имеют одинарный набор хромосом?
При образовании гамет число хромосом уменьшается вдвое. Поэтому после слияния двух гамет в зиготе восстанавливается двойной набор, характерный для клеток организма.
Что образуется в результате оплодотворения?
В результате слияния мужской и женской половых клеток образуется зигота. Она получает одинарный набор хромосом от каждой гаметы.
Когда начинается онтогенез?
Онтогенез начинается с образования зиготы — первой клетки нового организма. Далее идут эмбриональный и постэмбриональный периоды развития.
Чем эмбриональное развитие отличается от постэмбрионального?
Эмбриональное развитие происходит от образования зиготы до рождения или выхода организма из яйца. Постэмбриональное начинается после этого и продолжается в течение дальнейшей жизни.
Раздел 3. Размножение и индивидуальное развитие организмов
