§ 13. Размножение живых организмов

Определения и обозначения

Размножение — процесс, благодаря которому организмы оставляют потомство и сохраняют существование вида. Оно не обязательно для жизни отдельной особи, но без смены поколений вид постепенно исчезнет. Поэтому размножение связывает жизнь родителей с появлением новых организмов.

Бесполое размножение — образование нового организма без слияния половых клеток. Обычно в нём участвует одна родительская особь, от которой непосредственно возникают потомки. Такой способ позволяет размножаться без поиска партнёра и часто быстро увеличивать численность.

Половое размножение — образование потомства с участием половых клеток, или гамет. Гаметы несут наследственную информацию, а при их слиянии она объединяется. Благодаря этому потомки могут сочетать признаки по-разному.

Оплодотворение — слияние мужской и женской половых клеток с образованием зиготы. Зигота — первая клетка нового организма, которая затем делится и развивается. Не путай её с гаметой: гаметы участвуют в оплодотворении, а зигота появляется в его результате.

Как это устроено

Отдельный организм может жить и выполнять свои жизненные функции, не оставляя потомства. Но продолжительность жизни особей ограничена: они стареют, погибают, а условия среды могут быть неблагоприятными. Размножение компенсирует исчезновение особей появлением новых, поэтому поддерживается непрерывность существования вида.

При бесполом размножении новый организм развивается из одной родительской особи или её части. При делении клетка разделяется, и возникают дочерние клетки, как у амёбы. При спорообразовании организм производит споры, способные дать начало новым организмам; наличие спор само по себе ещё не означает полового размножения. При вегетативном размножении растения новые особи возникают из частей материнского растения — например, из усов земляники.

Для полового размножения образуются гаметы — специализированные половые клетки. У многих организмов мужские и женские гаметы формируются у разных особей, но иногда их производит один организм. Когда гаметы сливаются, происходит оплодотворение: их наследственная информация объединяется, а получившаяся клетка называется зиготой. Зигота делится и постепенно развивается в новый организм.

При бесполом размножении потомки обычно наследственно очень похожи на родителя, потому что новый организм возникает от одной особи без объединения наследственной информации двух гамет. Однако сходство не означает абсолютной неизменности: новые наследственные изменения могут возникать. При половом размножении признаки сочетаются в новых комбинациях, поэтому потомки нередко отличаются друг от друга и от родителей.

Разные способы размножения полезны в разных обстоятельствах. Если условия подходят, бесполое размножение позволяет быстро увеличить численность и не требует встречи с партнёром. Половое размножение обычно происходит медленнее, зато разнообразие потомков повышает вероятность того, что некоторые из них окажутся приспособлены к изменившейся среде. Это не означает, что один способ всегда лучше другого: их преимущества зависят от условий жизни.

Сравнение бесполого и полового размножения

Сначала сравни число участвующих организмов и наличие гамет: эти признаки помогают определить способ размножения. Затем проверь, как возникает потомство и насколько оно может отличаться по наследственным признакам. Формулировки «обычно» важны: число особей не заменяет главного критерия — наличия или отсутствия слияния гамет.

Разбор задач

Задача 1. Деление амёбы

Одноклеточная амёба разделилась на две клетки. Определите способ размножения и объясните, почему его относят к этому типу. Нужно установить, откуда появились дочерние клетки и участвовали ли в их образовании гаметы. Слияние половых клеток в условии не указано.

1. Установим исходный организм: им была одна амёба.
2. Проследим событие: родительская клетка разделилась, образовав две новые клетки.
3. Проверим признак полового размножения: слияния гамет не происходило, значит размножение бесполое.

Ответ: амёба размножилась бесполым способом — делением. Новые особи возникли от одной родительской без слияния гамет.

Задача 2. Усы земляники

У растения земляники образовались новые растения на усах. Определите способ размножения и назовите его разновидность. В условии описана связь новых растений с частями материнского растения, а не образование и слияние гамет. Это помогает выбрать нужный тип по тому, из чего возникает потомство.

1. Определим источник новых растений: ими стали части материнской земляники — усы.
2. Сравним с известными способами бесполого размножения: развитие потомства из части растения называют вегетативным размножением.
3. Проверим, описано ли оплодотворение: гамет и их слияния в условии нет.

Ответ: это бесполое размножение, его разновидность — вегетативное размножение усами.

Задача 3. Слияние гамет

У двух организмов образовались гаметы, которые слились; затем из возникшей клетки развился новый организм. Опишите последовательность событий и объясните, чем такой способ отличается от размножения делением. Важно не перепутать исходные половые клетки с клеткой, возникшей после их слияния. Именно порядок событий позволяет определить способ размножения.

1. Сначала у организмов образовались мужская и женская гаметы.
2. Затем гаметы слились: этот процесс называется оплодотворением.
3. В результате возникла зигота, из которой развился новый организм.
4. Сравним с делением: при нём клетка разделяется без слияния гамет, а здесь потомство начинается с зиготы.

Ответ: последовательность такова: образование гамет, оплодотворение, формирование зиготы, развитие нового организма. Это половое размножение, в отличие от бесполого размножения делением.

Типичные ошибки

Ошибка — считать, что при бесполом размножении потомство всегда абсолютно идентично родителю. Обычно сходство действительно высокое, но абсолютную неизменность это не гарантирует: наследственные изменения могут возникать. Так думают, потому что не происходит слияния гамет и потомство выглядит похожим. Для проверки формулируй осторожно: «обычно сходны», а не «всегда одинаковы».

Ошибка — называть любое образование спор половым размножением. Споры могут участвовать в бесполом размножении, поэтому важно выяснить, сливались ли гаметы. Путаница возникает из-за того, что споры — отдельные клетки, связанные с размножением. Проверь описание процесса: если слияния гамет не было, одного наличия спор недостаточно, чтобы назвать размножение половым.

Ошибка — путать гамету и зиготу. Гамета — половая клетка до оплодотворения, а зигота образуется после слияния гамет. Их смешивают, потому что обе представляют собой клетки и участвуют в последовательных этапах размножения. Проверь себя вопросом: клетка сливается с другой или уже возникла в результате слияния?

Ошибка — считать, что при половом размножении обязательно должны участвовать две особи. Чаще гаметы образуют разные организмы, но иногда их производит одна особь; решающий признак — слияние гамет. Привычная связь полового размножения с парой может скрыть главное условие. Чтобы проверить ответ, ищи в описании именно образование и слияние гамет, а не только число организмов.

Связь с другими темами

Для понимания размножения нужны знания о клетке, делении клеток и передаче наследственной информации. Они помогают проследить, как от одной клетки возникают новые и каким образом потомки получают признаки родителей. Тема связана с клеточным циклом, мейозом — особым типом деления, при котором образуются половые клетки у многих организмов, — и оплодотворением. Эти знания пригодятся при изучении наследственности, изменчивости, развития организмов и эволюции: размножение передаёт наследственную информацию следующим поколениям, а её изменения и различия влияют на разнообразие живого.

Что запомнить

• Размножение обеспечивает появление потомства и непрерывность существования вида.
• При бесполом размножении потомство возникает без слияния гамет.
• Деление, спорообразование и вегетативное размножение — способы бесполого размножения.
• При половом размножении участвуют гаметы.
• Слияние гамет называется оплодотворением.
• Зигота образуется в результате оплодотворения.
• Половое размножение обычно повышает наследственное разнообразие потомства.