§ 19. Бесполое размножение

Определения и обозначения

Бесполое размножение — образование нового организма из одной родительской особи без слияния половых клеток. Его признаки — отсутствие оплодотворения и участие одного родителя; потомки обычно наследственно сходны с ним. Это понятие помогает отличить такой способ появления потомства от полового размножения.

Деление — способ бесполого размножения, при котором родительская клетка или организм разделяется на две либо несколько дочерних частей. Каждая часть может стать отдельным потомком, если получает необходимые клеточные структуры и наследственную информацию. Термин нужен, чтобы узнавать размножение, например, у амёбы или бактерий.

Почкование — способ размножения, при котором новый организм развивается из выроста, называемого почкой, на родительском организме. Почка растёт, пока не становится самостоятельной или не остаётся частью колонии. По этому признаку почкование отличают от разделения родителя на дочерние части.

Вегетативное размножение — образование нового растения из его вегетативных органов или их частей: побега, корня или листа. В отличие от размножения семенами, новое растение возникает без слияния половых клеток. Это определение помогает понять, почему черенок или клубень способен дать начало растению.

Как это устроено

При бесполом размножении потомок развивается от одной родительской особи, поэтому для его появления не нужны слияние гамет и оплодотворение. Это возможно потому, что необходимые для развития наследственная информация и клеточные структуры уже имеются у родителя или его части. Такой способ часто позволяет быстро дать начало потомству, особенно если условия благоприятны. Однако сходство потомков с родителем не означает, что они непременно будут абсолютно одинаковыми.

При делении наследственный материал сначала копируется, а затем распределяется между дочерними клетками. Копирование нужно, чтобы обе новые клетки получили инструкции для работы и развития, а распределение не позволило одной из них остаться без наследственной информации. Если клетка разделилась на две части, обычно возникают две дочерние клетки; у некоторых организмов деление тела может дать несколько частей. Так число потомков связано с тем, сколько жизнеспособных дочерних единиц образовалось.

При почковании новый организм формируется на родительском: на его теле возникает вырост, который растёт и постепенно приобретает необходимые части. Причина такого способа в том, что клетки выроста могут делиться и развиваться, не разделяя сразу весь организм. Когда почка становится достаточно самостоятельной, она может отделиться, как у гидры. У некоторых организмов почки остаются соединёнными с родителем, поэтому образуется колония.

Споры образуются в специализированных клетках или органах. Они могут распространяться, например, с помощью ветра или воды, поэтому новые организмы получают возможность расселяться и попадать в другие места. Сама спора не сливается с другой клеткой, а при благоприятных условиях прорастает и даёт начало организму. Для прорастания важны подходящие условия среды, в том числе достаток влаги и подходящая температура.

При вегетативном размножении растение использует способность частей побега, корня или листа образовывать новые органы и целое растение. Естественные примеры — клубни картофеля, корневища и усы земляники: из них при подходящих условиях развиваются новые растения. Человек применяет этот же принцип искусственно, укореняя черенки смородины или размножая растения делением куста. Такой способ позволяет получить новое растение из части материнского без образования семян.

Способы бесполого размножения

Чтобы пользоваться таблицей, сначала сравните, что происходит с родительским организмом или его частью, а затем найдите соответствующий способ. После этого проверьте выбор по примерам: важно обращать внимание на образование потомка, а не только на вид организма. Некоторые организмы могут размножаться разными способами.

Разбор задач

Задача 1. Амёба разделилась на две дочерние клетки. Определите способ размножения и назовите его основной признак.

1. Установим, сколько родительских клеток участвовало: одна амёба.
2. Проверим, что произошло с родителем: его клетка разделилась на две дочерние.
3. Сопоставим это с определением: разделение родительской клетки на дочерние части — деление.

Ответ: это деление; его основной признак — одна родительская клетка разделяется на две дочерние клетки.

Задача 2. У гидры на теле появился вырост, который вырос и отделился. Определите способ размножения и объясните, как возник новый организм.

1. Найдём ключевую деталь условия: сначала на родителе появился вырост.
2. Определим, что произошло дальше: вырост рос, а затем отделился от гидры.
3. Сравним последовательность с определением почкования: новый организм развивается из почки на родителе.

Ответ: это почкование. На теле гидры выросла почка, развилась в новый организм и отделилась от родительской особи.

Задача 3. Садовод укоренил часть побега смородины. Объясните, почему это пример бесполого размножения, и укажите, какого сходства можно ожидать между новым растением и материнским.

1. Определим, из чего получено растение: из части побега, то есть вегетативного органа.
2. Проверим, было ли оплодотворение: в условии нет слияния гамет, растение возникло из части материнского.
3. Сделаем вывод о сходстве: потомок обычно наследственно сходен с материнским растением, но мутации могут привести к различиям.

Ответ: укоренение черенка — вегетативное бесполое размножение. Новое растение обычно генетически сходно с материнским, однако нельзя утверждать, что оно во всех признаках обязательно будет полностью идентичным.

Типичные ошибки

Ошибка: считать, что бесполое размножение бывает только у одноклеточных. Так думают, потому что деление особенно наглядно наблюдать у одной клетки, но бесполыми способами размножаются также многие многоклеточные организмы и растения. Чтобы проверить себя, спросите, возникает ли потомок без слияния гамет: если да, способ может быть бесполым независимо от числа клеток родителя.

Ошибка: путать почкование с делением. В обоих случаях появляется новый организм, поэтому легко обратить внимание только на результат и не заметить, как он возник. При почковании потомок развивается из выроста, а при делении родитель разделяется на дочерние части. Проверяйте описание процесса: есть ли почка на родителе или он разделяется.

Ошибка: называть спору половой клеткой. Причина путаницы — и спора, и половая клетка могут участвовать в появлении нового организма, но их роль различна. Спора способна прорасти, не сливаясь с другой клеткой; при оплодотворении же половые клетки сливаются. Проверьте себя вопросом: происходит ли слияние этой клетки с другой?

Ошибка: утверждать, что потомки при бесполом размножении всегда полностью идентичны родителю. Обычно они наследственно сходны, но при копировании наследственной информации могут возникнуть мутации и различия. Путаница возникает, когда сходство принимают за абсолютную неизменность. Чтобы проверить формулировку, замените слово «всегда» на «обычно» и учтите возможность мутаций.

Связь с другими темами

Для понимания бесполого размножения нужны знания о клетке, её делении и наследственной информации: без них трудно объяснить, как дочерние клетки получают сведения для развития. Позже эти знания помогут сравнить бесполое размножение с половым и разобраться, какую роль в половом процессе играют гаметы и оплодотворение. Тема также связана с размножением растений: способы получения новых растений используют в сельском хозяйстве и садоводстве. Например, укоренение черенка позволяет размножить растение из части побега.

Что запомнить

• При бесполом размножении участвует одна родительская особь.
• Слияние половых клеток и оплодотворение не происходят.
• Деление, почкование и спорообразование — разные способы бесполого размножения.
• Вегетативное размножение растений происходит из частей их вегетативных органов.
• Бесполое размножение часто обеспечивает быстрое увеличение числа потомков.
• Потомки обычно наследственно сходны с родительским организмом, но могут различаться из-за мутаций.