§ 39. Организменный уровень: общая характеристика. Размножение организмов

Определения и обозначения

Организменный уровень — уровень организации живой природы, на котором организм рассматривают как целостную систему. Его клетки, ткани и органы взаимосвязаны и согласованно обеспечивают жизнедеятельность. Это понятие помогает увидеть не только отдельные части, но и их совместную работу.

Размножение — свойство организмов воспроизводить себе подобных. Благодаря ему жизнь не обрывается с гибелью отдельных особей, а продолжается в поколениях. При этом потомству передаётся наследственная информация — сведения, влияющие на признаки организма.

Бесполое размножение — образование нового организма без слияния гамет, то есть половых клеток. Обычно потомство возникает от одной родительской особи и наследственно сходно с ней. Это определение позволяет отличить бесполое размножение от полового по отсутствию слияния гамет.

Половое размножение — образование нового организма в результате слияния мужской и женской гамет. При их слиянии возникает зигота — первая клетка нового организма. Наличие зиготы помогает распознать половое размножение, даже если в нём участвует только одна особь.

Как это устроено

Организм считают целостной системой, потому что его части не могут полноценно поддерживать жизнь независимо друг от друга. Клетки объединяются в ткани, ткани образуют органы, а органы выполняют согласованные функции. Например, чтобы организм получал и использовал вещества, должны работать связанные между собой системы органов. Поэтому изменение работы одной части может отразиться на жизнедеятельности целого организма.

Размножение необходимо не только для увеличения числа особей. Если бы организмы не оставляли потомства, каждый вид исчез бы после гибели его представителей. Передача наследственной информации связывает родительские организмы с потомками и обеспечивает преемственность поколений. Благодаря этому у потомков сохраняются многие признаки, характерные для вида.

При бесполом размножении новый организм развивается от одной родительской особи, а слияния гамет не происходит. Так, бактерия может разделиться на две дочерние клетки, каждая из которых станет самостоятельной. Отсутствие необходимости находить партнёра и сливать гаметы позволяет быстро образовывать потомство. Поэтому такой способ может быстро увеличивать численность организмов в подходящих условиях.

Половое размножение начинается с образования гамет. Мужская и женская гаметы сливаются при оплодотворении, в результате чего возникает зигота. Затем зигота делится и развивается в новый организм. Такая последовательность важна: именно сочетание наследственного материала гамет даёт начало потомку с новым сочетанием признаков.

Способы размножения различаются и по последствиям для потомства. При бесполом размножении потомки обычно наследственно сходны с родительской особью, поскольку новый организм возникает без слияния гамет. При половом размножении наследственный материал двух гамет сочетается, и это обычно повышает разнообразие признаков потомства. Такое разнообразие называют наследственной изменчивостью; оно не означает, что каждый потомок обязательно будет заметно отличаться.

Сравнение бесполого и полового размножения

Чтобы определить способ размножения, сначала проверьте, участвуют ли гаметы и сливаются ли они. Затем сравните происхождение нового организма и ожидаемое сходство потомства с родителем. Слова «обычно» в таблице важны: они показывают общую закономерность, а не абсолютное правило.

Разбор задач

Бактерия разделилась на две дочерние клетки. Определите способ размножения и объясните, участвуют ли в нём гаметы.

Нужно выяснить, как возникли новые клетки, а затем проверить наличие гамет и их слияния. Само слово «разделилась» указывает на то, что потомство образуется из родительской клетки. Для классификации решающим будет отсутствие половых клеток и оплодотворения.

1. Исходный организм — одна бактерия, от которой образовались две дочерние клетки.
2. Никакие мужские и женские гаметы не сливались: новые клетки появились в результате деления.
3. Следовательно, это бесполое размножение.

Ответ: бактерия размножилась бесполым способом; гаметы в этом процессе не участвуют.

У растения новый организм возник из части побега, а у другого вида — из семени после оплодотворения. Сравните способы размножения и обоснуйте ответ.

В первом случае важно проследить, какая часть дала начало новому растению. Во втором условие прямо сообщает об оплодотворении, то есть слиянии гамет. Поэтому внешнее сходство результатов — оба раза выросло растение — не мешает определить разные способы размножения.

1. Новый организм из части побега возник без образования зиготы и слияния гамет; это вегетативное бесполое размножение.
2. Семя после оплодотворения развивается в результате полового размножения, поскольку ему предшествовало слияние гамет.
3. Сравниваем не наличие растения или семени само по себе, а участие гамет и оплодотворения.

Ответ: из части побега растение возникло бесполым способом, а из семени после оплодотворения — половым.

В популяции обнаружили потомство, заметно различающееся по наследственным признакам. Какой способ размножения вероятнее привёл к появлению такого разнообразия? Обоснуйте ответ.

В условии речь идёт о различиях именно по наследственным признакам, а не только о внешних изменениях под влиянием среды. Нужно связать такие различия с тем, как формируется наследственный материал потомков. При слиянии гамет он сочетается по-новому, поэтому половое размножение обычно способствует разнообразию.

1. При половом размножении участвуют гаметы, несущие наследственную информацию.
2. Их слияние создаёт новые сочетания наследственного материала в зиготе.
3. Различия между потомками поэтому вероятнее объясняются половым размножением.

Ответ: вероятнее половое размножение, поскольку сочетание наследственной информации гамет обычно повышает наследственную изменчивость потомства.

Типичные ошибки

Ошибка — считать, что для полового размножения всегда нужны две особи. Так думают, потому что часто гаметы действительно происходят от разных организмов. Проверьте себя: определяющий признак — слияние гамет, поэтому возможно самооплодотворение одной особи.

Ошибка — называть любое появление потомства бесполым размножением. Такое мнение возникает, если ориентироваться только на итог — возникновение нового организма. Спросите себя, сливались ли гаметы: если да, размножение половое.

Ошибка — утверждать, что потомки при бесполом размножении абсолютно одинаковы. Обычно они наследственно сходны с родителем, но мутации могут вызывать различия. Проверяйте формулировку: «обычно сходны» точнее, чем «всегда идентичны».

Ошибка — сводить значение размножения только к увеличению числа особей. Это объяснение упускает преемственность поколений и передачу наследственной информации. Проверьте себя: назовите не только результат для численности, но и то, как размножение сохраняет жизнь вида во времени.

Связь с другими темами

Чтобы разобраться в размножении, нужно знать, что организмы имеют клеточное строение, а наследственная информация передаётся через клеточные поколения. Знание клеточного деления помогает понять, как из одной клетки образуются новые клетки и развивается потомство. Эти основы понадобятся при изучении гаметогенеза — образования гамет, оплодотворения и индивидуального развития организма. Сочетание наследственной информации также связывает тему с закономерностями наследственности и изменчивости.

Что запомнить

• Организм — целостная система взаимосвязанных частей.
• Размножение обеспечивает преемственность поколений.
• При бесполом размножении слияния гамет не происходит.
• При половом размножении гаметы сливаются, образуя зиготу.
• Потомство при бесполом размножении обычно сходно с родителем.
• Половое размножение обычно повышает наследственную изменчивость потомства.