45. Продление рода. Органы размножения

Определения и обозначения

Размножение — способность организмов оставлять потомство и тем самым обеспечивать продолжение существования вида. Благодаря ему на смену погибающим животным появляются новые поколения. Рост увеличивает размеры отдельного организма, а размножение создаёт потомство.

Половые железы — органы, в которых образуются половые клетки; у самцов это семенники, у самок — яичники. Железы производят клетки, необходимые для полового размножения. Поэтому орган и образуемую им клетку нельзя называть одним словом.

Половые клетки — специализированные клетки, участвующие в размножении: сперматозоиды и яйцеклетки. Они различаются строением и выполняют взаимодополняющие функции. Их встреча и последующее слияние дают начало развитию нового организма.

Оплодотворение — слияние мужской и женской половых клеток, в результате которого начинается развитие нового организма. Оно соединяет клетки двух родителей в одну начальную клетку нового организма. Место, где происходит слияние, позволяет различать наружное и внутреннее оплодотворение.

Как это устроено

Отдельное животное не может жить бесконечно: оно стареет, может погибнуть от болезни или других причин. Если бы организмы только росли и развивались, но не оставляли потомства, со временем вид исчез бы. Размножение поддерживает смену поколений, тогда как рост и развитие относятся к изменениям одной особи. Поэтому продолжение рода зависит не от долголетия каждого животного, а от появления потомства.

В половых железах образуются половые клетки, а остальные органы размножения помогают им созревать, перемещаться или встречаться. У самцов семенники производят сперматозоиды, у самок яичники — яйцеклетки. Устройство половых органов связано с тем, как клетки выходят из организма или попадают в него. Их основная роль — обеспечить условия, при которых возможно оплодотворение.

Сперматозоид обычно намного меньше яйцеклетки и приспособлен к движению: ему нужно добраться до женской клетки. Яйцеклетка крупнее, потому что содержит запас веществ, который может поддержать первые этапы развития. Эти клетки не одинаковы и не заменяют друг друга: каждая вносит свой вклад в начало развития организма. Различия их строения связаны с разными задачами.

Когда сперматозоид и яйцеклетка сливаются, происходит оплодотворение и начинается развитие нового организма. Если клетки встречаются и сливаются вне организма самки, например в воде, оплодотворение наружное. Если слияние происходит внутри организма самки, оно внутреннее. Вода помогает половым клеткам перемещаться и не высыхать, тогда как на суше внутреннее оплодотворение защищает их от высыхания и облегчает встречу.

Условия среды влияют на то, как животные находят партнёра и где встречаются их половые клетки. При наружном оплодотворении часто выделяется много клеток, но до слияния и развития доходит лишь часть: клетки могут быть смыты или стать пищей других животных. Внутреннее оплодотворение может повысить вероятность встречи клеток и защитить их, что особенно полезно на суше. Однако способ оплодотворения не определяет среду обитания сам по себе: внутреннее оплодотворение встречается и у водных животных.

Сравнение мужской и женской половых систем

Сравнивайте системы по строкам: так видно, какие органы и клетки соответствуют друг другу. В первой строке указаны железы, а во второй — производимые ими клетки, поэтому эти понятия не следует смешивать. Функции и участие в оплодотворении показывают, как органы помогают половым клеткам встретиться.

Разбор задач

Задача 1. Назовите половые железы самца и самки и укажите, какие клетки образуются в каждой из них.

1. Сначала определяем, какие органы относятся к половым железам: это органы, образующие половые клетки.
2. Для самца находим соответствующую железу — семенники.
3. Вспоминаем, что в семенниках образуются сперматозоиды, а в яичниках самки — яйцеклетки.

Ответ: у самца половые железы — семенники, они образуют сперматозоиды; у самки — яичники, в них образуются яйцеклетки. Здесь важно сначала назвать орган, а затем клетку, которую он производит.

Задача 2. У животного мужские и женские половые клетки встречаются в воде. Определите, какой тип оплодотворения происходит, и объясните ответ.

1. Уточняем, где встречаются клетки: в условии сказано, что это происходит в воде.
2. Определяем, происходит ли встреча внутри организма самки. По условию клетки встречаются в окружающей среде, а не внутри него.
3. Сопоставляем место слияния с определениями: вне организма самки — наружное оплодотворение.

Ответ: оплодотворение наружное, потому что мужские и женские клетки встречаются вне организма самки. Сам факт, что встреча происходит в воде, помогает понять условие, но решающий признак — место слияния клеток.

Задача 3. У двух видов животных оплодотворение происходит внутри организма самки, но один вид живёт в воде, а другой — на суше. Объясните, почему внутреннее оплодотворение может быть приспособлением к наземной среде и почему оно само по себе не определяет среду обитания вида.

1. Выделяем признак, который общий у обоих видов: слияние клеток происходит внутри организма самки.
2. Объясняем пользу на суше: половые клетки не высыхают и могут встретиться внутри организма.
3. Сверяем вывод с условием: один вид живёт в воде, хотя оплодотворение у него внутреннее.

Ответ: на суше внутреннее оплодотворение помогает защитить половые клетки и повысить вероятность их встречи. Но оно не является признаком только наземных животных: пример водного вида показывает, что способ оплодотворения сам по себе не определяет среду обитания.

Типичные ошибки

Ошибка — считать размножение увеличением размеров отдельного животного. Её допускают, потому что и рост, и размножение связаны с изменениями организма. Проверьте себя: если появляется новый организм, речь идёт о размножении; если меняется размер одной особи — о росте.

Иногда половые железы путают с половыми клетками, потому что названия связаны с одной функцией. Но железа — орган, а сперматозоид или яйцеклетка — клетка, которую орган образует. Чтобы проверить ответ, спросите себя, назван ли здесь орган или его продукт.

Неверно называть яйцеклетку и сперматозоид одинаковыми по строению и роли. Такое представление возникает, если помнить только, что обе клетки участвуют в оплодотворении. Проверьте себя по их функциям: сперматозоид обычно подвижен и доставляет наследственный материал, а крупная яйцеклетка содержит запас веществ.

Наружное и внутреннее оплодотворение порой меняют местами. Путаницу вызывает то, что названия легко связать с местом жизни животного, хотя они указывают на место слияния клеток. Проверьте себя вопросом: это происходит внутри организма самки или вне его? В первом случае оплодотворение внутреннее, во втором — наружное.

Связь с другими темами

Чтобы понять тему, нужно знать, что клетка — основная единица строения организма, а органы выполняют определённые функции. Эти представления помогают различить половые железы и образуемые ими клетки. Тема связана с размножением и развитием животных: она объясняет, как появляется потомство и почему способы размножения различаются. Знание о половых клетках и оплодотворении пригодится при изучении жизненных циклов и индивидуального развития организмов.

Что запомнить

• Размножение обеспечивает продолжение существования вида.
• Мужские половые клетки образуются в семенниках, женские — в яичниках.
• Сперматозоид и яйцеклетка — половые клетки.
• При оплодотворении мужская и женская половые клетки сливаются.
• При наружном оплодотворении слияние клеток происходит вне организма самки.
• При внутреннем оплодотворении слияние клеток происходит внутри организма самки.