Особенности размножения разных групп животных

Определения и обозначения

Размножение — процесс, благодаря которому животные оставляют потомство. Оно необходимо, чтобы после смерти отдельных особей вид не исчезал, а новые поколения продолжали жить и развиваться. Способы размножения у животных различны, потому что они приспособлены к разным условиям. Например, жизнь в воде или на суше влияет на то, где развиваются половые клетки и зародыш.

Оплодотворение — слияние мужской и женской половых клеток, после которого начинается развитие нового организма. Мужские половые клетки несут наследственную информацию, а женская клетка обеспечивает начало развития зародыша. Оплодотворение важно потому, что именно после него может появиться новый организм. Оно бывает внешним или внутренним — в зависимости от места слияния клеток.

Внешнее оплодотворение — слияние половых клеток вне тела самки. Часто оно происходит в воде: там клетки не высыхают и могут перемещаться, встречаясь друг с другом. Вода также поддерживает развитие многих икринок и зародышей. Поэтому такой способ особенно распространён у животных, размножающихся в водной среде.

Внутреннее оплодотворение — слияние половых клеток внутри тела самки. Там клетки и начало развития зародыша защищены от высыхания и многих внешних воздействий. Это помогает животным размножаться на суше, где половые клетки и зародыш не могут развиваться прямо в открытой среде. Однако внутреннее оплодотворение не означает, что детёныш обязательно родится живым: развитие может продолжиться в яйце.

Как это устроено

У многих рыб самка откладывает в воду икру, а самец выпускает молоки — жидкость с мужскими половыми клетками. Часто оплодотворение происходит снаружи, поэтому икринки и клетки должны оказаться рядом в воде. Вода не даёт им быстро высохнуть и создаёт условия для развития зародыша. Однако не все рыбы размножаются одинаково: у некоторых оплодотворение внутреннее, и потомство развивается иначе.

У многих земноводных размножение тоже связано с водой: самка откладывает икру, а оплодотворение происходит снаружи. Это связано с тем, что их икринки без защитной оболочки легко высыхают на воздухе. В воде зародыш может развиваться, а после выхода из икринки у многих видов появляется личинка, которая со временем меняется. При этом у отдельных земноводных встречаются другие способы размножения, поэтому нельзя считать икру в воде правилом для каждого вида.

Пресмыкающиеся, птицы и млекопитающие обычно используют внутреннее оплодотворение. На суше половые клетки не могут свободно перемещаться в воде и быстро теряют влагу, поэтому слияние внутри тела самки повышает вероятность оплодотворения. У многих пресмыкающихся и у птиц зародыш затем развивается в яйце с оболочкой и запасом питательных веществ. Эти приспособления помогают яйцу сохранять влагу и обеспечивают зародыш всем необходимым во время развития.

Развитие потомства происходит по-разному. Птица откладывает яйцо, и зародыш развивается в нём вне тела матери; у пресмыкающихся также часто встречается развитие в яйце, хотя есть исключения. У большинства млекопитающих зародыш развивается внутри организма матери, а детёныш рождается живым. При этом место оплодотворения и способ появления детёныша — разные признаки: внутреннее оплодотворение может предшествовать развитию в яйце.

Различается и забота о потомстве. Многие рыбы и земноводные откладывают большое количество икры, но не охраняют каждую икринку: это повышает шанс, что хотя бы часть потомства выживет. Птицы обычно насиживают яйца и защищают птенцов, а взрослые млекопитающие вынашивают детёнышей и кормят их молоком. Это не простая шкала от «мало» к «много»: способы заботы помогают потомству выжить в конкретной среде.

Размножение и развитие потомства у разных групп животных

Таблица показывает наиболее распространённые особенности, а не правило без исключений для каждого животного. Сначала сравни место оплодотворения, затем — где развивается зародыш и как появляется потомство. Последний столбец помогает увидеть, что забота о детёнышах не всегда прямо связана с количеством отложенных икринок или яиц.

Разбор задач

Задача 1. У рыбы самка выметала икру в воду, а самец выпустил молоки. Определи, где происходит оплодотворение. Чтобы ответить, нужно найти в условии сведения о месте, где встречаются половые клетки, а не только о том, где лежит икра. Молоки содержат мужские половые клетки, а икринки — женские.

1. Самка выпускает икру в воду, то есть женские клетки оказываются вне её тела.
2. Самец выпускает молоки в ту же воду, поэтому мужские клетки могут встретиться с икринками снаружи.
3. Слияние клеток происходит вне тела самки, а значит, оплодотворение внешнее.

Ответ: оплодотворение происходит в воде, вне тела самки, и называется внешним. Само по себе откладывание икры ещё не определяет место оплодотворения, но в описанном случае оба вида клеток выпущены в воду. Поэтому решающим признаком служит их слияние снаружи.

Задача 2. Сравни размножение птиц и млекопитающих по месту развития зародыша и способу появления детёнышей. Не следует смешивать оплодотворение с дальнейшим развитием: у обеих групп оно обычно внутреннее. Нужно отдельно выяснить, где зародыш развивается и как детёныш появляется на свет.

1. У птиц после внутреннего оплодотворения зародыш развивается в яйце, которое находится вне тела матери.
2. Птенец появляется, когда вылупляется из яйца; взрослые птицы часто насиживают его и заботятся о птенцах.
3. У большинства млекопитающих зародыш развивается внутри организма матери, а детёныш рождается живым.

Ответ: зародыш птицы развивается в яйце вне тела матери, а зародыш большинства млекопитающих — внутри организма матери. Оплодотворение у тех и других обычно внутреннее, но способы дальнейшего развития и появления потомства различаются. У млекопитающих есть исключения, например яйцекладущие виды.

Задача 3. Распредели лягушку, ящерицу, голубя и кита по группам, укажи вероятный способ размножения и одну особенность развития потомства. Сначала определи группу каждого животного: от неё зависит наиболее вероятный вариант. Затем укажи общий способ, помня, что для некоторых групп бывают исключения.

1. Лягушка — земноводное: вероятно, откладывает икру в воду с внешним оплодотворением; у многих лягушек из икры выходит личинка.
2. Ящерица — пресмыкающееся: обычно оплодотворение внутреннее, а зародыш развивается в яйце.
3. Голубь — птица: оплодотворение внутреннее, птенец развивается в яйце и вылупляется из него.
4. Кит — млекопитающее: оплодотворение внутреннее, детёныш развивается внутри матери, рождается живым и питается молоком.

Ответ: лягушка — земноводное, ящерица — пресмыкающееся, голубь — птица, кит — млекопитающее. Для лягушки указан распространённый, а не единственно возможный способ; конкретные особенности зависят от вида. Сходство ящерицы и голубя в развитии в яйце не отменяет того, что это разные группы животных.

Типичные ошибки

Ошибка: считать, что все рыбы и земноводные размножаются только внешним оплодотворением. Так думают, потому что такой способ часто описывают как характерный для этих групп, но в них есть исключения. Проверь себя: слово «многие» не означает «все», а у разных видов способы размножения могут отличаться.

Ошибка: путать внешнее оплодотворение с откладыванием икры. Икру можно увидеть снаружи, поэтому легко решить, что оплодотворение обязательно было внешним, хотя это разные признаки. Проверь себя вопросом: где слились половые клетки? Если они слились вне тела самки, оплодотворение внешнее; место, куда отложено потомство, само по себе ответа не даёт.

Ошибка: утверждать, что у всех млекопитающих детёныши развиваются одинаково. Обычно зародыш развивается внутри матери, и этот общий признак запоминается как правило для каждого вида. Но есть яйцекладущие млекопитающие, поэтому точнее говорить «у большинства». Проверяй формулировки и не заменяй слова «обычно» или «многие» словом «все».

Ошибка: определять степень заботы только по количеству потомства. Большое число икринок может сочетаться с отсутствием ухода, а небольшое число детёнышей — с защитой и кормлением, но количество само по себе ничего не доказывает. Проверяй себя: учитывай, что происходит после появления потомства — охраняют ли его, вынашивают ли или кормят. Именно эти действия помогают сравнить заботу.

Связь с другими темами

Для понимания размножения нужно знать, что у животных есть мужские и женские половые клетки, а группы животных живут в разных средах. Эти сведения помогают объяснить, почему оплодотворение может происходить в воде или внутри организма. Тема связана с жизненными циклами и развитием животных: она показывает, как зародыш становится взрослой особью. Она также помогает понять приспособление организмов к среде и значение размножения для сохранения видов.

Что запомнить

• Размножение обеспечивает появление потомства и продолжение существования вида.
• Оплодотворение — слияние мужской и женской половых клеток.
• Оплодотворение бывает внешним и внутренним.
• У многих рыб и земноводных размножение связано с водой.
• У птиц зародыш развивается в яйце вне тела матери.
• У большинства млекопитающих детёныши развиваются внутри организма матери.
• Способы размножения и забота о потомстве различаются даже внутри одной группы.