Αφυλική και σεξουαλική αναπαραγωγή. Μορφές ασεξουαλικής αναπαραγωγής, ορισμός, ουσία, βιολογική σημασία

Η ασεξουαλική αναπαραγωγή είναι χαρακτηριστική για οργανισμούς πολλών ειδών, φυτών και ζώων. Εμφανίζεται σε ιούς, βακτήρια, φύκια, μύκητες, αγγειακά φυτά, πρωτόζωα, σπόγγους, συνεντερικά, βρυόζωα και χιτωνόζωα.

Η απλούστερη μορφή ασεξουαλικής αναπαραγωγής είναι χαρακτηριστική των ιών. Η διαδικασία αναπαραγωγής τους συνδέεται με μόρια νουκλεϊκού οξέος, με την ικανότητα αυτών των μορίων να αυτοδιπλασιάζονται και βασίζεται στην εξειδίκευση των σχετικά αδύναμων δεσμών υδρογόνου μεταξύ των νουκλεοτιδίων.

Σε σχέση με άλλους οργανισμούς που αναπαράγονται ασεξουαλικά, γίνεται διάκριση μεταξύ της βλαστικής αναπαραγωγής και της αναπαραγωγής με σπορίωση.

Η βλαστική αναπαραγωγή είναι η αναπαραγωγή κατά την οποία ένας νέος οργανισμός αναπτύσσεται από ένα τμήμα που έχει διαχωριστεί από τον οργανισμό της μητέρας. Αυτός ο τύπος αναπαραγωγής είναι χαρακτηριστικός τόσο για μονοκύτταρους όσο και για πολυκύτταρους οργανισμούς, αλλά έχει διαφορετική εκδήλωση σε αυτούς.

Στους μονοκύτταρους οργανισμούς, η βλαστική αναπαραγωγή αντιπροσωπεύεται από τέτοιες μορφές όπως διαίρεση, πολλαπλή διαίρεση και εκβλάστηση. Η διαίρεση με απλή στένωση με το σχηματισμό δύο θυγατρικών οργανισμών από τον ένα μητρικό οργανισμό είναι εγγενής στα βακτήρια και στα μπλε-πράσινα φύκια (κυανοβακτήρια). Αντίθετα, η αναπαραγωγή με σχάση καφέ και πράσινων φυκών, καθώς και μονοκύτταρων ζώων (σαρκώδικες, μαστιγωτές και βλεφαρίδες) συμβαίνει με μιτωτική πυρηνική σχάση που ακολουθείται από συστολή του κυτταροπλάσματος.

Η αναπαραγωγή με πολλαπλή διαίρεση (σχιζογονία) συνίσταται στη διαίρεση του πυρήνα, ακολουθούμενη από τη διαίρεση του κυτταροπλάσματος σε μέρη.

Στους πολυκύτταρους φυτικούς οργανισμούς, ο βλαστικός πολλαπλασιασμός με διαίρεση πραγματοποιείται με μοσχεύματα, βολβούς, φύλλα, ριζώματα.

Αλλά αυτό είναι ουσιαστικά τεχνητή αναπαραγωγή που χρησιμοποιείται στη γεωργική πρακτική. Η αναπαραγωγή ανώτερων φυτών σε τεχνητές συνθήκες είναι επίσης δυνατή από ένα μόνο κύτταρο. Οι οργανισμοί που αναπτύσσονται από ένα μόνο κύτταρο έχουν όλες τις ιδιότητες του αρχικού πολυκύτταρου οργανισμού. Αυτή η αναπαραγωγή ονομάζεται κλωνικός μικροπολλαπλασιασμός. Ο εμβολιασμός ή η μεταφύτευση πολλών καλλιεργούμενων φυτών, που συνίσταται στη μεταφύτευση ενός μπουμπουκιού ή μέρους ενός βλαστού από το ένα φυτό στο άλλο, μπορεί να χρησιμεύσει ως μία από τις μορφές αγενούς πολλαπλασιασμού. Φυσικά, πρόκειται και για μια μέθοδο αναπαραγωγής, η οποία δεν απαντάται στη φύση, αλλά χρησιμοποιείται πολύ ευρέως στη γεωργία.

Στα πολυκύτταρα ζώα, η βλαστική αναπαραγωγή λαμβάνει χώρα με τον κατακερματισμό του σώματός τους σε μέρη, μετά από τα οποία κάθε μέρος εξελίσσεται σε ένα νέο ζώο. Τέτοια αναπαραγωγή είναι χαρακτηριστική για τα σφουγγάρια, τα συνεντερικά (hydras), τα nemerteans, τα flatworms, τα εχινόδερμα (αστερίες) και ορισμένους άλλους οργανισμούς. Μια στενή μορφή στη βλαστική αναπαραγωγή των ζώων είναι ο κατακερματισμός του ζωικού πολυεμβρυονίου, ο οποίος συνίσταται στο γεγονός ότι σε ένα ορισμένο στάδιο ανάπτυξης το έμβρυο χωρίζεται σε πολλά μέρη, καθένα από τα οποία αναπτύσσεται σε έναν ανεξάρτητο οργανισμό. Η πολυεμβρυονία βρίσκεται στους αρμαδίλους. Ωστόσο, τα τελευταία αναπαράγονται σεξουαλικά. Επομένως, το πολυέμβρυο είναι μάλλον ένα είδος σταδίου στη σεξουαλική αναπαραγωγή και οι απόγονοι που προκύπτουν από το πολυέμβρυο αντιπροσωπεύονται από μονοζυγωτικά δίδυμα.

Η εκβλάστηση συνίσταται στο γεγονός ότι στο μητρικό κύτταρο σχηματίζεται μια φυματίωση (απόφυση) με πυρήνα, η οποία στη συνέχεια διαχωρίζεται και γίνεται ανεξάρτητος οργανισμός. Η εκβλάστηση εμφανίζεται τόσο σε μονοκύτταρα φυτά, για παράδειγμα, σε ζυμομύκητες, όσο και σε μονοκύτταρα ζώα, για παράδειγμα, εγχυτήρια ορισμένων ειδών.

Η αναπαραγωγή με σχηματισμό σπορίων σχετίζεται με το σχηματισμό εξειδικευμένων κυττάρων - σπόρων, τα οποία περιέχουν πυρήνα, κυτταρόπλασμα, καλύπτονται με πυκνή μεμβράνη και είναι ικανά να υφίστανται μακροχρόνια σε αντίξοες συνθήκες, γεγονός που, επιπλέον, συμβάλλει στην καθίζησή τους. Τις περισσότερες φορές, μια τέτοια αναπαραγωγή συμβαίνει σε βακτήρια, φύκια, μύκητες, βρύα, φτέρες.

Σε ορισμένα πράσινα φύκια, τα λεγόμενα ζωοσπόρια μπορούν να σχηματιστούν από μεμονωμένα κύτταρα.

Μεταξύ των ζώων, η αναπαραγωγή με σχηματισμό ύπνου παρατηρείται στα σπορόζωα, ιδιαίτερα στο πλασμώδιο της ελονοσίας.

Σε οργανισμούς πολλών ειδών, η ασεξουαλική αναπαραγωγή μπορεί να εναλλάσσεται με τη σεξουαλική αναπαραγωγή.



αναπαραγωγή - την ικανότητα των οργανισμών να αναπαράγουν το δικό τους είδος.

Υπάρχουν δύο τύποι αναπαραγωγής στη φύση: η ασεξουαλική και η σεξουαλική.

ΕΓΩ. ασεξουαλική αναπαραγωγή - αναπαραγωγή οργανισμών που συμβαίνει χωρίς σχηματισμό γαμετών με τη συμμετοχή μόνο ενός γονικού οργανισμού.

Ονομάζονται πανομοιότυποι απόγονοι από τον ίδιο γονέα κλώνος.

Τα μέλη του ίδιου κλώνου μπορεί να είναι γενετικά διαφορετικά μόνο εάν συμβεί μια τυχαία μετάλλαξη.

Η βάση της ασεξουαλικής αναπαραγωγής είναι μιτωτική διαίρεση .

Τύποι ασεξουαλικής αναπαραγωγής:

Τύποι ασεξουαλικής αναπαραγωγής	Χαρακτηριστικά	Παραδείγματα οργανισμών
1. Απλό (δυάδικος)	Από ένα κύτταρο, δύο θυγατρικά κύτταρα σχηματίζονται με μίτωση, καθένα από τα οποία γίνεται ένας νέος οργανισμός, πανομοιότυπος με τον γονέα.	Βακτήρια, πολλά πρωτόζωα (αμοιβάδα), όλα μονοκύτταρα φύκια (χλωρέλλα)
2. Πολλαπλή διαίρεση (σχιζογονία)	Υπάρχει μια πολλαπλή διαίρεση του κυτταρικού πυρήνα, μετά την οποία το ίδιο το κύτταρο χωρίζεται σε πολλές θυγατρικές. Το στάδιο στο οποίο συμβαίνει η πολλαπλή διαίρεση ονομάζεται σχίζοντος και η ίδια η διαδικασία ονομάζεται σχιζογονία.	Σπορόζωα (ομάδα πρωτοζώων, η οποία περιλαμβάνει τον αιτιολογικό παράγοντα της ελονοσίας - πλασμώδιο ελονοσίας). μερικά φύκια
3. Σπορίωση (σχηματισμός σπορίων)	Τα σπόρια είναι μια μονοκύτταρη αναπαραγωγική μονάδα μικροσκοπικού μεγέθους, που αποτελείται από έναν πυρήνα και μια μικρή ποσότητα κυτταροπλάσματος. Τα σπόρια μπορούν να σχηματιστούν με μίτωση ή μείωση. Υπάρχουν επίσης σεξουαλικά σπόρια (chlamydomonas zoospores), εκτελούν τις λειτουργίες των γαμετών.	Φύκια, βρύα, φτέρες, αλογοουρές, βρύα κλαμπ. μανιτάρια
4. Βλαστοί	Ένα νέο άτομο σχηματίζεται με τη μορφή μιας έκφυσης (νεφρού) στο σώμα του γονικού ατόμου και στη συνέχεια διαχωρίζεται από αυτό, μετατρέποντας σε έναν ανεξάρτητο οργανισμό.	Εντερικοί, μονοκύτταροι μύκητες (ζύμη)
5. Κατακερματισμός	Η διαίρεση ενός ατόμου σε δύο ή περισσότερα μέρη, καθένα από τα οποία αναπτύσσεται και δημιουργεί έναν νέο οργανισμό. Αυτή η μέθοδος βασίζεται στην ικανότητα των οργανισμών να αναγεννώνται (αποκατάσταση τμημάτων του σώματος που λείπουν).	Planaria flatworm (υπό δυσμενείς συνθήκες). νεμερτίνες (θαλάσσια σκουλήκια); νηματώδη άλγη (σπιρόγυρα)
6. Αγενής πολλαπλασιασμός	Αναπαραγωγή από μεμονωμένα όργανα, μέρη οργάνων ή το σώμα. Δεν είναι ασυνήθιστο τα φυτά να σχηματίζουν δομές ειδικά σχεδιασμένες για αυτό: μικρό λαμπτήρες(κοντό στέλεχος, σαρκώδη φύλλα). μικρό βολβοί(πρησμένο υπόγειο στέλεχος, χωρίς σαρκώδη φύλλα). μικρό ρίζωμα(υπόγειο στέλεχος που αναπτύσσεται οριζόντια). μικρό στολον(έρπουσα οριζόντια στέλεχος, ερπυσμός κατά μήκος της επιφάνειας του εδάφους. μικρό μουστάκι (βλεφαρίδα)- ποικιλίες στόλων που αναπτύσσονται γρήγορα σε μήκος. μικρό κόνδυλος(υπόγεια βολή αποθήκευσης)? μικρό κόνδυλοι ρίζας (κώνοι) -πρησμένες τυχαίες ρίζες. μικρό σαρκώδεις ρίζες? μικρό φύλλα.	τουλίπα, νάρκισσος, κρεμμύδι? σαφράν, γλαδιόλες? ίριδα, γρασίδι καναπέ, αστέρας, μέντα; βατόμουρα, φραγκοστάφυλα, μαύρες και κόκκινες σταφίδες. φράουλα, ranunculus creeping? πατάτα; ντάλιες?
7. Κλωνοποίηση	Αναπτύσσοντας ένα άτομο γενετικά πανομοιότυπο με έναν δεδομένο οργανισμό μεταμοσχεύοντας έναν πυρήνα από ένα σωματικό κύτταρο σε ένα ωάριο από το οποίο ο πυρήνας έχει προηγουμένως αφαιρεθεί.	ανώτερα φυτά και μερικά ζώα.

ασεξουαλική αναπαραγωγή, εξελίχθηκε πριν από το σεξ , είναι μια πολύ αποτελεσματική διαδικασία.

Έννοια της ασεξουαλικής αναπαραγωγής:

Πλεονεκτήματα της ασεξουαλικής αναπαραγωγής:

Μειονεκτήματα της ασεξουαλικής αναπαραγωγής:

1. Απαιτείται μόνο ένας γονέας . Δύο άτομα εμπλέκονται στη σεξουαλική αναπαραγωγή, και αυτό περιλαμβάνει ξοδεύοντας χρόνο και ενέργεια για την αναζήτηση συντρόφου ή, σε ακίνητους οργανισμούς (φυτά), ειδικούς μηχανισμούς, όπως η επικονίαση, κατά την οποία πολλοί γαμέτες πεθαίνουν. 2. Γενετικά πανομοιότυποι απόγονοι . Με μια καλή προσαρμογή του είδους στις συνθήκες ύπαρξης, αυτό αποτελεί πλεονέκτημα, αφού διατηρούνται επιτυχημένοι συνδυασμοί γονιδίων. 3. Διασπορά και κατανομή του είδους . Μικροσκοπικά και ελαφρά σπόρια μεταφέρονται από τον άνεμο σε μεγάλες αποστάσεις, ταχεία ανάπτυξη ριζωμάτων κ.λπ. 4. Ρυθμός αναπαραγωγής . Υπό ευνοϊκές συνθήκες, ο πληθυσμός του είδους αυξάνεται ραγδαία

1. Έλλειψη γενετικής διαφοροποίησης μεταξύ των απογόνων. 2. Εάν η αναπαραγωγή συνδέεται με το σχηματισμό σπορίων, τότε πολλά από αυτά δεν βρίσκουν κατάλληλο μέρος για τη βλάστηση, με αποτέλεσμα η ενέργεια και τα υλικά που δαπανώνται για τη δημιουργία τους να σπαταλούνται. 3. Εάν ένα είδος εγκατασταθεί σε μια περιοχή, τότε μπορεί να συμβεί υπερπληθυσμός και εξάντληση θρεπτικών στοιχείων.

II. σεξουαλική αναπαραγωγή - η διαδικασία απόκτησης απογόνων ως αποτέλεσμα της σύντηξης του γενετικού υλικού των απλοειδών πυρήνων δύο γαμετών.

Γαμέτες - απλοειδή κύτταρα του φύλου.

σπερματοζωάρια - αρσενικοί γαμέτες.

Ωοκύτταρα - θηλυκοί γαμέτες.

Γονιμοποίηση - η διαδικασία σύντηξης γαμετών.

Ζυγώτης - το αποτέλεσμα της σύντηξης γαμετών (γονιμοποιημένο ωάριο), το πρώτο διπλοειδές κύτταρο του μελλοντικού οργανισμού.

Τα είδη που έχουν χωριστά αρσενικά και θηλυκά ονομάζονται δίοικος (τα περισσότερα ζώα και άνθρωποι).

Τα είδη στα οποία το ίδιο άτομο μπορεί να παράγει αρσενικούς και θηλυκούς γαμέτες ονομάζονται αμφιφυλόφιλος (αμφιφυλόφιλος) ή ερμαφρόδιτος (πρωτόζωα, συνεντερικά, επίπεδοι σκώληκες, ολιγοχαΐτες (γαιοσκώληκες), καρκινοειδή, μαλάκια όπως τα σαλιγκάρια, μερικά ψάρια και σαύρες, τα περισσότερα ανθοφόρα φυτά).

Παρθενογένεση (παρθενική αναπαραγωγή) - μία από τις τροποποιήσεις της σεξουαλικής αναπαραγωγής, κατά την οποία ο θηλυκός γαμίτης εξελίσσεται σε νέο άτομο χωρίς γονιμοποίηση από τον αρσενικό γαμέτη. Έτσι, η παρθενογένεση είναι σεξουαλική αλλά αναπαραγωγή του ίδιου φύλου. Η παρθενογένεση συμβαίνει και στο ζωικό και στο φυτικό βασίλειο.

Διακρίνω :

μικρό προαιρετική παρθενογένεση, στα οποία τα αυγά μπορούν να αναπτυχθούν τόσο μετά τη γονιμοποίηση όσο και χωρίς αυτήν (μέλισσες, μυρμήγκια, rotifers - τα θηλυκά αναπτύσσονται από γονιμοποιημένα αυγά και τα αρσενικά από μη γονιμοποιημένα).

μικρό υποχρεωτική παρθενογένεση (υποχρεωτική), στην οποία τα αυγά είναι ικανά μόνο για παρθενογενετική αναπαραγωγή (καυκάσια σαύρα βράχου).

Σε πολλά είδη, η παρθενογένεση είναι κυκλική, για παράδειγμα, στις αφίδες, τις δάφνιες και τα στροφεία, υπάρχουν μόνο θηλυκά το καλοκαίρι και το φθινόπωρο, η παρθενογένεση αντικαθίσταται από την αναπαραγωγή με γονιμοποίηση.

Η σεξουαλική αναπαραγωγή βασίζεται στη διαδικασία σχηματισμού γεννητικών κυττάρων - γαμετογένεση .

Γαμετογένεση - τη διαδικασία σχηματισμού και ανάπτυξης γεννητικών κυττάρων.

σπερματογένεση - η διαδικασία σχηματισμού ανδρικών γεννητικών κυττάρων - σπερματοζωαρίων.

Ωογένεση (ωογένεση) - η διαδικασία σχηματισμού γυναικείων γεννητικών κυττάρων - ωαρίων.

Στη διαδικασία σχηματισμού γεννητικών κυττάρων, διακρίνονται διάφορα στάδια:

γαμετογένεση	Είδος και φάση διαίρεσης	σπερματογένεση (στους όρχεις)	Ωογένεση (στις ωοθήκες)
αναπαραγωγή		Τα πρωτογενή σεξουαλικά κύτταρα διαιρούνται με μίτωση. διπλοειδή κύτταρα με μονόχρωμα χρωμοσώματα (2 n 2 ντο ) – γαμετοκύτταρα Εγώ σειρά (σπερματοκύτταρα και ωοκύτταρα)
	Ενδιάμεση φάση	Τα γαμετοκύτταρα πρώτης τάξης αυξάνονται σε μέγεθος. Συμβαίνει σύνθεση DNA και ολοκλήρωση της δεύτερης χρωματίδας. διπλοειδή κύτταρα με δύο χρωματιδικά χρωμοσώματα (2 n 4 ντο )
Ωρίμανση		σπερματοκύτταρα Εγώ Σειρά μοιράζονται με την εκπαίδευση σπερματοκύτταρα II Σειρά ( n 2 ντο ) . Ως αποτέλεσμα της δεύτερης διαίρεσης, τέσσερα απλοειδή σπερματίδες -κύτταρα με μονόχρωμα χρωμοσώματα ( nc ) .	Κατά την πρώτη (μείωση) διαίρεση ωοκύτταρα Εγώ Σειρά μοιράζονται με την εκπαίδευση ωοκύτταρα II Σειρά ( n 2 ντο ) και κατευθυντικό σώμα ( n 2 ντο ). Κατά τη δεύτερη διαίρεση, σχηματίζεται ένα ωάριο από ένα ωάριο δεύτερης τάξης ( nc ) και σώμα οδηγό ( nc ) ; από το πρώτο σώμα κατεύθυνσης - δύο νέα. Ως αποτέλεσμα της μείωσης, σχηματίζεται ένα αυγό και τρία κατευθυντικά (αναγωγικά) σώματα. Όλα τα κύτταρα είναι απλοειδή με απλά χρωματιδικά χρωμοσώματα. Τα σώματα αναγωγής σύντομα πεθαίνουν
Σχηματισμός		Η απόκτηση από κύτταρα συγκεκριμένου σχήματος και μεγέθους, που αντιστοιχεί στη συγκεκριμένη λειτουργία τους
Σχηματισμός σπέρματος: η συσκευή Golgi βρίσκεται στο μπροστινό άκρο του κεφαλιού, μεταμορφώνεται σε ακρόσωμος (εκκρίνει ένζυμα που διαλύουν τη μεμβράνη του αυγού). Τα μιτοχόνδρια συμπυκνώνονται γύρω από το αναδυόμενο μαστίγιο, σχηματίζοντας έναν λαιμό.	Αυξήστε την ποσότητα του κρόκου. Σε πολλά ζώα - ο σχηματισμός πρόσθετων μεμβρανών (προστασία του αυγού και του αναπτυσσόμενου εμβρύου από δυσμενείς επιπτώσεις)

Γονιμοποίηση - η διαδικασία σύντηξης του σπέρματος με το ωάριο και ο σχηματισμός ενός γονιμοποιημένου ωαρίου - ζυγωτές .

Ζυγώτης - το αρχικό μονοκύτταρο στάδιο ανάπτυξης ενός νέου οργανισμού.

III. Οντογένεση - ατομική ανάπτυξη του οργανισμού - η περίοδος ζωής ενός ατόμου από τη στιγμή που σχηματίζεται ο ζυγώτης μέχρι το θάνατο του οργανισμού. Κατά τη διαδικασία της οντογένεσης, πραγματοποιούνται κληρονομικές πληροφορίες που λαμβάνονται από τους γονείς.

Η οντογένεση περιλαμβάνει δύο περιόδους:

Εμβρυϊκή περίοδος - από το σχηματισμό ενός ζυγώτη έως τη γέννηση ή την έξοδο από τις μεμβράνες των αυγών. Μεταεμβρυονική περίοδος από τη γέννηση μέχρι το θάνατο ενός οργανισμού.

Η εμβρυϊκή περίοδος περιλαμβάνει τρία κύρια στάδια:

Χωρίζουμε - ο σχηματισμός ενός μονοστρωματικού πολυκύτταρου εμβρύου ως αποτέλεσμα της μιτωτικής διαίρεσης του ζυγώτη.

Στο στάδιο των δύο βλαστικών στοιβάδων, τελειώνει η ανάπτυξη σε σφουγγάρια και συνεντερικά. Σε άλλα ζώα, τοποθετείται το τρίτο στρώμα μικροβίων - μεσόδερμα - από το ενδόδερμα και βρίσκεται μεταξύ του εξωδερμίου και του ενδοδερμίου.

Κατά τη γαστρίωση αρχίζει η κυτταρική διαφοροποίηση οργανογένεση :

από το εξώδερμα :

s νευρικό σύστημα?

s συστατικά των οργάνων της όρασης, της ακοής, της όσφρησης.

Το επιθήλιο του δέρματος και τα παράγωγά του (μαστικό, ιδρωτοποιοί και σμηγματογόνοι αδένες, μαλλιά, φτερά, νύχια, σμάλτο των δοντιών).

s πρόσθιο και οπίσθιο τμήμα του πεπτικού συστήματος (επιθήλιο της στοματικής κοιλότητας και του ορθού).

s εξωτερικά βράγχια?

s θυρεοειδής αδένας?

από το ενδόδερμα:

s επιθήλιο του πεπτικού, του αναπνευστικού και του ουρογεννητικού συστήματος.

s πεπτικοί αδένες (ήπαρ, πάγκρεας).

από το μεσόδερμα:

s σκελετό χόνδρου και οστών.

s μυϊκός ιστός (γραμμωτοί σκελετικοί και λείοι μύες των εσωτερικών οργάνων).

s κυκλοφορικό σύστημα και αίμα.

s απεκκριτικό σύστημα?

s γονάδες?

Όλος ο συνδετικός ιστός.

s επινεφρίδια.

Σε διαφορετικά ζωικά είδη, τα ίδια βλαστικά στρώματα δημιουργούν τα ίδια όργανα και ιστούς. Αυτοί λοιπόν ομόλογος . Ομολογία - απόδειξη της ενότητας της προέλευσης του ζωικού κόσμου.

Η μεταεμβρυονική περίοδος είναι δύο τύπων:

Άμεση μεταεμβρυϊκή ανάπτυξη- πηγαίνει χωρίς μετασχηματισμούς, όταν ο γεννημένος οργανισμός μοιάζει με ενήλικα και διαφέρει μόνο σε μέγεθος, υπανάπτυξη ορισμένων οργάνων και αναλογιών σώματος (πουλιά, θηλαστικά, ερπετά, ορισμένα έντομα, καρκινοειδή κ.λπ.) Έμμεση μεταεμβρυϊκή ανάπτυξη- προχωρά στη μεταμόρφωση, δηλαδή στη μεταμόρφωση σε ενήλικα. Η προνύμφη είναι προσαρμοσμένη στην ενεργό διατροφή, την κίνηση, την ανάπτυξη και την ανάπτυξη, αλλά δεν μπορεί να αναπαραχθεί (εξαίρεση: axolotl - η προνύμφη του αμφίβιου αμφίβιου - με έλλειψη θυρεοειδικής ορμόνης δεν μετατρέπεται σε ενήλικα, αλλά είναι σε θέση να αναπαραχθεί σε αυτό το στάδιο ). Η βιολογική έννοια της μεταμόρφωσης έγκειται στο γεγονός ότι οι προνύμφες και τα ενήλικα τρώνε διαφορετικά τρόφιμα, είναι προσαρμοσμένα σε διαφορετικές συνθήκες, γεγονός που εξαλείφει τον ανταγωνισμό μεταξύ τους και συμβάλλει στην επιβίωση των νεαρών.

Η μεταεμβρυονική περίοδος τελειώνει με τη γήρανση και τον θάνατο.

Η αναπαραγωγή ή ο πολλαπλασιασμός είναι χαρακτηριστικό γνώρισμα όλων των ζωντανών οργανισμών. Είναι απαραίτητο να αναπαραχθεί το δικό τους είδος. Εάν συγκρίνουμε την αναπαραγωγή με άλλες ζωτικές λειτουργίες, τότε δεν στοχεύει στη διατήρηση της ζωής ενός μόνο ατόμου, αλλά στην παράταση ολόκληρου του γένους, διατηρώντας τα γονίδια σε μελλοντικούς απογόνους. Στη διαδικασία της εξέλιξης, διαφορετικές ομάδες οργανισμών διαμόρφωσαν διαφορετικές στρατηγικές και τρόπους αναπαραγωγής και το γεγονός ότι αυτά τα πλάσματα επέζησαν και βρίσκονται ακόμη σήμερα αποδεικνύει την αποτελεσματικότητα διαφορετικών τρόπων διεξαγωγής αυτής της διαδικασίας.

Η επιστήμη της βιολογίας εξετάζει μια ποικιλία μεθόδων αναπαραγωγής. Η ασεξουαλική αναπαραγωγή ως μία από τις κύριες επιλογές για την αναπαραγωγή των οργανισμών θα συζητηθεί παρακάτω.

μια σύντομη περιγραφή του

Η ασεξουαλική αναπαραγωγή λαμβάνει χώρα χωρίς σχηματισμό γαμετών ή γεννητικών κυττάρων. Μόνο ένας οργανισμός συμμετέχει σε αυτό. Η ασεξουαλική αναπαραγωγή των οργανισμών χαρακτηρίζεται από το σχηματισμό πανομοιότυπων απογόνων, ενώ η γενετική μεταβλητότητα είναι δυνατή μόνο λόγω τυχαίων μεταλλάξεων.

Οι ίδιοι απόγονοι που προέρχονται από ένα κληρονομικό κύτταρο ονομάζονται κλώνοι. Η ασεξουαλική αναπαραγωγή είναι η κύρια για τους μονοκύτταρους οργανισμούς. Σε αυτή την περίπτωση, κάθε άτομο χωρίζεται στα δύο. Ωστόσο, ορισμένα πρωτόζωα (foraminifera) μπορούν να διαιρεθούν σε περισσότερα κύτταρα. Η απλότητα αυτής της μεθόδου αναπαραγωγής συνδέεται με την απλότητα της οργάνωσης αυτών των οργανισμών, γεγονός που τους καθιστά δυνατό να αυξήσουν τον αριθμό τους αρκετά γρήγορα. Για παράδειγμα, κάτω από επαρκώς ευνοϊκές συνθήκες, ο αριθμός των βακτηρίων μπορεί να διπλασιάζεται κάθε 30 λεπτά. Με την ασεξουαλική αναπαραγωγή, ένας οργανισμός μπορεί να αναπαράγει το δικό του είδος άπειρες φορές μέχρι να συμβεί μια τυχαία αλλαγή στο γενετικό υλικό.

Τύποι ασεξουαλικής αναπαραγωγής

• Απλή διαίρεση.
• Αναπαραγωγή με σπόρια.
• Εκκολαπτόμενος.
• Θρυμματισμός.
• βλαστική αναπαραγωγή.
• Πολυεμβρυονία.

Αναπαραγωγή κατά διαίρεση

Στα πρωτόζωα και τα σπορόζωα, παρατηρείται πολλαπλή διαίρεση, όταν, μετά από επαναλαμβανόμενη διαίρεση του πυρήνα, εμφανίζεται μια διαδικασία στο ίδιο το κύτταρο (σε μεγάλο αριθμό θυγατρικών κυττάρων). Στο πλασμώδιο ελονοσίαςυπάρχει επίσης ένα στάδιο κατά το οποίο πραγματοποιείται πολλαπλή διαίρεση, που ονομάζεται σχίζοντο. Η ίδια η διαδικασία ονομάζεται σχιζογονία. Μετά τη μόλυνση του ξενιστή, το Plasmodium διεξάγει σχιζογονία στα ηπατικά κύτταρα. Κατά τη διαδικασία, σχηματίζονται περίπου χίλια θυγατρικά κύτταρα και καθένα από αυτά έχει την ικανότητα να διεισδύει στα ερυθρά αιμοσφαίρια. Η υψηλή γονιμότητα αντισταθμίζεται από μεγάλες απώλειες και δυσκολίες που σχετίζονται με έναν περίπλοκο κύκλο ζωής.

Αναπαραγωγή με σπόρια

Η ασεξουαλική αναπαραγωγή μπορεί να οργανωθεί χρησιμοποιώντας σπόρια. Πρόκειται για ειδικά απλοειδή κύτταρα σε φυτά και μύκητες που χρησιμεύουν για εγκατάσταση και αναπαραγωγή. Αλλά δεν πρέπει να συγχέουμε σπόρια φυτών, μύκητες και βακτηριακά σπόρια. Τα βακτηριακά σπόρια είναι κύτταρα που βρίσκονται σε ηρεμία και έχουν μειωμένο μεταβολισμό. Περιβάλλονται από μια πολυστρωματική μεμβράνη, ανθεκτική στην ξήρανση και σε άλλες δυσμενείς συνθήκες που μπορούν να προκαλέσουν τον θάνατο των συνηθισμένων κυττάρων. Η εμφάνιση σπορίων είναι απαραίτητη όχι μόνο για την επιβίωση, αλλά και για την εγκατάσταση των βακτηρίων. Μόλις βρεθεί στο σωστό περιβάλλον, το σπόριο βλασταίνει και μετατρέπεται σε διαχωριστικό κύτταρο.

Σε κατώτερα φυτά και μύκητες, τα σπόρια προκύπτουν κατά τη διαδικασία της μίτωσης (μιτοσπόρια), στα ανώτερα φυτά - ως αποτέλεσμα της μείωσης (μειοσπόρια). Τα τελευταία περιέχουν ένα απλοειδές σύνολο χρωμοσωμάτων και μπορούν να γεννήσουν μια γενιά που δεν μοιάζει με τη μητέρα και θα αναπαράγεται ήδη σεξουαλικά. Η εμφάνιση μειοσπόρων συνδέεται με την εναλλαγή γενεών - σεξουαλικών και ασεξουαλικών, που παράγουν σπόρια.

εκκολαπτόμενος

Υπάρχουν και άλλες μορφές ασεξουαλικής αναπαραγωγής, μία από τις οποίες είναι η εκκόλαψη. Με αυτόν τον τύπο αναπαραγωγής, σχηματίζεται ένα νεφρό στο σώμα του γονέα, μεγαλώνει και, στο τέλος, χωρίζοντας, ξεκινά μια ανεξάρτητη ζωή με τη μορφή ενός νέου πλήρους οργανισμού. Η εκβλάστηση εμφανίζεται σε διαφορετικές ομάδες ζωντανών οργανισμών, όπως ζυμομύκητες, άλλους μονοκύτταρους μύκητες, βακτήρια, ύδρα του γλυκού νερού (coelenterates), Kalanchoe.

Θρυμματισμός

Η ασεξουαλική αναπαραγωγή μπορεί να πραγματοποιηθεί χρησιμοποιώντας κατακερματισμό. Αυτή είναι η διαδικασία με την οποία το γονικό άτομο χωρίζεται σε διάφορα μέρη. Ταυτόχρονα, το καθένα από αυτά δίνει ζωή σε έναν νέο οργανισμό. Αυτό βασίζεται στην αναγέννηση (την ικανότητα ενός ζωντανού οργανισμού να αποκαθιστά τα χαμένα μέρη). Ένα παράδειγμα αυτού θα ήταν γαιοσκώληκες.Θραύσματα του σώματός τους μπορούν να δημιουργήσουν νέα άτομα.

Ωστόσο, στη φύση, αυτός ο τύπος αναπαραγωγής είναι αρκετά σπάνιος. Αυτό είναι χαρακτηριστικό για μουχλιασμένους μύκητες, σκουλήκια πολυχαίτη, εχινόδερμα, χιτωνόδερμα και μερικά φύκια (σπιρόγυρα).

Αγενής πολλαπλασιασμός

Η ασεξουαλική αναπαραγωγή των φυτών πραγματοποιείται με τη βλαστική μέθοδο. Απαιτεί μεμονωμένα μέρη του σώματος ή όργανα φυτών. Με αυτόν τον τύπο αναπαραγωγής, ένα μεγάλο καλοσχηματισμένο τμήμα (μίσχος, ρίζα, μέρος του θάλλου) διαχωρίζεται από το μητρικό δείγμα, το οποίο στη συνέχεια δημιουργεί έναν νέο ανεξάρτητο οργανισμό. Τα φυτά σχηματίζουν ειδικές δομές που έχουν σχεδιαστεί για αγενή πολλαπλασιασμό:

Ο κόνδυλος (ντάλιες, πατάτες) είναι ένα πάχυνση μίσχου ή ρίζας. Νέα άτομα αναπτύσσονται από μασχαλιαίους οφθαλμούς πάνω τους. Οι κόνδυλοι μπορούν να διαχειμάσουν μόνο μία φορά, μετά την οποία συρρικνώνονται.

Οι βολβοί (κρόκος, γλαδιόλες) είναι η διογκωμένη βάση του στελέχους. δεν έχει φύλλα.

Οι βολβοί (τουλίπα, κρεμμύδι) αποτελούνται από σαρκώδη φύλλα και ένα κοντό μίσχο, καλυμμένο από πάνω με τα υπολείμματα του φυλλώματος του περασμένου έτους. συνήθως περιέχουν θυγατρικούς βολβούς, καθένας από τους οποίους μπορεί να σχηματίσει μια διαφυγή.

Το ρίζωμα (αστέρας, βαλεριάνα) είναι ένα οριζόντια αναπτυσσόμενο υπόγειο στέλεχος. μπορεί να είναι λεπτό και μακρύ ή παχύ και κοντό. Το ρίζωμα έχει φύλλα και μπουμπούκια.

Stolon (σταφίδα, φραγκοστάφυλο) - ένα οριζόντιο στέλεχος που απλώνεται κατά μήκος του εδάφους. Δεν προορίζεται για χειμώνα.

Μια ριζική καλλιέργεια (καρότο, γογγύλι) είναι μια παχύρρευστη κύρια ρίζα, περιέχει μια παροχή θρεπτικών συστατικών.

Μουστάκι (νεραγκούλα, φράουλα) - είναι ένα είδος stolon. αναπτύσσεται γρήγορα και περιέχει φύλλα και μπουμπούκια.

Γενικά, οι μέθοδοι ασεξουαλικής αναπαραγωγής, όπως η εκβλάστηση ή ο κατακερματισμός, δεν διαφέρουν από τη βλαστική, αλλά παραδοσιακά αυτός ο όρος χρησιμοποιείται σε σχέση με τα φυτά και μόνο σε σπάνιες περιπτώσεις με τα ζώα. Αυτός ο τύπος αναγέννησης είναι πολύ σημαντικός στην πρακτική της φυτικής παραγωγής. Μπορεί να συμβεί ένα φυτό (για παράδειγμα, ένα αχλάδι) να έχει κάποιο είδος επιτυχημένου συνδυασμού χαρακτηριστικών. Στους σπόρους, αυτά τα χαρακτηριστικά σίγουρα θα διαταραχθούν, αφού εμφανίζονται κατά τη σεξουαλική αναπαραγωγή, η οποία σχετίζεται με τον ανασυνδυασμό γονιδίων. Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο κατά την αναπαραγωγή αχλαδιών, συνήθως ασκείται αγενής πολλαπλασιασμός - μοσχεύματα, στρωματοποίηση, εμβολιασμός μπουμπουκιών σε άλλα δέντρα.

Πολυεμβρυονία

Αυτός είναι ένας ειδικός τύπος ασεξουαλικής αναπαραγωγής. Στη διαδικασία της πολυεμβρυονίας, πολλά έμβρυα προκύπτουν από έναν διπλοειδή ζυγώτη και καθένα από αυτά στη συνέχεια μετατρέπεται σε ένα πλήρες άτομο. Όταν ο ζυγώτης διαιρείται, τα βλαστομερή που σχηματίζονται ταυτόχρονα αποκλίνουν και το καθένα αναπτύσσεται ανεξάρτητα. Αυτή η διαδικασία είναι γενετικά καθορισμένη. Επιπλέον, όλοι οι απόγονοι είναι πανομοιότυποι και έχουν το ίδιο φύλο. Αυτός ο τύπος αναπαραγωγής μπορεί να βρεθεί στους αρμαδίλους. Η εμφάνιση πανομοιότυπων διδύμων στους ανθρώπους είναι επίσης ένα τέτοιο παράδειγμα.

Στον άνθρωπο, κατά τη γονιμοποίηση, σχηματίζεται επίσης ένας διπλοειδής ζυγώτης, διαιρείται και δημιουργεί ένα έμβρυο, το οποίο σε πρώιμο στάδιο, για άγνωστους λόγους, διασπάται σε πολλά θραύσματα. Κάθε ένα από αυτά περνάει κανονικά εμβρυϊκή ανάπτυξη,Ως αποτέλεσμα αυτής της διαδικασίας, γεννιούνται δύο ή περισσότερα γενετικά πανομοιότυπα παιδιά του ίδιου φύλου.

Μερικές φορές συμβαίνει ότι ο διαχωρισμός του εμβρύου στη διαδικασία σχηματισμού είναι ατελής. Σε τέτοιες περιπτώσεις εμφανίζονται οργανισμοί που έχουν κοινά μέρη ή όργανα του σώματος. Τέτοια δίδυμα ονομάζονταν σιαμαία.

συμπέρασμα

Οι θεωρούμενοι τύποι ασεξουαλικής αναπαραγωγής επιτρέπουν στους οργανισμούς να επιβιώσουν, ενώ αυξάνουν τον αριθμό τους σε αρκετά σύντομο χρονικό διάστημα. Χρησιμοποιείται ευρέως στη γεωργία για την απόκτηση ομοιόμορφων απογόνων με καλά χαρακτηριστικά σε καλλωπιστικά, φρούτα και μούρα και άλλες ομάδες φυτών.

αναπαραγωγή- την ιδιότητα των ζωντανών οργανισμών να αναπαράγουν το δικό τους είδος. Υπάρχουν δύο κύριες μέθοδος αναπαραγωγής- ασεξουαλική και σεξουαλική.

Η ασεξουαλική αναπαραγωγή πραγματοποιείται με τη συμμετοχή μόνο ενός γονέα και λαμβάνει χώρα χωρίς σχηματισμό γαμετών. Η θυγατρική γενιά σε ορισμένα είδη προκύπτει από ένα ή μια ομάδα κυττάρων του γονικού οργανισμού, σε άλλα είδη - σε εξειδικευμένα όργανα. Υπάρχουν τα εξής μεθόδους ασεξουαλικής αναπαραγωγής: σχάση, εκβλάστηση, κατακερματισμός, πολυεμβρυονία, σχηματισμός σπορίων, βλαστική αναπαραγωγή.

Διαίρεση- μέθοδος ασεξουαλικής αναπαραγωγής, χαρακτηριστική των μονοκύτταρων οργανισμών, στην οποία το μητρικό άτομο χωρίζεται σε δύο ή περισσότερα θυγατρικά κύτταρα. Μπορούμε να διακρίνουμε: α) απλή δυαδική σχάση (προκαρυώτες), β) μιτωτική δυαδική σχάση (πρωτόζωα, μονοκύτταρα φύκια), γ) πολλαπλή σχάση ή σχιζογονία (πλασμώδιο ελονοσίας, τρυπανοσώματα). Κατά τη διαίρεση του παραμέκιου (1), ο μικροπυρήνας διαιρείται με μίτωση, ο μακροπυρήνας με αμίτωση. Κατά τη σχιζογονία (2), ο πυρήνας αρχικά διαιρείται επανειλημμένα με μίτωση, στη συνέχεια κάθε ένας από τους θυγατρικούς πυρήνες περιβάλλεται από κυτταρόπλασμα και σχηματίζονται αρκετοί ανεξάρτητοι οργανισμοί.

εκκολαπτόμενος- μέθοδος ασεξουαλικής αναπαραγωγής, κατά την οποία σχηματίζονται νέα άτομα με τη μορφή εκφυμάτων στο σώμα του γονικού ατόμου (3). Τα θυγατρικά άτομα μπορούν να αποχωριστούν από τη μητέρα και να προχωρήσουν σε έναν ανεξάρτητο τρόπο ζωής (ύδρα, μαγιά), μπορούν να παραμείνουν προσκολλημένα σε αυτόν, σχηματίζοντας σε αυτή την περίπτωση αποικίες (πολύποδες κοραλλιών).

Θρυμματισμός(4) - μια μέθοδος ασεξουαλικής αναπαραγωγής, κατά την οποία σχηματίζονται νέα άτομα από θραύσματα (μέρη) στα οποία διασπάται το γονικό άτομο (αννελίδες, αστερίες, σπιρόγυρα, ελοδέα). Ο κατακερματισμός βασίζεται στην ικανότητα των οργανισμών να αναγεννώνται.

Πολυεμβρυονία- μέθοδος ασεξουαλικής αναπαραγωγής, κατά την οποία σχηματίζονται νέα άτομα από θραύσματα (μέρη) στα οποία διασπάται το έμβρυο (μονόζυγα δίδυμα).

Αγενής πολλαπλασιασμός- μέθοδος ασεξουαλικής αναπαραγωγής, κατά την οποία σχηματίζονται νέα άτομα είτε από μέρη του βλαστικού σώματος του μητρικού ατόμου είτε από ειδικές δομές (ρίζωμα, κόνδυλος κ.λπ.) ειδικά σχεδιασμένες για αυτή τη μορφή αναπαραγωγής. Ο αγενής πολλαπλασιασμός είναι χαρακτηριστικός πολλών ομάδων φυτών, χρησιμοποιείται στην κηπουρική, την κηπουρική, την εκτροφή φυτών (τεχνητός αγενής πολλαπλασιασμός).

Βλαστικό όργανο	Μέθοδος αγενούς πολλαπλασιασμού	Παραδείγματα
Ρίζα	μοσχεύματα ρίζας	Τριαντάφυλλο, βατόμουρο, Ασπέν, ιτιά, πικραλίδα
	Γόνος ρίζας	Κεράσι, δαμάσκηνο, γαϊδουράγκαθο, γαϊδουράγκαθο, λιλά
Εναέρια μέρη βλαστών	Η διαίρεση των θάμνων	Phlox, μαργαρίτα, primrose, ραβέντι
	μοσχεύματα στελέχους	Σταφύλια, σταφίδες, φραγκοστάφυλα
	στρωματοποίηση	Φραγκοστάφυλα, σταφύλια, κεράσι
Υπόγεια μέρη βλαστών	Ρίζωμα	Σπαράγγια, μπαμπού, ίριδα, κρίνο της κοιλάδας
	Κόνδυλος	Πατάτα, καθημερινή, αγκινάρα Ιερουσαλήμ
	Βολβός	Κρεμμύδι, σκόρδο, τουλίπα, υάκινθος
	Corm	Γλαδιόλα, κρόκος
Σεντόνι	μοσχεύματα φύλλων	Begonia, Gloxinia, Coleus

σπορίωση(6) - αναπαραγωγή μέσω σπορίων. αμφισβήτηση- εξειδικευμένα κύτταρα, στα περισσότερα είδη σχηματίζονται σε ειδικά όργανα - σποραγγεία. Στα ανώτερα φυτά, ο σχηματισμός σπορίων προηγείται της μείωσης.

Κλωνοποίηση- ένα σύνολο μεθόδων που χρησιμοποιούνται από τον άνθρωπο για τη λήψη γενετικά πανομοιότυπων αντιγράφων κυττάρων ή ατόμων. Κλώνος- ένα σύνολο κυττάρων ή ατόμων που προέρχονται από έναν κοινό πρόγονο μέσω της ασεξουαλικής αναπαραγωγής. Η κλωνοποίηση βασίζεται στη μίτωση (στα βακτήρια, απλή διαίρεση).

Η σεξουαλική αναπαραγωγή πραγματοποιείται με τη συμμετοχή δύο γονικών ατόμων (αρσενικών και θηλυκών), στην οποία σχηματίζονται εξειδικευμένα κύτταρα σε ειδικά όργανα - γαμετές. Η διαδικασία σχηματισμού γαμετών ονομάζεται γαμετογένεση, το κύριο στάδιο της γαμετογένεσης είναι η μείωση. Η γενιά της κόρης αναπτύσσεται από ζυγωτές- ένα κύτταρο που σχηματίστηκε ως αποτέλεσμα της σύντηξης αρσενικών και θηλυκών γαμετών. Η διαδικασία σύντηξης αρσενικών και θηλυκών γαμετών ονομάζεται γονιμοποίηση. Υποχρεωτική συνέπεια της σεξουαλικής αναπαραγωγής είναι ο ανασυνδυασμός γενετικού υλικού στη γενιά της κόρης.

Ανάλογα με τα δομικά χαρακτηριστικά των γαμετών, διακρίνονται τα ακόλουθα μορφές σεξουαλικής αναπαραγωγής: ισογαμία, ετερογαμία και ωογαμία.

ισογαμία(1) - μια μορφή σεξουαλικής αναπαραγωγής στην οποία οι γαμέτες (υπό όρους θηλυκοί και υπό όρους αρσενικοί) είναι κινητοί και έχουν την ίδια μορφολογία και μέγεθος.

Ετερογαμία(2) - μια μορφή σεξουαλικής αναπαραγωγής στην οποία οι θηλυκοί και αρσενικοί γαμέτες είναι κινητοί, αλλά οι θηλυκοί είναι μεγαλύτεροι από τους αρσενικούς και λιγότερο κινητές.

Ovogamia(3) - μια μορφή σεξουαλικής αναπαραγωγής στην οποία οι θηλυκοί γαμέτες είναι ακίνητοι και μεγαλύτεροι από τους αρσενικούς γαμέτες. Στην περίπτωση αυτή ονομάζονται οι θηλυκοί γαμέτες αυγά, αρσενικοί γαμέτες, εάν έχουν μαστίγια, - σπερματοζωάριααν δεν έχουν - σπέρμα.

Η ωογαμία είναι χαρακτηριστική των περισσότερων ζωικών και φυτικών ειδών. Η ισογαμία και η ετερογαμία απαντώνται σε ορισμένους πρωτόγονους οργανισμούς (φύκια). Εκτός από τα παραπάνω, ορισμένα φύκια και μύκητες έχουν μορφές αναπαραγωγής στις οποίες δεν σχηματίζονται γεννητικά κύτταρα: χολογαμία και σύζευξη. Στο χολογαμίαμονοκύτταροι απλοειδείς οργανισμοί συγχωνεύονται μεταξύ τους, οι οποίοι στην περίπτωση αυτή λειτουργούν ως γαμέτες. Ο διπλοειδής ζυγώτης που προκύπτει διαιρείται με μείωση για να σχηματίσει τέσσερις απλοειδείς οργανισμούς. Στο συζεύξεις(4) τα περιεχόμενα των μεμονωμένων απλοειδών κυττάρων των νηματωδών θάλλων συγχωνεύονται. Μέσω ειδικά διαμορφωμένων καναλιών, το περιεχόμενο ενός κυττάρου ρέει σε ένα άλλο, σχηματίζεται ένας διπλοειδής ζυγώτης, ο οποίος συνήθως διαιρείται επίσης με μείωση μετά από μια περίοδο αδράνειας.

Παω σε διαλέξεις №13"Μέθοδοι διαίρεσης ευκαρυωτικών κυττάρων: μίτωση, μείωση, αμίτωση"

Παω σε διαλέξεις №15"Σεξουαλική αναπαραγωγή σε αγγειόσπερμα"