Друкувати книгуДрукувати книгу

РОЗМНОЖЕННЯ ОРГАНІЗМІВ

Розмноження організмів

Сайт: Підготовка до ЗНО - Освітній портал "Академія"
Курс: Підготовка до ЗНО з біології
Книга: РОЗМНОЖЕННЯ ОРГАНІЗМІВ
Надруковано: Гість
Дата: Thursday 20 January 2022 7:41 PM

1. Розмноження організмів

РОЗМНОЖЕННЯ ОРГАНІЗМІВ

Класифікація форм розмноження

 

Нестатеве розмноження  –  це розмноження, яке здійснюється без участі статевих клітин. Характеризується тим, що дочірні клітини повністю ідентичні батьківським.

Існує декілька видів нестатево­го розмноження: поділ, вегетативне розмноження, розмноження за допомогою спор.

Поділ. Мітотичним поділом клітини розмно­жуються одноклітинні тварини та рослини. У цьо­му випадку з однієї батьківської клітини утворю­ються дві дочірні  –  два нові організми, ідентичні в генетичному відношенні. Для підвищення генетичної мінливості у більшості одноклітинних нестатеве розмноження чергуєть­ся зі статевим.

Вегетативне розмноження. Існує декілька спо­собів вегетативного розмноження.

Брунькування здійснюється шляхом утворення на материнсь­кому організмі багатоклітинного виросту, з яко­го розвивається нова особина (рослини, гриби, деякі тварини).

Фрагментація  –  відокремлення ділянки тіла з подальшим відновленням частин, яких бракує (тварини).

Вегетативне розмноження у рослин може здійснюватися також за допомогою спеціалізованих утворень  –  цибулин, кореневищ, бульб.

Вегетативне розмноження часто відокремлюють від нестатевого в окре­мий тип розмноження, оскільки деякі вчені вважають, що їхні природа походження різні. У разі нестатевого розмноження особина розвивається з однієї клітини, не диференційованої в статевому відношенні, а у разі вегетативного розмноження новій особині дають початок багатоклітинні за­родки різного походження. Проте з погляду генетики, вегетативне розмноження є окремим випадком нестатевого.

Спороутворення. Спори утворюються в спе­ціальних органах  –  спорангіях (спорові рослини, гриби). Вони мають захисні оболонки і здатні пе­реживати несприятливі умови.

Біологічне значення нестатевого розмноження

1.               У деяких організмів це єдиний спосіб розмноження

2.               Таким чином можуть розмножуватися організми, які за певних умов виявилися ізольованими

3.               Види, у яких короткий життєвий цикл, можуть швидше залишити більше нащадків

СТАТЕВЕ РОЗМНОЖЕННЯ

Статеве розмноження  –  це розмноження за допомогою спеціальних статевих клітин  –  гамет, які мають удвічі менше число хромосом, на відміну від батьківських безстатевих клітин. Характеризується рекомбінацією генетичної інформації.

Типи статевого розмноження

Деякі гермафродити здатні до само­запліднення, але в переважній більшості випадків відбувається перехресне запліднення.

Партеногенез  –  особлива форма статевого роз­множення, за якої розвиток організму походить з незаплідненої яйцеклітини.

У деяких одноклітинних інфузорії і багатоклітинних (спірогіра) існує форма статевого розмно­ження кон'югація, особливістю якої є відсутність гамет. Під час кон'югації між клітинами форму­ються цитоплазматичні містки, через які здійс­нюється обмін генетичною інформацією.

Яйцеклітина

Велика клітина, що містить запас поживних речовин, необхідних для розвитку зародка. Нерухома. Може бути вкрита різноманітними оболонками, що виконують захисну функцію.

Яйце птахів

 

 

 

 

Яйцеклітина ссавців

Сперматозоїд

Дрібна рухлива клітина. Рухається переважно за допомогою джгутика. Містить акросому  –  органоїд, яка забезпечує проникнення сперматозоїда в яйцеклітину та її активацію.

 

Статеве розмноження тварин та рослин

 

Гаметогенез

Гаметогенез  –  процес розвитку й формування статевих клітин.

Нa певному етапі ембріо­нального розвитку у хребетних формуються так звані статеві зачатки, які надалі дають початок статевим залозам  –  гонадам (сім'яникам і яєч­никам). У статеві зачатки мігрують клітини, які називаються овогоніями, або первинними жіно­чими статевими клітинами, і сперматогоніями, або первинними чоловічими статевими кліти­нами. У гонадах після ряду мітотичних поділів первинні статеві клітини піддаються мейозу та диференціюються на зрілі гамети. Процес ут­ворення жіночих гамет називається овогенезом, процес утворення чоловічих гамет  –  спермато­генезом. Ряд клітинних поколінь від первинних статевих клітин до зрілих гамет називається за­родковим шляхом

 

Сперматогенез                        Оогенез

Запліднення

Запліднення  –  злиття гамет.

 

Особливості запліднення рослин

Для процесу запліднення спорових рослин потрібна волога.

Насінним рослинам для запліднення волога не потрібна. У квіткових рослин відбувається подвійне запліднення, внаслідок якого утворюється диплоїдний зародок (насіння) та триплоїдний ендосперм (запас поживних речовин насіння).

Запилення

Самозапилення

Перехресне

Пилкове зерно потрапляє на приймочку маточки тієї ж самої квітки

Пилкове зерно потрапляє на приймочку маточки іншої квітки

 

Схема подвійного запліднення та утворення насіння у квіткових рослин

У 1898 р. професор Київського університету С. Г. Навашин описав процес подвійного за­пліднення у квіткових рослин:

1) спермій + яйцеклітина → зигота → зародок насіння;

2) спермій + диплоїдна центральна клітина зародкового мішка → триплоїдна клітина → ендосперм (запас поживних речовин насінини)

 

1      пиляк,

2      пилок,

3      генеративна клітина,

4       вегетативна клітина,

5      маточка,

6      пилкова трубка,

7      спермії,

8      зародковий мішок,

9      центральне ядро,

10    яйцеклітина,

11   мікропіле,

12    зигота,

13    оболонка насіння,

14    ендосперм (3n),

15    зародок (2n)

 

 

КЛОНУВАННЯ

Клонування  –  це метод розмноження статевороздільних істот (тварин та людей), за допомогою якого у безстатевий спосіб можна отримати новий організм, який буде генетично ідентичним до організму, який мається на меті клонувати. Клонування є відомим явищем у рослинному світі. Перші спроби клонування тварин з'явилися у 30-х роках 20 століття. Велику роль у цьому зіграв технічний прогрес у сфері молекулярної біології, генетики і штучного запліднення. Новий етап у клонуванні визначають експерименти шотландських учених, які завершилися народженням вівці Доллі (27 лютого 1997). Це досягнення відкриває шлях до клонування людини.

Найчастіше на захист клонування подаються такі аргументи: реалізація «права» батьків на потомство саме таке, яке вони хотіли б мати (вибір статі, характерних рис), можливість продукції підмінної особи, створення «армії клонів» придатних для певних воєнних дій. Клонування  –  це також можливість створення «банку органів» для трансплантації.

Існують два різні шляхи, за допомогою яких можна досягнути клонування.

1. Перенесення ядра клітини суб'єкта, якого хочуть клонувати (дублювати). Ядро вводять у запліднену або незапліднену яйцеклітину після видалення або нейтралізації існуючого в ній ядра. Ядро клітини має повний генетичний код даного організму, що дозволяє «відтворити» генетично ідентичний організм.

2. Розщеплення ембріонів, тобто штучне проведення природного процесу формування ідентичних близнюків (або монозигот), який полягає у мікрохірургічному поділі ембріональних клітин на перших стадіях їхнього розвитку (до 14 днів після запліднення) на два або більше ідентичних ембріонів. Після цього розділені організми здатні незалежно розвиватися завдяки клітинній поліпотенції  –  властивості однієї клітини давати початок різним тканинам, що формують організм.

Аргументи проти клонування людини коротко можна сформулювати так:

1) клонування порушує людську гідність, зводить людське життя до рівня «біологічного матеріалу»;

2) воно відділяє сферу дітородження (прокреації) від правдивого людського контексту подружнього акту;

3) засвідчує брак поваги для людських ембріонів, які будуть знищені, щоб успішно могла відбутися репродукція цього типу (так, при клонуванні вівці Доллі було здійснено 277 спроб, 8 з них доведено до ембріональної стадії, в результаті чого народилася тільки одна вівця);

4) клонування  –  це радикальна маніпуляція розмноженням людини, при якій порушуються особові відносини між батьками та дітьми, що може призвести до зникнення поняття сім'ї та сімейних стосунків;

5) клонування є недопустимим з огляду на гідність клонованої особи. Кожна людина має право на свою унікальність та неповторність. Її тіло та генотип також є інтегральним елементом гідності й унікальності, тоді як клонована істота  –  це завжди «копія» когось іншого, що може призвести до втрати власної ідентичності, до відчуття меншовартості;

6) клонування породжує небезпеку суспільної маніпуляції в евгенічному напрямку, вибору «генетично кращих» людей;

7) створення «клонів» живих осіб виключно як джерела для трансплантації органів є зведенням людини до рівня предмету вжитку, що цілковито недопустимо з точки зору християнського персоналізму.

 

ПОЛІЕМБРІОНІЯ

Поліембріонія  – процес розвитку кількох зародків з однієї заплідненої яйцеклітини.

Поліембріонія досить поширена серед різних груп тварин (війчасті та кільчасті черви, іноді у членистоногих, риб, птахів, ссавців). Як постійне явище вона притаманна деяким комахам (наприклад, їздцям) і ссавцям (наприклад, броненосцям).

У людини у разі поліембріонії народжуються однояйцеві близнята, які мають ідентичний набір спадкової інформації. Однояйцеві близнюки завжди однієї статі. Розрізняють специфічну поліембріонію (нормально властиву даному виду) і спорадичну (випадкову).

Специфічна поліембріонія зустрічається в деяких мшанок, паразитичних перетинчастокрилих і віялокрилих комах, з ссавців  –  у броненосців. Разючий приклад специфічної поліембріонії  –  розвиток з 1 зиготи до 3 тис. личинок у їздця з роду Litomastix. У куцохвостого броненосця з 1 яйця розвивається 7-9 зародків, кожен з яких лежить у власному амніоні, але мають загальний хоріон.

Спорадична поліембріонія зустрічається у всіх тварин, але особливо часто у деяких гідроїдних поліпів і дощових черв'яків. У хребетних вона виникає шляхом розділення зародка на кілька частин зазвичай до або на початку гаструляції. У людини в разі спорадичної поліембріонії народжується кілька (2 – 5) близнюків однієї статі.

Експериментально поліембріонія отримана у багатьох тварин впливом різних факторів.

 

ПАРТЕНОГЕНЕ́З

Партеногене́з  –  форма статевого розмноження, коли розвиток яйцеклітини відбувається без запліднення. Притаманний багатьом рослинам та безхребетним тваринам (попелиці, палочники, коловертки, деякі види цвіркунів, метеликів та ос), а також і деяким хребетним (риби, амфібії, ящірки). Особливі форми партеногенезу  –  гіногенез, андрогенез та педогенез.

Переваги партеногенезу полягають в тому, що він здатен значно збільшувати швидкість розмноження, та в деяких випадках за відсутності самців, самки здатні розмножуватися самостійно, народжуючи при цьому головно самців.

Загалом, існують два види партеногенезу  –  гаплоїдний та диплоїдний, залежно від кількості хромосом в жіночій гаметі. У багатьох комах, в тому числі у мурах та бджіл, в результаті гаплоїдного партеногенезу в межах однієї спільноти виникають різні касти організмів. У цих видів відбувається мейоз та утворюються гаплоїдні гамети. Деякі яйцеклітини запліднюються, і з них розвиваються диплоїдні самки, тоді як з незапліднених яйцеклітин розвиваються фертильні гаплоїдні самці.

У попелиць відбувається диплоїдний партеногенез, при якому ооцити самиці зазнають особливої форми мейозу без розходження хромосом  –  всі хромосоми переходять в яйцеклітину, а полярні тільця (друга частина ооциту, що поділився при мейозі) не отримують жодної хромосоми. Яйцеклітини розвиваються в материнському організмі, так що молоді самиці народжуються цілком сформованими, а не виходять з яєць. Такий процес називають живонародженням. Він може продовжуватись кілька поколінь, особливо влітку, до тих пір, коли в одній з клітин не відбудеться майже повне нерозходження хромосом, в результаті чого утворюється клітина, що має всі пари аутосом та одну Х-хромосому. З цієї клітини партеногенетично розвивається самець. Ці осінні самиці та партеногенетичні самиці виробляють в результаті мейоза гаплоїдні гамети, що беруть участь в статевому розмноженні. В ході цього розмноження запліднені самиці відкладають диплоїдні яйця, котрі перезимовують, а навесні з них виходять самки, що розмножуються партеногенетично і народжують живих нащадків.

Таким чином, декілька партеногенетичних поколінь змінюються поколінням, що виникає в результаті нормального статевого розмноження і вносить в популяцію генетичне різноманіття в результаті рекомбінації. Головна перевага, яку дає попелицям партеногенез,  –  це швидке зростання чисельності популяції, оскільки при цьому всі її статевозрілі члени здатні до відкладання яєць. Це особливо важливо в періоди, коли умови навколишнього середовища сприятливі для існування великої популяції, тобто в літні місяці.