Рассмотрите рисунки 124-128. Какими способами размножаются организмы, изображенные на рисунках? Как происходит образование спор и половых клеток у цветковых растений? Каким образом формируются половые клетки у млекопитающих?
Размножение - процесс воспроизведения себе подобных и увеличения числа особей присущ всем организмам. Все разнообразие способов размножения можно свести к двум основным формам: бесполому и половому. В бесполом размножении участвует одна родительская особь, которая передает свои наследственные признаки потомкам, образующим генетически однородный клон (от греч. cion - отпрыск, ветвь). В половом размножении чаще всего участвуют два родительских организма. Поэтому дочерняя особь, развивающаяся из зиготы, сочетает наследственную информацию, полученную от обоих родителей.
Размножение одноклеточных организмов. У одноклеточных организмов встречаются обе формы размножения. Бактерии и простейшие размножаются бесполым путем - делением материнской клетки надвое, или на большее число дочерних клеток (рис. 124, 1). Одноклеточные водоросли чередуют бесполое и половое размножение. Так, хлорелла в благоприятных условиях размножается споруляцией, т.е. при помощи спор (рис. 124, 2), а при похолодании или пересыхании водоемов - половым путем. Одноклеточные грибы - дрожжи в благоприятных условиях размножаются бесполым путем - почкованием (рис. 124, 3), а при наступлении неблагоприятных условий переходят к образованию половых клеток шаровидной формы.
Рис. 124. Способы размножения одноклеточных организмов: 1 - деление надвое (инфузория- туфелька); 2 — споруляция. или образование спор (хлорелла); 3 — почкование (дрожжи)
Рис. 125. Вегетативное размножение растений: 1 — корневищем (черника); 2 — клубнями (картофель); 3 - придаточными почками на листьях (бриофиллюм); 4 - отводками (смородина); 5 - черенками (традесканция); 6 — листом (сенполия); 7 — прививкой (яблоня)
Размножение многоклеточных растений и грибов.
Многоклеточные растения размножаются бесполым и половым путем. Одним из самых распространенных способов бесполого размножения высших растений является вегетативное, которое обеспечивают отдельные органы и их части: корневища, клубни, луковицы, придаточные почки, листья и участки побегов (рис. 125).
Другим широко распространенным способом бесполого размножения растений является размножение при помощи спор. Споруляция у растений происходит в результате процесса спорогенеза в органах спороношения - спорангиях, расположенных на спорофите - бесполом поколении. У водорослей и высших растений споры формируются мейозом. Споры имеются не только у споровых растений, но и у семенных. Например, в пыльниках тычинок цветка покрытосеменных растений образуются микроспоры, а в семязачатках завязи пестика - мегаспоры.
У многоклеточных водорослей встречается еще один из способов бесполого размножения - фрагментация, при котором слоевище родительской особи распадается на отдельные части - фрагменты, из которых затем развиваются дочерние организмы.
Рис. 126. Схема опыления и двойного оплодотворения у цветковых растений: 1— пыльцевая трубка: 2 - спермин; 3 - яйцеклетка; 4 - центральное ядро
Многоклеточным растениям присуще и половое размножение. Обеспечивающие его половые клетки - гаметы, образуются в результате гаметогенеза. У споровых растений гаметы развиваются на гаметофите - половом поколении растений, путем митоза. Гаметофит может существовать самостоятельно, например, у водорослей, мхов и папоротникообразных. У семенных растений гаметофиты сильно уменьшены в размерах и находятся внутри органов семенного размножения на спорофите.
Главным органом семенного размножения, например, у покрытосеменных растений, служит цветок. В нем есть тычинки и пестики. В пыльниках тычинок созревают пыльцевые зерна - мужские гаметофиты, а в семязачатках пестика - зародышевые мешки - женские гаметофиты. Перенос созревших пыльцевых зерен (пыльцы) с тычинок цветка на рыльце пестика осуществляется в результате процесса опыления. После опыления и прорастания пыльцевого зерна в пыльцевую трубку, проникающую внутрь семязачатка, происходит двойное оплодотворение –слияние ядер (яйцеклеткии центрального ядра) зародышевого мешка и двух спермиев (рис. 126). В результате двойного оплодотворения из семязачатка цветка формируется семя, а из стенок завязи или других частей цветка - околоплодник плода. Созревшие плоды и семена распространяются разными способами, что обеспечивает расселение покрытосеменных растений.
Многоклеточные грибы, например, шляпочные, размножаются бесполым путем при помощи спор или разрастанием грибницы, образованной гифами. Многочисленные споры формируются в плодовых телах шляпочных грибов, развивающихся на грибнице. Из спор образуются гифы новой грибницы (рис. 127).
Рис. 127. Строение шляпного гриба
Рис.128. Бесполое размножение пресноводной гидры — почкование
Размножение многоклеточных животных и человека. Большинство многоклеточных животных и человек размножаются половым путем. Вместе с тем, у некоторых животных, наряду с половым встречается и бесполое размножение (рис. 128). Например, пресноводная гидра и коралловые полипы способны к почкованию, а плоские черви планарии - к фрагментации - распаданию тела на части-фрагменты.
Половые клетки у многоклеточных животных развиваются в результате гаметогенеза, происходящего в органах половой системы - половых железах. Органы размножения самцов представлены парными половыми железами - семенниками, в которых развиваются сперматозоиды (рис. 129, І). Органы размножения самок - парные половые железы - яичники, в которых развиваются яйцеклетки (рис. 129, 2). Организмы могут быть раздельнополыми и обоеполыми. У обоеполых животных (гермафродитов) образуются одновременно мужские и женские половые клетки.
Рис. 129. Половые системы планарии (1) и майского жука (2)
Процесс слияния ядра сперматозоида с ядром яйцеклетки называют оплодотворением (рис. 130). При этом образуется зигота - оплодотворенная яйцеклетка, в ядре которой объединен генетический материал обоих родителей. Оплодотворение у животных бывает не только внутренним, но и наружным. При наружном оплодотворении, характерном для водных животных, например рыб и земноводных, самки выметывают икру (яйцеклетки), а самец - сперму во внешнюю среду, где и происходит оплодотворение. У животных с наружным оплодотворением число производимых яйцеклеток значительно больше, чем у животных с внутренним оплодотворением. В последнем случае образование зиготы происходит в половых путях самки. Затем самка может откладывать яйца или рождать сформировавшийся новый организм.
Рис. 130. Оплодотворение у животных: 1 - проникновение головки сперматозоида через оболочку яйцеклетки; 2 - слияние ядер сперматозоида и яйцеклетки; 3— начало первого деления зиготы
Размножение: бесполое, половое; клон, зигота; деление, почкование, споруляция, фрагментация, вегетативное размножение; семенное размножение, опыление, двойное оплодотворение; половые железы: семенники, яичники; оплодотворение.
1. Дайте определение процессу размножения организмов? 2. Какие формы и способы размножения организмов встречаются в природе? Как их использует человек в своей хозяйственной деятельности? 3. Какими способами размножаются одноклеточные организмы? 4. В чем сходство и различие бесполого размножения растений и животных? 5. В чем сходство и различие полового размножения растений и животных? 6. Где и как происходит развитие половых клеток у животных? 7. Что такое оплодотворение? Каким оно бывает?