Антигамия — половые клетки обоих полов могут двигаться. Яйца больше, чем сперматозоиды, но они редко двигаются.
Бесполое размножение – полное руководство
Половое — свободное размножение происходит, когда один организм производит больше, чем делает, не обмениваясь генетической информацией с другим половым организмом.
В организмах, размножающихся половым путем, два родительских генома объединяются для создания потомства с уникальным генетическим профилем. Генетически разнообразные популяции приносят пользу популяции, поскольку они способны противостоять таким вызовам выживания, как болезни и изменения окружающей среды.
Организмы, размножающиеся половым путем, могут страдать от опасного недостатка разнообразия, но они также могут размножаться быстрее, чем организмы, размножающиеся бесполым путем, что позволяет особям находить новые популяции без спаривания.
Некоторые организмы, осуществляющие грубое размножение, могут способствовать разнообразию путем обмена генетической информацией. При этом используются формы горизонтального переноса генов, например, бактерии используют плазмиды и небольшие фрагменты ДНК. Однако этот метод дает не больше уникальных генотипов, чем половое размножение.
Некоторые виды растений, животных и грибов способны к половому и бесполому размножению, в зависимости от требований окружающей среды.
Грубое размножение практикуется большинством моноцитарных организмов, включая бактерии, археобактерии и протисты. Некоторые растения, животные и грибы также делают это.
1. быстрый рост населения. Это особенно полезно для видов, стратегией выживания которых является быстрое размножение.
Например, многие виды бактерий могут полностью воспроизвести популяцию из одного мутантного вида в течение нескольких дней после того, как большинство ее членов будут уничтожены одним вирусом.
2. не требует ассистента для создания новой популяции.
Это полезно для видов, которые могут изолировать членов, таких как грибы, развивающиеся из спор, разносимых ветром, растения, зависящие от опылителей для полового размножения, и животные, живущие в условиях низкой численности населения.
3. сокращение инвестиций в ресурсы. Бесполое воспроизводство, которое часто может быть достигнуто простым выделением родительской части тела и лишением ее жизни, требует меньше ресурсов, чем выращивание нового тела.
Например, многие растения и морские организмы могут выживать самостоятельно, просто отрезая части себя от родительского тела.
Таким способом можно получить только потомство, генетически идентичное своим родителям. Создание нового организма, ткань которого отличается от родительской, требует больше времени, энергии и ресурсов.
Эта простая способность к разделению на две части является одной из причин того, что грубое размножение происходит быстрее, чем половое.
Недостатки бесполого размножения
Главный недостаток грубого размножения — отсутствие разнообразия. Поскольку члены грубой репродуктивной популяции генетически идентичны, помимо редких мутаций, все они подвержены одним и тем же заболеваниям, недостатку питания и другим видам экологических проблем.
Ирландский картофельный голод был примером недостатков грубой селекции. Ирландский картофель, в значительной степени размноженный путем грубой селекции, оказался уязвимым, когда чума, убившая картофель, охватила остров. В результате почти все посевы погибли, многие остались без средств к существованию.
Другой пример — банан Грос Мишель, один из двух основных видов бананов. Этот банан стало невозможно выращивать в коммерческих целях в 20 веке после вспышки генетически уязвимых заболеваний.
С другой стороны, многие виды бактерий используют высокую скорость мутаций для создания генетического разнообразия, а неактивное размножение используется для быстрого роста колоний. Бактерии имеют высокую частоту ошибок при воспроизведении генетических последовательностей, что может привести к развитию новых полезных признаков даже без полового размножения.
Типы бесполого размножения
Существует множество способов грубого размножения. К ним относятся:.
1. Бинарное деление, при этом методе клетка копирует свою ДНК, а затем делится надвое, передавая копию ДНК каждой «дочерней клетке», используемой бактериями или археями.
2. перспективный, некоторые ткани тратят небольшую часть себя на рост новой ткани. Это делают многие растения, морские животные и одноклеточные эукариоты, такие как дрожжи.
Как и при размножении черенками, этот процесс включает в себя выращивание новых побегов от растения, которые могут стать совершенно новыми организмами. Клубника является примером растения, которое вырастает из родительского растения и размножается «ветвями», которые впоследствии становятся отдельными, независимыми растениями.
4. спорогенез Спорогенез — это производство зародышевых клеток, называемых спорами, которые могут вырасти в новые организмы.
Споры часто используют ту же стратегию, что и семена. Однако, в отличие от сперматозоидов, споры могут образовываться без оплодотворения половым партнером. Споры также более склонны к автономному распространению. через ветер, а не полагаясь на распространение другими организмами, например, животными-хозяевами.
5. Фрагментация При фрагментации «родительский» организм разделяется на несколько частей, каждая из которых становится целостным и независимым «потомственным» организмом. Этот процесс похож на прорастание и регенерацию стебля, но с некоторыми отличиями.
Во-первых, фрагментация не может быть спонтанной со стороны «родительского» организма. Черви, как и многие растения и морские обитатели, способны после травмы восстанавливать целый организм из фрагментов, разделяя их на разные части.
Когда фрагментация происходит спонтанно, один и тот же родительский организм может быть разделен на множество почти равных частей, образуя множество потомков. Это отличается от процессов прорастания и зародышеобразования, при которых организм развивает новые части, которые меньше родительских частей и предназначены для того, чтобы стать потомством организма.
6. агаменогенез, агаменогенез — размножение нормальных половых организмов, не требующих оплодотворения. Существует несколько способов, с помощью которых это может произойти.
При моногенезе из неоплодотворенной яйцеклетки неизбежно начинает расти новый организм с генами, доставшимися только от матери.
В отсутствие самца, который мог бы оплодотворить яйца, это происходит у самок различных видов и некоторых видов животных.
При инфекциях растения, которые обычно размножаются половым путем, размножаются генетически и производят то же потомство, что и родительское растение, поскольку нет мужских растений для оплодотворения женских гамет.
В ядерных эмбрионах эмбрион формируется из родительской ткани без мейоза или использования гамет. Известно, что это происходит в основном в цитрусовых и, таким образом, они могут производить семена в отсутствие мужского оплодотворения.
В грубом секторе, где участвует только один человек, процесс размножения происходит без образования гамет. Потомство образуется путем прорастания из материнской особи или путем отложения в специальных органах.
Виды бесполого размножения
Репродукция — это процесс воспроизводства живых организмов. Существует два типа размножения — половое (путем слияния гамет) и бесполое (рост из соматических клеток). Различные типы грубого размножения характерны для одноклеточных и многоклеточных организмов, то есть растений и животных.
Определение
Неорганическая репродукция — это воспроизводство потомства из соматических клеток одного организма. Новый организм получает всю свою генетическую информацию от одного родителя, так что в отсутствие мутаций создается копия этого родителя.
Характерные черты грубого размножения следующие.
- образование и развитие одноклеточного или многоклеточного организма посредством митоза;
- быстрое увеличение численности потомков.
Грубое размножение характерно для всех одноклеточных организмов, грибов, примитивных многоклеточных животных и многих видов растений. Этот способ размножения появился гораздо раньше, чем половое размножение. Половые формы размножения, такие как грубое размножение, не должны рассматриваться.
Существуют различные типы грубого размножения. Их характеристики описаны в таблице «Типы грубого размножения».
Его можно читать в сочетании с
Характеристики
Образование дочерних клеток из родительских клеток. Деление может быть одиночным (две части) или множественным (более 1000 дочерних клеток).
Амеба, хламидия, хлорелла, бактерии.
Выделение спор из спаржи — особого органа. Споры имеют защитную оболочку и распадаются в условиях, подходящих для роста.
Грибы, папоротники, мхи, водоросли.
Создание потомства из материнской ткани путем проекции и изоляции.
Образование новых организмов из отдельных частей или частей родительского организма.
Пленка, водоросли, плавники.
Естественное или искусственное выращивание молодых особей из стволовых органов растений.
Рисунок 2.Споры папоротника.
Фрагментация характерна только для одноклеточных организмов. Многоклеточные животные размножаются путем прорастания и фрагментации. Для растений характерно образование и прорастание спор. Грибы размножаются в основном спорами.
Клонирование
Явление, когда люди искусственно и грубо приобретают живые организмы, известно как клонирование. В природе он встречается редко. Примерами естественного клонирования являются однояйцевые или гомозиготные близнецы. Однако они идентичны друг другу и отличаются от своих родителей.
Метод воспроизведения идентичного потомства из родительских клеток также применим к организмам, размножающимся половым путем в природе. Типичным примером является тележка для перевозки овец. Клонирование достигается путем переноса ядра соматической родительской клетки и всей ее генетической информации в донорскую ооциту.
Рисунок 3. Овца Долли.
По сути, метод невежливого размножения является разновидностью клонирования, поскольку для размножения используются соматические, а не половые клетки, и потомство идентично родителям.
При гологамии одноклеточные особи с одним набором хромосом сливаются друг с другом и таким образом принимают на себя роль половых клеток. В результате вновь образовавшаяся зигота делится и образует четыре атома гемиплазмы.
Существующие виды
Грубое тиражирование может принимать различные формы. В таблице перечислены следующие виды и их характеристики
- Деление. Из единственной родительской клетки в результате деления воспроизводятся множественные дочерние клетки. Их может быть более тысячи. Бинарное деление происходит у прокариотов. Такой вид бесполого размножения — характерная особенность бактерий, хлорелл, амеб.
- Спорообразование. Существуют особые органы — спорангии, из которых происходит высвобождение спор. Последние имеют надежную оболочку, однако она разрушается при благоприятных для развития факторах. Представители живой природы, размножающиеся спорами, — водоросли, папоротники, грибы и мхи.
- Почкование. Потомство производится из родительской ткани в результате выпячивания и отделения. Пример — гидра.
- Фрагментация. Новый живой организм появляется из отдельной части или сегментов родительского тела. Примеры в окружающем мире — кишечнополостные, ленточные черви, водоросли.
- Вегетативное воспроизводство. В отличие от других способов размножения, потомство производится из вегетативных органов растений естественным или искусственным путем. Это свойство характерно для следующих биологических представителей: бегония, фиалка, герань. Интересно, что вегетативное размножение может происходить очень разнообразно. У некоторых видов это возможно при помощи усов (побегов, стелющихся по земле).
Искусственное клонирование
Люди могут создавать организмы грубым искусственным путем. Этот процесс известен как клонирование. В дикой природе встречается редко. Примером истинного клонирования в биологии являются гомозиготные или однояйцевые близнецы. Однако они похожи только внешне и очень отличаются от своих родителей.
В современном мире клонировать могут даже те особи, которые способны воспроизводить потомство половым путем. Простой пример — знаменитая овечка Долли. Он был клонирован путем переноса ядер его соматических клеток от родителей в донорскую яйцеклетку. По сути, любой вид грубого размножения является клонированием. Это объясняется тем, что в процессе участвуют соматические, а не половые клетки, и новый организм идентичен родительскому.
В случае растений клетки, похожие на исходный образец, получают в пробирках, колбах и чашках Петри. Центральное место в этой схеме занимает олигодинамика клетки. Это свойство относится к способности клеток делиться и производить клеточные организмы. Это явление имеет много преимуществ для человека. Можно взять часть растения, будь то корень или стебель, поместить его в подходящую среду, а затем, при благоприятных условиях, взять новый образец из его основания.
Однако если взять часть человеческого тела и поместить ее в специальную среду, то очевидно, что никаких новых образцов не появится. Клонирование животных и людей — очень сложный процесс. При микроразмножении клонов достигается самый высокий уровень воспроизводства потомства. Размножение растений может дать 10-100 растений в год, в то время как клональное микроразмножение может дать от 5 000 до 1 миллиона растений в год.
Клонирование растений очень выгодно, когда речь идет о селекции элитных растений, которых во всем мире мало. Компании, специализирующиеся на клонировании растений, есть в США, Нидерландах, Бельгии, Дании и Польше.
Значение митоза
Митоз — это процесс деления клеток, при котором из исходной соматической клетки образуются две дочерние клетки с одинаковыми наборами хромосом. Деление происходит на следующих этапах.
- Профаза. Ядро становится плотным, хроматин, содержащийся внутри, конденсируется и принимает форму спирали. Оболочки и ядра растворяются, хромосомы находятся в цитоплазме и размещаются беспорядочным образом. Центриоли делятся к полюсам, возникает своеобразное веретено клеток, нити прикрепляются к хромосомам и полюсам.
- Прометафаза. Хромосомы движутся к близлежащим полюсам.
- Метафаза. В начале хромосомы располагаются в экваториальной области веретена, поэтому давление полюсов распределено равномерно. На этой стадии увеличивается количество микротрубочек веретена. Хромосомы строятся парами и образуют спираль вдоль экватора веретена в четкой последовательности. Хроматиды начинают открепляться, однако все еще фиксируются к нитям веретена.
- Анафаза.На происходящей стадии возникает удлинение хроматид и они плавно переходят к полюсам. Производятся дочерние хромосомы. По продолжительности это самая быстрая стадия, сестринские хроматиды разделяются и распределяются по разным полюсам.
- Телофаза. Заключительная фаза, когда хромосомы увеличиваются в длину, и внутри каждого полюса появляется новая оболочка ядра. Нити, которые образовывали веретено, саморазрушаются. Возникает деление цитоплазмы. После окончания этой стадии производится деление материнской клетки, именуемой цитокинезом.
Роль митоза очень важна. Благодаря этому сохраняется правильный набор хромосом. Идентичные клетки могут быть получены только таким образом.
По такому принципу происходит регенерация эпидермальных и кишечных эпителиальных клеток. Генетический код копируется и поэтому сохраняется.
Этот метод можно использовать для регенерации частей тела некоторых категорий организмов, например, скатов морских звезд. Митоз обеспечивает, например, вегетативное размножение у растений и грубое размножение путем прорастания у гидр. Митоз отличается от мускулистости продолжительностью стадий и характером протекающих процессов.
Асексуальное размножение значительно отличается от моносексуального размножения. Первый метод вообще не требует наличия гамет. Моногамия (однополое размножение) приводит к образованию дочерних клеток из материнской яйцеклетки. Что касается неактивного размножения, то деление характерно для одноклеточных организмов, а прорастание, прорастание, фрагментация и споруляция — для многоклеточных организмов. Грубое размножение происходит у одноклеточных грибов, животных и растений. Этот процесс кратковременный, и виды могут обильно разрастаться за короткое время.
