для каких организмов характерно бесполое размножение
Бесполое размножение
Бесполое размножение, или агамогенез — форма размножения, при которой организм воспроизводит себя самостоятельно, без всякого участия другой особи. Следует отличать бесполое размножение от однополого размножения (партеногенеза), который является особой формой полового размножения.
Содержание
Размножение делением
Деление свойственно прежде всего одноклеточным организмам. Как правило, оно осуществляется путём простого деления клетки надвое. У некоторых простейших (например, фораминифер) происходит деление на большее число клеток. Во всех случаях образующиеся клетки полностью идентичны исходной. Крайняя простота этого способа размножения, связанная с относительной простотой организации одноклеточных организмов, позволяет размножаться очень быстро. Так, в благоприятных условиях количество бактерий может удваиваться каждые 30—60 минут. Размножающийся бесполым путём организм способен бесконечно воспроизводить себя, пока не произойдёт спонтанное изменение генетического материала — мутация. Если эта мутация благоприятна, она сохранится в потомстве мутировавшей клетки, которое будет представлять собой новый клеточный клон.В однополом размножении участвует один родительский организм, который способен образовать множество идентичных ему организмов.
Размножение спорами
Нередко бесполому размножению бактерий предшествует образование спор. Бактериальные споры — это покоящиеся клетки со сниженным метаболизмом, окружённые многослойной оболочкой, устойчивые к высыханию и другим неблагоприятным условиям, вызывающим гибель обычных клеток. Спорообразование служит как для переживания таких условий, так и для расселения бактерий: попав в подходящую среду, спора прорастает, превращаясь в вегетативную (делящуюся) клетку.
Вегетативное размножение
Другой вариант бесполого размножения осуществляется путём отделения от организма его части, состоящей из большего или меньшего числа клеток. Из них развивается взрослый организм. Примером может служить почкование у губок и кишечнополостных или размножение растений побегами, черенками, луковицами или клубнями. Такая форма бесполого размножения обычно называется вегетативным размножением. В своей основе оно аналогично процессу регенерации.
Вегетативное размножение играет важную роль в практике растениеводства. Так, может случиться, что высеянное растение (например, яблоня) обладает некой удачной комбинацией признаков. У семян данного растения эта удачная комбинация почти наверняка будет нарушена, так как семена образуются в результате полового размножения, а оно связано с рекомбинацией генов. Поэтому при разведении яблонь обычно используют вегетативное размножение — отводками, черенками или прививками почек на другие деревья.
Почкование
Фрагментация (деление тела)
Некоторые организмы могут размножаться делением тела на несколько частей, причём из каждой части вырастает полноценный организм, во всём сходный с родительской особью (плоские и кольчатые черви, иглокожие).
Размножение организмов
Выделяют две основные формы размножения: бесполое и половое.
Бесполое размножение
Бесполое размножение осуществляется только одной родительской особью без участия половых клеток. Появление дочернего организма происходит из соматических клеток.
Делением материнской клетки на дочерние размножаются все бактерии и простейшие (амеба, эвглена зеленая, инфузории, водоросли).
Часто бесполое размножение помогает быстро увеличить численность вида, оно активируется при благоприятных условиях среды. Осенью, при наступлении неблагоприятных условий становится активно половое размножение.
В случае вегетативного размножения дочерний организм представляет собой генетическую копию материнского организма, а также имеет шанс унаследовать мутации в соматических клетках.
У молочной планарии способность к регенерации развита настолько, что, если разделить ее на несколько частей, то из каждой части восстановится полноценный организм.
На настоящий момент бурно развивается направление выращивания искусственных органов, которые могут заменить «естественные» органы, утратившие вследствие болезней свои физиологические и анатомические свойства.
Половое размножение
Осуществляется с помощью особых половых клеток (гамет). Имеет огромное эволюционное значение, так как в результате него образуются особи с новыми комбинациями генов, новыми признаками. Такие особи являются материалом для естественного отбора.
В результате бесполого размножения появляются генетические копии материнских организмов, которые содержат точно такой же набор генов в ДНК. В этом случае при изменении условий среды, если погибает одна особь, рискуют погибнуть все «генетические копии», так как они не обладают разнообразием, имеют одинаковый генотип, а значит одинаково не приспособлены.
Половое размножение в схожих условиях выигрывает значительно, так как создает генетическое разнообразие.
В ходе гаметогенеза у мужских и женских особей образуются половые клетки (гаметы): сперматозоиды (n) и яйцеклетки (n). При оплодотворении происходит их слияние, образуется зигота (2n). Далее следует эмбриональный период развития, который переходит в постэмбриональный.
Важно заметить, что это пример полового процесса без размножения, так как увеличения числа особей не происходит. Однако две разошедшиеся клетки после конъюгации содержат новые комбинации генов, что в дальнейшем приведет к развитию новых признаков и появлению новых свойств у их потомства.
Очевидно, что особи гермафродиты вырабатывают два типа половых клеток: и сперматозоиды (мужские гаметы), и яйцеклетки (женские гаметы). Гермафродитизм чаще встречается у низших, более примитивных животных. Гермафродитами являются многие черви, моллюски, кишечнополостные.
© Беллевич Юрий Сергеевич 2018-2021
Данная статья написана Беллевичем Юрием Сергеевичем и является его интеллектуальной собственностью. Копирование, распространение (в том числе путем копирования на другие сайты и ресурсы в Интернете) или любое иное использование информации и объектов без предварительного согласия правообладателя преследуется по закону. Для получения материалов статьи и разрешения их использования, обратитесь, пожалуйста, к Беллевичу Юрию.
Виды и формы бесполого размножения
В природе существует два основных способа размножения половое и бесполое.
И, если с первым все как-то понятно, то виды бесполого размножения оставляют многих в недоумении. Что же это?
Формы бесполого размножения
Учёные классифицируют бесполое размножение по следующим категориям: почкование, деление, фрагментация, спорообразование, вегетативное размножение. Но, так как не все виды живых организмов, обитающих на Земле, до конца изучены учеными, возможно открытие нового метода бесполого размножения в дальнейшем.
Деление имеет значение преимущественно для одноклеточных организмов. Простейшие используют особенности своих телец для раздвоения с последующим зарождением жизни в каждой половине. Одна особь в итоге превращается в два полноценных организма.
Фрагментация в чем-то имеет сходство с делением: существо дробится на несколько простых частей, становящихся новыми представителями вида.
Почкование характерно для примитивных видов. Оно подразумевает формирование новой особи из выступов (их называют почками) на теле материнского организма. Отпочковавшиеся существа начинают полноценный жизненный цикл.
Палинтомия процесс беспорядочно быстрого деления без прохождения стадий роста и развития.
Спорообразование
Споры это репродуктивные покоящиеся клетки, отличающиеся ничтожно низким уровнем метаболизма и высочайшей резистентностью.
Размножение спорами предусматривает развитие спор в вегетативных клетках в исключительно благоприятных условиях. В основном встречается у бактерий и растений.
Способы вегетативного размножения
Размножение растений развитием отдельных частей называется вегетативным.
Различают несколько основных типов:
Такое бинарное размножение позволяет увеличить вероятность успешного выживания царств организмов в условиях агрессивной среды.
Биологическая роль бесполого размножения
В сравнении с половым, бесполое размножение характеризуется следующими преимуществами:
Способы бесполого размножения в таблице
| Одноклеточные | Многоклеточные | Животные |
| Почкование процесс создания младшей особи из нароста на теле родителя. |
Спорообразование размножение клеточными спорами.
Митоз: сюда входят деление и фрагментация.
Фрагментация дробление тела на несколько частей, каждая из которых вырастает в полноценную особь.
Спорообразование. Встречается у растений и грибов.
Почкование характерно исключительно для губок.
Практическое использование этих методов возможно, но на практике как правило не осуществляется.
Сравнение полового и бесполого размножения
В отличие от полового, бесполое размножение является более примитивным, а потому относится к более низшим.
Оно также почти не присуще животным, у человека практически не встречается. У низших форм наблюдается преобладание данного способа.
Также в половом размножении участвует две особи одного вида, для бесполого размножения необходима лишь одна.
Соматические клетки задействованы в бесполом продлении рода, для полового характерны половые.
Преимущества бесполого размножения
Главное достоинство оного быстрое увеличение численности особей до конкретного вида. Это позволяет гарантированно выживать в условиях меняющейся среды.
Ещё одно главное достоинство передача почти всех родительских качеств детским особям.
Отсутствие надобности в двух участниках биологического процесса также характерно для бесполого размножения.
Особенности бесполого размножения
Сюда относятся:
Заключение
Множественные исследования показали, что бесполое размножение характерно для низших и неорганизованных форм жизни.
Однако оно обеспечивает стабильный приток численности особей этим видам и занимает важнейшее место в сфере биологии.
Основное определение
Процесс воспроизведения с участием одного родителя отличается от размножения, в котором задействованы две особи. Выделяют следующие особенности бесполого размножения:
Существуют переходные формы от бесполого воспроизводства к половому:
Существующие виды
Встречается несколько форм бесполого размножения. В таблице отражены следующие виды и их особенности:
Искусственное клонирование
Человек способен получить живой организм бесполым методом искусственным путем. Этот процесс получил название — клонирование. В живой природе такое явление происходит крайне редко. Образец настоящего клонирования в биологии — гомозиготные, или однояйцовые близнецы. Однако они аналогичны только по сравнению между собой и сильно отличаются от родительских особей.
В современном мире способно осуществляться даже клонирование тех особей, которые способны воспроизводить потомство половым способом. Простой пример — известная овечка Долли. Ее клонирование производилось методом переноса ядра соматической клетки родительской особи в донорскую яйцеклетку. По сути, любой вид бесполого воспроизводства будет относиться к клонированию, так как в процедуре участвует соматическая клетка вместо половой, а новый организм идентичен родительской особи.
Что касается растений, в пробирках, колбах и чашках Петри человек получает клетки, аналогичные исходным экземплярам. В основе данной схемы находится тотипотентность клеток. Это свойство подразумевает способность клетки делиться и производить клеточные организмы. Такое явление имеет много преимуществ для человека. Можно взять какую-либо часть растения, будь то корень или стебель, поместить его в необходимую среду, и при благоприятных условиях из основы можно получить новый экземпляр.
Однако понятно, что если взять часть человеческого тела и поместить ее в специальную среду, новой особи не появится. Создание клона животного или человека — крайне сложная процедура. Клональное микроразмножение обладает высочайшим коэффициентом воспроизводства потомства. Благодаря вегетативному размножению способно появляться 10−100 растений за один год, клональное микроразмножение позволяет произвести от 5 тыс. до 1 млн единиц в год. в лабораторных условиях.
Создавать клоны растений крайне выгодно при разведении элитных растений, которых существовало всего лишь несколько экземпляров во всем мире. В США, Голландии, Бельгии, Дании и Польше существуют фирмы, которые специализируются на клонировании растений.
Значение митоза
Митоз — это процесс клеточного деления, в ходе которого из исходной соматической клетки получается две дочерние с аналогичным набором хромосом. Деление происходит в следующие стадии:
Роль митоза крайне важна. Благодаря ему происходит поддержание нужного набора хромосом. Произвести идентичную клетку можно только с помощью этого способа.
Именно по такому принципу происходит обновление клеток эпидермиса и эпителия кишечника. Происходит копирование, а значит, сохранение генетического кода.
С помощью этого метода возможно восстановление частей тела у определенных классов организмов, например, лучи у морской звезды. Митоз обеспечивает размножение бесполым путем, пример — вегетативное воспроизведение растений и почкование у гидр. Митоз отличается от мейоза длительностью фаз и особенностями протекающих в них процессов.
Бесполое размножение значительно отличается от однополого воспроизводства. Первый способ не предполагает присутствие гамет вообще. При партеногенезе (однополом размножении) дочерние клетки образуются из яйцеклетки матери. Что касается бесполого воспроизведения, для одноклеточных организмов свойственно деление, а для многоклеточных — почкование, вегетативное размножение, фрагментация, спорообразование. Бесполым способом происходит воспроизводство у одноклеточных грибов, животных и растений. Этот процесс занимает немного времени и позволяет увеличить численность вида в короткие сроки.
Бесполое размножение – полное руководство
Определение бесполого размножения
В сексуально размножающихся организмах геномы двух родителей объединяются, чтобы создать потомство с уникальными генетическими профилями. Это выгодно для Население потому что генетически разнообразные группы населения имеют больше шансов противостоять таким проблемам выживания, как болезни и изменения окружающей среды.
Воспроизводимые бесполым путем организмы могут страдать от опасного отсутствия разнообразия, но они также могут размножаться быстрее, чем организмы, размножающиеся половым путем, и один человек может найти новую популяцию без необходимости в спаривании.
Некоторые организмы, которые практикуют бесполое размножение, могут обмениваться генетической информацией, чтобы способствовать разнообразию, используя формы горизонтального ген передача, такая как бактерии которые используют плазмиды, чтобы передать маленькие кусочки ДНК. Однако этот метод дает меньше уникальных генотипов, чем половое размножение.
Бесполое размножение практикуется большинством одноклеточных организмов, включая бактерии, архебактерии и протисты. Это также практикуется некоторыми растениями, животными и грибами.
1. Быстрый рост населения. Это особенно полезно для видов, стратегия выживания которых заключается в быстром размножении.
Например, многие виды бактерий могут полностью перестроить популяцию из одного мутанта в течение нескольких дней, если большинство ее членов будет уничтожено вирус.
2. Для создания новой популяции не нужен помощник.
3. Сокращение инвестиций в ресурсы. Бесполое размножение, которое часто может быть достигнуто простым разделением части родительского организма и принятием собственной жизни, требует меньше ресурсов, чем воспитание нового детского организма.
Например, многие растения и морские существа могут просто отрезать часть себя от родительского организма и выжить этой части самостоятельно.
Только потомство, генетически идентичное родительскому, может быть получено таким образом: взращивая создание нового организма, чей ткань отличается от ткани родителей требует больше времени, энергии и ресурсов.
Эта способность просто делиться на две части – одна из причин, по которой бесполое размножение происходит быстрее, чем половое.
Недостатки бесполого размножения
Самым большим недостатком бесполого размножения является отсутствие разнообразия. Поскольку представители бесполой репродуктивной популяции генетически идентичны, за исключением редких мутантов, все они подвержены тем же болезням, дефициту питания и другим типам экологических проблем.
Ирландский картофельный голод был одним из примеров отрицательной стороны бесполого размножения: ирландский картофель, который размножался главным образом в результате бесполого размножения, был уязвим, когда чума, убивающая картофель, охватила остров. В результате почти все посевы провалились, и многие люди голодали.
Ближнийвымирание Другой пример – банан Грос-Мишель – один из двух основных сортов бананов, коммерческий рост которых стал невозможным в 20-м веке после появления болезни, к которой он был генетически уязвим.
С другой стороны, многие виды бактерий на самом деле используют свои высокие мутация скорость для создания генетического разнообразия при использовании бесполого размножения для очень быстрого роста своих колоний. Бактерии имеют более высокий уровень ошибок при копировании генетических последовательностей, что иногда приводит к созданию новых полезных признаков даже при отсутствии полового размножения.
Типы бесполого размножения
Есть много разных способов размножения бесполым. К ним относятся:
1. Бинарное деление , Этот метод, в котором клетка просто копирует свою ДНК, а затем разделяется на две части, давая копию своей ДНК каждой «дочерней клетке», используемой бактериями и архебактериями.
2. многообещающий, Некоторые организмы отщепляют небольшую часть себя, чтобы вырасти в новый организм. Это практикуется многими растениями и морскими существами, а также одноклеточными эукариотами, такими как дрожжи.
3. Вегетативное размножение, Так же, как подающий надежды, этот процесс включает в себя растение выращивание нового побега, способного стать целым новым организмом. Клубника является примером растений, которые размножаются с помощью «бегунов», которые растут наружу от родительского растения и позже становятся отдельными, независимыми растениями.
4. спороношения, Спорогенез – это производство репродуктивных клеток, называемых спорами, которые могут вырасти в новый организм.
Споры часто используют те же стратегии, что и у семян. Но в отличие от семян, споры могут быть созданы без оплодотворение сексуальным партнером. Споры также более склонны распространяться автономно, например, через ветер, чем полагаться на распространение других организмов, таких как животные-носители.
5. фрагментация, При фрагментации «родительский» организм делится на несколько частей, каждая из которых превращается в целостный, независимый «потомственный» организм. Этот процесс напоминает почкование и вегетативное размножение, но с некоторыми отличиями.
С одной стороны, фрагментация не может быть добровольной со стороны «родительского» организма. Земляные черви, а также многие растения и морские существа способны восстанавливать целые организмы из фрагментов после травм, которые разделяют их на несколько частей.
Когда фрагментация происходит добровольно, один и тот же родительский организм может разделиться на множество примерно равных частей, чтобы сформировать много потомков. Это отличается от процессов почкования и вегетативного размножения, когда организм выращивает новые части, которые являются небольшими по сравнению с родительскими и которые предназначены стать потомством организмов.
6. Agamenogenesis, Агаменогенез – это размножение нормально половых организмов без необходимости оплодотворения. Есть несколько способов, которыми это может произойти.
В партеногенезе неоплодотворенное яйцо начинает развиваться в новый организм, который по необходимости обладает только генами от своей матери.
Это происходит у нескольких видов животных женского пола и у женщин некоторых видов животных, когда нет самцов, которые оплодотворяют яйца.
При апомоксисе нормально размножающееся половым путем растение размножается бесполым путем, давая потомство, идентичное родительскому растению, из-за недостатка мужского растения для оплодотворения женских гамет.
В ядерных эмбрионах, эмбрион формируется из собственной ткани родителей без мейоз или использование репродуктивных клеток. Известно, что это в основном происходит в цитрусовых, которые могут давать семена таким способом при отсутствии мужского оплодотворения.
Примеры бесполого размножения
бактерии
Все бактерии размножаются путем бесполого размножения, разделяясь на две «дочерние» клетки, которые генетически идентичны их родителям.
Некоторые бактерии могут подвергаться горизонтальному переносу генов, при котором генетический материал передается «горизонтально» от одного организма к другому, а не «вертикально» от родителя к ребенку. Поскольку у них есть только одна клетка, бактерии могут изменять свой генетический материал как зрелые организмы.
Процесс генетического обмена между бактериальными клетками иногда называют «сексом», хотя он проводится для изменения генотип зрелой бактерии, а не как средство размножения.
Бактерии могут позволить себе использовать эту стратегию выживания, потому что их чрезвычайно быстрое размножение делает вредные генетические мутации, такие как ошибки копирования или горизонтальный перенос генов, несущественными для всей популяции. Пока несколько человек переживут мутации и бедствия, эти люди смогут быстро восстановить популяцию бактерий.
Эта стратегия «быстро размножаться, часто мутировать» является основной причиной, по которой бактерии так быстро развивают устойчивость к антибиотикам. Также было обнаружено, что они «изобретают» в лаборатории совершенно новые биохимические методы, такие как один вид бактерий, который самопроизвольно приобрел способность выполнять анаэробное дыхание.
Эта стратегия не будет работать хорошо для организма, который вкладывает значительные средства в выживание людей, таких как многоклеточный организмы.
Формы слизи
Плесневые слизи – это захватывающий организм, который иногда ведет себя как многоклеточный организм, а иногда ведет себя как колония одноклеточных организмов.
В отличие от животных, растений и грибов, клетки в слизистой плесени не связаны в фиксированной форме и зависят друг от друга для выживания. Клетки, которые составляют плесень слизи, способны жить индивидуально и могут распространяться или отделяться, когда пищи в изобилии, очень похоже на людей в колонии бактерий.
Но клетки слизистой плесени являются эукариотическими и могут проявлять высокую степень сотрудничества вплоть до создания временного внеклеточный матрикс и «тело», которое может стать большим и сложным. Формы слизи, чьи клетки работают совместно, могут быть ошибочно приняты за грибки и могут выполнять локомоцию.
Плесень слизи может производить споры, очень похожие на грибок, и они также могут размножаться в результате фрагментации. Экологические причины или травмы могут привести к рассеянию плесени слизи на множество частей, а небольшие по размеру клетки, как одна клетка, могут перерасти в совершенно новую колонию / организм плесени слизи.
Ящерицы Уиптейла Нью-Мексико
Этот вид ящерицы был создан путем скрещивания двух соседних видов. Генетическая несовместимость между гибридными родителями сделала невозможным рождение здоровых мужчин: однако, гибриды женского пола были способны к партеногенезу, делая их репродуктивно независимой популяцией.
Все ящерицы из Нью-Мексико – женщины. Новые представители вида могут быть созданы путем гибридизации родительских видов или путем партеногенеза у самок нью-мексиканских кнутов.
Возможно, в качестве остатка своего сексуально воспроизводимого прошлого, ящерицы из Нью-Мексико действительно проявляют «спаривание», которое они должны пройти, чтобы воспроизвести. Члены этого вида «спариваются» с другими членами, и ящерица, играющая женскую роль, пойдет на откладку яиц.
Считается, что брачное поведение стимулирует овуляцию, что может привести к партеногенной беременности. Ящерица, играющая «мужскую» роль в ухаживании, не откладывает яйца.
викторина
1. Что из перечисленного НЕ является преимуществом бесполого размножения?A. Быстрое размножение.B. Высокое генетическое разнообразие.C. Нет необходимости в мате.D. Низкие ресурсные вложения в потомство.
Ответ на вопрос № 1
В верно. Высокое генетическое разнообразие является характеристикой полового размножения, тогда как низкое генетическое разнообразие является характеристикой бесполого размножения.
Ответ на вопрос № 2
Банану Грос-Мишель не повезло, когда он был поражен Панамской болезнью, и почти все образцы растения, которые были генетически идентичны благодаря бесполому размножению, были убиты. Та же проблема бесполого размножения привела к гибели большинства культур картофеля из-за грибковой инфекции и, как следствие, к массовому голоду в ирландском картофельном голоде.
3. Что из следующего НЕ верно для бесполого размножения?A. Некоторые организмы могут производить бесполое размножение только потому, что их генетика не допускает существования здоровых мужчин.B. Некоторые организмы могут осуществлять как половое, так и бесполое размножение.C. Он используется различными организмами, включая все бактерии и некоторые растения, животных и грибов.D. Используется только одноклеточными организмами.
Ответ на вопрос № 3
D верно. Бесполое размножение является единственным средством размножения для прокариот, но некоторые эукариоты, в том числе многие растения, многие морские существа и некоторые наземные животные, также способны размножаться бесполым путем.