Произход на половото размножаване. Посоката на еволюцията на сексуалното размножаване Появата на нов организъм по време на сексуалното размножаване

Размножаването е възпроизвеждане от организъм на подобни организми. Благодарение на него се осигурява непрекъснатост на живота. Има два начина за образуване на нови организми: безполово и сексуално размножаване. Асексуалността, в която участва само един организъм, възниква чрез клетъчно делене наполовина, спорулация, пъпкуване или вегетативно. Характерен е предимно за примитивните организми. При безполово размножаване новите организми са копие на родителя. Сексуалното размножаване става с помощта на полови клетки, наречени гамети. В него участват предимно два организма, което допринася за появата на нови индивиди, които се различават от родителските. Много животни се характеризират с редуване на безполово и сексуално размножаване.

Видове полово размножаване

Има следните видове сексуално размножаване:

двуполов;
хермафродит;
партеногенеза или девствена репродукция.

Двудомно размножаване

Двудомното размножаване се характеризира със сливане на хаплоидни гамети, което се нарича оплождане. Оплождането води до диплоидна зигота, съдържаща генетична информация от двамата родители. Двудомното размножаване се характеризира с наличието на полов процес.

Видове полови процеси

Има три вида полов процес:

Изогамия. Характеризира се с това, че всички гамети са подвижни и имат еднакъв размер.
Анизогамия или хетерогамия. Гаметите имат различни размери; макрогамети и микрогамети. Но и двете гамети са способни на движение.
Оогамия. Характеризира се с наличието на голямо неподвижно яйце и малък сперматозоид, способен да се движи.

Хермафродитизъм

Партеногенезата

Някои организми могат да се развият от неоплодена клетка. Това полово размножаване се нарича партеногенеза. С негова помощ се размножават мравки, пчели, оси, листни въшки и някои растения. Вид партеногенеза е педогенезата. Характеризира се с девствено размножаване на ларви. Някои двукрили и бръмбари се размножават чрез педогенеза. Партеногенезата осигурява бързо нарастване на размера на популацията.

Размножаване на растенията

Растенията, подобно на животните, могат да се размножават безполово и по полов път. Разликата е, че половото размножаване при покритосеменните става чрез двойно оплождане. какво е това При двойното оплождане, открито от С. Г. Навашин, в оплождането на яйцеклетката участват два сперматозоида. Един от тях се съединява с яйцето. Това произвежда диплоидна зигота. Вторият сперматозоид се слива с диплоидната централна клетка, за да образува триплоиден ендосперм, съдържащ запас от хранителни вещества.

Биологично значение на половото размножаване

Половото размножаване прави организмите устойчиви на променящите се и неблагоприятни условия на околната среда и повишава тяхната жизнеспособност. Това се улеснява от разнообразието на потомството, родено в резултат на комбинацията от наследственост на два организма.

Резюме: Безполово и полово размножаване

Въведение

Способността за възпроизвеждане, тоест за създаване на ново поколение индивиди от същия вид, е една от основните характеристики на живите организми. В процеса на размножаване генетичният материал се прехвърля от родителското поколение към следващото поколение, което осигурява възпроизвеждането на характеристики не само на даден вид, но и на конкретни родителски индивиди. За един вид смисълът на възпроизвеждането е да замени тези негови представители, които умират, което осигурява непрекъснатостта на съществуването на вида; освен това при подходящи условия размножаването позволява да се увеличи общият брой на вида.

Всеки нов индивид, преди да достигне етапа, в който е способен да се размножава, трябва да премине през редица етапи на растеж и развитие. Някои индивиди умират преди да достигнат репродуктивен стадий (или полова зрялост) в резултат на унищожаване от хищници, болести и различни случайни събития; следователно видът може да оцелее само при условие, че всяко поколение произвежда повече потомство, отколкото е имало родителски индивиди, които са участвали в размножаването. Размерът на популацията варира в зависимост от баланса между възпроизводството и изчезването на индивидите. Съществуват редица различни стратегии за размножаване, всяка с различни предимства и недостатъци; всички те ще бъдат описани в това резюме.

И целта на моята работа: да разгледам някои видове възпроизвеждане.

Безполово и полово размножаване

Съществуват два основни типа размножаване – безполово и полово. Безполовото размножаване става без образуване на гамети и включва само един организъм. Безполовото размножаване обикновено произвежда идентично потомство и единственият източник на генетична вариация са случайните мутации.

Генетичната променливост е от полза за вида, тъй като доставя „суровини“ за естествения подбор и следователно за еволюцията. Потомството, което е най-адаптирано към околната среда, ще има предимство в конкуренцията с други членове на същия вид и ще има по-голям шанс да оцелее и да предаде гените си на следващото поколение. Благодарение на това видовете могат да се променят, т.е. процесът на видообразуване е възможен. Повишена вариация може да се постигне чрез смесване на гените на два различни индивида, процес, наречен генетична рекомбинация, която е важна характеристика на сексуалното размножаване; В примитивна форма генетичната рекомбинация вече се открива в някои бактерии.

Безполово размножаване

При безполово размножаване потомството идва от един организъм, без сливане на гамети. Мейозата не участва в процеса на безполово размножаване (освен ако не говорим за растителни организми с редуващи се поколения), а потомците са идентични с родителския индивид. Идентичните потомци, произлезли от един и същ родител, се наричат клонинги. Членовете на един и същи клон могат да бъдат генетично различни само ако възникне произволна мутация. Висшите животни не са способни на безполово размножаване, но наскоро бяха направени няколко успешни опита за изкуствено клониране на някои видове; ще ги разгледаме по-късно.

дивизия

Образуване на спори (спорулация)

Спората е едноклетъчна репродуктивна единица, обикновено микроскопична по размер, състояща се от малко количество цитоплазма и ядро. Образуването на спори се наблюдава при бактерии, протозои, представители на всички групи зелени растения и всички групи гъби. Спорите могат да варират по вид и функция и често се образуват в специални структури.

Често спорите се образуват в големи количества и имат незначително тегло, което ги прави по-лесни за разпространение от вятъра, както и от животни, предимно насекоми. Поради малкия си размер, спората обикновено съдържа само минимални запаси от хранителни вещества; Тъй като много спори не достигат подходящо място за покълване, загубите на спори са много големи. Основното предимство на такива спори е способността за бързо възпроизвеждане и разпространение на видове, особено гъбички.

Бактериалните спори, строго погледнато, не служат за размножаване, а за оцеляване при неблагоприятни условия, тъй като всяка бактерия произвежда само една спора. Бактериалните спори са сред най-устойчивите: например, те често могат да издържат на третиране със силни дезинфектанти и кипене във вода.

Пъпкуване

Пъпкуването е една от формите на безполово размножаване, при което нов индивид се образува под формата на израстък (пъпка) върху тялото на родителския индивид и след това се отделя от него, превръщайки се в независим организъм, напълно идентичен с родител. Пъпкуването се среща при различни групи организми, особено при кишечнополостни като Hydra (фиг. 1) и при едноклетъчни гъби като дрожди. В последния случай пъпкуването се различава от деленето (което се наблюдава и при дрождите) по това, че двете получени части имат различни размери.

Необичайна форма на пъпкуване е описана в сукулентното растение bryophyllum, ксерофит, често отглеждан като декоративно стайно растение: миниатюрни растения, оборудвани с малки корени, се развиват по ръбовете на листата му (фиг. 2); тези „пъпки“ в крайна сметка падат и започват да съществуват като независими растения.

Възпроизвеждане чрез фрагменти (фрагментиране)

Фрагментацията е разделянето на индивида на две или повече части, всяка от които расте и образува нов индивид. Фрагментацията се среща например при нишковидни водорасли като Spirogyra. Нишката на спирогира може да се счупи на две части навсякъде.

Фрагментация се наблюдава и при някои низши животни, които, за разлика от по-високо организираните форми, запазват значителна способност да се регенерират от относително слабо диференцирани клетки. Например, тялото на немертите (група примитивни червеи, главно морски) е особено лесно разкъсано на много части, всяка от които може да даде началото на нов индивид в резултат на регенерация. В този случай регенерацията е нормален и регулиран процес; но при някои животни (например морски звезди) възстановяването от отделни части става само след случайно фрагментиране. Животните, способни на регенерация, служат като обекти за експериментално изследване на този процес; Често се използва свободно живеещ планарен червей. Такива експерименти помагат да се разбере процесът на диференциация.

Вегетативно размножаване

Вегетативното размножаване е форма на безполово размножаване, при което относително голяма, обикновено диференцирана част се отделя от растението и се развива в самостоятелно растение. По същество вегетативното размножаване е подобно на пъпкуването. Често растенията образуват структури, специално предназначени за тази цел: луковици, луковици, коренища, столони и грудки. Някои от тези структури също служат за съхраняване на хранителни вещества, което позволява на растението да оцелее в периоди на неблагоприятни условия като студ или суша. Органите за съхранение позволяват на растението да оцелее през зимата и да произведе цветя и плодове на следващата година (двугодишни растения) или да оцелее няколко години (многогодишни растения). Тези органи, наречени презимуващи органи, включват луковици, грудки, коренища и грудки.

Презимуващите органи могат да бъдат също стъбла, корени или цели издънки (пъпки), но във всички случаи хранителните вещества, които съдържат, се създават главно по време на процеса на фотосинтеза, протичащ в листата на текущата година. Получените хранителни вещества се прехвърлят в органа за съхранение и след това обикновено се превръщат в някакъв неразтворим материал за съхранение, като нишесте. При настъпване на неблагоприятни условия надземните части на растението умират, а подземният зимен орган преминава в латентно състояние. В началото на следващия вегетационен период запасите от хранителни вещества се мобилизират с помощта на ензими: пъпките се събуждат и в тях започват процесите на активен растеж и развитие поради натрупаните хранителни вещества. Ако поникнат повече от една пъпка, тогава можем да приемем, че е настъпило размножаване.

В някои случаи се образуват специални органи, които служат за вегетативно размножаване. Това са модифицираните части на стъблото - картофени клубени, луковици лук, луковици чесън, луковици в пазвите на листата на синята трева, издънки на младите и др. Ягодите се размножават с "мустаци" (фиг. 3). При възлите на леторастите се образуват адвентивни корени, а от аксиларните пъпки - леторасти с листа. Впоследствие междувъзлията отмират и новото растение губи връзката си с майчиното растение.

В селскостопанската практика вегетативното размножаване на растенията се използва доста широко.

Клониране на висши растения и животни

Както вече споменахме, получаването на идентично потомство чрез безполово размножаване се нарича клониране. В началото на шейсетте години бяха разработени методи, които направиха възможно успешното клониране на някои висши растения и животни. Тези методи са възникнали в резултат на опити да се докаже, че ядрата на зрелите клетки, завършили своето развитие, съдържат цялата необходима информация за кодиране на всички характеристики на организма и че клетъчната специализация се дължи на включването и изключването на определени гени, а не загубата на някои от тях. Първият успех е постигнат от проф. Стюард от университета Корнел, който показа, че чрез отглеждане на отделни клетки от корена на моркова (ядливата част) в среда, съдържаща правилните хранителни вещества и хормони, могат да се индуцират процеси на клетъчно делене, което води до образуването на нови моркови.

Скоро след това Гърдън, работещ в Оксфордския университет, постига първото клониране на гръбначно животно. Гръбначните животни не образуват клонинги при естествени условия; обаче, чрез трансплантиране на ядро, взето от чревна клетка на жаба, в яйцеклетка, чието собствено ядро преди това е било унищожено от ултравиолетово облъчване, Гърдън успява да отгледа попова лъжица, а след това и жаба, идентична с индивида, от който е взето ядрото.

Експерименти от този вид не само доказват, че диференцираните (специализирани) клетки съдържат цялата информация, необходима за развитието на целия организъм, но също така ни позволяват да очакваме, че подобни методи могат да бъдат използвани за клониране на гръбначни животни на по-високи етапи на развитие, включително хора. Клонирането на желаните животни, като разплодни бикове, състезателни коне и др., може да бъде толкова печелившо, колкото и клонирането на растения, което, както беше посочено, вече се прави. Прилагането на методите за клониране на хора обаче е свързано със сериозни морални проблеми. Теоретично е възможно да се създадат произволен брой генетично идентични копия на даден мъж или жена. На пръв поглед може да изглежда, че талантливи учени или художници могат да бъдат възпроизведени по този начин. Все пак трябва да помним, че степента на влияние върху развитието от околната среда все още не е напълно ясна и въпреки това всяка клонирана клетка трябва отново да премине през всички етапи на развитие, т.е. в случая на човек, етапите на ембрион, плод , бебе и др.

Полово размножаване.

При половото размножаване потомството се получава чрез сливането на генетичен материал от хаплоидни ядра. Обикновено тези ядра се съдържат в специализирани зародишни клетки - гамети; По време на оплождането гаметите се сливат, за да образуват диплоидна зигота, която по време на развитието произвежда зрял организъм. Гаметите са хаплоидни - съдържат един набор от хромозоми в резултат на мейоза; те служат като връзка между това поколение и следващото (по време на сексуалното размножаване на цъфтящи растения не клетките, а ядрата се сливат, но обикновено тези ядра се наричат също гамети.)

Мейозата е важен етап от жизнения цикъл, включващ сексуално размножаване, тъй като води до намаляване на количеството генетичен материал наполовина. Благодарение на това в поредица от поколения, които се размножават полово, този брой остава постоянен, въпреки че по време на оплождането се удвоява всеки път. По време на мейозата, в резултат на произволна дивергенция на хромозомите (независимо разпределение) и обмен на генетичен материал между хомоложни хромозоми (кросинговър), в една гамета се появяват нови комбинации от гени и такова разместване увеличава генетичното разнообразие. Сливането на хаплоидните ядра, съдържащи се в гаметите, се нарича оплождане или сингамия; това води до образуването на диплоидна зигота, тоест клетка, съдържаща по един хромозомен набор от всеки родител. Тази комбинация от два комплекта хромозоми в зиготата (генетична рекомбинация) представлява генетичната основа на вътревидовата вариация. Зиготата расте и се развива в зрял организъм от следващото поколение. Така по време на сексуалното размножаване в жизнения цикъл се случва редуване на диплоидни и хаплоидни фази, като в различните организми тези фази приемат различни форми.

Гаметите обикновено се предлагат в два вида, мъжки и женски, но някои примитивни организми произвеждат само един тип гамети. В организми, които произвеждат два вида гамети, те могат да бъдат произведени съответно от мъжки и женски родители или може да се окаже, че един и същи индивид има мъжки и женски репродуктивни органи. Видовете, при които има отделни мъжки и женски индивиди, се наричат двудомни; такива са повечето животни и хора. Сред цъфтящите растения има и двудомни видове; Ако при еднодомните видове мъжките и женските цветове се образуват на едно и също растение, както например при краставицата и леската, то при двудомните видове някои растения носят само мъжки, а други само женски цветове, както при бразника или тиса.

Хермафродитизъм

Партеногенезата

Партеногенезата е една от модификациите на половото размножаване, при която женската гамета се развива в нов индивид без оплождане от мъжката гамета. Партеногенетичното възпроизвеждане се среща както в животинските, така и в растителните царства и има предимството да увеличава скоростта на възпроизвеждане в някои случаи.

Има два вида партеногенеза - хаплоидна и диплоидна, в зависимост от броя на хромозомите в женската гамета. При много насекоми, включително мравки, пчели и оси, в дадена общност възникват различни касти от организми в резултат на хаплоидна партеногенеза. При тези видове настъпва мейоза и се образуват хаплоидни гамети. Някои яйца се оплождат и се развиват в диплоидни женски, докато неоплодените яйца се развиват в плодородни хаплоидни мъжки. Например при медоносната пчела майката снася оплодени яйца (2n = 32), които се развиват в женски (кралици или работнички) и неоплодени яйца (n = 16), които произвеждат мъже (търтеи), които произвеждат сперма чрез митоза, а не мейоза. Развитието на индивиди от тези три типа в медоносната пчела е представено схематично на фиг. 4. Този механизъм на възпроизвеждане при социалните насекоми има адаптивно значение, тъй като ви позволява да регулирате броя на потомците от всеки тип.

При листните въшки възниква диплоидна партеногенеза, при която женските овоцити преминават през специална форма на мейоза без хромозомна сегрегация - всички хромозоми преминават в яйцето, а полярните тела не получават нито една хромозома. Яйцата се развиват в тялото на майката, така че младите женски се раждат напълно оформени, вместо да се излюпват от яйца. Този процес се нарича живорождение. Тя може да продължи няколко поколения, особено през лятото, докато настъпи почти пълно неразделяне в една от клетките, което води до клетка, съдържаща всички двойки автозоми и една Х хромозома. От тази клетка мъжкият се развива партеногенетично. Тези есенни мъжки и партеногенетични женски произвеждат хаплоидни гамети чрез мейоза, които участват в сексуалното размножаване. Оплодените женски снасят диплоидни яйца, които презимуват и през пролетта от тях се излюпват женски, които се размножават партеногенетично и раждат живо потомство. Няколко партеногенетични поколения са последвани от поколение в резултат на нормално сексуално размножаване, което въвежда генетично разнообразие в популацията чрез рекомбинация. Основното предимство, което партеногенезата дава на листните въшки, е бързото нарастване на популацията, тъй като всички нейни зрели членове са способни да снасят яйца. Това е особено важно през периодите, когато условията на околната среда са благоприятни за съществуването на голяма популация, т.е. през летните месеци.

Партеногенезата е широко разпространена в растенията, където приема различни форми. Един от тях, апомиксис, е партеногенеза, симулираща сексуално размножаване. Апомиксис се наблюдава при някои цъфтящи растения, в които диплоидната яйцеклетка, или нуцелус, или мегаспора, се развива във функционален ембрион без участието на мъжка гамета. Останалата част от яйцеклетката образува семето, а яйчникът се развива в плода. В други случаи е необходимо наличието на поленово зърно, което стимулира партеногенезата, въпреки че то не покълва; поленовото зърно предизвиква хормонални промени, необходими за развитието на ембриона, и на практика такива случаи са трудни за разграничаване от истинското полово размножаване

Оплождането става по уникален начин при цъфтящите растения. След оплождането яйцеклетката произвежда семе, съдържащо ембрион и запас от хранителни вещества. Как се формира запасът от хранителни вещества в семето?

При цъфтящите растения се получава двойно оплождане. По време на опрашването поленовото зърно попада върху близалцето на плодника и покълва ( ориз. 57), образувайки поленова тръба. Образува се от вегетативна клетка и расте бързо, достигайки до яйчника. В края на поленовата тръба има две семенни клетки.

* За разлика от подвижните сперматозоиди на нисшите растения, сперматозоидите на цъфтящите растения са неподвижни и могат да проникнат в яйцето само през поленовата тръба.

Поленовата тръба прераства в яйцеклетката, върхът й се разкъсва и спермата навлиза в ембрионалната торбичка. Един от тях се слива с яйцето. Образува се диплоидна клетка – зигота. Вторият сперматозоид се слива с диплоидното вторично ядро на ембрионалния сак. В резултат на това се образува клетка с троен набор от хромозоми, от които чрез повтарящи се митози се образува ендосперм - тъкан, съдържаща запас от хранителни вещества.

Двойно торене при цъфтящи растения

Тайните на пола [Мъж и жена в огледалото на еволюцията] Бутовская Марина Львовна

Механизми на половото размножаване

При животните, които се размножават по полов път, в половите органи се образуват само два вида гамети - мъжки (малки и подвижни) и женски (големи и неподвижни). При никакви обстоятелства зародишните клетки не са междинни по вид, съчетаващи свойствата на мъжки и женски гамети.

Защо процесът на еволюция е създал два пола – мъжки и женски? Защо не три, четири или повече? И защо всъщност половите клетки не могат да бъдат със среден размер? L. Miele, R. Trivers и други дават следното обяснение. Факт е, че половото размножаване се е формирало под въздействието на специална форма на естествен подбор (полов подбор), при който индивиди, произвеждащи полови клетки с междинен размер, са последователно елиминирани от първоначалната популация (фиг. 1.2). Това се случи, защото индивиди, произвеждащи малки гамети, бяха избрани само при условие, че са имали сексуални отношения с индивиди, носещи големи гамети и обратно. Изборът за размера на гаметите се извършва във връзка със селекцията за селективност на сексуалния партньор.

ориз. 1.2. Еволюция на анизогамията чрез разрушителна селекция за размера на гаметата. Абсцисната ос показва размера на гаметите, а ординатната ос показва честотата на срещане на родителския тип гамети. (Дадено от Mealey. 2000).

Да предположим, че има животински вид, който се размножава по полов път, при който някои индивиди произвеждат големи, богати на хранителни вещества гамети, други произвеждат малки и подвижни, а трети произвеждат гамети от междинен тип. Индивиди, които произвеждат малки гамети, могат да произведат значително повече от тях, отколкото индивиди, които произвеждат големи или средни по размер гамети. Те са способни да се възпроизвеждат много по-често от производителите на големи и средни гамети. Следователно, постепенно в популацията на този вид трябва да има увеличение на дела на индивидите, произвеждащи малки, бедни на хранителни вещества зародишни клетки.

Малките гамети обаче имат един съществен недостатък: комбинирането със зародишни клетки със същия размер не дава на зиготата практически никакъв шанс за оцеляване. Дори ако такива „прото-мъжки“ се чифтосват значително по-често от „прото-женските“, които произвеждат големи гамети, техният успех в оставянето на потомство е нисък. В популация, богата на прото-мъжки, всяка прото-женска ще получи значителни предимства: в края на краищата те имат много „господа“ и шансовете за оцеляване на тяхното оплодено яйце с големи размери са най-големи. В резултат векторът на селекцията в популацията се измества в друга посока - започват да се селектират индивиди, които произвеждат големи гамети. На този фон гаметите със среден размер не получават никакво предимство във всеки случай и постепенно се измиват от популацията.

От книгата Терапевтична кинология. Теоретични подходи и практическа реализация (с илюстрации) автор Суботин А В

Предпоставки за възникване на лечебната кинология. Интердисциплинарен анализ Предлаганият от нас метод за терапевтична канис терапия има интердисциплинарен аспект. Ето защо бихме искали да подходим към описанието на този проблем от различни ъгли, тъй като не изглежда

От книгата Терапевтична кинология. Теоретични подходи и практическа реализация автор Суботин А В

От книгата Развъждане на кучета автор Соцкая Мария Николаевна

ГЛАВА 1 РОЛЯ НА ПОЛОВОТО РАЗМНОЖАВАНЕ В ЕВОЛЮЦИЯТА Методи за размножаване Размножаването е най-важният биологичен процес, който осигурява поддържането и увеличаването на числеността на вида, възможността за неговото разпространение и в крайна сметка успеха на борбата за съществуване. В света на животните

От книгата Биология [Пълен справочник за подготовка за Единния държавен изпит] автор Лернер Георгий Исаакович

Методи за размножаване Размножаването е най-важният биологичен процес, който осигурява поддържането и увеличаването на числеността на вида, възможността за неговото разселване и в крайна сметка успеха на борбата за съществуване. В животинския свят има редица методи за размножаване,

От книгата Произходът на мозъка автор Савелиев Сергей Вячеславович

Причини за аномалии в развитието на плода Цялото вътрематочно развитие на кученцето от една клетка - зигота - до раждането протича за много кратък, двумесечен период, почти 1/4 от който се случва през периода на диапауза , в развитието на плода

От книгата Гените и развитието на тялото автор Нейфах Александър Александрович

От книгата Раждането на сложността [Еволюционна биология днес: Неочаквани открития и нови въпроси] автор Марков Александър Владимирович

§ 38. Условия за възникване на мозъка на влечугите Асоциативният мозъчен център не може да възникне случайно. Енергийните разходи за поддържане на асоциативния център на мозъка и разходите за промяна на поведенческите стратегии винаги са много високи (вижте Глава I). Трябва да има причина за подобно нещо

От книгата В света на невидимото автор Блинкин Семьон Александрович

§ 44. Условия за възникване на мозъка на птиците Ако се обърнем към морфологията на птиците, условията за тяхната специализация ще станат съвсем очевидни. Основният сетивен орган на архаичните птици беше зрението. Етмоидното усещане за допир, добре развито при влечугите, се е появило вече при съвременните птици

От книгата Биология. Обща биология. 11 клас. Основно ниво автор Сивоглазов Владислав Иванович

4. Други механизми на разликите Множество случаи, в които не знаем почти нищо за механизмите на разграничаване, попадат в тази категория. Може би най-изследваната сега е първичната диференциация на ембриона на бозайника в самия ембрион и

От книгата Съвременно състояние на биосферата и екологична политика автор Колесник Ю.

Приключенията на протозоона (модел на възникването на сложен организъм от прост) Нека се опитаме да разберем как в хода на еволюцията сложното може да се роди от простото. За да направя това, искам да предложа на читателите забавен ментален модел на нашата история

От книгата Антропология и концепции на биологията автор

Тайните на появата на злокачествени тумори Злокачествените тумори са много древна болест. Това се доказва от откритията на палеонтолозите (открити са следи от различни тумори при животни, живели преди много хиляди и милиони години). В папирусите на Еберс и в

От книгата Behavior: An Evolutionary Approach автор Курчанов Николай Анатолиевич

3. Предпоставки за възникване на учението на Чарлз Дарвин. Припомнете си! Кой е авторът на първата еволюционна теория? Към средата на 19в. В естествените науки са направени много нови открития.

От книгата Сексът и еволюцията на човешката природа от Ридли Мат

2.2. Хипотези за произхода на живота на Земята Много мислители са мислили върху тези въпроси през вековете: религиозни фигури, художници, философи и учени. Липсвайки дълбоки научни данни, те бяха принудени да построят най-фантастичните

От книгата на автора

4.1. Видове размножаване В процеса на еволюцията на живите организми е имало и еволюция на методите на възпроизвеждане, чието разнообразие се наблюдава при живите видове. Всички опции за възпроизвеждане могат да бъдат разделени на два фундаментално различни вида - асексуални и

От книгата на автора

8.7. Регулация на процесите на размножаване и сексуално поведение Неврохуморалната регулация на процесите на размножаване и сексуално поведение е много сложна. Особено ясна е ролята на хипоталамо-хипофизната система в тази регулация. Хипоталамус, чрез секреция

От книгата на автора

Какво общо има сексуалното размножаване с ваксинацията? Сега неспокойните всезнайковци ще започнат да се нервират от нетърпение, защото не съм казал нито дума за имунитета. Те ще кажат, че нормалният начин за борба с болестите не е сексът, а антителата, ваксинациите или нещо подобно.

Доклад по биология. Полово размножаване. Оогамия

Всеки нов индивид, преди да достигне етапа, в който е способен да се размножава, трябва да премине през редица етапи на растеж и развитие. Някои индивиди умират преди да достигнат репродуктивен стадий (или полова зрялост) в резултат на унищожаване от хищници, болести и различни случайни събития; следователно видът може да оцелее само при условие, че всяко поколение произвежда повече потомство, отколкото е имало родителски индивиди, които са участвали в размножаването. Размерът на популацията варира в зависимост от баланса между възпроизводството и изчезването на индивидите. Съществуват редица различни стратегии за разпространение, всяка с различни предимства и недостатъци.

Безполово и полово размножаване

Полово размножаване

Видове полови процеси

Има няколко вида полов процес: изогамия, анизогамия, оогамия.

При изогамията сливащи се (копулиращи) гамети не се различават морфологично. Този процес е широко разпространен при водораслите, както и при нисшите гъби и много протозои (ризоподи, радиоларии, нисши грегарини), но липсва при многоклетъчните животни. При изогамията копулират гамети, които се различават по биохимични и физиологични свойства.

Анизогамията е вид полов процес, при който се случва сливането на гамети, които се различават по размер, форма или поведение. Този процес е характерен например за гаметите на водораслото Eudarina.

Анизогамията достига най-висока степен при многоклетъчните растения и животни: оплождане на неподвижна яйцеклетка с подвижен сперматозоид. Този процес вече се нарича оогамия, когато по време на оплождането гаметите се сливат, за да образуват зигота, рязко различна по размер, форма и поведение. Оогамията е характерна за всички многоклетъчни животни, много низши и всички висши растения.

В оогамията, като правило, участват два родителски индивида, всеки от които участва в образуването на нов организъм, въвеждайки само една репродуктивна клетка - гамета (яйцеклетка или сперма), която има половината от броя на хромозомите от несексуалните такива, т.е. соматични, родителски клетки. В резултат на сливането на гаметите се образува оплодена яйцеклетка - зигота, която носи наследствените наклонности на двамата родители, поради което потомството развива нови комбинации от гени, които не са характерни за родителските индивиди.

Сексуалното размножаване е друго изобретение на протозои, което има дълбок ефект върху по-сложни организми. Трябва да се отбележи, че сексуалният процес и размножаването са две различни явления, които могат да съществуват отделно едно от друго. Възпроизвеждането е появата на нови индивиди, сексуалният процес е създаването на нови комбинации от гени, произхождащи от два различни индивида. Размножаването при отсъствие на сексуален процес е характерно за тези организми, които се размножават чрез просто делене: когато амебата се дели или се появяват нови индивиди от хидра, не се наблюдава преразпределение на гените. При едноклетъчните организми е често

ВЪВЕДЕНИЕ В ИЗУЧАВАНЕТО НА РАЗВИТИЕТО НА ЖИВОТНИТЕ___________________________________________ 21

Съществува и полов процес без размножаване. Бактериите могат да прехвърлят гени от един индивид на друг с помощта на специални полови власинки, наречени секс триониили фимбрии(фиг. 1.12). Това предаване става независимо от възпроизводството. Протозоите също са способни да преразпределят гени независимо от репродукцията. Така например при парамеция размножаването става чрез просто разделяне на две, а половият процес чрез спрежение(Фигура 1.13). Две парамеции са свързани чрез устния си апарат и между тях се появява цитоплазмен мост. И в двете парамеции макронуклеусът (който регулира метаболитните процеси) се разрушава, докато микронуклеусът претърпява мейоза, последвана от митоза; Възникват осем хаплоидни микроядра, всички от които, с изключение на едно, са унищожени. Останалото микроядро отново се дели и образува две микроядра, стационарни и мигриращи. Всяко мигриращо микроядро се движи по цитоплазмения мост към съседния конюгат и се слива със стационарния си микронуклеус („опложда” го), поради което в двете клетки се появява ново диплоидно ядро. Когато конюгиращите партньори се разделят, това диплоидно ядро се разделя, пораждайки ново микронуклеус и ново макронуклеус. В този случай парамециите не се възпроизвеждат, а само сексуалният процес.

При едноклетъчните еукариоти също се наблюдава комбинация от тези две независими явления - полов процес и размножаване; в този случай говорим за полово размножаване. На фиг. 1.14 показва жизнения цикъл на Chlamydomonas ( Хламидомонада). Този организъм обикновено съществува в хаплоидна форма като гамети на бозайници, т.е. Всяка хромозома в Chlamydomonas е единствена. Индивидите от всеки вид обаче са разделени на две групи въз основа на поведението на чифтосване - плюси минус.Когато индивиди от различни групи се срещнат, тяхната цитоплазма се обединява и ядрата им се сливат, за да образуват диплоидна зигота. Тази зигота е единствената диплоидна клетка в жизнения цикъл на Chlamydomonas: в крайна сметка извършвайки мейоза, тя образува четири нови клетки. Тук имаме работа със сексуално размножаване, тъй като по време на процеса на мейоза хромозомите се преразпределят и в същото време възниква по-голям брой индивиди. Моля, имайте предвид, че при този тип сексуално размножаване на протозои гаметите са морфологично идентични - все още не са възникнали разлики между спермата и яйцето.

С появата на половото размножаване в еволюцията е постигнат напредък в две отношения. Първо, възникна механизмът на мейозата (фиг. 1.15). чрез който диплоидният набор от хромозоми се редуцира до хаплоидно състояние (този процес ще бъде разгледан подробно в Глава 22). Второ, възникнал е механизъм, чрез който индивиди от два типа, различни по пол, се разпознават. Разпознаването се случва първоначално на нивото на флагеларните мембрани (фиг. 1.16; Goodenough. Weiss. 1975; Bergman et al.. 1975). Аглутинацията на камшичетата позволява да се установи контакт между специални области на клетъчните мембрани. Тези специализирани области съдържат компоненти, специфични за индивиди от различни видове, поради което цитоплазмата на тези индивиди се слива. След аглутинация на флагела плюс-индивидите инициират сливане, образувайки „тръба за оплождане“, подобна на тази, която намираме в спермата. Тази тръба контактува и се слива със специализирана зона на повърхността минус- физически лица Интересното е, че същият механизъм се използва за удължаване на тази тръба

Гилбърт С. Биология на развитието: В 3 т. Т. I: Превод. от английски - М.: Мир, 1993. - 228 с.

22________________ ГЛАВА 1__________________________________________________________________________________

полимеризация на актиновия протеин - също действа при образуването на израстъци в сперматозоидите и яйцата на морския таралеж. В следващата глава ще видим, че разпознаването и сливането на спермата и яйцето е поразително подобно на процесите, описани в Chlamydomonas.

Едноклетъчните еукариоти очевидно се характеризират с основните елементи на процесите на развитие, които са характерни за по-сложните организми, принадлежащи към други видове животни: 1) процесите на синтез в клетката се контролират на транскрипционно, транслационно и пост-транслационно ниво; 2) има механизъм, който осигурява освобождаването на РНК през ядрената обвивка; 3) структурата на отделните гени и хромозоми, присъщи на едноклетъчните еукариоти, се запазва през цялата еволюция на еукариотите; 4) митозата и мейозата стават по-напреднали в процеса на еволюцията: 5) половото размножаване включва сътрудничество между отделните клетки, което става още по-важно при многоклетъчните организми.