Головна

Шкільна бібліотека

Перелік предметів

Англійська мова
Біологія
Географія
Економіка
Інформатика
Історія
Математика
Німецька мова
ОБЖ
Політологія
Право
Природознавство
Психологія і педагогіка
Російська мова
Соціологія
Фізика
Філософія
Французька мова
Українська мова
Хімія

Підручники в PDF


 

Довідник з біології

ЗАГАЛЬНА БІОЛОГІЯ

ОСНОВИ ЦИТОЛОГІЇ

РОЗМНОЖЕННЯ І ІНДИВІДУАЛЬНИЙ РОЗВИТОК ОРГАНІЗМІВ

РОЗМНОЖЕННЯ

  Тривалість життя особини менше тривалості існування ви­ду, до якого вона належить. Тому історія видів — це історія по­колінь організмів, що змінюються. Чергове (дочірнє) покоління утворюється в результаті розмноження особин попереднього (ба­тьківського, материнського) покоління. Здібність до розмно­ження є невід'ємною властивістю живих форм. З його допомо­гою зберігаються в часі біологічні види і життя як таке. Відмін­ності, закономірно спостережувані у фенотипах особин різних поколінь, роблять можливими природний добір і видоутворен­ня. Розмноження виникло під час історичного розвитку органі­чного світу разом з клітиною. У процесі біологічного розмно­ження рішення задачі збільшення числа осіб поєднується із за­безпеченням розвитку в кожному поколінні організмів певного виду, тобто відтворенням собі подібних. Останнє залежить від того, що в процесі розмноження відбувається передача у ряді поколінь спадкового матеріалу (ДНК), тобто визначеній за об'ємом і змістом біологічної інформації.

  Розмноження — властива всім організмам здатність від­творення собі подібних, яка забезпечує безперервність і спадко­ємність життя у низці поколінь.

  Способи розмноження украй різноманітні. За широко прийн­ятою класифікацією виділяють безстатеве і статеве розмноження.

  Розрізняють два види безстатевого розмноження: вегетативне і спороутворення.

  Вегетативне розмноження здійснюється вегетативними час­тинами тіла організмів. У одноклітинних (бактерії, найпростіші, водорості) розмноження здійснюється шляхом поділу клітин на дві або безліч (шизогонія) частин. У багатоклітинних рослин мо­жливий розвиток нового організму з обривків нитки (водорості), міцелію (гриби), шматочків слані (лишайники). Одним із способів вегетативного розмноження є брунькування: на материнському організмі спочатку з'являється невеликий горбик, який, поступо­во збільшуючись, досягає розмірів материнського організму і від­діляється від нього (дріжджі, гідра).

  Загальна характеристика безстатевого і статевого розмноження

Показники

Спосіб розмноження

безстатеве

статеве

Батьки

Клітинні джере­ла спадкового матеріалу для розвитку нащад­ка

Одна особа Багатоклітинні: одна або декілька сома­тичних (тілесних) клітин одного із батьків; найпростіші: клітина — організм як ціле

Звичайно дві особи Батьки продукують статеві клітини (гамети), спеціалі­зовані до виконання функції розмноження. Кожний 3 батьків представлений у нащадку початково однією клітиною

Потомство

Генетично точні копії ба­тьків, тобто складають клон організмів (за відсут­ності соматичних мутацій)

Генетично відмінні від кож­ного з батьків

Основний клітинний ме­ханізм розвитку

Еволюційне зна­чення

Мітоз

Посилює роль стабілізую­чої функції природного добору, сприяє збережен­ню найбільшої пристосо­ваності в незмінних умо­вах життя

Мейоз

Сприяє генетичній різнома­нітності осіб виду, створює передумови до освоєння різноманітних умов життя, дає еволюційні перспективи

  У квіткових рослин нові особини можуть утворюватися з ве­гетативних органів: стебла (верба, смородина), листя (фіалка, бе­гонія), коріння (вишня, осот), бульб (картопля), цибулин (цибуля, тюльпан), кореневищ (пирій, конвалія), вусів (суниця) тощо.

  Вегетативне розмноження у тваринних унаслідок високої спеціалізації клітин спостерігається рідше і відбувається шляхом брунькування (описано вище) і фрагментації. При фрагментації початкова особина ділиться на декілька частин, і кожна з них по­ступово розвивається в самостійний організм. Цей спосіб розмно­ження спостерігається у молочної планарії і кільчастих черв'яків.

  Спороутворення — це вид безстатевого розмноження, при якому на материнському організмі утворюються спеціалізовані клітини — спори, які проростають в нові особи. При цьому забез­печується швидке збільшення чисельності організмів. У водорос­тей і грибів спори можуть утворюватися з будь-якої клітини орга­нізму шляхом мітозу, а у вищих спорових — з диплоїдних клітин в спеціалізованих органах (спорангіях) шляхом мейозу. В тва­ринному світі спорогонія з утворенням спорозоїтів відбувається у представників класу споровиків (малярійний плазмодій).

  В основі статевого розмноження лежить статевий процес, суть якого зводиться до об'єднання в спадковому матеріалі для розвитку нащадка генетичної інформації з двох різних джерел — батьків. Уявлення про статевий процес дає процес кон'югації ін­фузорій. Він полягає в тимчасовому з'єднанні двох осіб з метою обміну (рекомбінації) спадковим матеріалом, внаслідок чого з'являються особи, генетично відмінні від батьківських організ­мів. Надалі вони здійснюють безстатеве розмноження. Оскільки кількість інфузорій у результаті кон'югації залишається незмін­ною, говорити про розмноження у прямому розумінні немає під­стави. У Protozoa статевий процес здійснюється також у вигляді копуляції, яка полягає в злитті двох осіб в одну, об'єднанні та рекомбінації спадкового матеріалу. На певному етапі еволюції у багатоклітинних організмів статевий процес як спосіб обміну ге­нетичною інформацією між особами в межах виду виявився по­в'язаним із розмноженням.

  Для здійснення статевого розмноження батьки особини виро­бляють гамети — клітини, спеціалізовані до забезпечення генера­тивної функції. Злиття материнської і батьківської гамет приво­дить до виникнення зиготи — клітини, що є дочірньою особиною на найранішій стадії розвитку.

  У деяких організмів зигота утворюється в результаті об'єд­нання гамет, морфологічно невідмітних. У таких випадках гово­рять про ізогамію.

  Процес утворення статевих клітин називається гаметогене­зом. Сперматогенез (від грец. sperma — сім'я і genesis — похо­дження, виникнення) — формування сперматозоїдів відбувається в чоловічих статевих залозах — сіменниках , а оогенез (від грец. oon — яйце і генез) — формування яйцеклітин проходить у жіночих статевих залозах — яєчниках. Утворення сперматозоїдів починається в період статевого дозрівання органі­зму з інтенсивного мітотичного поділу первинних статевих клітин — сперматогоній, що містить диплоїдний набір хромосом. Далі сперматогонії вступають у період зростання (збільшуються їх розміри) і перетворюються на сперматоцити І порядку. Потім наступає період дозрівання — мейотичний розподіл. У результаті його першого поділу утворюються два сперматоцити II порядку, а в результаті другого — 4 сперматиди. Сперматиди — це гаплоїдні клітини, кожна хромосома яких складається з однієї хроматиди (1n1хр). Сперматиди у стадії формування перетворюються на зрі­лі статеві клітини — сперматозоїди.

Рис. 142. Схема процесів сперматогенезу і сперміогенезу в людини.

  Сперматогенез і оогенез протікають схоже, проте кожний з них має і певні особливості. При сперматогенезі більш інтенсивно та більш тривало йде розмноження первинних статевих клітин, оскільки сперматозоїдів завжди утворюється набагато більше, ніж яйцеклітин. Стадія зростання краще виражена при оогенезі, у зв'язку з тим що величина яйцеклітин значно перевищує розміри сперматозоїдів. У стадії дозрівання (мейоз) при сперматогенезі з однієї початкової клітини утворюються чотири, які у стадії фо­рмування перетворюються на 4 сперматозоїди. При оогенезі з од­нієї початкової клітини (оогонії) утворюється одна яйцеклітина і три направляючих (редукційних) тільця. Останні містять ядро і невелику кількість цитоплазми. Вони «забирають» на себе над­лишки генетичної інформації і надалі гинуть. Стадія формування виражена тільки при сперматогенезі: незрілі статеві клітини на­бувають форми, характерної для сперматозоїдів даного виду.

Рис. 143. Схема процесу оогенезу в людини.

  Сперматозоїди, або спермії, живчики (від сперма і грец. гооп — жива істота), — дуже дрібні жваві чоловічі гамети,  утво­рювані чоловічими гонадами — сіменниками; їх кількість обчис­люється мільйонами. Форма сперміїв у різних тварин різна, проте будова їх однотипна. Кожний сперматозоїда можна підрозділити на п'ять частин. У голівці сперматозоїда знаходиться ядро, що містить гаплоїдне число хромосом, і прикрите акросомою. Акросома (від грец. akron — вершина, кінець і сома) — особ­лива структура, обмежена мембраною, яка містить гідролітичні ферменти, що сприяють проникненню спермія в ооцит безпосере­дньо перед запліднення; таким чином, функціонально її можна розглядати як збільшену лізосому. У короткій шийці спермія роз­ташована пара центріолей, які лежать під прямим кутом один до одного. Мікротрубочки однієї з центріолей подовжуються, утво­рюючи осьову нитку джгутика, яка проходить уздовж всієї решти частини сперматозоїда. Середня частина розширена за рахунок численних мітохондрій, що містяться в ній, зібраних у спіраль навколо джгутика. Ці мітохондрії доставляють енергію для ско­ротливих механізмів, які забезпечують рухи джгутика. Головна та хвостова частини сперматозоїда мають будову, характерну для джгутиків: на поперечному зрізі видно типову структуру «9 + 2» — 9 пар периферичних мікротрубочок, які оточують пару центра­льних мікротрубочок.

Рис. 144. Схема будови зрілого спермія людини.

  Якщо дивитися на головку людського спермія зверху, то вона здається округлою, а при погляді збоку — сплощеною. Одного тільки джгутикового руху недостатньо, щоб сперматозоїд міг пройти відстань від піхви до місця, де відбувається запліднення. Головна локомоторна задача сперміїв полягає в тому, щоб зібра­тися навкруг ооциту й орієнтуватися певним чином, перш ніж проникнути крізь мембрани ооциту.

  Яйцеклітина, або яйце, (ovum.) звичайно крупна, кругла і не­рухома, має оболонку, велику кількість цитоплазми і ядро. У цитоплазмі міститься певна кількість поживних речовин у вигляді жовтка, необхідного для розвитку зародка. У ссавців і людини яйцеклітини містять мало жовтка, оскільки розвиток зародка йде в матці за рахунок поживних речовин материнського організму. У риб, земноводних, плазуючих і птахів розвиток за­родка відбувається в зовнішньому середовищі, і їх яйцеклітини містять велику кількість жовтка.

  Статеві клітини нерівноцінні з погляду «внеску» в забезпе­чення розвитку майбутнього організму. Сперматозоїд вносить в яйцеклітину генетичну інформацію і центросому й активує її роз­виток. Яйцеклітина крім генетичної інформації містить усі осно­вні чинники, які дозволяють організму розвиватися, у тому числі всі органоїди (окрім центросоми) і запас поживних речовин.

  Процес, який забезпечує зустріч сперматозоїдів і яйцеклітин, називається заплідненням. У більшості первинно водних тварин (риб і земноводних) сперматозоїди і яйцеклітини викидаються у воду, де і відбувається їх зустріч. Таке запліднення називається зовнішнім. Для наземних тварин (плазунів, птахів і ссавців) харак­терне внутрішнє запліднення, при якому самці за допомогою колулятивних органів вводять сперматозоїди в статеві шляхи самки.

  Після запліднення відбувається оплодотворення, тобто злит­тя чоловічої і жіночою гамет з утворенням диплоїдної зиготи (1n1xp+1n1xp — 2n1хр), в якій кожна пара гомологічних хромо­сом представлена однією материнською і однією батьківською, що складається з однієї хроматиди.

  У деяких тварин (черв'яки, низькі ракоподібні, комахи) яй­цеклітини можуть розвиватися без запліднення. Такий розвиток називається партеногенезом (від грец. parthenos — незайманість і ...генез). При партеногенезі розвиваються особи тільки однієї ста­ті (у бджіл з незапліднених яєць розвиваються трутні), причому їх соматичні клітини можуть бути як гаплоїдними (оси, бджоли), так і диплоїдними (тлі, ракоподібні). Відновлення диплоїдності може відбуватися за рахунок редукційних тілець.

Рис. 145. Будова яєць: А — гідри; б — кільчастого черв'яка з роду Urechis; В — морського їжака; Г — дрозофіли (яйце незабаром після запліднення); Д — окуня; Е — курки; Ж — людини (яйце безпосередньо перед овуляцією); бс — черевна сторона майбутнього зародка; бж — білий жовток; бл — бастодиск; вк — повітряна камера; гб — густий білок; ж — жовток; жб — рідкий білок; жг — жовткові гранули; жж — жовтий жовток; жк — жирова крапля; жо — жовткова оболонка; зк — задній кінець майбутнього зародка; зп — зародковий пухирець (ядро яйця); но — кортикальні альвеоли; м — мікропіле; мфі — мітотична фігура першого поділу дозрівання; п — пронуклеус; пк — передній кінець майбутнього зародка; по — підшкаралупові оболонки; пт — полярні тільця; с — шкаралупа; со — драглиста оболонка; сс — спинна сторона майбутнього зародка; я — ядерце; япт — ядра полярних тілець; х — хоріон; хал — халаза; cr — corona radiata; zp — zona pellucida; zr — zona radiata.


НазадЗмістВперед

 

 
© www.SchoolLib.com.ua