§ 53. РЕПРОДУКЦІЯ ЯК МЕХАНІЗМ ЗАБЕЗПЕЧЕННЯ БЕЗПЕРЕРВНОСТІ ІСНУВАННЯ ВИДІВ

Основні поняття й ключові терміни: РОЗМНОЖЕННЯ (РЕПРОДУКЦІЯ). Нестатеве розмноження. Статеве розмноження.

Пригадайте! Що таке розмноження?

Поміркуйте!

Розгляньте ілюстрації та запропонуйте пояснення.

ЗМІСТ

Як забезпечується безперервність існування видів у часі?

РОЗМНОЖЕННЯ, або РЕПРОДУКЦІЯ (від лат. re- — префікс, що означає зворотну або повторну дію, і produco — створюю), — відтворення собі подібних, що є основою безперервності існування виду. Здатність розмножуватись притаманна всім живим організмам, і реалізується ця універсальна властивість живого на кожному з рівнів організації.

На молекулярному рівні спадкова інформація відтворюється завдяки процесу репродукції ДНК, що називається реплікацією. З однієї молекули ДНК утворюються дві дочірні. Відбувається процес самоподвоєння ДНК перед поділом клітин.

На клітинному рівні відбувається репродукція клітин шляхом мітозу й мейозу з утворенням нестатевих диплоїдних або статевих гаплоїдних дочірніх клітин, які беруть участь у репродукції організмів.

На організмовому рівні репродукцію живих істот забезпечують дві основні форми розмноження — нестатеве й статеве. Для здійснення розмноження у багатоклітинних організмів існують репродуктивні системи органів.

На популяційно-видовому рівні відтворення видів пов'язане зі стратегіями розмноження. Ці дві головні стратегії відомі як K-стратегія (відтворення незначної кількості нащадків) і R-стратегія (репродукція великої кількості нащадків). К-стратегом у тваринному світі є, наприклад, синій кит (Balaenoptera musculus) — найбільша тварина на Землі, самки яких народжують одне маля в два роки впродовж 40—45 років життя. «Найвидатнішим R-стратегом» тваринного світу є риба—місяць (Mola mola) — найбільша за масою відома кісткова риба і найплодючіша риба у світі (одна самка може відкладати до 300 млн ікринок) (іл. 121).

Іл. 121. Синій кит і риба-місяць — тварини з різними стратегіями розмноження

Отже, репродукція є неодмінною умовою існування біологічних систем у часі.

Які особливості нестатевої форми розмноження?

Нестатеве розмноження — це відтворення собі подібних за участі нестатевих клітин. Перевагою такого розмноження у тварин є те, що воно відбувається без затрат енергії на пошуки партнера протилежної статі. Водночас нестатеве розмноження має й суттєвий недолік — подібність нащадків. Якщо середовище існування організмів з нестатевим розмноженням зміниться, то подібним організмам одного виду з однаковими пристосуваннями загрожує загибель. Через те нестатева форма розмноження характерна для нижчих організмів і відбувається тоді, коли в навколишньому середовищі є сприятливі умови.

Основними способами нестатевого розмноження є поділ навпіл, спороутворення, фрагментація та брунькування.

Поділ навпіл — спосіб розмноження в одноклітинних, за якого з однієї материнської клітини утворюються дві дочірні, причому удвічі дрібніші, кожна з яких дає новий самостійний організм (наприклад, у бактерій, архей, амеб, інфузорій).

Множинний поділ (шизогонія) — спосіб розмноження одноклітинних, за якого з однієї материнської клітини утворюється багато дочірніх. Такий спосіб нестатевого розмноження спостерігається у споровиків, представником яких є плазмодій малярійний.

Брунькування — спосіб розмноження, за якого на клітині (наприклад, у дріжджів) або тілі (наприклад, у губок, гідр, коралових поліпів) формується брунька-клітина чи брунька-багатоклітинний утвір, що згодом відокремлюється або залишається на все життя.

Спороутворення — спосіб розмноження, що здійснюється за участі спор, що формуються всередині одноклітинних організмів (наприклад, хлорели, хламідомонади) або в спеціалізованих органах багатоклітинних організмів (наприклад, у вищих спорових рослин)

Фрагментація — спосіб розмноження, за якого тіло багатоклітинної тварини ділиться поперечним поділом на багато частин, кожна з яких росте й утворює новий організм. У такий спосіб можуть розмножуватися нитчасті зелені водорості, багатощетинкові черви, морські зірки.

Вегетативне розмноження — спосіб розмноження, що здійснюється багатоклітинними частинами, які відокремлюються від материнського організму. Його основу становить явище регенерації. Ця форма розмноження найбільш характерна для квіткових рослин.

Отже, нестатеве розмноження обмежує різноманітність ознак у нових особин, але може за короткий сприятливий період забезпечити швидке утворення великої кількості нащадків з подібними ознаками.

Яке значення статевого розмноження в природі?

Статеве розмноження — відтворення собі подібних за участі статевих клітин. Ці клітини містять гаплоїдний набір хромосом, оскільки у статевому розмноженні беруть участь дві батьківські особини. Обов'язковою умовою статевого розмноження є зустріч гамет і їхнє злиття — запліднення, що супроводжується утворенням повного й необхідного для розвитку нового організму диплоїдного набору хромосом. Гамети, що їх утворює чоловіча особина, називаються сперматозоонами (сперміями), а жіночі гамети — яйцеклітинами.

Основними способами статевого розмноження є поліембріонія, партеногенез, роздільностатевість та гермафродитизм.

Поліембріонія — процес розвитку кількох зародків з однієї заплідненої яйцеклітини. Поліембріонія досить поширена серед різних груп тварин (війчастих і кільчастих червів, іноді членистоногих, риб, птахів, ссавців). Як стале явище поліембріонія притаманна деяким комахам (наприклад, їздцям) і ссавцям (наприклад, броненосцям). Поліембріонія трапляється також у рослин. При цьому в одній насінині розвивається кілька зародків (тюльпани, лілія, латаття, суниці тощо). Додаткові зародки в насінині можуть розвиватися не тільки із заплідненої яйцеклітини, а й з інших клітин насінини без запліднення.

Партеногенез — спосіб розмноження, за якого розвиток нового організму здійснюється із незаплідненої яйцеклітини. За партеногенезу дочірні організми мають ідентичний з материнським набір спадкової інформації і розвиваються у видів, особини яких рідко зустрічаються між собою. Притаманний багатьом рослинам (квітковим) і безхребетним тваринам (попелицям, палочникам, коловерткам, деяким видам цвіркунів, метеликів та ос), а також деяким хребетним (рибам, амфібіям, ящіркам). Партеногенез може бути гаплоїдним (наприклад, у медоносної бджоли) й диплоїдним (наприклад, у попелиць), факультативним (необов'язковим) (мурахи) та облігатним (обов'язковим) (кавказька скельна ящірка). Партеногенез широко розповсюджений також у рослин, набуваючи різних форм. Наприклад, партенокарпія у бананів або цитрусових.

Чоловічі й жіночі гамети можуть утворюватися в одному організмі або в організмів різної статі, тому за цим критерієм виокремлюють такі способи розмноження, як роздільностатевість й гермафродитизм.

Роздільностатевість — спосіб статевого розмноження, за якого сперматозоони утворюються в чоловічому організмі, яйцеклітини — в жіночому (наприклад, у членистоногих, хребетних). Поширене це явище і серед квіткових рослин, у яких розрізняють одно- та дводомні рослини.

Гермафродитизм — спосіб статевого розмноження, за якого чоловічі та жіночі гамети розвиваються в одному організмі (наприклад, плоскі та малощетинкові черви, п'явки). Такий спосіб зменшує затрати енергії на пошук партнера, підвищує ймовірність залишити нащадків у організмів, що ведуть прикріплений, паразитичний, малорухливий, глибоководний спосіб життя. У гермафродитів існують механізми, які запобігають самозаплідненню. У тварин це неодночасне дозрівання чоловічих і жіночих гамет, певні особливості будови статевої системи. У рослин — одностатеві квітки (у дво- та однодомних рослин), розташування тичинок і маточок на різних рівнях за допомогою стовпчиків різної довжини (гетеростилія), неодночасне дозрівання тичинок і маточок в одній квітці (дихогамія) та ін.

Отже, статеве розмноження має переваги над нестатевим, оскільки нові особини успадковують ознаки обох батьківських особин і тому мають можливість краще пристосовуватися до навколишнього середовища.

ДІЯЛЬНІСТЬ

Самостійна робота з таблицею

Порівняйте ознаки нестатевого й статевого розмноження та сформулюйте висновок про їхню роль у забезпеченні безперервності існування видів.

Таблиця. ПОРІВНЯЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА ФОРМ РОЗМНОЖЕННЯ ОРГАНІЗМІВ

Біологія + Рослини. Цикл відтворення спорових рослин

Пригадайте цикл відтворення папоротей та назвіть його стадії. Яке значення має наявність у їхньому циклі поколінь, що розмножуються нестатево (спорофіта) та статево (гаметофіта)? Оцініть переваги нестатевої та статевої репродукції у природі. Чому багато видів рослин поєднують у своєму циклі відтворення нестатеве й статеве розмноження?

СТАВЛЕННЯ

Біологія + Мистецтво. Репродукція

Порівняйте репродукції картин «Соняшники» Клода Моне, Ван Гога і Марії Приймаченко із природним соняхом — результатом біологічної репродукції. Що є спільного й відмінного між художньою й біологічною репродукцією?

РЕЗУЛЬТАТ

скачать dle 11.0фильмы бесплатно