Здатність організмів до відтворення собі подібних - одна з властивостей життя. Завдяки розмноженню забезпечуються неперервність і спадковість життя: батьки передають нащадкам у спадок свої ознаки. Основні форми розмноження у тварин - нестатеве та статеве.

ЯКІ Є ТИПИ НЕСТАТЕВОГО РОЗМНОЖЕННЯ ТВАРИН? Нестатеве розмноження найбільш поширене в одноклітинних твариноподібних організмів. Пригадайте, амеба протей розмножується поділом клітини навпіл. У багатоклітинних організмів за нестатевого розмноження від материнського організму відокремлюються групи нестатевих клітин. Такий тип нестатевого розмноження ще називають вегетативним (порівняйте з вегетативним розмноженням рослин).

Мал. 233. Брунькування: 1 - гідра з брунькою на тілі; 2 - колонія коралових поліпів, що утворилися шляхом брунькування

Способи вегетативного розмноження багатоклітинних тварин різні. Поширеним способом вегетативного розмноження тварин є брунькування, під час якого від материнського організму відокремлюється один або кілька багатоклітинних утворів - бруньок, що згодом розвиваються в самостійні організми (поліпи кишковопорожнинних, деякі кільчасті черви) (мал. 233, 1). Коли ж бруньки залишаються зв’язаними з материнським організмом, утворюються так звані колонії тварини (наприклад, коралові поліпи) (мал. 233, 2).

Трапляється й інший спосіб вегетативного розмноження - фрагментація. Наприклад, від тіла може відокремитися один або кілька фрагментів, з яких потім відновлюються цілісні організми. Так, морська зірка в разі нападу хижака відкидає один зі своїх променів. З нього потім відновлюється цілісний організм (мал. 234, 1). Багатощетинковий черв - додекацерія - також може розпадатись на окремі сегменти. Кожен з них згодом відбруньковує по чотири дочірні особини (мал. 234, 2).

Вегетативне розмноження притаманне тим тваринам, у яких добре виражена здатність до регенерації. Як ви пам’ятаєте, регенерація - процес відновлення організмом втрачених або ушкоджених частин, а також відтворення цілісного організму з певної його частини. Завдяки процесам регенерації в організмі постійно замінюються клітини й тканини, термін функціонування яких вичерпаний (залозисті клітини кишкового епітелію, клітини крові тощо). У деяких безхребетних тварин можлива регенерація цілісного організму з незначної його частини. Пригадайте, у губок, у яких немає диференційованих тканин, описано випадки, коли цілісний організм відновлювався з розтертої клітинної маси.

Мал. 234. Способи вегетативного розмноження: морської зірки (1) та кільчастого черва додекацерії (2) (назвіть їх)

Мал. 235. Приклад регенерації у тварин: зверніть увагу на хвіст ящірки, що відростає

У гідри особина може відновлюватись зі своєї 1/200 частини. Відновлювати цілісні органи здатні, багатощетинкові та малощетинкові черви, деякі ракоподібні (наприклад, краби), голкошкірі. Серед хребетних тварин регенерацію цілісних органів спостерігають у хвостатих амфібій (регенерація кінцівок, хвоста, очей, деяких внутрішніх органів), ящірок (відновлення відкинутої частини хвоста) (мал. 235).

З підвищенням рівня організації тварин здатність до регенерації зменшується. Так, у птахів і ссавців (і людини, зокрема) регенерація проявляється у загоєнні ран, зрощенні кісток, поновленні клітин і тканин. Процеси регенерації відбуваються під контролем гормонів, а також нервової системи.

У чому полягає біологічне значення нестатевого розмноження? У видів тварин, здатних також до статевого розмноження, нестатевим способом можуть розмножуватись особини, які з певних причин опинилися ізольованими від інших. Види з коротким терміном життя завдяки нестатевому розмноженню за незначний проміжок часу можуть значно збільшувати свою чисельність. У результаті нестатевого розмноження дочірні особини за набором спадкової інформації є точними копіями батьків.

ЯКІ ОСОБЛИВОСТІ СТАТЕВОГО РОЗМНОЖЕННЯ ТВАРИН? Статеве розмноження у багатоклітинних тварин — це поєднання спадкового матеріалу двох різних статевих клітин (або гамет): чоловічої та жіночої. Чоловічі гамети називають сперматозоїдами, або сперміями, а жіночі - яйцеклітинами.

У багатоклітинних тварин яйцеклітина більша за сперматозоїд і нерухома, оскільки має запас поживних речовин, необхідних для розвитку зародка. Яйцеклітини можуть бути оточені кількома різними оболонками (мал. 236, 1). Яйцеклітину, оточену зовнішніми оболонками, називають яйцем. Сперматозоїди значно менші за яйцеклітини, у них немає запасу поживних речовин. У більшості тварин сперматозоїди мають джгутики і здатні до активного руху (мал. 236, 2).

Формуються статеві клітини у статевих залозах: чоловічих — сім’яниках, і жіночих - яєчниках. Особин, у яких закладаються сім’яники, називають самцями, а особин, у яких розвиваються яєчники, - самками. Такі організми належать до роздільностатевих. Це переважна більшість членистоногих, молюсків, хребетних тварин.

Мал. 236. Будова гамет ссавців: 1 - яйцеклітина, оточена кількома оболонками; 2 - сперматозоїд із джгутиком

Серед багатоклітинних тварин трапляються види, у яких розвиток чоловічих і жіночих статевих залоз можливий в одній особині. Таких тварин називають гермафродитами.

У певних видів гермафродитів одночасно закладаються обидва типи статевих залоз, але функціонує в даний момент лише один: наприклад, спочатку організм функціонує як особина жіночої статі, а через деякий час - чоловічої (деякі види креветок, риби-чистильники, деякі види жаб тощо).

У чому полягає біологічне значення гермафродитизму? У гермафродитних організмів підвищується ймовірність залишити нащадків, зменшуються витрати енергії на пошуки партнера для розмноження. Тому гермафродитизм часто трапляється серед тварин, які ведуть прикріплений або малорухливий спосіб життя, глибоководних видів (певні види ракоподібних, риб, двостулкових молюсків тощо), а також паразитів.

ЯКІ Є ФОРМИ ЗАПЛІДНЕННЯ? Запліднення - це процес злиття чоловічої і жіночої статевих клітин з утворенням заплідненої яйцеклітини (зиготи), з якої розвивається новий організм. Процес запліднення стимулює подальший поділ яйцеклітини й розвиток нового організму.

Запліднення у тварин може бути зовнішнім і внутрішнім. За зовнішнього запліднення жіноча й чоловіча статеві клітини зливаються поза органами статевої системи самки або гермафродитного організму. Такий тип запліднення найчастіше характерний для мешканців водойм (багатощетинкові черви, двостулкові молюски, річкові раки, більшість кісткових риб та амфібій (мал. 237)), а також деяких наземних тварин (наприклад, дощових черв’яків).

У багатьох видів тварин (кісткових риб, амфібій тощо) зовнішньому заплідненню передує особлива шлюбна поведінка. Це, наприклад, будова гнізда самцем риби гірчака, «спів» у жаб тощо.

Внутрішнє запліднення відбувається в органах статевої системи самки. Такий тип запліднення притаманний більшості наземних тварин (черевоногі молюски, комахи, рептилії, птахи, ссавці), а також деяким мешканцям водойм (наприклад, хрящовим рибам). У такий спосіб статеві клітини, насамперед чоловічі, уникають негативного впливу умов довкілля, наприклад пересихання. Внутрішнє запліднення часто забезпечують особливі органи парування, за допомогою яких самці переносять статеві клітини до статевих отворів самки. В акул, наприклад, цю роль виконують внутрішні потовщені промені черевних плавців. Внутрішнє запліднення, яке виникло у процесі еволюції тваринного світу пізніше, ніж зовнішнє, виявилося більш ефективним і тому закріпилося в багатьох групах тварин.

Особливими формами статевого розмноження тварин є партеногенез і поліембріонія. Партеногенез - явище розвитку нового організму з незаплідненої яйцеклітини. Є організми, у яких партеногенез - єдиний спосіб розмноження (деякі види комах - паличники, дибка степова). В інших тварин (рачки-артемії, сріблястий карась, ящірки) існують групи, які складаються із самців і самок, а також лише із самок, здатних до партеногенезу.

Мал. 237. Зовнішнє запліднення риб (1) і жаб (2)

Завдяки партеногенезу як за нестатевого розмноження, підвищується ймовірність залишити нащадків видам, особини яких опинилися ізольованими від інших.

Поліембріонія - процес розвитку кількох зародків з однієї заплідненої яйцеклітини (зиготи). При цьому зигота починає ділитись, але в певний момент розпадається на окремі клітини. Згодом з кожної такої клітини розвивається самостійний організм. Організми, які виникають за допомогою поліембріонії, називають однояйцевими близнятами. Усі вони однієї статі та мають однаковий набір спадкової інформації. Поліембріонія поширена серед різних груп тварин.

Біологічний словничок: регенерація, роздільностатевість, запліднення зовнішнє та внутрішнє, гермафродити.

УЗАГАЛЬНЕННЯ ЗНАНЬ

У різних груп багатоклітинних тварин, переважно безхребетних, спостерігають вегетативне розмноження за допомогою брунькування, поділу або фрагментації. Процес вегетативного розмноження ґрунтується на здатності до регенерації.

Статеве розмноження може супроводжуватись зовнішнім чи внутрішнім заплідненням.

У разі нестатевого розмноження батьківський організм передає нащадкам свої ознаки в повному обсязі, у разі статевого - нащадки успадковують частину ознак від материнського організму, частину - від батьківського.

Зовнішнє запліднення відбувається поза органами жіночої статевої системи. Воно здебільшого притаманне мешканцям водойм. Внутрішнє запліднення відбувається в органах жіночої статевої системи. Воно здебільшого характерне для мешканців суходолу.

ПЕРЕВІРТЕ ЗДОБУТІ ЗНАННЯ

1. У чому сутність вегетативного розмноження у тварин? 2. Які форми вегетативного розмноження у тварин? 3. Що таке регенерація? Яке її значення в житті тварин? 4. Що таке запліднення? Які його форми відомі у тварин? 5. Яких тварин називають роздільностатевими, а яких - гермафродитами?

ДЛЯ ДОПИТЛИВИХ І КМІТЛИВИХ

1. Порівняйте особливості розмноження амфібій і рептилій. Які особливості рептилій дозволили їм розмножуватись виключно на суходолі? 2. Спробуйте обґрунтувати переваги й недоліки зовнішнього запліднення у водному середовищі.

Цікаво!

• Серед хордових тварин вегетативне розмноження трапляється рідко. На малюнку 238 зображено хордову тварину асцидію. Дорослі форми цих тварин зазвичай ведуть сидячий спосіб життя. Асцидії мають мішкоподібне тіло з двома отворами-сифонами, оскільки вони фільтратори, як і двостулкові молюски. Крім статевого розмноження (ці тварини - гермафродити), можливе й брунькування. При цьому на черевному боці материнської особини утворюється випин, куди входять внутрішні органи. Далі поодинокі бруньки відокремлюються, а деякі залишаються.