Виды полового размножения: определение и пути развития

Сущность появления потомства заключается в слиянии ядер гаплоидного типа, какие содержатся в гаметах. Формируется диплоидная зигота, а из нее осуществляется развитие нового организма. С учетом особенностей строения гамет выделяются следующие виды полового размножения: изогамия, гетерогамия, овогамия. Тема подробно изучается на уроках биологии в 8 классе.

Оглавление:

• Основные понятия
• Виды размножения
• Опыты и исследования

Основные понятия

Понятно, что размножение — объединение генов мужской и женской клеток. Смысл процесса заключается в увеличении жизнестойкости и генетическом разнообразии потомков. Половые родительские клетки называются гаметами. Период их формирования — мейоз.

Для размножения характерны следующие формы:

1. Изогамия. В процессе могут встречаться подвижные гаметы. Кратко про их особенности: одинаковые параметры и морфология.
2. Гетерогамия. В оплодотворении участвуют подвижные мужские и менее подвижные женские гаметы.
3. Овогамия. Могут размножаться неподвижные женские (яйцеклетки) и маленькие мужские гаметы. В основе классификации мужских клеток находится единственный критерий — жгутики. При их наличии клетка называется сперматозоидом, а при отсутствии — спермия.

Большинство животных и растений размножаются путем овогамии. Изо- и гетерогамия характерны для примитивных, пример, водоросли. Некоторые разновидности грибов и водорослей размножаются хологамией либо конъюгацией. В первом случае происходит сливание гаплоидных живых организмов. Образуется зигота, которая затем делится мейозом на 4 организма. При конъюгации сливается содержимое клеток талломов (побег). Формируется зигота диплоидного типа, которая в период покоя делится мейозом.

Половое размножение имеет большое значение для человека. Формирование половых клеток происходит в семенниках у мужчин и в яичниках у женщин. При оплодотворении образуется зигота. Она дает жизнь новому организму.

В учебниках «Общая биология» ученикам предоставлены таблицы с характеристиками мужских и женских половых клеток.

Виды размножения

Кроме полового размножения, при котором сливаются половые клетки, специалисты выделяют другие виды процесса: партеногенез, объединение одноклеточных организмов. Определение партеногенеза — модификация полового размножения, при которой происходит развитие из женской гаметы новой особи, но без оплодотворения мужской гаметы. Процесс характерен для многоклеточных, некоторых типов растений, животных. Можно перечислить следующие виды насекомых, которые размножаются партеногенезом:

• осы;
• муравьи;
• пчелы.

Размножение происходит без обмена наследственности. Потомство имеет черты, схожие на материнский организм. Некоторые классы растений размножаются половым и вегетативным путями, к примеру, лук.

Гермафродитизм и раздельнополость

Если одна особь производит мужские и женские гаметы, тогда она относится к гермафродитным (обоеполые). Подобное размножение характерно для кишечнополостных и плоских червей. Обоеполые особи могут характеризоваться малоподвижным образом жизни.

При определенных условиях обитания происходит перекрестное оплодотворение. Это объясняется наличием у особей следующих приспособлений:

• морфологические;
• физиологические;
• генетические.

Они не позволяют совершиться самооплодотворению. У некоторых типов животных сперматозоиды и яйцеклетка созревают в разное время. Предварительно подготавливается к размножению женская клетка, а затем — мужская. Такой фактор позволяет перейти к перекрестному оплодотворению.

Виды, у которых отдельно существуют женские и мужские организмы, называются раздельнополыми. Если у представителей полов наблюдаются существенные различия в строении и внешности, тогда для вида характерен половой диморфизм. Его плюс — способность организмов самооплодотворяться.

Подобный способ оплодотворения важен для крупных червей-паразитов, к примеру, бычий цепень. Представителя вида обитают в животном или человеческом организме по одному. Для них существует низкая вероятность встретить партнера.

Половой процесс

Примитивная форма полового процесса встречается у бактерий и простейших. Размножение у инфузии-туфельки называется конъюгацией. Процесс протекает в несколько этапов:

1. Первый. Встреча 2 инфузий с последующим обменом генетических материалов.
2. Второй. Получение новых свойств, необходимых для выживания при изменении условий обитания.

При примитивном половом процессе число инфузий не изменяется. Поэтому явление не считается размножением, а называется биологами половым процессом. В отличие от бактерий и простейших, животные имеют сперматозоиды и яйцеклетки. Для первых клеток характерны подвижность и незначительные размеры. Яйцеклетки более крупные и неподвижные.

Так как гаметы отличаются между собой по подвижности и форме, поэтому половой процесс у большинства животных называется гетерогамией. Если одна гамета больше другой, тогда размножение называется анизогамией. Оогамия — явление, в котором участвуют разные по размеру и подвижности гаметы.

Репродуктивные клетки формируются у многих животных в половых железах. Женские гаметы или яйцеклетки, в которых содержатся питательные вещества, образуются в яичниках. В клетках существует ДНК и информационные РНК. С учетом количества содержимого вещества биологи классифицируют яйцеклетки на несколько типов.

У рептилий ядро и цитоплазма гаметы смещены на ее полюс. Сама яйцеклетка имеет большие размеры. Параметры женских клеток у плацентарных млекопитающих находятся в пределах 100−200 мкм. Желток практически отсутствует. Зародыш развивается из материнского организма.

Развитие мужских клеток у животных происходит в семенниках. Они расположены в мошонке. Функция полости схожа на физиологический холодильник, так как в ней поддерживается температура +33-+34 ° C. Показатель способствует нормальному созреванию сперматозоидов, которые представлены в виде мелких мужских биологических клеток. Длина головок находится в пределах 4,5−5,5 мкм.

Строение сперматозоида:

• головка, ядро и хромосы;
• шейка со структурой, схожей по строению с центриолями (органелла);
• митохондрии (двумембранная органелла);
• хвост из микротрубочек.

Впереди мужской клетки находится комплекс Гольджи — акросома. Он легко видоизменяется. В нем осуществляется запас определенных гидролитических ферментов. Они необходимы для растворения оболочки яйцеклетки. В противном случае не будет оплодотворения.

Для некоторых одноклеточных организмов характерна копуляция — половой процесс, при котором целые клетки преобразуются в гаметы, а при слиянии формируют зиготу. Минус размножения древних организмов — наличие только одного вида гамет. Они не являются мужскими и женскими. Размножение древних организмов осуществляется путем изогамии. За счет эволюции ученые доказали, что появились существенные отличительные черты половых клеток. На основе полученных данных можно отличить мужские и женские гаметы.

Опыты и исследования

До XVI века ученые предполагали, что существа возникают из земли за счет гниения. Врач Франческо Реди смог основать и экспериментально доказать ошибочность теории. Проводимые опыты помогли ученому выяснить, что мухи не зарождаются самостоятельно в гниющем мясе. Для эксперимента он использовал 2 куска мяса и 2 глиняных горшка.

Один накрывался кисеей, а второй — нет. Через некоторое время в открытом горшке появлялись личинки и мухи. После опыта врач пришел к выводу: мухи садятся и откладывают личинки в гниющем мясе, способствуя рождению новых особей. Мухи рождаются, но не появляются самостоятельно. По результатам других исследований Реди допускал, что древесные и кишечные черви могут самозарождаться.

После открытия молекул РНК появилась современная теория размножения организмов. Ученые считали, что первые существа — РНК-организмы, у которых не было ДНК и белков. Для образования автокаталитического цикла использовались рибозимы. Они способны катализировать синтез своих копий.