Вопрос 1.
Животный мир сострят из отдельных единиц - видов. Каждая особь данного вида смертна, и существование вида поддерживается размножением организмов. Таким образом, дискретность жизни предполагает ее воспроизводство, т. е. процесс размножения. Другими словами, размножение можно определить как свойство организмов оставлять потомство.

Вопрос 2.
При бесполом размножении участвует только одна родительская особь, которая делится, почкуется или образует споры. При бесполом размножении организм возникает из соматических клеток и источником изменчивости могут быть случайные мутации. В случае полового размножения особи нового поколения появляются при участии двух организмов: материнского и отцовского. Новый организм возникает из специализированных половых клеток или особей выполняющих эти функции. Преимущество полового размножения (эволюционно оно появилось позднее бесполого) состоит в перекомбинации наследственных признаков обоих родителей, что является источником изменчивости. Потомство более жизнеспособное и приспособленное к условиям существования. Быстрее происходит эволюция.

Вопрос 3.
Половое размножение характерно для большинства обитателей нашей планеты. И это не случайно, ведь этот способ размножения даёт очень большие эволюционные преимущества по сравнению с бесполым. Это обусловлено тем, что генотип потомков возникает путем комбинации генов, принадлежащих обоим родителям. В результате повышаются возможности организмов в приспособлении к условиям окружающей среды. Половой процесс заключается в слиянии двух клеток – гамет. Формированию гамет предшествует особая форма деления – мейоз, который приводит к уменьшению количества хромосом вдвое.

Вопрос 4 .
Половые клетки – гаметы . Мужские половые клетки называются сперматозоидами , а женские – яйцеклетки .

Вопрос 5.
Сперматозоиды развиваются в семенниках, яйцеклетки - в яичниках. Зрелые половые клетки несут одинарный (гаплоидный) набор хромосом. Число хромосом в гаплоидном наборе всегда в два раза меньше, чем в соматических (диплоидных) клетках.

Вопрос 6.
Женские половые клетки – яйцеклетки – неподвижные, шарообразной формы и покрытые оболочками. Яйцеклетки готовы к оплодотворению непосредственно после завершения мейоза.
Яйцеклетки значительно крупнее соматических клеток, т.к. содержат питательные вещества. У некоторых видов животных накапливается столько желтка, что яйцеклетки становятся видимыми невооруженным глазом (Например: икринки рыб и земноводных, яйца рептилий и птиц).
Мужские половые клетки - сперматозоиды - очень мелкие и способны двигаться. Сперматозоиды млекопитающих имеют головку, шейку и хвост. Головка содержит ядро и немного цитоплазмы. На переднем конце головки есть акросома (видоизмененный комплекс Гольджи), содержащая ферменты для растворения оболочки яйцеклетки при оплодотворении. В шейке есть центриоли и митохондрии. От шейки отрастает хвост, представляющий собой жгутик, необходимый для передвижения.

Вопрос 7.
Животных, у которых особи способны образовывать только сперматозоиды (мужские особи) или только яйцеклетки (женские особи), называются раздельнополыми.

Вопрос 8.
Гермафродиты – это обоеполые организмы, особи которых обладают одновременно органами разных полов.

Вопрос 9.
Партеногенез (гр. parthenos – девственница, genos – рождение) – одна из модификаций полового размножения, при котором женская гамета развивается в новую особь без оплодотворения мужской гаметой. Встречается как в царстве животных, так и в царстве растений.

Вопрос 11.
Оплодотворение - соединение двух гамет, в результате чего образуется оплодотворенное яйцо - зигота - начальная стадия развития нового организма.
Зигота содержит материнскую и отцовскую гаметы. В зиготе возрастает ядерно-плазменное соотношение. Резко усиливаются обменные процессы. Зигота способна к дальнейшему развитию.
Сущность оплодотворения состоит во внесении сперматозоидом отцовских хромосом. Сперматозоид оказывает стимулирующее влияние, вызывающее начало развития яйцеклетки.

Вопрос 12.
Наружное оплодотворение характерно для животных, обитающих в воде (рыбы, мфибии). Яйцеклетки и сперматозоиды выделяются в воду, и там происходит их слияние.

Этот способ размножения более распространен в животном мире.

Сущность этого процесса сводится к тому, что две половые клетки, которых называют Гаметы, сливаясь, образуют одноклеточное зиготы (т.е. оплодотворенную яйцеклетку), которая затем путем последовательных делений в свою очередь превращается в полностью развитую взрослую особь.

Органы, в которых образуются гаметы, называют гонад. Почти для всех животных, размножающихся половым путем, характерно два типа гамет: яйцеклетка, или ЯЙЦА - большие гаметы с большим запасом питательных веществ (в основном жир, некоторые белки, минеральные вещества и полный набор витаминов), необходимых для развития зиготы, и сперматозоиды, или спермии, - очень маленькие по размерам и гораздо более многочисленные гаметы, которые способны активно двигаться с помощью жгутика. Сперматозоиды содержат лишь очень небольшое количество питательных веществ. Яйцеклетки и сперматозоиды обычно образуются в гонадах различного типа. Взрослое животное может быть или самцом (из семенников, в которых образуются сперматозоиды), или самкой (из яичника, в которых образуются яйцеклетки).

Однако из этого правила есть исключения. У многих беспозвоночных животных, особенно в типе плоских червей, яичники и семенники могут быть в одной и той же животного, которое в таком случае, называют гермафродитами (рис. ...). Гермафродиты известны и среди позвоночных животных. Например, особи некоторых морских костных рыб в брачный период поочередно выполняют разные роли: один из партнеров ведет себя как настоящая самка и производит яйцеклетки, тогда как другой играет роль самца и производит сперматозоиды. В следующем цикле размножения они могут поменяться ролями, но в самооплодотворение не способны. У пресмыкающихся, птиц и млекопитающих гермафродитизм не встречается.
В других случаях яйцеклетка не сливается со сперматозоидом, но тем не менее проходит все стадии развития до стадии взрослого животного. Этот процесс, называемый Партеногенез (т.е. размножением без оплодотворения), широко распространен среди беспозвоночных животных, а искусственно может быть вызван даже млекопитающих. Однако, у многих животных, которым свойственно партеногенетическое размножения, этот процесс время от времени чередуется с половым размножением, вероятно в целях повышения жизнеспособности. Именно так происходит на фоне: в течение лета они многократно размножаются партеногенетических путем, а в конце его в результате полового размножения дают последнее, зимующие поколения. При этом партеногенетические потомки всегда бывают одного пола, чаще женского. В фоне путем партеногенеза рождаются только самки. Самцы же встречаются очень редко, за исключением предпоследнего в сезоне поколения.

Поскольку гонады лежат относительно глубоко в теле животного, то гаметы могут попасть в окружающую среду двумя путями: либо сначала попав в полости тела, а затем через особые отверстия (поры) в стенках тела - наружу или через специальные каналы - половые протоки. Например, у кольчатых червей гаметы выводятся сначала в полость тела, а затем - наружу. В парных гонад моллюсков и членистоногих есть хорошо развитые половые протоки, ведущие наружу (рис. ...).

Парные гонады позвоночных животных расположены вблизи внутренней поверхности стенки тела, обычно под брюшной выстилки. У некоторых млекопитающих семенники лежат в мошонке, которая образована выпячиванием брюшной полости и стенки тела и выдается за пределы тела. Нормальное развитие спермы у таких животных происходит только при охлаждении ткани семенника на несколько градусов по уравниванию с обычной температурой тела млекопитающих, которая составляет 36-38оС. Именно поэтому мошонка расположена вне тела и обычно слабо защищен волосами.

Сперматозоиды позвоночных животных выводятся наружу по каналам, которые часто объединяются с каналами выделительной системы. В большинстве амфибий, пресмыкающихся и птиц выделительные каналы, половые протоки и анальное отверстие кишечного тракта открываются в общую, чрезвычайно сложно разделенной камеры, которую, как вы знаете, называют клоаку.

У самцов млекопитающих выделительные и половые пути также обычно объединяются общим мочеполовой канал, который идет от мочевого пузыря и затем принимает у себя половые протоки. У самок млекопитающих выдела канал обычно открывается в ПЕРЕДВИРьЯ, которое единовременно есть и выходом влагалища. Таким образом, здесь также происходит объединение двух путей.

Ту часть полового пути, который служит для вывода яйцеклеток из яичников наружу, называют яйцевода. Конечно яйцевод выстлан железами, которые формируют защитные оболочки яйца. У животных, малыши которых развиваются в организме самки, удлиненная часть яйцеводу, где происходит развитие плода, называется МАТКИ.

Формы размножения животных

Определение 1

Размножение – жизненно важный процесс по воспроизведению себе подобных, обеспечиваю не прерывность и наследственность жизни.

Существует две основные формы размножения: половое и бесполое. Каждому животному на Земле характерна своя форма размножения. Например, амебы размножаются только бесполым, позвоночные животные только половым способом. У некоторых типов животных наблюдается чередование форм размножения. Например, фораминиферам, и некоторым кишечнополостным чередование поколений обязательно для размножения, а у гидры и инфузории, которым характерно чередование поколений, не всегда обязательно для размножения.

Типы бесполого размножения животных

Определение 2

Бесполое размножение – размножение без образования гамет

При бесполом размножении все потомки одной особи генетически идентичные по отношению друг к другу и материнской особи. Эта форма размножения характерна для одноклеточных животных. Различают некоторые типы бесполого размножения: деление и вегетативное размножение. Деление. Митотическое деление характерно для одноклеточных. Различают бинарное деление и шизогонию. Бинарное – из одной материнской клетки образуется две дочерние, из которых развивается новый организм. Шизогония – из одной особи образуется несколько дочерних клеток. Вегетативное размножение. Характерно для многоклеточных организмов. Различают два вида данного типа: почкование и фрагментация. Почкование – образование выроста на материнском организме, и дальнейшее его развитие и превращение во взрослую особь. Фрагментация – отделение участка тела, с дальнейшей регенерацией остальных частей тела, для образования нового организма.

Типы полового размножения животных

Определение 3

Половое размножение – размножение с участием гамет.

Замечание 1

Гамета – клетка с гаплоидным набором хромосом. Зигота – слияние гамет, с образованием диплоидным набором хромосом. Гаметогенез – процесс с мейозом, при котором происходит уменьшение генетического материала вдвое.

Различают мужские и женские гаметы. Таким образом, при слиянии не идентичных гамет, образуются не схожие копии, то есть происходит изменчивость фенотипов и генотипов у потомства. Гермафродитным организмом называют, если в нем образуются оба типа гамет. Раздельнополый организм образует один из типов гамет.

Определение 4

Изогамия – тип размножения, при котором мужская и женская гаметы идентичны

Определение 5

Анизогамия – тип размножения, при котором мужская и женская гаметы различны по поведению и морфологически.

Определение 6

Оогамия – тип размножения, при котором женская гамета большая и неподвижная, а мужская мелкая и подвижная.

Определение 8

Неотения – тип размножения, при котором личинки размножаются половым путем.

Чередование форм размножения

Процесс мейоза и оплодотворения у живых организмов называются сменой ядерных фаз, причем происходит качественное и количественно изменение генетического материала. Для некоторых видов животных, что размножаются половым и бесполым способом, характерно смена поколений.

Так на пример для инфузории туфельки характерна смена полового и бесполого размножения. После многократного деления две туфельки сближаются и конъюгируют. После чего расходятся и снова начинают делиться. Получается, что сначала было бесполое, затем половое и снова бесполое размножение.

Половое размножение может так же чередоваться с вегетативным. Например, у губки, кишечнополостных и гидры. В течении лета у гидры происходит вегетативное бесполое размножение с помощью почкования, а осенью наблюдается половое размножение. При половом размножении у гидры образуется сперматозоид и яйцеклетка на одном организме. Весной развитие зародыша заканчивается образованием сформированной гидры.

Бесполое размножение.

В животном мире существует целый ряд способов размножения, например, прямое деление или почкование, характерные для низших беспозвоночных, а также партеногенез, отмечаемый даже у высших позвоночных. Совершенно очевидно, что именно бесполое размножение представляет собой наиболее простой и наименее энергоемкий путь увеличения численности особей. Однако, почему-то, в процессе эволюции возник сложный, сопряженный с множеством проблем и условностей, процесс полового размножения.

Половое размножение.

1. Конъюгация. Половое размножение появляется у животных уже на самых низших ступенях эволюционной лестницы. Так, уже у простейших одноклеточных микроорганизмов - инфузорий, размножающихся прямым делением, наблюдается так называемая конъюгация, представляющая собой некий аналог полового процесса. В процессе конъюгации две инфузории как бы срастаются, на время, в течение которого обмениваются наследственной информацией. Затем инфузории разъединяются, и затем каждая продолжает делиться сама по себе.

2. Партеногенез. У целого ряда беспозвоночных, а также многих позвоночных животных отмечается такое явление, как партеногенез, при котором самки откладывают яйца или рожают живых детенышей без участия самцов. Вылупляются из этих яиц или рождаются подобным образом только самки, причем интересно, что в природе существуют целые локальные популяции подобных видов. Подобная популяция скальных ящериц была обнаружена в Армении. В остальных местах своего обитания этот, весьма обычный вид, размножается обычным образом.

Партеногенез в экспериментальных условиях возможен даже у млекопитающих. Для этого необходимо каким-либо образом стимулировать к делению неоплодотворенную яйцеклетку, что осуществимо разными путями, например, просто нанесением укола микроиглой.

3. Гермафродитизм. У целого ряда беспозвоночных животных имеет место гермафродитизм, при котором у каждой особи имеются как мужские, так и женские половые железы. Среди наиболее известных животных гермафродитами являются, например, дождевые черви, пиявки и многие виды улиток. Однако, несмотря на то, что у подобных животных каждая особь производит и яйцеклетки, и сперматозоиды, они спариваются друг с другом, производя взаимный обмен половыми клетками. У крупных, не имеющих раковин, моллюсков аплизий или морских зайцев, обитающих в прибрежной зоне моря, в процессе оплодотворения может одновременно принимать участие до 10-12 особей, играя сразу как роли самцов, так и роли самок.

Однако, несмотря на наличие у животных-гермафродитов половых клеток обоих типов, они крайне редко прибегают к самооплодотворению, и напротив, обычно стремятся к спариванию с другими, предпочтительно не родственными особями.

4. Смена пола. У некоторых животных, в том числе у целого ряда видов рыб, с возрастом происходит смена пола. Так, у хорошо известных аквариумистам рыбок-меченосцев довольно обычным является превращение немолодых самок в самцов. При этом у них вырастает мечевидный отросток на хвосте, имеющийся только у самцов, и они начинают проявлять типичное половое поведение, успешно оплодотворяя самок. Аналогичное явление наблюдается и у небольших рыбок морских юнкеров, обитающих в прибрежной зоне Черного моря. У некоторых видов рыб отмечен и обратный процесс: превращение самцов в самку.

5. Чередование половых и бесполых типов размножения. У таких беспозвоночных, как кишечнополостные, черви разных типов, иглокожие, параллельно существуют как половое, так и бесполое размножение. Для множества беспозвоночных характерно чередование половых и бесполых поколений. Так, например, коралловые полипы, весьма активно разрастающиеся за счет вегетативного размножения, периодически производят огромное количество подвижных мужских и женских половых клеток. Оплодотворение происходит в толще воды. Из образовавшихся при этом зигот развиваются подвижные личинки, которые оседают на подходящий субстрат и дают начало новым колониям кораллов. Аналогичным путем размножаются все прикрепленные формы: губки, мшанки, гидроидные полипы и т.д.

У некоторых видов наблюдается чередования партеногенеза с нормальным половым размножением. Так, например, тли, в течение всего лета размножаются живорождением, при котором, неоплодотворенные самки рожают одних самок. Молодые самки тлей начинают рожать следующих самок уже в возрасте нескольких часов.

Таким образом, в течение лета проходит огромная череда бесполых поколений. Зоологи подсчитали, что если бы все потомство одной тли выживало, то оно за одно лето могло бы покрыть сплошным покрывалом весь земной шар. К счастью, поскольку тлями питается множество других животных, этого не происходит. Казалось бы, данный способ размножения тлей весьма успешен и не требует желать ничего лучшего. Однако осенью многие тли откладывают яйца, из них выводятся самцы, которые оплодотворяют сравнительно небольшое количество самок.

В то время как осенью большинство тлей, закончив свой жизненный цикл, погибает, оплодотворенные самки успешно переживают зиму и весной откладывают яйца. Из яиц вылупляются крылатые тли, они разлетаются в разных направлениях, и, осев на подходящих кормовых растениях, утрачивают крылья и начинают размножаться партеногенезом. Очевидно, что для успешного выживания в условиях континентального климата тлям оказывается необходимым расширение спектра изменчивости в геноме, обеспечиваемое половым размножением.

Таким образом, основное значение полового размножения заключается не просто в увеличении количества особей, а в расширении генофонда, в дальнейшем способствующего естественному отбору.

Ответы к школьным учебникам

Размножение является процессом воспроизведения себе подобных организмов. Этот процесс обеспечивает непрерывность и преемственность жизни.

2. Чем половое размножение отличается от бесполого?

Сравнение бесполого и полового размножения представлено в следующей таблице.

Бесполое размножение	Половое размножение
Одна родительская особь	Обычно две родительские особи
Гаметы не образуются	Гаметы образуются (с половинным набором хромосом)
Мейоз в жизненном цикле отсутствует	На какой-либо стадии жизненного цикла происходит мейоз, что препятствует удвоению хромосом в каждом поколении
Потомки идентичны родительским особям	Потомки не идентичны родительским особям. Наблюдается разнообразие признаков даже у потомков одной родительской пары
Характерно для растений, некоторых животных (низших) и микроорганизмов. У высших животных не встречается	Характерно для большинства растений и животных
Приводит к быстрому увеличению числа потомков (при сохранении имеющихся форм)	Приводит к увеличению разнообразия (при менее быстром увеличении численности)

3. Почему половое размножение - наиболее распространенный способ размножения живых организмов?

Половое размножение дает огромные преимущества организмам. Образовавшиеся в результате полового размножения особи несут наследственные признаки от обоих родителей, и поэтому они лучше приспосабливаются к изменению условий среды обитания, а значит, становятся более жизнестойкими.

4. Как называются половые клетки?

5. Чем яйцеклетки отличаются от сперматозоидов и почему?

Специализированные половые клетки, принимающие участие в половом процессе, называются гаметами. У большинства животных они бывают двух типов - мужские и женские, соответственно сперматозоиды и яйцеклетки. Обычно сперматозоиды - это мелкие подвижные клетки, а яйцеклетки, наоборот, чаще всего неподвижные, крупные, с большим запасом питательных веществ, так как они обеспечивают питательными веществами зародыш. Каждая половая клетка несет только половинный набор хромосом. При их слиянии в зиготе восстанавливается двойной набор хромосом, характерный для всех особей вида.

6. Где образуются половые клетки?

Половые клетки у большинства многоклеточных животных, начиная с червей, образуются в специальных половых органах. У позвоночных животных появляются и особые приспособления, облегчающие процесс слияния половых клеток и обеспечивающие развитие зародыша.

7. Какие животные называются раздельнополыми?

Раздельнополыми называются такие животные, у которых различаются особи, способные образовывать только сперматозоиды (мужские особи) или только яйцеклетки (женские особи).

8. Кто такие гермафродиты?

Гермафродитами называют обоеполых животных (от имен греческих богов Гермеса и Афродиты; гермафродит - мифическое обоеполое существо). Такие организмы способны производить одновременно два вида половых клеток - как мужские, так и женские. Это, прежде всего, многие кишечнополостные, все плоские черви, некоторые кольчатые черви, а также некоторые моллюски и даже рыбы и ящерицы.

9. В чем состоит сущность партеногенеза?

Партеногенез (от греч. «партенос» - девственница, «генез» - развитие) - единственная форма полового размножения, когда зародыш развивается из одной половой клетки - яйцеклетки - без оплодотворения.

10. Какие животные способны к партеногенезу?

Партеногенез встречается как у растений, так и-у животных. Среди животных такой тип размножения обычен прежде всего для насекомых, некоторых червей и ракообразных. Так, у пчел матка - самка - может откладывать как оплодотворенные яйца, из которых развиваются рабочие пчелы и матки, так и неоплодотворенные - из них развиваются самцы. У тлей несколько партеногенетических поколений сменяются поколением, возникающим в результате нормального полового размножения. Встречается партеногенез и у позвоночных (пресмыкающиеся, птицы). Так, партеногенез известен у нескольких видов ящериц, обитающих на Кавказе. Отмечено также, что до 15% яиц у индеек развиваются без оплодотворения.

Партеногенез можно вызвать искусственно у животных, которым он в природе несвойственен. Для этого достаточно стимулировать яйцеклетку к делению механическими или химическими воздействиями.

11. Что такое оплодотворение?

Оплодотворение - это процесс слияния половых клеток. В результате оплодотворения в зиготе восстанавливается двойной набор хромосом - образовавшийся в результате организм несет хромосомы обоих родителей.

12. Для каких животных характерно наружное оплодотворение?

Наружное оплодотворение характерно для водных животных. При этом яйцеклетка и сперматозоиды выделяются из организма непосредственно в воду. В таких условиях встреча и соединение гамет становятся делом случая. Много половых клеток погибает. Поэтому, для того чтобы повысить вероятность оплодотворения, рыбы, например, вынуждены выметывать огромное количество икры. Так, самки окуня мечут по 200-300 тыс. икринок, а самки трески - до 10 млн.