Modificările dăunătoare sunt, de asemenea, fixate pentru o perioadă lungă de timp. În plus, în condiții de mediu nefavorabile și în schimbare, aproape toți indivizii vor muri, deoarece în medie sunt aproape identici cu un individ părinte. Trebuie remarcat faptul că capacitatea unei specii de a se reproduce asexuat nu exclude capacitatea de a suferi procesul sexual, dar apoi aceste evenimente sunt separate în timp.

Cea mai comună metodă de reproducere a organismelor unicelulare este împărțirea în două părți, formând doi indivizi separati.

Amitoza

Mitoza este unul dintre procesele fundamentale ale ontogenezei. Diviziunea mitotică asigură creșterea eucariotelor multicelulare prin creșterea populațiilor de celule tisulare. Ca urmare a diviziunii mitotice a celulelor meristeme, numărul celulelor din țesutul vegetal crește. Fragmentarea unui ovul fertilizat și creșterea majorității țesuturilor la animale au loc și prin diviziuni mitotice.

Pe baza caracteristicilor morfologice, mitoza este împărțită în mod convențional în etape: profază, prometafază, metafază, anafază, telofază. Primele descrieri ale fazelor mitozei și stabilirea secvenței lor au fost întreprinse în anii 70-80 ai secolului al XIX-lea. La sfârșitul anilor 1870 și începutul anilor 1880, histologul german Walter Flemming a inventat termenul „mitoză” pentru a se referi la procesul de diviziune celulară indirectă.

Durata medie a mitozei este de 1-2 ore. Mitoza celulelor animale, de regulă, durează 30-60 de minute, iar plantele - 2-3 ore. Pe parcursul a 70 de ani, în corpul uman au loc un total de aproximativ 10 14 diviziuni celulare.

Meioză

Odată cu scăderea numărului de cromozomi ca urmare a meiozei, în ciclul de viață are loc o tranziție de la faza diploidă la faza haploidă. Restaurarea ploidiei (tranziția de la faza haploidă la faza diploidă) are loc ca urmare a procesului sexual.

Datorită faptului că în profaza primei etape, de reducere, are loc fuziunea (conjugarea) perechi a cromozomilor omologi, cursul corect al meiozei este posibil numai în celulele diploide sau chiar în poliploide (celule tetra-, hexaploide etc.) . Meioza poate apărea și la poliploide ciudate (celule tri-, pentaploide etc.), dar la acestea, din cauza incapacității de a asigura fuziunea perechi a cromozomilor în profaza I, divergența cromozomală apare cu tulburări care pun în pericol viabilitatea celulei sau în curs de dezvoltare. din ea un organism haploid pluricelular.

Același mecanism stă la baza sterilității hibrizilor interspecifici. Întrucât hibrizii interspecifici combină în nucleul celulei cromozomii părinților care îi aparțin diverse tipuri, cromozomii de obicei nu pot intra în conjugare. Acest lucru duce la tulburări în segregarea cromozomilor în timpul meiozei și, în cele din urmă, la non-viabilitatea celulelor germinale sau gameților. Anumite restricții privind conjugarea cromozomilor sunt impuse și de rearanjamente cromozomiale (deleții la scară mare, duplicări, inversiuni sau translocații).

Reproducerea prin spori

Reproducerea asexuată a bacteriilor este adesea precedată de formarea de spori. Sporii bacterieni sunt celule de repaus cu metabolism redus, înconjurate de o membrană multistratificată, rezistente la uscare și alte condiții nefavorabile care provoacă moartea celulelor obișnuite. Sporularea servește atât la supraviețuirea unor astfel de condiții, cât și la răspândirea bacteriilor: odată ajuns într-un mediu adecvat, sporul germinează, transformându-se într-o celulă vegetativă (divizoare).

Reproducerea asexuată cu ajutorul sporilor unicelulari este, de asemenea, caracteristică diferitelor ciuperci și alge. Sporii în multe cazuri sunt formați prin mitoză (mitospori), iar uneori (în special în ciuperci) în cantități uriașe; la germinare, ele reproduc organismul mamei. Unele ciuperci, cum ar fi dăunătorul dăunător al plantelor Phytophthora, formează spori mobili dotați cu flageli, numiți zoospori sau rătăcitori. După ce plutește în picături de umiditate de ceva timp, un astfel de rătăcitor „se calmează”, își pierde flagelul, devine acoperit cu o coajă densă și apoi, în condiții favorabile, germinează.

Înmulțirea vegetativă

La unele plante, lăstarii (în sălcii) sau frunzele separate de planta mamă pot prinde rădăcini. La animale, reproducerea vegetativă (denumită adesea asexuată de zoologi) are loc fie prin diviziune, fie prin înmugurire.

Înmulțirea vegetativă se bazează pe procese asemănătoare proceselor de regenerare; De regulă, în absența capacității de regenerare într-un anumit grup de organisme (de exemplu, rotifere, nematode, lipitori), reproducerea vegetativă este, de asemenea, absentă și în prezența unei capacități regenerative dezvoltate (annelis, hidroizi, viermi plati). , echinoderme), are loc și reproducerea vegetativă.

înmugurire

Unele specii de organisme unicelulare se caracterizează printr-o formă de reproducere asexuată numită înmugurire. În acest caz, are loc diviziunea nucleară mitotică. Unul dintre nucleele rezultate se deplasează în proeminența locală emergentă a celulei mamă, apoi acest fragment înmugurește. Celula fiică este semnificativ mai mică decât celula mamă și este nevoie de ceva timp pentru ca aceasta să crească și să completeze structurile lipsă, după care capătă aspectul caracteristic unui organism matur. Înmugurirea este un tip de înmulțire vegetativă. Multe ciuperci inferioare, cum ar fi drojdia și chiar animalele multicelulare, precum hidra de apă dulce, se reproduc prin înmugurire. Când înmugurirea drojdiei, pe celulă se formează o îngroșare, care se transformă treptat într-o celulă fiică de drojdie cu drepturi depline. Pe corpul hidrei, mai multe celule încep să se dividă și treptat crește o mică hidră pe individul mamă, care formează o gură cu tentacule și o cavitate intestinală conectată la cavitatea intestinală a „mamei”.

Fragmentare (diviziunea corpului)

Unele organisme se pot reproduce prin împărțirea corpului în mai multe părți, iar din fiecare parte crește un organism cu drepturi depline, asemănător din toate punctele de vedere cu individul părinte (viermi plati, anelide, echinoderme).

Reproducerea sexuală

Reproducerea sexuală este asociată cu procesul sexual (fuziunea celulară), precum și, în cazul canonic, cu faptul existenței a două categorii sexuale complementare (organisme masculine și organismele feminine).

În timpul reproducerii sexuale, se formează gameți sau celule sexuale. Aceste celule au un set haploid (unic) de cromozomi. Animalele sunt caracterizate de un set dublu de cromozomi în celulele obișnuite (somatice), prin urmare formarea gameților la animale are loc în timpul procesului de meioză. În multe alge și în toate plantele superioare, gameții se dezvoltă în gametofit, care are deja un singur set de cromozomi și sunt obținuți prin diviziune mitotică simplă.

Pe baza asemănărilor și diferențelor dintre gameții rezultați, se disting mai multe tipuri de formare de gameți:

• izogamie - gameți de aceeași dimensiune și structură, cu flageli
• anizogamie - gameți de dimensiuni diferite, dar cu structură similară, cu flageli
• oogamie - gameți de diferite dimensiuni și structuri. Gameții masculini mici cu flageli se numesc spermatozoizi, iar gameții feminini mari fără flageli se numesc ouă.

Când doi gameți se îmbină (în cazul oogamiei, este necesară fuziunea gameților de diferite tipuri), se formează un zigot, care are acum un set diploid (dublu) de cromozomi. Din zigot se dezvoltă un organism fiică, ale cărui celule conțin informații genetice de la ambii părinți.

Hermafroditismul

Un animal care are atât gonade masculine cât și feminine se numește hermafrodit (de la numele de Hermafrodit - o creatură bisexuală mitică). Hermafroditismul este larg răspândit printre animalele inferioare și într-o măsură mai mică printre cele superioare. O trăsătură similară la plante se numește monoecy (spre deosebire de dioecy) și este asociată cu progresul evolutiv general al speciei într-o măsură mai mică decât la animale.

Partenogeneză și apomixis

Partenogeneza, care este un tip de reproducere sexuală, dar unisexuală, a apărut în timpul procesului de evoluție în organismele dioice. În cazurile în care unele specii sunt reprezentate doar de femele (intotdeauna sau periodic), unul dintre principalele avantaje biologice ale partenogenezei este accelerarea ratei de reproducere a speciei. Taxonii unisexuali cu reproducere partenogenetică ocupă adesea periferia zonelor speciilor, unde hibridizarea și competiția cu populațiile bisexuale nu împiedică înființarea și răspândirea populațiilor unisexuale (feminine). Partenogeneza a fost descrisă pentru afide, daphnie, șopârle, unii pești și alte animale. Partenogeneza nu are loc la mamifere, în care embrionii partenogenetici mor în stadiile incipiente ale embriogenezei.

Progeneza

Progeneza este gametogeneza în stadiul larvar. Este împărțit în.

Se numește capacitatea organismelor de a reproduce propriul lor fel, care asigură continuitatea vieții reproducere. Asexual reproducere caracterizat prin faptul că un nou individ se dezvoltă din non-sexual, somatic (trupeşte) celule. ÎN reproducere asexuată este implicat un singur individ original. În acest caz, organismul se poate dezvolta dintr-o celulă, iar descendenții rezultați sunt identici în caracteristicile lor ereditare cu organismul matern. Reproducerea asexuată este larg răspândită în rândul plantelor și este mult mai puțin frecventă la animale. Multe protozoare se reproduc normal diviziunea celulară mitotică ( prin împărțirea celulei mamă în jumătate (bacterii, euglene, amibe, ciliați) ) . Alte animale unicelulare, cum ar fi Plasmodium falciparum (agentul cauzal al malariei), tind să sporulare. Constă în faptul că celula se descompune într-un număr mare de indivizi egal cu numărul de nuclei formați anterior în celula părinte ca urmare a diviziunii repetate a nucleului său. Organismele multicelulare sunt, de asemenea, capabile de sporulare: în ciuperci, alge, mușchi și ferigi, sporii și zoosporii se formează în organe speciale - sporangi și zoosporangi.

Atât în ​​organismele unicelulare, cât și în cele multicelulare, metoda de reproducere asexuată este de asemenea înmugurire De exemplu, în ciuperci de drojdie și unii ciliați. În organismele multicelulare (hidra de apă dulce), rinichiul este format dintr-un grup de celule din ambele straturi ale peretelui corpului. La animalele pluricelulare, reproducerea asexuată se realizează și prin împărțirea corpului în două părți (meduze, anelide) sau prin fragmentarea corpului în mai multe părți (viermi plati, echinoderme). La plante, reproducerea vegetativă este larg răspândită, adică reproducerea prin părți ale corpului: părți ale talului (în alge, ciuperci, licheni); cu ajutorul rizomilor (la ferigă și plante cu flori); secțiuni ale tulpinii (virci de căpșuni, afine, stratificare de agrișe și struguri în tufe fructifere); rădăcini (rădăcină lăstarii de zmeură) frunze (begonii). În procesul de evoluție, planta a dezvoltat organe speciale de înmulțire vegetativă: lăstari modificați (ceapă, tubercul de cartof), rădăcini modificate - rădăcinoase (sfeclă, morcovi) și tuberculi rădăcinoase (dalii).

TABEL (T.A. Kozlova, V.S. Kuchmenko. Biologie în tabele. M., 2000)

Metoda de reproducere	Caracteristicile reproducerii	Exemple de organisme
Diviziunea celulară în două	Corpul celulei originale (părinte) este împărțit prin mitoză în două părți, fiecare dintre acestea dând naștere la noi celule cu drepturi depline	procariote. Eucariote unicelulare (sarcodae - ameba)
Diviziune celulară multiplă	Corpul celulei originale se împarte mitotic în mai multe părți, fiecare dintre acestea devenind o nouă celulă	Eucariote unicelulare (flagelate, sporozoare)
Diviziunea celulară neuniformă (mugurire)	Pe celula mamă se formează mai întâi un tubercul care conține un nucleu. Mugurele crește, ajunge la dimensiunea mamei și se desparte	Eucariote unicelulare, unii ciliați, drojdie
Sporularea	Un spor este o celulă specială acoperită cu o înveliș dens care protejează de influențele externe	Plante cu spori; unele protozoare
Înmulțirea vegetativă	O creștere a numărului de indivizi dintr-o anumită specie are loc prin separarea părților viabile ale corpului vegetativ al organismului	Plante, animale
- în plante	Formarea mugurilor, a tuberculilor de tulpină și rădăcină, bulbi, rizomi	Crin, nuanțe de noapte, agrișe etc.
- la animale	Diviziune ordonată și neordonată	Celenterate, stele de mare, anelide ^^^^"SB""S8^saK;!i^^S^aa"^e"^"3ii^s^^

Caracteristicile formelor de reproducere

Indicatori	Forme de reproducere
	asexuat	sexual
Numărul de părinți care dau naștere unui nou organism Celulele sursă	Un individ Una sau mai multe celule somatice nereproductive	De obicei doi indivizi Celule specializate, celule sexuale - gameti; unirea gameților masculin și feminin formează un zigot
Esența fiecărei forme	În materialul ereditar al descendenților, genetic informația este o copie exactă a părintelui	Combinație în materialul ereditar al descendenților de informații genetice din două surse diferite - gameți ai organismelor părinte
Mecanismul celular de bază al formării celulelor	Mitoză	Meioză
Semnificație evolutivă.”	Promovează păstrarea celei mai mari forme de fitness în condiții de mediu neschimbate, sporește rolul stabilizator al selecției naturale	Promovează diversitatea genetică între indivizii unei specii prin încrucișare și variație combinativă; creează premise pentru dezvoltarea diverselor habitate, oferă perspective evolutive pentru specii
Exemple de organisme cu diferite forme de reproducere	Protozoare (amoeba, euglena verde etc.); alge unicelulare; unele plante; celenterate	Plante, alge, briofite, licofite, coada-calului, ferigi, gimnosperme și semințe; toate animalele, ciupercile etc.

Reproducerea organismelor este reproducerea reproductivă a unor indivizi similari cu participarea ambilor parteneri, deci implicit este considerată sexuală. Aceasta este o trăsătură distinctivă caracteristică a întregii vieți de pe Pământ. Toate acestea sunt clare. Acum să aflăm ce fel de reproducere se numește asexuat și în ce moduri are loc.

Înainte de a formula acest concept, observăm că forma este comună atât în ​​organismele multicelulare, cât și în cele unicelulare. Pentru cei care nu știu, să explicăm că primele includ plante și ciuperci, iar cele din urmă includ cele mai simple organisme vii (de exemplu, amibe). Numele acestei metode de reproducere vorbește de la sine - fără participarea celulelor germinale. Așa se reproduc amebe, ciliați de papuci și alte protozoare. Rețineți că acest lucru reduce variabilitatea corpului la nimic. Singura „lacună” în selecția naturală a organismelor unicelulare sunt doar mutațiile aleatorii.

Deci, reproducerea la plante și animale care are loc asexuat este reproducerea de tipul lor, care nu este asociată cu schimbul de informații genetice între doi indivizi.

Metode de reproducere asexuată

După ce ne-am dat seama ce fel de reproducere se numește asexuată, nu ar fi greșit să menționăm metodele sale, dintre care există destul de multe. Prima este împărțirea. Dintr-un individ, de exemplu, o ameba, se formează alți doi - fiice. Nucleul începe să se dividă, iar citoplasma începe să se împartă în două părți.

A doua metodă este reproducerea prin spori sau sporulare. Are nevoie de spori precum plante sau ciuperci. Important! Sporii bacterieni nu participă la reproducere, deoarece o bacterie poate forma doar un spor.

Următoarea metodă este înmugurirea. Așa se reproduce, de exemplu, protozoarele celenterate Hydra. Indivizii fiice sunt formați din corpul „mamei”. Apropo, înmugurirea și diviziunea se referă la o metodă specială de reproducere asexuată - vegetativă. Vom vorbi despre asta mai detaliat mai jos.

De exemplu, au o metodă fragmentată de reproducere asexuată. Se întâmplă așa: corpul „mamei” începe să se împartă în părți. Fiecare dintre ei devine un organism fiică.

la animale si plante

Un mod special de animale asexuate și inferioare este vegetativ. Reproducerea are loc prin organe vegetative precum rădăcini, frunze sau De exemplu, zmeura se reproduc prin rădăcini (vezi figura), violetele prin frunze etc. Apropo, această metodă de reproducere este cea mai populară printre plantele sălbatice.

Din punct de vedere biologic, acest proces de reproducere se explică prin dorința plantei de a-și reface părțile pierdute. Înmulțirea vegetativă poate avea loc atât natural, cât și artificial, de exemplu, cu ajutorul oamenilor. Multe plante care se pot reproduce sexual au și ele această metodă de reproducere. La animale, diviziunea sau înmugurirea se realizează vegetativ.

Deci, destul număr mare metodele de reproducere, folosind propriile exemple, ne arată ce fel de reproducere se numește asexuată.

Reproducerea este una dintre cele mai multe proprietăți generale ființe vii, exprimate printr-o creștere a numărului de indivizi. În procesul de reproducere, organismele își reproduc propriul fel și, prin urmare, asigură continuitatea vieții.

Reproducerea protozoarelor

Se caracterizează prin reproducere asexuată, care are loc fie sub formă de monotomie (diviziunea unei celule în două cu creșterea ulterioară a fiecărei fiice, de exemplu, Amoeba proteus), fie sub formă de palintomie (diviziunea multiplă a celulei mamei). în mai multe celule fiice, fără creșterea lor ulterioară, de exemplu, Plasmodium vivax). În ambele cazuri, diviziunea celulară este precedată de diviziunea nucleară mitotică. La unele (fără gură și suge), reproducerea asexuată are loc după tipul de înmugurire.

Multe protozoare au un proces sexual (a nu se confunda cu reproducerea sexuală). Apare sub două forme: copulație și conjugare. Copulația este fuziunea gameților - celule sexuale haploide. Gameții protozoarelor pot avea structuri diferite și diferă în gradul de mobilitate. Dacă gameți de aceeași dimensiune, structură și mobilitate copulează, atunci ei vorbesc de copulare izogamă (gameți egali). Atunci când gameți mobili de dimensiuni diferite se îmbină, are loc copulația anizogamă (gameți inegali). În acest caz, celula mai mare se numește macrogamet (sau gamet feminin), iar cea mai mică este numită microgamet (sau gamet masculin). Expresia extremă a anizogamiei este oogamia - când macrogametul este mult mai mare decât microgametul și este imobil. Conjugarea sau schimbul de material genetic între doi indivizi este caracteristică ciliatelor. În timpul conjugării, gameții nu se formează, iar indivizii fac schimb de pronuclei rătăcitori, care, odată ajunși în celula partenerului, se contopesc cu proprii pronuclei staționari prezenți acolo (a nu se confunda cu conjugarea în alge).

În timpul procesului sexual la protozoare nu există o creștere a numărului de indivizi, dar se realizează o creștere a diversității genetice.

Când descriem ciclurile de viață ale protozoarelor, este important să se determine poziția diviziunii de reducere.

1. Reducerea gametică. Apare înainte de formarea gameților în organismele care au celule somatice diploide (caracteristice tuturor animalelor pluricelulare și unor protozoare).

2. Reducerea zigotică. Apare la organismele cu un set haploid de cromozomi după fuziunea gameților, adică după formarea unui zigot (sporofite, flagelate, ciuperci).

3. Reducere intermediară. Se notează la organismele în ciclul de viață al cărora are loc o schimbare a fazelor diploide și haploide. La protozoare, acest tip de diviziune de reducere este caracteristic foraminiferelor. Dintre animalele pluricelulare - pentru toate plantele superioare, și în al doilea rând - pentru unele animale multicelulare - rotifere.

Reproducerea animalelor pluricelulare

Reproducere asexuată

Animalele pluricelulare se reproduc în primul rând sexual, dar există grupuri (în special printre nevertebratele inferioare) care se reproduc cu succes asexuat.

Reproducerea asexuată a organismelor multicelulare reprezintă o creștere a numărului de indivizi formați din celule somatice (nereproductive). Dintre animale, este complet absent la viermii protocavitari și. La artropode și vertebrate, reproducerea asexuată poate include poliembrionul, adică reproducerea asexuată în etapele dezvoltării embrionare. Acest fenomen a fost descoperit de I.I. Mechnikov. La insecte, poliembrionul a fost descris pentru ihneumonide - diviziune la stadiul de morula. La mamifere (armadillos), diviziunea are loc în stadiul de blastocist. Poliembrionia este apariția gemenilor identici la oameni.

Reproducerea asexuată joacă un rol deosebit de important în ciclurile de viață ale bureților, celenteratelor, unor viermi, briozoarelor și tunicatelor. Ca urmare a reproducerii asexuate, la aceste animale apar colonii. Reproducerea are loc în funcție de tipul de înmugurire. Bureții și briozoarele au muguri interni specifici (gemmule și, respectiv, statoblaste), în stadiul cărora supraviețuiesc condițiilor de mediu nefavorabile. La celenterate și tunicate se observă alternanța generațiilor asexuate și sexuale. Acest fenomen se numește metageneză. Astfel, polipii celenterati se reproduc prin înmugurire și reprezintă o etapă asexuată în ciclul de viață, iar meduzele, care se formează pe un polip ca urmare a reproducerii asexuate, sunt o etapă sexuală, deoarece se pot reproduce doar sexual.

Reproducerea sexuală

Reproducerea sexuală la animale are mai multe forme. În primul rând, putem distinge reproducerea bisexuală, care există sub formă de dioecie și hermafroditism, și în al doilea rând, reproducerea virgină sau partenogeneză.

Reproducerea bisexuală

Cu reproducerea bisexuală, are loc în mod necesar fertilizarea, adică fuziunea celulelor reproducătoare feminine și masculine. La animalele multicelulare dioice, celulele sexuale se formează în diferite organisme - celule feminine în corpul feminin, celule masculine în corpul masculin. Formarea gameților este precedată de meioză.

Fertilizarea produce un zigot, prima celulă a corpului. La animalele hermafrodite, celulele reproductive feminine și masculine se formează în corpul unui individ. Hermafroditismul poate fi împărțit în natural și anormal. Hermafroditismul natural este un fenomen foarte răspândit în regnul animal. Se găsește în bureți, celenterate, viermi plati, anelide, moluște, crustacee și unii pești. Hermafroditismul natural există sub diferite forme. Astfel, la unele animale, celulele reproducătoare masculine și feminine sunt produse simultan, la altele, mai întâi se produce un tip de gameți, apoi altul. În cazul când glandele masculine se dezvoltă primele, vorbim de hermafroditism protandric, iar dacă glandele sexuale feminine încep să funcționeze primele, vorbim de hermafroditism protrogin. Hermafrodiții dezvoltă diverse dispozitive care împiedică autofertilizarea. Acestea pot fi diferite perioade de maturare a produselor reproductive feminine și masculine, caracteristici structurale ale aparatului de reproducere, bariere fiziologice etc.

Hermafroditismul anormal apare la animale și la oameni în mod normal dioice. Apare de obicei ca urmare a unor tulburări genomice - adică numărul de cromozomi sexuali se modifică în raport cu autozomii. Cu toate acestea, tulburările hormonale pot fi cauza hermafroditismului anormal. În unele cazuri, animalele dezvoltă gonade feminine și masculine, în alte cazuri gonadele aparțin unui sex, iar caracteristicile sexuale secundare demonstrează apartenența celuilalt sex. Ca urmare, femeile dezvoltă masculinitate (masculinizare), iar bărbații dezvoltă efeminație (feminizare).

Partenogeneză

Partenogeneza este o formă unică de reproducere sexuală. Ovulul începe să se dezvolte fără participarea spermatozoizilor, adică fără fertilizare. Aceasta este reproducerea între persoane de același sex. Partenogeneza naturală este comună la toate tipurile de nevertebrate, precum și la vertebrate, cu excepția mamiferelor. La nevertebrate, viermii plati, rotifere, crustacee, insecte, moluște etc. se pot reproduce partenogenetic La unele animale, ouăle se pot dezvolta doar partenogenetic, în timp ce la altele (rotifere, albine), ouăle se pot dezvolta atât partenogenetic, cât și ca urmare a fertilizării. Regina depune ouă fertilizate, din care se dezvoltă albinele lucrătoare și viitoarele matci, iar din ouăle nefertilizate se dezvoltă trântori masculi. La flukes, reproducerea partenogenetică are loc în stadiile larvare (miracidiu, sporochist, redia). Acest tip se numește pedogeneză.

Formele speciale de partenogeneză sunt androgeneza și ginogeneza. În timpul androgenezei, embrionul se dezvoltă din nucleul masculin, care este adus în celulă de către spermatozoizi, iar nucleul feminin nu participă la dezvoltare. Acest tip de dezvoltare a fost observat la unele specii de călărie. În timpul ginogenezei, spermatozoidul pătrunde în ovul și activează dezvoltarea acestuia, dar nucleul său nu se contopește cu nucleul ovulului și dezvoltare ulterioară nu ia parte la embrion. Ginogeneza există la amfibieni, pești și alte animale. De exemplu, la unii pești, activarea oului pentru dezvoltare poate fi efectuată de spermatozoizii altor pești. Populațiile de astfel de pești sunt formate numai din femele (carasul).

Experimentele asupra partenogenezei artificiale au început la sfârșitul secolului al XIX-lea. pe ouă de viermi de mătase nefertilizate. La mijlocul secolului al XX-lea. B. L. Astaurov a dezvoltat o metodă industrială pentru activarea și dezvoltarea ouălor de viermi de mătase nefertilizate sub influența temperaturii ridicate și a altor factori fizici și chimici. Drept urmare, a obținut fluturi femele partenogenetici.

Celule germinale și somatice

Celulele somatice constituie principalul bazin celular al unui organism multicelular. Celulele sexuale (gameții) se formează doar într-un anumit stadiu al ontogenezei. Când gameții fuzionează, formează un zigot, prima celulă a unui nou organism. Celulele germinale și celulele somatice diferă unele de altele în mai multe moduri. Astfel, sperma și ovulele sunt haploide, iar celulele corpului sunt diploide, adică fiecare genă este reprezentată de două alele. De exemplu, celulele somatice umane au 46 de cromozomi, iar gameții au 23 de cromozomi. Gameții și celulele somatice au relații nuclear-plasmă diferite.

Acest fenomen este demonstrat în mod clar de organismele care au ouă mari, de exemplu, păsările. Celula ouă a păsărilor este „gălbenușul”. Volumul său depășește volumul celulei originale (din care s-a format) de milioane de ori. Volumul de bază rămâne practic neschimbat. În timpul dezvoltării embrionului (fragmentării), relațiile nuclear-plasmă ale celulelor în diviziune capătă indicatori caracteristici celor somatice.

Spre deosebire de ovule, spermatozoizii sunt foarte mici. La om - 50-70 microni. Aceste scăderi apar din cauza unei reduceri accentuate a volumului citoplasmei, iar nucleul are o dimensiune corespunzătoare nucleului unei celule somatice. De fapt, capul spermatozoizilor este reprezentat doar de un nucleu inconjurat de o membrana celulara. Metabolismul celulelor germinale și somatice este diferit. La bărbați, în canalele genitale, spermatozoizii sunt într-o stare staționară, inactivă. În afara corpului, de obicei trăiesc pentru o perioadă scurtă de timp - la păstrăv mor în spermă după 30 de secunde, iar la om în lichidul seminal - după 2-3 ore. În tractul genital al femeilor, spermatozoizii pot fi în viață pentru mai mult de perioadă lungă de timp. De exemplu, în tractul genital al unei femei, spermatozoizii trăiesc 5-8 zile, iar la regina albină rămân viabile peste doi ani.

Celulele reproductive masculine mature se numesc spermatozoizi sau spermatozoizi. Ele au fost descoperite și descrise pentru prima dată din spermatozoizii de mamifere în 1667 de A. Leeuwenhoek. Spermatozoizii tuturor vertebratelor și majorității nevertebratelor sunt formați dintr-un cap și un flagel, cu ajutorul cărora se mișcă într-un mediu lichid: în timpul fertilizării externe - în apă, în timpul fertilizării interne - în lichidul tractului genital. Flagelii spermatozoizilor flagelari au o structură tipică eucariotelor. Spermatozoizii care nu au flagel se numesc fără flageli și sunt caracteristici viermilor rotunzi și unor artropode. Astfel de spermatozoizi sunt capabili de mișcare amiboid.

Celulele reproducătoare feminine ale animalelor se numesc ouă sau ovocite. Ovulele au fost descoperite în 1827 de K. M. Baer. De obicei, ouăle au formă rotundă sau ovală și sunt imobile la maturitate. La nevertebratele inferioare (bureți), ouăle sunt capabile de mișcări amiboide. Citoplasma ouălor conține gălbenuș, un nutrient de rezervă necesar pentru dezvoltarea embrionilor. Aceasta este specializarea oului. În funcție de cantitatea de gălbenuș, dimensiunea ouălor variază. Ouăle fără gălbenuș (în ichneumon ichneumon) au dimensiunea de 6x10 microni. Ouăle sărace în gălbenuș au dimensiuni mari - de la 50 la 90 de microni. La moluște, crustacee și multe alte animale, ouăle sunt mari, conțin mult gălbenuș și ajung la 1,5 mm; ou de rechin - 70 mm. Cele mai mari ouă sunt cele ale păsărilor; Un ou de struț (fără coaja albă) are o lungime de 80 mm, iar cu coji - 150 mm.

Membranele ouălor servesc ca un indicator al specializării și diferențierii celulelor germinale. Membranele primare se formează datorită eliberării de substanțe de către ovocitul însuși. Membrana primară este reprezentată de o peliculă în contact cu membrana ovocitară. Se mai numește și membrana vitelină. Membrana secundară ia naștere datorită secreției anumitor substanțe de către celulele ovariene și se numește corion. Corionul este prezent la unele nevertebrate, pești și păsări. Învelișul terțiar se formează pe măsură ce ouăle trec prin oviducte. De exemplu: membrana gelatinoasă a ouălor de amfibieni, albușul, membrana subcochilie și membrana cochiliei ouălor de păsări, coconii de viermi și moluște etc. Oul poate avea toate cele trei coji, sau două dintre ele (corionul poate fi absent). Funcția principală a membranelor de ou este de protecție.

Gametogeneza

Gametogeneza este procesul de formare a gameților sau a celulelor sexuale. La animalele primitive (bureții, unele celenterate și viermi plati), gameții pot fi formați oriunde în corp (de exemplu, în bureții din mezochil) și apoi excretați într-un fel sau altul. La marea majoritate a animalelor, gameții se formează în gonade sau gonade. Gonada masculină se numește testicul, iar gonada feminină se numește ovar. Gastropodele au o glandă hermafrodită, aceasta este gonada, care produce simultan ovule și spermatozoizi.

Procesul de formare a spermatozoizilor se numește spermatogeneză. Spermatogeneza este împărțită în patru etape: reproducere, creștere, diviziune de reducere (diviziune – maturare – meioză) și spermiogeneză. Celulele originale, spermatogonia, sunt de dimensiuni mici. Au capacitatea de a se diviza mitotic secvenţial, drept urmare numărul lor creşte semnificativ. Acesta este sezonul de reproducere.

Spermatogonia intră apoi într-o perioadă de creștere și se transformă în spermatocite de ordinul întâi. După care intră într-o diviziune de reducere - meioză, care include două diviziuni - maturare. Ca rezultat al primei diviziuni, se formează două spermatocite de ordinul doi, iar în urma celei de-a doua diviziuni se formează patru spermatide. Spermatidele sunt deja celule haploide, nu sunt capabile să se împartă și diferă de cele originale în dimensiuni mai mici. Spermatidele intră în ultima, a patra etapă a spermatogenezei, și anume spermiogeneza. Constă în transformări complexe succesive ale spermatidelor. Aceste transformări includ: formarea unui acrozom, a unui flagel, respingerea unei părți din citoplasmă cu reticulul endoplasmatic (RE) și complexul Golgi etc., care se termină cu formarea spermatozoizilor maturi.

Procesul de formare a ouălor se numește oogeneză. Oogeneza constă din aceleași patru etape ca și spermatogeneza. Celulele originale, oogonia, sunt relativ mici, cu nuclei mari. Aceste celule încep să se dividă mitotic, adică intră în stadiul de reproducere. La multe animale apare în primele etape ale ontogenezei. De exemplu, la mamifere chiar înainte de naștere - în embrion. Ca rezultat, se formează celule - ovocite de ordinul întâi. Mulți dintre ei mor sau se transformă în trofocite (celule de hrănire).

Ovocitele intră apoi într-o perioadă de creștere. În primul rând, are loc creșterea citoplasmatică - numărul de organele crește. Apoi începe formarea gălbenușului - vitelogeneză. Când creșterea se termină, la unele animale poate avea loc fertilizarea (ascaris), iar ovocitul intră imediat într-o perioadă de maturare. In lanceta, fertilizarea are loc dupa prima divizare-maturare. Cu toate acestea, la majoritatea animalelor, fertilizarea are loc după a doua diviziune-maturare. Ovocitul de ordinul întâi, ca urmare a primei diviziuni a meiozei, se transformă într-un ovocit de ordinul doi (aproape aceeași dimensiune ca ovocitul de ordinul întâi) și secretă primul corp polar. În timpul celei de-a doua diviziuni a meiozei, se formează un ou matur haploid și un al doilea corp polar. Primul corp polar, ca urmare a celei de-a doua diviziuni meiotice, formează două corpuri polare secundare.

În timpul proceselor de oogeneză și spermatogeneză se observă unele diferențe. Spermatogoniile se înmulțesc mai mult și mai intens decât oogoniile. Creșterea spermatocitelor are loc mai rapid decât creșterea ovocitelor. Ca rezultat al maturării, un spermatocit produce patru spermatozoizi, iar un ovocit produce un ovul matur.

Zdrobirea ouălor

Ca urmare a fuziunii gameților feminini și masculini, apare un zigot - o celulă diploidă, care poate fi considerată ca un organism la cel mai timpuriu stadiu de dezvoltare. După fuziunea pronucleilor feminin și masculin, celula începe să se dividă mitotic. Apar celule mai mici — blastomere —, iar procesul în sine se numește clivaj. După fiecare diviziune de clivaj, celulele embrionului devin din ce în ce mai mici, adică relația nuclear-plasmă se modifică: nucleul rămâne același, dar volumul citoplasmei scade. Procesul continuă până când acești indicatori ating valori caracteristice celulelor somatice.

Tipul de zdrobire depinde de cantitatea și natura distribuției gălbenușului în ou. Dacă există puțin gălbenuș și este distribuit uniform în citoplasmă (echinoderme, mamifere), atunci zdrobirea se desfășoară uniform: blastomerele au aceeași dimensiune, întregul ou este zdrobit. Dacă gălbenușul este distribuit inegal (există mai mult la un pol al ouului), atunci zdrobirea se desfășoară ca fiind complet neuniformă: blastomerele sunt de dimensiuni diferite, cele care conțin gălbenușul sunt mai mari, oul este zdrobit în întregime (viermi rotunzi). , moluște etc.). Zdrobire parțială - partea de ou care conține gălbenușul nu este împărțită (insecte, păsări).

Tipurile de clivaj pot diferi și în funcție de aranjarea spațială relativă a blastomerelor: clivaj radial (broaște), spirală (moluște), bilateral (ascidie), bisimetric (jeleuri de pieptene).

Formarea blastulei

Perioada de fragmentare se termină cu formarea blastulei - o etapă obligatorie în dezvoltarea unui organism multicelular. O blastula tipică este o minge goală, format din celule. Cavitatea blastulei crește pe măsură ce se fragmentează. Este umplut cu lichid, care este un produs al activității celulare. Cavitatea blastulei formate se numește blastocel sau cavitatea embrionară. Celulele care formează peretele blastulei pot fi aceleași (broaște) sau diferite (bureți, arici de mare etc.). Tipurile de blastula variază foarte mult între diferitele animale. În unele organisme, se formează o minge fără cavitate, în care blastomerele sunt interconectate. Un astfel de embrion se numește morula. Există o părere că morula este un tip de blastula.

Formarea gastrula

Următoarea etapă în embriogeneza animală este gastrula. Acesta este un embrion cu două straturi, format dintr-un strat exterior - ectoderm - și un strat interior - endoderm. Un embrion cu două straturi poate fi format dintr-o blastulă cu un singur strat prin invaginarea peretelui său în blastocel (intussuscepție). Stratul germinal interior (endodermul) formează intestinul primar. Comunică cu mediul extern prin gura primară sau blastopor. La unele animale se păstrează rămășițe ale blastocelului. În protostomi (celenterate, viermi plati, viermi rotunzi, anelide etc.), blastoporul se transformă în gura unui organism adult. La animalele deuterostome (echinoderme, brahiopode, cordate), blastoporul se transformă în anus, iar gura apare din nou pe partea ventrală a capătului anterior al corpului.

O gastrula se poate forma atunci când celulele se târăsc activ din peretele blastulei în embrion. În acest caz, se numește gastrulă de imigrare, se caracterizează prin absența unui blastocel, deplasat de celulele imigrante și este tipică multor celenterate. Un număr de celenterate au o gastrulă delaminată. Se formează ca urmare a divizării unui strat de celule în două. Gastrula epibolică se formează ca urmare a creșterii excesive a celulelor ectodermice mici de către celule endodermice mai mari situate la suprafața ouălor bogate în gălbenuș.

Straturi de germeni

În regnul animal, în stadiul de gastrula, dezvoltarea a două tipuri de animale s-a oprit - bureții și celenterate. Acestea sunt organisme cu două straturi, adică ele și celulele lor sunt formate ca urmare a diferențierii a două straturi germinale - ectodermul primar și endodermul primar. La alte animale (începând cu viermi plati), al treilea strat germinal, mezodermul, apare în etapele ulterioare ale gastrulației. Există diferențe în tipurile de formare a mezodermului. În protostome, între ectoderm și endoderm se formează două sau mai multe celule - teloblaste, din care mezodermul se formează prin diviziuni ulterioare. Această metodă se numește teloblastică. În deuterostomi, al treilea strat germinativ este format enterocel: adică proeminențele sub formă de pungi sunt separate de intestinul primar. Cavitatea acestor saci se transformă apoi într-o cavitate corporală specială - secundară sau celomul.

Celula animală

Diferențele dintre reprezentanții multicelulari ai regnului Animalia și organismele altor regate (ciuperci, plantae) pot fi urmărite deja la nivel celular. Celulele animale au următoarele caracteristici distinctive:

1. Celula este acoperită numai de o membrană citoplasmatică (o celulă vegetală din afara membranei are o înveliș de celuloză, iar celulele fungice au o înveliș de chitină).

2. Nu există vacuolă centrală într-o celulă animală (într-o celulă vegetală există una și este umplută cu seva celulară).

3. O celulă animală are centrioli, dar o celulă vegetală nu.

4. Nutrientul de rezervă al unei celule animale este glicogenul, iar cel al unei celule vegetale este amidonul.

5. O celulă animală este heterotrofă este lipsită de plastide, în timp ce plastidele sunt prezente într-o celulă vegetală.

Caracteristic tuturor animalelor pluricelulare este ciclul lor de viață cu predominanța stadiului diploid. În ciclul de viață al organismelor multicelulare, numai gameții sunt haploizi, a căror fuziune produce un zigot diploid - prima celulă a viitorului organism multicelular.

Înmulțirea plantelor cu flori este reproducerea soiurilor propriilor semeni. Face posibilă menținerea continuității între diferite generații și menținerea numărului de populații la un anumit nivel.

Metode de înmulțire a plantelor

Cel mai simplu mod de a avea un gazon frumos în față

Cu siguranță ai văzut gazonul perfect într-un film, pe o alee sau poate pe gazonul vecinului tău. Cei care au încercat vreodată să crească o zonă verde pe site-ul lor vor spune fără îndoială că este o cantitate enormă de muncă. Gazonul necesită plantare atentă, îngrijire, fertilizare și udare. Cu toate acestea, numai grădinarii fără experiență gândesc astfel de mult timp despre produsul inovator; gazon lichid AquaGrazz.

Să ne uităm la principalele metode de înmulțire a plantelor.

Înmulțirea vegetativă a plantelor

Înmulțirea vegetativă a plantelor, în comparație cu o astfel de metodă de reproducere ca asexuată, este posibilă cu ajutorul tulpinilor, frunzelor, mugurilor și așa mai departe. Înmulțirea vegetativă a plantelor trebuie efectuată în condiții favorabile, la fel ca și înmulțirea asexuată.

Să ne uităm la tabelul de mai jos pentru a vedea ce organ vegetativ utilizate pentru înmulțirea unor culturi:

Asexual

Reproducerea asexuată are loc prin spori. Un spor este o celulă specializată care germinează fără a se combina cu alte celule. Ele pot fi diploide sau haploide. Reproducerea asexuată este posibilă folosind flageli pentru locomoție. Asexualitatea se poate răspândi prin vânturi. Înmulțirea asexuată este cea mai comună metodă de reproducere. plante de interior.

Înmulțirea plantelor de interior

Sexual

Reproducerea sexuală la plante implică unirea unor celule sexuale speciale numite gameți. Gameții pot fi identici sau diferiți ca stare morfologică. Izogamia este fuziunea acelorași gameți; heterogamia este fuziunea gameților de diferite dimensiuni. Anumite grupuri de vegetație se caracterizează prin alternarea generațiilor.

Tipuri de înmulțire a plantelor

Există următoarele tipuri de înmulțire a plantelor:

Reproducere prin diviziune

Această metodă este foarte cunoscută și, în același timp, destul de fiabilă. Se reproduc prin împărțirea rădăcinilor stufoase ale plantei, care pot crește din lăstarii de rădăcină din muguri latenți.

Împărțirea tufișului

Pentru a împărți tufișurile, veți avea nevoie de un cuțit, cu care puteți împărți cu grijă tufișul în numărul necesar, totuși, fiecare parte trebuie să aibă cel puțin 3 lăstari sau muguri. Apoi, toate părțile trebuie plantate în containere și trebuie asigurate condițiile de creștere necesare pentru noile plantări. În plus, în unele cazuri, pentru a obține lăstari noi de rădăcină, tufa trebuie tăiată înainte de sezonul de vegetație, iar lăstarii trebuie lăsați doar în partea centrală a plantei. Spre final perioada de vara cresc lăstari noi care pot fi folosiți pentru înmulțire.

Butași de plante

Formarea unui bulb fiică

Înmulțirea plantelor de interior poate fi efectuată și folosind o altă metodă de împărțire a tufișurilor, doar că diferența este că nu este o opțiune naturală pentru înmulțirea plantărilor.

Butași

Reproducerea prin butași constă în tăierea butașilor de la plante adulte pentru înrădăcinare și creșterea în continuare a unor noi exemplare de plante - o copie exactă a celei mame. În funcție de ce parte a plantei este folosită pentru butași, butașii pot fi rădăcină, tulpină și frunză. Plantele bulboase pot fi, de asemenea, propagate în acest fel.

Să ne uităm la principalele tipuri de butași:

1. Butași de rădăcină

Acest cale bunăînmulțire pentru plante de interior, formând în principal lăstari noi pe părțile laterale care cresc la rădăcini. Semnificația metodei este că rizomul plantei este împărțit în părți, a căror lungime este de 10 centimetri. Înmuiați zonele tăiate cu cărbune. Apoi butașii trebuie să fie plantați în pământ în caneluri prefabricate, cu o ușoară pantă descendentă, iar la bază trebuie aplicat puțin nisip de râu. Apoi, șanțurile trebuie umplute cu nisip amestecat cu pământ.

Astfel, se dovedește că în apropierea rădăcinilor există un mic strat de nisip, ceea ce facilitează adaptarea plantărilor. În plus, distanța de la rădăcini la sol nu trebuie să fie mai mare de trei centimetri.

1. Butași din tulpini

Ele pot fi obținute prin tăierea unor tulpini mici de plante, care pot fi verzi, semi-lemnoase sau lemnoase.

1. Butași verzi

Butașii verzi sunt lăstari noi ai unei plante cu tulpini verzi, practic au un punct de creștere și aproximativ 4 frunze crescute. În funcție de numărul acestora din urmă, creșterea lăstarilor poate varia. Aplicați această metodă Este mai bine primăvara sau începutul verii, când planta se dezvoltă activ. Pentru a face acest lucru, trebuie să tăiați partea superioară a lăstarilor care au caracteristicile menționate mai sus. Diferitele plante au perioade diferite de înrădăcinare.

Butași verzi

Reproducere prin stratificare

Metoda de stratificare este că noile plantări cresc prin înrădăcinarea lăstarilor pe măsură ce se dezvoltă.

Stratificarea aerului este destul de bună metoda eficienta creşterea numărului de aterizări. Reproducerea în acest fel nu este potrivită pentru toate tipurile de plantări. Se folosește în principal atunci când lungimea de plantare este suficient de mare.

În primul rând, trebuie să determinați lungimea viitoarei plantări și să selectați zona corespunzătoare pe tulpină, să o eliberați de frunze și să faceți câteva tăieturi lângă tulpină în zona curățată. Apoi, trebuie aplicat mușchi sau pământ pe zona de incizie pentru înrădăcinare.

O opțiune interesantă este o peliculă care acoperă o oală de plastic. În partea centrală a bazei sale, este necesar să se facă găuri egale cu diametrul tulpinilor și apoi să fie tăiat în două părți, astfel încât zona de tăiere să fie între găuri. Apoi cele două părți ale recipientului trebuie combinate pe plantă, astfel încât tulpina să fie în această gaură și fixați-o. Înveliți zona tulpinii cu mușchi și puneți-o într-un recipient unde o umplem cu pământ ușor. După toate punctele de mai sus, solul trebuie umezit în mod constant, iar când lăstarul începe să prindă rădăcini, tulpina plantării mame trebuie tăiată sub baza ghiveciului, iar noua plantare trebuie transplantată într-un alt recipient pentru cultivare în continuare. Astfel, pot fi înmulțite următoarele plante: ficus, iasomie și dracaena.