РАЗМНОЖЕНИЕ

  Продолжительность жизни особи меньше продолжительности существования вида, к которому она принадлежит. Поэтому история видов - это история поколений организмов, меняются. Очередное (дочернее) поколение образуется в результате размножения особей предыдущего (родительской, материнской) поколения. Способность к размножению является неотъемлемым свойством живых форм. С его помощью сохраняются во времени биологические виды и жизнь как таковая. Различия, закономерно наблюдаемые в фенотипах особей разных поколений, делают возможными естественный отбор и видообразование. Размножение возникло в ходе исторического развития органического мира вместе с клеткой. В процессе биологического размножения решение задачи увеличение числа лиц сочетается с обеспечением развития в каждом поколении организмов определенного вида, то есть воспроизведением себе подобных. Последнее зависит от того, что в процессе размножения происходит передача в ряде поколений наследственного материала (ДНК), то есть определенной по объему и содержанию биологической информации.

  Размножение - присущее всем организмам способность воспроизведения себе подобных, обеспечивает непрерывность и преемственность жизни в ряду поколений.

  Способы размножения крайне разнообразны. По широко принятой классификации выделяют бесполое и половое размножение.

  Различают два вида бесполого размножения: вегетативное и спорообразование.

  Вегетативное размножение осуществляется вегетативными частями тела организмов. У одноклеточных (бактерии, простейшие, водоросли) размножение осуществляется путем деления клетки на две или множество (шизогония) частей. В многоклеточных растений возможно развитие нового организма из обрывков нити (водоросли), мицелия (грибы), кусочков слоевища (лишайники). Одним из способов вегетативного размножения является почкование: на материнском организме сначала появляется небольшой бугорок, который, постепенно увеличиваясь, достигает размеров материнского организма и отделяется от него (дрожжи, гидра).

  Общая характеристика бесполого и полового размножение

Показатели	Способ размножения
	бесполое	половое
Родители Клеточные источники наследственного материала для развития потомка	Одно лицо Многоклеточные: одна или несколько соматических (телесных) клеток одного из родителей; простейшие: клетка - организм как целое	Конечно два человека Родители продуцируют половые клетки (гаметы), специализированные к выполнению функции размножения. Каждый 3 родителей представлен в потомке изначально одной клеткой
Потомство	Генетически точные копии родителей, то есть составляют клон организмов (при отсутствии соматических мутаций)	Генетически отличные от каждого из родителей
Основной клеточный механизм развития Эволюционное значение	Митоз Усиливает роль стабилизирующей функции естественного отбора, способствует сохранению наибольшей приспособленности в неизменных условиях жизни	Мейоз Способствует генетической разнообразия человек вида, создает предпосылки к освоению разнообразных условий жизни, дает эволюционные перспективы

  У цветковых растений новые особи могут образовываться из вегетативных органов: стебля (ива, смородина), листья (фиалка, бегония), корни (вишня, осот), клубней (картофель), луковицы (лук, тюльпан), корневищ (пырей, ландыш), усов (земляника) и др.

  Вегетативное размножение у животных вследствие высокой специализации клеток наблюдается реже и происходит путем почкования (описано выше) и фрагментации. При фрагментации начальная особь делится на несколько частей, и каждая из них постепенно развивается в самостоятельный организм. Этот способ размножения наблюдается у молочной планарии и кольчатых червей.

  Спорообразование - это вид бесполого размножения, при котором на материнском организме образуются специализированные клетки - споры, которые прорастают в новые лица. При этом обеспечивается быстрое увеличение численности организмов. У водорослей и грибов споры могут образовываться из любой клетки организма путем митоза, а в высших споровых - из диплоидных клеток в специализированных органах (спорангіях) путем мейоза. В животном мире спорогонія с образованием спорозоїтів происходит у представителей класса споровиків (малярийный плазмодий).

  В основе полового размножения лежит половой процесс, суть которого сводится к объединению в наследственном материале для развития потомка генетической информации из двух разных источников - родителей. Представление о половой процесс дает процесс конъюгации инфузорий. Он заключается во временном соединении двух лиц с целью обмена (рекомбинации) наследственным материалом, вследствие чего появляются лица, генетически отличные от родительских организмов. В дальнейшем они осуществляют бесполое размножение. Поскольку количество инфузорий в результате конъюгации остается неизменной, говорить о размножении в прямом смысле нет основания. У Protozoa половой процесс осуществляется также в виде копуляції, которая заключается в слиянии двух человек в одну, объединении и рекомбинации наследственного материала. На определенном этапе эволюции у многоклеточных организмов половой процесс как способ обмена генетической информацией между лицами в пределах вида оказался связанным с размножением.

  Для осуществления полового размножения родители особи производят гаметы - клетки, специализированные к обеспечению генеративной функции. Слияние материнской и отцовской гамет приводит к возникновению зиготы - клетки, является дочерней особью на найранішій стадии развития.

  У некоторых организмов зигота образуется в результате объединения гамет, морфологически невідмітних. В таких случаях говорят о ізогамію.

  Процесс образования половых клеток называется гаметогенезом. Сперматогенез (от греч. sperma - семя и genesis - происхождение, возникновение) - формирование сперматозоидов происходит в мужских половых железах - сіменниках , а оогенез (от греч. oon - яйцо и генез) - формирование яйцеклеток проходит в женских половых железах - яичниках. Образование сперматозоидов начинается в период полового созревания организма с интенсивного митотического деления первичных половых клеток - сперматогоній, содержащая диплоидный набор хромосом. Далее сперматогонии вступают в период роста (увеличиваются их размеры) и превращаются в сперматоцити И порядке. Затем наступает период созревания - мейотичний распределение. В результате первого деления образуются два сперматоцити II порядка, а в результате второго - 4 сперматиди. Сперматиди - это гаплоидные клетки, каждая хромосома состоит из одной хроматиды (1п1хр). Сперматиди в стадии формирование превращаются в зрелые половые клетки - сперматозоиды.

 

Рис. 142. Схема процессов сперматогенеза и сперміогенезу в человека.

 

  Сперматогенез и оогенез протекают похоже, однако каждый из них имеет и определенные особенности. При сперматогенезі более интенсивно и более длительно идет размножение первичных половых клеток, поскольку сперматозоидов всегда образуется гораздо больше, чем яйцеклеток. Стадия роста лучше выражена при оогенезі, в связи с тем что величина яйцеклеток значительно превышает размеры сперматозоидов. В стадии созревания (мейоз) при сперматогенезі с одной исходной клетки образуются четыре, которые в стадии формирования превращаются на 4 сперматозоиды. При оогенезі из одной начальной клетки (оогонії) образуется одна яйцеклетка и три направляющих (редукционных) тельца. Последние содержат ядро и небольшое количество цитоплазмы. Они «забирают» на себя излишки генетической информации и в дальнейшем погибают. Стадия формирования выражена только при сперматогенезі: незрелые половые клетки приобретают формы, характерной для сперматозоидов данного вида.

 

Рис. 143. Схема процесса оогенезу в человека.

 

  Сперматозоиды, или спермии, живчики (от сперма и греч. гооп - живая существо), - очень мелкие подвижные мужские гаметы, образуемые мужскими гонадами - сіменниками; их количество исчисляется миллионами. Форма спермиев у разных животных различна, однако строение их однотипна. Каждый сперматозоида можно подразделить на пять частей. В головке сперматозоида находится ядро, содержащее гаплоидные число хромосом, и прикрыто акросомой. Акросома (от греч. akron - вершина, конец и сома) - особая структура, ограниченная мембраной, которая содержит гидролитические ферменты, способствующие проникновение спермия в ооцит непосредственно перед оплодотворение; таким образом, функционально ее можно рассматривать как увеличенную лізосому. В короткой шейке спермия расположена пара центріолей, лежащих под прямым углом друг к одного. Микротрубочки одной из центріолей удлиняются, образуя осевую нить жгутика, которая проходит вдоль всей остальной части сперматозоида. Средняя часть расширена за счет многочисленных митохондрий, содержащиеся в ней, собранных в спираль вокруг жгутика. Эти митохондрии доставляют энергию для сократительных механизмов, которые обеспечивают движения жгутика. Главная и хвостовая части сперматозоида имеют строение, характерное для жгутиков: на поперечном срезе видно типичную структуру «9 + 2» - 9 пар периферических микротрубочек, которые окружают пару центральных микротрубочек.

 

Рис. 144. Схема строения зрелого спермия человека.

 

  Если смотреть на головку человеческого спермия сверху, то она кажется округлой, а при взгляде сбоку - уплощенной. Одного только джгутикового движения недостаточно, чтобы сперматозоид мог пройти расстояние от влагалища до места, где происходит оплодотворение. Главная локомоторная задача спермиев состоит в том, чтобы собраться вокруг ооциту и ориентироваться определенным образом, прежде чем проникнуть сквозь мембраны ооциту.

  Яйцеклетка или яйцо (ovum.) конечно крупная, круглая и неподвижная, имеет оболочку, большое количество цитоплазмы и ядро. В цитоплазме содержится определенная количество питательных веществ в виде желтка, необходимого для развития зародыша. У млекопитающих и человека яйцеклетки содержат мало желтка, поскольку развитие зародыша идет в матке за счет питательных веществ материнского организма. У рыб, земноводных, пресмыкающихся и птиц развитие зародыша происходит в внешнем среде, и их яйцеклетки содержат большое количество желтка.

  Половые клетки неравноценны с точки зрения «вклада» в обеспечение развития будущего организма. Сперматозоид вносит в яйцеклетку генетическую информацию и центросому и активирует ее развитие. Яйцеклетка кроме генетической информации содержит все основные факторы, которые позволяют организму развиваться, в том числе все органоїди (кроме центросоми) и запас питательных веществ.

  Процесс, который обеспечивает встречу сперматозоидов и яйцеклеток, называется оплодотворением. В большинстве первично водных животных (рыб и земноводных) сперматозоиды и яйцеклетки выбрасываются в воду, где и происходит их встреча. Такое оплодотворение называется внешним. Для наземных животных (пресмыкающихся, птиц и млекопитающих) характерно внутреннее осеменение, при котором самцы с помощью колулятивних органов вводят сперматозоиды в половые пути самки.

  После оплодотворения происходит оплодотворення, то есть слияние мужского и женской гамет с образованием диплоидной зиготы (1n1xp+1n1xp - 2п1хр), в которой каждая пара гомологичных хромосом представлена одной материнской и одной отцовской, что состоит из одной хроматиды.

  У некоторых животных (черви, низкие ракообразные, насекомые) яйцеклетки могут развиваться без оплодотворения. Такое развитие называется партеногенезом (от греч. parthenos - девственность и ...генез). При партеногенезі развиваются лица только одного пола (у пчел из неоплодотворенных яиц развиваются трутни), причем их соматические клетки могут быть как гаплоїдними (осы, пчелы), так и диплоидными (фоне, ракообразные). Восстановление диплоїдності может происходить по счет редукционных телец.

 

Рис. 145. Строение яиц: А - гидры; б - кольчатого червя из рода Urechis; В - у морского ежа; Г - дрозофилы (яйцо вскоре после оплодотворения); Д - окуня; Е - курицы; Ж - человека (яйцо непосредственно перед овуляцией); бс - брюшная сторона будущего зародыша; бп - белый желток; ок - бастодиск; вк - воздушная камера; гб - густой белок; ж - желток; жб - жидкий белок; жг - желточные гранулы; жж - желтый желток; жк - жировая капля; жо - желточная оболочка; зк - задний конец будущего зародыша; зп - зародышевый пузырек (ядро яйца); но - кортикальные альвеолы; м - мікропіле; мфи - митотическая фигура первого деления созревания; п - пронуклеус; пк - передний конец будущего зародыша; по - підшкаралупові оболочки; пт - полярные тельца; с - скорлупа; со - студенистая оболочка; сс - спинная сторона будущего зародыша; я - ядрышко; япт - ядра полярных телец; х - хорион; хал - халаза; cr - corona radiata; zp - zona pellucida; zr - zona radiata.