Розмноження. або репродукція. - одне з найважливіших властивостей живих організмів. Під розмноженням розуміється здатність організмів виробляти собі подібних. Іншими словами, розмноження - це відтворення генетично подібних особин даного виду. Зазвичай розмноження характеризується збільшенням числа особин в дочірньому поколінні в порівнянні з поколінням батьків.
При розмноженні забезпечується наступність і безперервність життя. Завдяки зміні поколінь певні види і їх популяції можуть існувати необмежено довго, так як зниження їх чисельності внаслідок природної загибелі особин компенсується за рахунок постійного відтворення організмів і заміщення померлих народилися. Види організмів, будучи представлені смертними особинами, завдяки зміні поколінь не тільки зберігають і передають нащадкам основні риси своєї будови і функціонування, а й змінюються. Спадкові зміни організмів в ряду поколінь призводять до зміни виду або I виникненню нових видів.
Зазвичай розрізняють два основних типи розмноження: безстатеве і статеве. Статеве розмноження пов'язане з утворенням статевих клітин - гамет, їх злиттям (заплідненням), утворенням зиготи і подальшим її розвитком. Безстатеве розмноження не пов'язане з утворенням гамет.
Форми розмноження різних організмів можна представити у вигляді такої схеми:
- безстатеве:
- одноклітинні:
- Просте бінарне розподіл;
- Множинне розподіл (шизогонія);
- брунькування;
- спорообразование;
- багатоклітинні:
- вегетативне;
- фрагментація;
- брунькування;
- поліембріонія;
- спорообразование;
- одноклітинні:
- статеве:
- одноклітинні:
- кон'югація;
- копуляція;
- багатоклітинні:
- З заплідненням;
- Без запліднення.
- одноклітинні:
Безстатеве розмноження. При безстатевому розмноженні нащадки розвиваються з однієї материнської клітини або групи соматичних клітин (частини материнського організму).
Безстатеве розмноження одноклітинних організмів. Бактерії та найпростіші (амеби, евглени, інфузорії та ін.) Розмножуються поділом клітини надвоє. Бактерії діляться простим бінарним поділом; найпростіші - митозом. При цьому дочірні клітини отримують рівну кількість генетичної інформації. Органели зазвичай розподіляються рівномірно. Після поділу дочірні клітини ростуть і, досягнувши величини материнського організму, знову діляться.
Множинне розподіл (шизогонія) характерно для деяких водоростей і найпростіших (форамініфер, споровиков). При такому способі розмноження спочатку спостерігається багаторазове розподіл ядра без поділу цитоплазми, а потім навколо кожного з ядер відокремлюється невелика ділянка цитоплазми, і поділ клітин завершується утворенням безлічі дочірніх клітин.
Брунькування полягає в тому, що на материнській клітині утворюється невеликий горбок, що містить дочірнє ядро. Нирка зростає, досягає розмірів материнської особини і потім відділяється від неї. Подібний тип розмноження зустрічається у дріжджів, сисних інфузорій і деяких бактерій.
Спорообразование зустрічається у водоростей, найпростіших (споровики) і деяких груп бактерій. Цей тип розмноження пов'язаний з утворенням спор. Спори - особливі клітку, які можуть вирости в нові організми, Вони утворюються зазвичай у великій кількості в результаті багатьох послідовних поділів. У бактерій суперечки, як правило, не служать для розмноження, а лише сприяють переживання несприятливих умов.
Безстатеве розмноження багатоклітинних організмів. У рослин широко поширене вегетативне розмноження. при якому початок новому організму дають вегетативні органи - корінь, стебло, лист, або спеціалізовані видозмінені пагони - бульби, цибулини, кореневища, виводкові нирки і т. п.
У разі фрагментації нові особини виникають з фрагментів (частин) материнського організму. Фрагментацією можуть розмножуватися, наприклад, нитчасті водорості, гриби, деякі плоскі (війчасті) і кільчасті черви.
Брунькування характерно для губок, деяких кишковопорожнинних (гідри) і покривників (асцидії), у яких за рахунок розмноження групи клітин на тілі утворюються випинання (нирки). Нирка збільшується в розмірах, потім у неї з'являються зачатки всіх структур і органів, характерних для материнського організму. Потім відбувається відділення (отпочковиваніе) дочірньої особини, яка росте і досягає розмірів материнським організмом. Якщо дочірні особини не відокремлюються від материнської, то формуються колонії (коралові поліпи).
У деяких груп тварин спостерігається поліембріонія. при якій перші розподілу при дробленні зиготи супроводжуються роз'єднанням бластомерів, з яких згодом розвиваються самостійні організми (від 2 до 8). Поліембріонія поширена у плоских хробаків (ехінокок) і в деяких групах комах (наїзники). Таким способом утворюються однояйцеві близнюки у людини та інших млекопітаюшіх (наприклад, у південноамериканських броненосців).
Спорообразование притаманне всім спорових рослин і грибів. При цьому способі розмноження з певних клітин материнського організму в результаті їх поділу (митозом або мейозом) формуються суперечки. які при проростанні можуть стати родоначальницями дочірніх організмів.
Статеве розмноження. При статевому розмноженні нащадки виростають із запліднених клітин, що містять генетичний матеріал жіночої і чоловічої статевих клітин - гамет, що злилися в зиготу. При цьому ядра гамет утворюють одне ядро зиготи. В результаті запліднення, т. Е. Злиття жіночої і чоловічої гамет, утворюється диплоидная зигота з новою комбінацією спадкових ознак, яка і стає родоначальницею нового організму.
Статеве розмноження одноклітинних організмів. Формами статевого процесу є кон'югація і копуляція.
Кон'югація - своєрідна форма статевого процесу, при якій запліднення відбувається шляхом взаємного обміну мігруючими ядрами, що переміщаються з однієї клітини в іншу по цитоплазматичних містку, утвореному двома особинами. При кон'югації зазвичай не відбувається збільшення кількості особин, але відбувається обмін генетичним матеріалом між клітинами, що забезпечує пере комбінацію спадкових властивостей. Кон'югація типова для війкових найпростіших (наприклад, інфузорій).
При кон'югації у бактерій відбувається обмін ділянками ДНК. При цьому можуть виникати нові властивості (наприклад, стійкість по відношенню до певних антибіотиків).
Таким чином, кон'югація у одноклітинних організмів, хоча і не призводить до збільшення числа особин, викликає поява організмів з новими комбінаціями ознак і властивостей.
Копуляція - форма статевого розмноження, при якій дві особини набувають статеві відмінності, тобто перетворюються в гамети і зливаються, утворюючи зиготу.
В процесі еволюції статевого розмноження наростає ступінь відмінності гамет. На ранніх етапах еволюції статевого розмноження гамети зовні не відрізняються один від одного. Подальше ускладнення пов'язано з диференціацією гамет на дрібні і великі. І нарешті, у деяких груп організмів велика гамета стає нерухомою. Вона в багато разів більші за дрібних рухливих гамет. Відповідно до ці розрізняють такі основні форми каплиці: изогамия, анізогамія і оогамия.
При ізогамії утворюються рухливі, морфологічно однакові гамети, однак фізіологічно вони різняться на «чоловічу» і «жіночу» (изогамия зустрічається у раковинной корненожки полістомелли). При анізогамії (гетерогамії) формуються рухливі, що розрізняються морфологічно і фізіологічно гамети (такий тип розмноження характерний для деяких колоніальних жгутиконосцев). У разі оогамии гамети сильно відрізняються один від одного. Жіноча гамета - велика нерухома яйцеклітина. містить великий запас поживних речовин. Чоловічі гамети - сперматозоїди - дрібні, найчастіше рухливі клітини, які переміщуються за допомогою одного або декількох джгутиків (вольвокс).
Статеве розмноження багатоклітинних організмів. При статевому розмноженні у тварин має місце тільки оогамия. У водоростей і грибів зустрічаються всі форми статевого процесу. Для вищих рослин характерна оогамия. У насіннєвих рослин чоловічі гамети - спермії - не мають джгутиків в доставляються до яйцеклітини за допомогою пилкової трубки.
У деяких водоростей (наприклад, в спірогіри) при статевому розмноженні зливається вміст двох вегетативних недиференційованих клітин, фізіологічно виконують функцію гамет. Такий статевий процес називається кон'югацією. Новоутворена в результаті злиття протопластів коньюгірующіх клітин зигота переходить в стан спокою. Надалі при проростанні зігототи відбувається редукційний розподіл. З гаплоїдних клітин формуються нові особини. Оскільки одночасно кон'югує безліч клітин попарно розташованих організмів спірогира, такий процес призводить до утворення великої кількості нащадків.
У багатоклітинних організмів найбільш поширене статеве розмноження, при якому відбувається запліднення. Як виняток зустрічається особлива форма розвитку організмів з незапліднених яйцеклітин (апоміксис - у рослин і партеногенез - у тварин).