Половое и бесполое размножение: особенности процессов, основные отличия, кратко

Бесполый способ

Отличие бесполого размножения от полового в том, что для него гамет не требуется. Потомки появляются только от одной особи, которая передает им весь свой набор генов. Таким образом, родители и дети абсолютно идентичны. Бесполое размножение свойственно бактериям, грибам, растениям и иногда может встречаться у животных. Проходит следующими способами:

Деление. Из одной клетки образуются две одинаковые. Встречается у всех простейших организмов. Для эукариот процесс называется митоз. У прокариот из-за отсутствия ядра происходит простое бинарное деление.
Споруляция. Размножение происходит при помощи специальных клеток — спор. Они не являются аналогами гамет, так как несут в себе диплоидный набор родительского генотипа. В благоприятных условиях клетка начинает активно делиться и образует новый организм. Спорами размножаются растения, грибы и некоторые простейшие.
Вегетативное. Размножение частями тела: ветками, корневищами, клубнями, усами и т. д. Характерно для растений. Прививка дерева также считается способом вегетативного размножения.
Почкование. Дочерний организм вырастает прямо на теле родительской особи, а по достижении определенного размера отделяется. Представителями такого способа размножения являются гидры, дрожжи.
Фрагментация. Основана на способности восстанавливать утраченные части организма — регенерации. Если родительскую особь разделить на части, то из каждой разовьется полноценный организм. Пример: морские звезды, дождевые черви.
Клонирование. Искусственный метод размножения в биотехнологии. Основан на создании потомка, полностью идентичного материнской особи.

Расширенный синтез

Согласно современной синтетической теории эволюции окружающая среда создает для организма проблемы, а гены предоставляют решения для адаптации. Проще говоря: среда предлагает, генетика обеспечивает. Но все больше ученых уверены: подобно тому, как генетика объединилась с теорией естественного отбора в современной синтетической теории, так и проблема взаимодействия генов с внешним миром — в том числе и такие феномены, как эпигенетика и пластичность фенотипа, — должна стать частью новой расширенной теории эволюции.

Не все эксперты согласны с необходимостью обновления эволюционной теории. Аргументы противников заключаются в том, что большинство индивидуальных особенностей являются результатом мутаций, а фенотип все-таки есть результат проявления генотипа — эволюцию направляют гены. С другой стороны, естественный отбор не взаимодействует с генотипом напрямую, так что возникает вопрос: являются ли гены «ведущими» в процессе эволюции или «ведомыми»? Как и в случае спора «что важнее — наследственность или воспитание?», возможные ответы не обязательно исключают друг друга.

Половое размножение

Наиболее прогрессивной формой размножения на сегодняшний день принято считать, конечно же, половое. Оно довольно широко распространено среди животных и растений. В процессе полового размножения происходит процесс образования организмов, отличающихся друг от друга не только по генетическим характеристикам, но также и по приспособленности к жизни в окружающей их среде.
Под половым размножением понимается выработка отцовским и материнским организмами специальных половых клеток, именуемых гаметами.

Мужские гаметы подразделятся на:

Подвижные (сперматозоиды).
Неподвижные (спермии).

А женские гаметы ведут неподвижный образ жизни и называются яйцеклетками. В процессе слияния двух половых клеток образуется зигота, так осуществляется процесс оплодотворения. Большинство половых клеток имеют гаплоидный, или половинный хромосомный набор. При слиянии мужской и женской клетки формируется диплоидный, или двойной, набор хромосом, вследствие чего из зиготы начинает образовываться зародыш.

Для полового размножения характерно образование потомства из слияния гаплоидных ядер, образующихся в процессе мейотического деления.

Мейоз способствует уменьшению биологического материала в 2 раза, вследствие этого фактора необходимое количество генетического материала на протяжении нескольких поколений остается в неизменным.

В процессе прохождения стадии мейоза происходят такие важные процессы, как:

Независимое расчленение, принятое специалистами именоваться случайным.
Кроссинговер – обмен необходимым для оплодотворения генетическим материалом у гомологичных хромосом.

По завершению деятельности данных процессов происходит возникновение новых геномных комбинаций. После совершенного оплодотворения в ядре зиготы сосредотачивается генетический материал отца и матери, что формирует генетическое разнообразие внутри биологического вида. Суть биологического развития напрямую связана со средой обитания особей, эволюцией их развития и рядом прочих особенностей.

Половое размножение характерно для всех видов млекопитающих и многих групп растений. Абсолютно любой вид мха растет дернинами, вследствие чего в достаточно близости друг от друга располагаются женские и мужские растения. Сперматозоиды при помощи обычной дождевой воды попадают на верхушки женских растений и сливаются с яйцеклетками, впоследствии происходит образование зиготы, из нее потом уже происходит формирование коробочки со спорами.

Оплодотворение у цветковых растений

Цветковые растения размножаются самым сложным путем – двойным оплодотворением. Здесь уже мужские клетки – пыльца, попадая на женские – пестик прорастают в спермии, которые по специальной пыльцевой трубке уже далее целенаправленно двигаются к семязачатку. Попадая в область зародышевого мешка, один спермий дает жизнь новому растению, другой становится основой для эндоспермы – запаса необходимых питательных веществ.

В мире животных половое размножение способствует образованию половых клеток в специальных половых железах. Сперматозоиды – мужские гаметы малы по размерам и весьма подвижны, они, проникая в неподвижную женскую гамету – яйцеклетку оплодотворяют ее. Парные половые клетки могут образовываться не только в разных живых организмах, но даже и в одном. Подобные организмы известны под названием гермафродитов, данные особи способны самооплодотворятся. К ним относится огромное количество червей, в том числе и паразитов, проживающих в теле человека и животных.

В среде насекомых широко распространен партеногенез – образование женской половой клетки в дочернюю.

Бесполое размножение

При бесполом делении, где задействована только одна особь, процесс размножения происходит без формирования гамет. Потомство формируется за счет отпочковывания от материнского организма или откладывания в спецорганах.

Существуют следующие виды бесполого размножения:

Деление — преимущественно встречается у простейших организмов, при этом исходная материнская клетка разделяется на две части, образуя идентичное дочернее поколение.

Выделяют следующие подвиды:

Деление надвое — свойственно доядерным видам;
митотическое деление — встречается у простейших;
множественное деление — типичное явление для малярийного плазмодия.

Почкование — характеризуется формированием дочерних организмов в виде выпячиваний на материнском теле. После созревания они отделяются от тела родителя и развиваются дальше самостоятельно. Если дочерние формы не отпочковываются и сохраняют связь с материнским организмом, формируются колонии (представители типа стрекающие).

Пример почкования

Фрагментация — процесс, при котором зрелые особи развиваются из отдельных частей тела взрослой особи (первичноротые, хирофитовые водоросли, водяная чума). Фрагментация возможна благодаря регенеративным способностям организма.

Фрагментация на примере белой планарии

Полиэмбриония — новые особи формируются при разделении зародыша на несколько частей (однояйцевые близнецы).

Вегетативное размножение — зарождение новых особей идет из отдельных органов материнского организма. Формирование молодого растения возможно из корневой системы, ветвей или листьев (редко).

Корень служит основой для образования придаточных почек, из которых развиваются надземные побеги. Новообразованные побеги крепятся к почве с помощью добавочных корней. После гибели материнского корня, проросшие растения начинают самостоятельную жизнь.

Вегетативное размножение способствует быстрому распространению калины, осота, кипрея узколистого. Растения из семейства бобовые или рода Вербейник размножаются при помощи поверхностных побегов, которые стелются по земле и в местах соприкосновения почвы и узлов побегов прорастают добавочные корни. Так растение начинает самостоятельное развитие.

Вегетативное размножение

Спорообразование — характерно для некоторых простейших и растений, которые могут образовывать споры. Споровые клетки, попадая во влажную среду, развиваются, достигая зрелости. Формирование споровых клеток идет в спорангиях – специальных органах покрытосеменных растений. У грибов и водорослей споры образуются из всех клеток тела.

Клонирование — один из видов бесполого размножения, применяемый учеными для копирования исходного генетического материала. Так получают идентичные копии с материнских особей.

Роль бесполого размножения

Организмы, которые размножаются бесполым путем, хорошо адаптируются к плавно изменяющимся условиям окружающей среды. Их потомство всегда множественное, быстро созревает и начинает тоже делиться, что способствует росту численности популяции. Хорошо известные виды с бесполым размножением: гидра, амеба, дрожжевые грибы.

Все клетки нашего организма постоянно обновляются, это возможно благодаря бесполому размножению. Соматические клетки делятся в процессе митоза.

Учитывая быстрые темпы созревания и деления, растения и животные, которые делятся бесполым путем, часто используются селекционерами.

Общая характеристика бесполого размножения

В осуществлении бесполого размножения участвует одна отдельная особь того или иного вида, при этом образования гамет не происходит, возникает идентичное по наследственным признакам потомство, если под влиянием внешних условий не происходит мутаций (изменений в строении генов или хромосом).

Потомство, возникающее в результате бесполого размножение от отдельной особи, называется клоном. Различают несколько типов бесполого размножения, которые рассмотрены ниже.

Многие простейшие организмы размножаются простым делением, которое может быть амитотическим (например, корненожки) или митотическим (одноклеточные водоросли, инфузории и т. д.). В большинстве случаев происходит деление, при котором образуются две дочерние клетки.

В природе бывает и такой принцип деления, при котором из одной родительской клетки образуется большое число дочерних. Такое деление называют множественным. Примером организмов, у которых осуществляется множественное деление, является малярийный плазмодий (возбудитель малярии). Это деление происходит на определенной стадии развития (шизогонии), во время которой в материнской клетке ядро делится многократно, образуя до тысячи новых ядер. Эти ядра впоследствии превращаются в клетки.

Почкование

Размножение почкованием сводится к тому, что на родительском организме возникает вырост («почка»), который через некоторое время отделяется от данного организма и из него развивается новый организм, совершенно подобный родительскому. Так размножаются кишечнополостные, одноклеточные грибы (например, дрожжи) и т. д.

Фрагментация

Размножение, при котором исходный родительский организм разделяется на несколько частей (две, три, четыре и т. д.) и при этом каждая дает начало новому организму, называется фрагментацией. Так размножаются нитчатые водоросли, например спирогира. Встречается фрагментация и у животных, например у примитивных червей. К фрагментации тесно примыкает явление регенерации, когда из отдельных частей организма (при нарушении его целостности) возникают новые организмы. Регенерация как способ размножения характерна для организмов с низким уровнем организации (кишечнополостные, некоторые черви и т. д.). У высших организмов тоже возможна регенерация, но она не приводит к появлению новых организмов (например, восстановление хвоста у ящериц при его потере).

Вегетативное размножение

Размножение организма с помощью вегетативных органов называется вегетативным размножением. Это размножение характерно для высших растений. Растения могут размножаться с помощью стеблей, листьев и особых образований: корневищ, луковиц, клубней, корнеплодов и т. д. Способность растений к вегетативному размножению является важным отличием их от животных.

Размножение спорами или бесполое размножение

Многие организмы размножаются особыми клетками — спорами: бактерии, грибы, растения. Для бактерий спора является «средством» для перенесения неблагоприятных условий жизни и способом расселения в среде обитания.

Для растений и грибов споры являются клетками, из которых формируется особое поколение организмов — гаметофит. Для этих организмов споры — мелкие гаплоидные клетки, покрытые плотной оболочкой, устойчивые к воздействию внешних неблагоприятных факторов среды, дающие начало половому поколению данных организмов. Эти споры служат и для размножения, и для перенесения неблагоприятных условий жизни (кроме семенных растений), и для расселения организма в среде обитания. Споры высших растений и грибов образуются в результате спорообразования, которое сопровождается редукцией числа хромосом, т. е. споры образуются в результате мейотического деления. Собственно бесполое размножение растений и грибов, при котором происходит строгое чередование бесполого (спорофит) и полового (гаметофит) поколений, является специфической особенностью этих царств организмов и отличает их от организмов царства животных.

У некоторых водорослей образуются особые, подвижные споры (зооспоры), которые при определенных условиях могут выполнять функции гамет (например, у хламидомонады — одноклеточной зеленой водоросли).

Разница между половым и бесполым размножением

Тип организмов

Половое размножение: Половое размножение встречается практически у всех животных, растений и других форм жизни, включая грибы, бактерии и простейших.

Бесполое размножение: Бесполое размножение встречается у низших животных и растений, грибов, простейших и бактерий.

Количество родителей

Половое размножение: Половое размножение – это процесс с двумя родителями.

Бесполое размножение: Бесполое размножение является однополым процессом.

Формирование гамет

Половое размножение: Мужские и женские гамет образуются при половом размножении.

Бесполое размножение: Гамет не образуются при бесполом размножении.

Репродуктивные Единицы

Половое размножение: Зародышевые клетки действуют как репродуктивные единицы во время полового размножения.

Бесполое размножение: Соматические клетки выступают в качестве репродуктивных единиц во время бесполого размножения.

опыление

Половое размножение: Оплодотворение мужских и женских гамет происходит с целью получения зиготы.

Бесполое размножение: Во время бесполого размножения не происходит оплодотворения.

Плоидность

Половое размножение: Во время мейоза гаплоидные гаметы образуются из диплоидных половых клеток. Слияние гамет восстанавливает диплоидную зиготу.

Бесполое размножение: Хромосомы диплоидны на протяжении всего процесса.

Митоз / Мейоз

Половое размножение: Мейоз участвует в делении клеток, а митоз продолжает процесс во время полового размножения.

Бесполое размножение: Митоз, деление, почкование и регенерация участвуют в делении клеток во время бесполого размножения.

Тип

Половое размножение: Мейоз, сингамия и конъюгация участвуют в половом размножении.

Бесполое размножение: Бутонирование, вегетативное размножение, фрагментация и производство спор являются типами бесполого размножения.

Генетическая вариация

Половое размножение: Пересечение хромосом позволяет генетической рекомбинации происходить, внося генетические изменения в потомство.

Бесполое размножение: Дочерние клетки генетически идентичны своим родителям из-за участия митоза во время деления клетки.

Вклад в эволюцию

Половое размножение: Генетическая изменчивость у потомства во время полового размножения позволяет эволюции продолжаться.

Бесполое размножение: Бесполое размножение позволяет преемственность генетической информации через потомство.

Эффективность процесса

Половое размножение: Половое размножение производит их потомство менее быстро.

Бесполое размножение: Бесполое размножение вовлечено в быстрое производство потомства за короткий промежуток времени.

потомство

Половое размножение: Потомство полового размножения очень здоровое.

Бесполое размножение: Потомство бесполого размножения является здоровым или мало здоровым.

Срок жизни

Половое размножение: Клетки, подвергающиеся половому размножению, смертны.

Бесполое размножение: Клетки, подвергающиеся бесполому размножению, считаются бессмертными.

Репродуктивные органы

Половое размножение: Выдающиеся мужские и женские репродуктивные органы необходимы для полового размножения.

Бесполое размножение: Репродуктивные органы не требуются для бесполого размножения.

Заключение

Половое и бесполое размножение являются двумя основными формами размножения, обнаруживаемыми в организмах. Половое размножение включает в себя производство гаплоидных гамет мейозом, за которым следует оплодотворение двух морфологически различных гамет для регенерации диплоидной зиготы. Тем не менее, во время бесполого размножения, один родитель участвует в производстве потомства. Деление клеток при бесполом размножении происходит посредством митоза, поддерживая равномерную плоидность на протяжении всех поколений клеток. Половое размножение встречается практически во всех живых формах, включая бактерии. Бактериальное половое размножение происходит через сопряжение. Бесполое размножение в основном встречается у низших форм жизни, таких как бактерии и археи. Бесполое размножение может происходить посредством деления, почкования, вегетативного размножения, спорогенеза, фрагментации и агамогенеза

Наиболее важной особенностью полового размножения организмов является вклад в эволюцию. Генетические вариации вводятся в потомство благодаря независимому ассортименту хромосом, и хромосомный переход происходит во время синапса

Это различия между половым и бесполым размножением.

Ссылка:1. «Половое размножение». Википедия, Фонд Викимедиа, 21 марта 2017 года. Интернет. 21 марта 2017 г. 2. «Бесполое размножение». Википедия, Фонд Викимедиа, 17 марта 2017 года. Интернет. 21 марта 2017 г.

Половое размножение

Мужские гаметы подразделятся на:

Подвижные (сперматозоиды).
Неподвижные (спермии).

В процессе прохождения стадии мейоза происходят такие важные процессы, как:

Независимое расчленение, принятое специалистами именоваться случайным.
Кроссинговер – обмен необходимым для оплодотворения генетическим материалом у гомологичных хромосом.

Цветковые растения размножаются самым сложным путем – двойным оплодотворением
. Здесь уже мужские клетки – пыльца, попадая на женские – пестик прорастают в спермии, которые по специальной пыльцевой трубке уже далее целенаправленно двигаются к семязачатку. Попадая в область зародышевого мешка, один спермий дает жизнь новому растению, другой становится основой для эндоспермы – запаса необходимых питательных веществ.

В среде насекомых широко распространен партеногенез – образование женской половой клетки в дочернюю.

Агамогенез
, или бесполое размножение, представлено в виде формирования потомства из соматических клеток, без участия в дано процессе характерных родительских половых клеток – гамет.

Подобного рода деление характерно в первую очередь для одноклеточных организмов. В данном случае клетка разделяется надвое и получается две новые клетки, деление может осуществляться и на большее количество частей. Такой вид размножения позволяет появляться новым особям на свет с геометрической прогрессией. К примеру, бактерия в благоприятной для нее среде обитания может увеличивать свое потомство за каждые полчаса.

Организм, размножаясь бесполым путем, может воспроизводить себе подобных особей огромное количество раз, пока не изменится его генетический код, и не случится мутация. Если она произойдет с благоприятным исходом, то может образоваться новый клеточный клон.

В бесполом размножении принимает участие исключительно единственный родитель, который может произвести подобное себе многочисленное потомство. Бесполое размножение может осуществляться в процессе образования спор. Таким образом образуются бактерии, грибы, водоросли. Вегетативное размножение, осуществляемое с помощью луковиц, клубней, черенков также образуется бесполым путем.

Общие сведения

Процесс, о котором идет речь, характерен для всех живых существ. Но в каждом случае он имеет свои особенности. Факторы размножения, такие как темп, количество воспроизводимых особей, продолжительность существования поколений и прочие, сказываются на скорости приспособления того или иного вида к окружающим условиям.

К примеру, быстрое и в больших количествах воспроизведение бактерий иногда позволяет этим организмам вырабатывать устойчивость к лекарственным препаратам. Следует отметить, что бесполый и половой типы размножения появились не одновременно – вначале существовал первый из них.

Половое размножение

Половое размножение осуществляется при взаимодействии пары разнополых особей. Они имеют репродуктивную систему, где формируются половые клетки — гаметы. Для женских особей характерно образование яйцеклеток, а для мужских — сперматозоидов.

Формирование половых клеток называют гаметогенезом, главным моментом их образования является мейоз. Во время слияния гамет происходит оплодотворение и зарождения новой жизни. Сформированная зигота не будет точной версией родителей, потому что в процессе мейоза идет перестройка генетической информации.

На примере гидры

Гаметы у разных представителей отличаются между собой, поэтому выделяют следующие формы полового размножения: гомогамию, анизогамию и оогамию.

Гомогамия — разделение гамет на мужские и женские является условностью, потому что половые клетки организмов разных полов имеют идентичное строение и форму.

Анизогамия — половые клетки обеих полов могут передвигаться. Яйцеклетки превосходят по размеру сперматозоиды, но они почти неподвижны.

Оогамия — женские гаметы не могут самостоятельно перемещаться и намного больше мужских.

Оогамия встречается наиболее часто, свойственна многим представителям животного и растительного мира. Гомогамия и анизогамия присуща для простейших видов (фотоавтотрофные одноклеточные).

Отдельные виды водорослей и грибов могут размножаться, не образуя гамет, такие формы деления называются: гологамия и конъюгация.

В процессе гологамии одноклеточные особи с одинарным набором хроматид сливаются между собой, тем самым берут на себя роль половых клеток. Новообразованная зигота следом делится мейотическим путем, образуя 4 гаплоидные особи.

Деление путем конъюгации характерно для грибов, при этом идет слияние между гаплоидными клетками нитей таллома. После обмена информацией формируются диплоидные зародышевые клетки.

Роль полового размножения

Половое размножение важное природное явление, обеспечивающее высокий уровень изменчивости и дает возможность выживать в резко меняющихся условиях. Именно поэтому половое размножение превосходит бесполое, при котором все оставленное потомство унаследует точную копию генома родителей

При половом делении идет перестройка генетического кода, что проявляется разнообразием признаков у потомков. Возникновение новых характеристик, адаптационных механизмов является основой для эволюционных процессов. Поэтому половое размножение занимает главное положение в природе.