Eoste moodustumine on seksuaalne või aseksuaalne. Suguline ja mittesuguline paljunemine, nende peamised liigid ja vormid

Paljunemist, mille käigus üks või mitu rakku eraldatakse ema kehaosast, nimetatakse aseksuaalseks. Sel juhul piisab järglaste ilmumiseks ühest vanemast.

Mittesugulise paljunemise tüübid

Looduses on mitu võimalust, kuidas elusorganismid saavad oma liiki paljundada. Mittesugulise paljunemise meetodid on üsna mitmekesised. Kõik need seisnevad selles, et rakud hakkavad tütarisikuid jagunema ja paljunema. Üherakulistel algloomadel on kogu keha jagatud kaheks osaks. Paljurakulistes organismides algab paljunemine ühe või mitme raku samaaegse jagunemisega.

Taimi, seeni ja mõningaid loomaliike iseloomustab mittesuguline paljunemine. Paljunemismeetodid võivad olla järgmised: jagunemine, sporulatsioon. Eraldi märgitakse järglaste ilmumise vorme, milles need moodustuvad emaindiviidi rakkude rühmast. Neid nimetatakse vegetatiivseks paljundamiseks. Eraldi eristatakse tärkamist ja killustumist. Need on tavalised mittesugulise paljunemise meetodid. Tabel võimaldab mõista, mille poolest need erinevad.

Lihtsa reprodutseerimise omadused

Kõigis organismides, mis on võimelised jagunemise teel järglasi tootma, kahekordistub rõngaskromosoom. Tuum on jagatud kaheks osaks. Ühest vanemrakust moodustub kaks tütarrakku. Igaüks neist sisaldab identset geneetilist materjali. Kahe moodustunud tütarraku vahele tekib ahenemine, mida mööda vanemindiviid jaguneb kaheks rakuks. See on lihtsaim mittesuguline paljunemine.

Paljunemismeetodid võivad olla erinevad. Kuid roheline euglena, klamüdomonas, amööb ja ripslased kasutavad jagunemist. Saadud järglased ei erine vanemindiviididest. Tal on täpselt sama kromosoomide komplekt. See paljunemisviis võimaldab lühikese aja jooksul saada suure hulga identseid organisme.

Sporulatsioon

Mõned seened ja taimed paljunevad spetsiaalsete haploidsete rakkude abil. Neid nimetatakse eosteks. Paljudes seentes tekivad need rakud mitoosiprotsessi käigus. Ja kõrgemates taimeorganismides eelneb nende tekkele meioos. Selle protsessi eripäraks on see, et selliste taimede eosed sisaldavad haploidset kromosoomide komplekti. Nad on võimelised sünnitama uut põlvkonda, mis erineb emapoolsest. See võib seksuaalselt paljuneda. Samal ajal ei tohiks me unustada nende ainulaadset omadust. Selliste taimede seksuaalse ja mittesugulise paljunemise meetodid vahelduvad.

Enamikus seentes ja taimedes on moodustunud eosed rakud, mis on kaitstud spetsiaalsete membraanidega. Need võivad ebasoodsates tingimustes mõnda aega püsida. Kui need muutuvad, avanevad kestad ja rakk hakkab aktiivselt jagunema uueks organismiks.

Vegetatiivne isepaljunemine

Enamik kõrgemaid taimi kasutab muid mittesugulise paljunemise meetodeid. Tabel võimaldab teil mõista, millised vegetatiivse paljunemise tüübid on olemas.

Vegetatiivsel paljunemisel võivad taimed moodustada erilisi struktuure. Näiteks kartulid ja daaliad toodavad mugulaid. Nii nimetatakse juure- või varrepaksendeid. Varre paistes alust, millest moodustub järglane, nimetatakse mugulsibulaks.

Taimed nagu aster ja palderjan paljunevad risoomidega. Nimetatakse ka horisontaalselt kasvavateks maa-alusteks varteks, millest tekivad pungad ja lehed.

Toodab vuntside abil järglasi. Nad kasvavad üsna kiiresti, neist ilmuvad uued lehed ja pungad. Kõiki neid organismide mittesugulise paljunemise meetodeid nimetatakse vegetatiivseteks. Nende hulka kuulub ka paljundamine varte, juurte ja talli osade pistikute abil.

Killustumine

Seda tüüpi paljunemist iseloomustab asjaolu, et kui ema organism jaguneb mitmeks osaks, moodustub neist igaühest uus isend. Mõned anneliidid ja lamedad ussid, okasnahksed (tähed) kasutavad sellist mittesugulist paljunemist. Killustamise teel paljunemise meetodid põhinevad asjaolul, et mõned organismid võivad taastumise teel taastuda.

Näiteks kui meritähe küljest rebitakse kiir, moodustub temast uus isend. Sama juhtub mitmeks osaks jagatud vihmaussiga. Hüdrat, muide, saab taastada 1/200 kehast eraldatud osast. Tavaliselt täheldatakse sellist paljunemist kahjustuste ajal. Hallitusseentes ja mõnedes mereussides on täheldatud spontaanset killustumist.

Loomutamine

Mittesugulise paljunemise meetodid võimaldavad reprodutseerida vanemorganismide täpseid koopiaid. Mõnel juhul moodustuvad tütarisikud spetsiaalsetest rakkudest - pungadest. See isepaljunemisviis on iseloomulik mõnele seenele, loomadele (käsnad, algloomad, koelenteraadid, mitmed ussid, oksad, mantelloomad) ja maksasammaldele.

Näiteks koelenteraatidele on selline mittesuguline paljunemine tüüpiline. Nende paljunemismeetodid on üsna huvitavad. Ema kehale ilmub kasv, mis suureneb. Niipea, kui see saavutab täiskasvanu suuruse, eraldub see.

Paljundamine- elusorganismide võime paljuneda oma liiki. Peamisi on kaks reprodutseerimismeetod- aseksuaalne ja seksuaalne.

Mittesuguline paljunemine toimub ainult ühe vanema osalusel ja toimub ilma sugurakkude moodustumiseta. Tütarpõlvkond tekib mõnel liigil emakeha ühest rakkudest või rakkude rühmast, teiste liikide puhul - spetsiaalsetes elundites. Eristatakse järgmist: mittesugulise paljunemise meetodid: jagunemine, tärkamine, killustumine, polüembrüoonia, eoste teke, vegetatiivne paljunemine.

Jaoskond– üherakulistele organismidele omane mittesugulise paljunemise meetod, mille puhul ema jaguneb kaheks või enamaks tütarrakuks. Eristada saab: a) lihtsat binaarset lõhustumist (prokarüootid), b) mitootilist binaarset lõhustumist (algloomad, üherakulised vetikad), c) mitmekordset lõhustumist ehk skisogooniat (malaariaplasmoodium, trüpanosoomid). Parametsiumi (1) jagunemisel jaguneb mikrotuum mitoosiga, makrotuum amitoosiga. Skisogoonia (2) ajal jaguneb tuum esmalt korduvalt mitoosi teel, seejärel ümbritseb iga tütartuum tsütoplasmaga ja moodustub mitu iseseisvat organismi.

Loomutamine- mittesugulise paljunemise meetod, mille käigus moodustuvad uued isendid väljakasvude kujul vanemindiviidi kehal (3). Tütarisikud võivad emast eralduda ja minna iseseisvale eluviisile (hüdra, pärm) või jääda sellega seotuks, moodustades antud juhul kolooniaid (korallpolüübid).

Killustumine(4) - mittesugulise paljunemise meetod, mille käigus moodustatakse uued isendid fragmentidest (osadest), milleks emapoolne isend laguneb (anneli, meritäht, spirogyra, elodea). Killustumine põhineb organismide taastumisvõimel.

Polüembrüoonia- mittesugulise paljunemise meetod, mille käigus moodustatakse uued isendid fragmentidest (osadest), milleks embrüo laguneb (monosügootsed kaksikud).

Vegetatiivne paljundamine- mittesugulise paljunemise meetod, mille käigus moodustuvad uued isendid kas emaisendi vegetatiivse keha osadest või spetsiaalsetest struktuuridest (risoom, mugul jne), mis on spetsiaalselt ette nähtud selle paljunemisvormi jaoks. Vegetatiivne paljundamine on tüüpiline paljudele taimerühmadele ja seda kasutatakse aianduses, köögiviljaaianduses ja sordiaretuses (kunstlik vegetatiivne paljundamine).

Sporulatsioon(6) - paljunemine eoste kaudu. Vaidlused- spetsialiseeritud rakud, enamikul liikidel moodustuvad need spetsiaalsetes elundites - sporangiumides. Kõrgemates taimedes eelneb eoste tekkele meioos.

Kloonimine– meetodite kogum, mida inimesed kasutavad rakkude või indiviidide geneetiliselt identsete koopiate saamiseks. Klooni– mittesugulise paljunemise teel ühisest esivanemast põlvnevate rakkude või isendite kogum. Klooni saamise aluseks on mitoos (bakterites - lihtne jagunemine).

Seksuaalne paljunemine toimub kahe vanema (isane ja naine) osalusel, mille käigus moodustuvad spetsiaalsed rakud spetsiaalsetes elundites - sugurakud. Sugurakkude moodustumise protsessi nimetatakse gametogeneesiks, gametogeneesi põhietapp on meioos. Tütarpõlvkond areneb välja sigootid- rakk, mis on tekkinud isas- ja naissugurakkude ühinemise tulemusena. Meeste ja naiste sugurakkude ühinemise protsessi nimetatakse väetamine. Sugulise paljunemise kohustuslik tagajärg on geneetilise materjali rekombinatsioon tütarpõlvkonnas.

Sõltuvalt sugurakkude struktuurilistest omadustest võib eristada järgmist: seksuaalse paljunemise vormid: isogaamia, heterogaamia ja oogaamia.

Isogaamia(1) – sugulise paljunemise vorm, mille puhul sugurakud (tinglikult emased ja tinglikult isased) on liikuvad ning ühesuguse morfoloogia ja suurusega.

Heterogaamia(2) - sugulise paljunemise vorm, mille puhul emas- ja isassugurakud on liikuvad, kuid emassugurakud on isassugurakud suuremad ja vähem liikuvad.

Oogamy(3) – sugulise paljunemise vorm, mille puhul emassugurakud on liikumatud ja suuremad kui isassugurakud. Sel juhul nimetatakse naiste sugurakke munad, isassugurakud, kui neil on lipukesed, - spermatosoidid, kui neil seda pole, - sperma.

Oogaamia on iseloomulik enamikule looma- ja taimeliikidele. Isogaamia ja heterogaamia esinevad mõnedes primitiivsetes organismides (vetikates). Lisaks ülaltoodule on mõnedel vetikatel ja seentel paljunemisvormid, milles sugurakud ei moodustu: hologaamia ja konjugatsioon. Kell hologaamiaÜherakulised haploidsed organismid ühinevad omavahel, mis sel juhul toimivad sugurakkudena. Saadud diploidne sügoot jaguneb seejärel meioosi teel, et saada neli haploidset organismi. Kell konjugatsioon(4) niitja talli üksikute haploidsete rakkude sisud ühinevad. Spetsiaalselt moodustatud kanalite kaudu voolab ühe raku sisu teise, moodustub diploidne sügoot, mis tavaliselt pärast puhkeperioodi meioosi teel samuti jaguneb.

Minema loengud nr 13"Eukarüootsete rakkude jagunemise meetodid: mitoos, meioos, amitoos"

Minema loengud nr 15"Seksuaalne paljunemine katteseemnetaimedes"

Igas sekundis sureb Maal kümneid tuhandeid organisme. Ühed on vanadusest, teised haigusest, kolmandad söövad röövloomad... Korjame aias lille, astume kogemata sipelga peale ja tapame selle, kes meid hammustas! püüame järvel sääse ja püüame haugi. Iga organism on surelik, seega peab iga liik tagama, et tema arvukus ei väheneks. Mõne indiviidi suremuse kompenseerib teiste sünd.

Paljunemisvõime on elusaine üks peamisi omadusi. paljundamine, st omasuguste taastootmine tagab elu järjepidevuse ja järjepidevuse. Paljunemise, täpse reprodutseerimise ja geneetilise informatsiooni edasikandumise käigus vanempõlvest järgmisse toimub tütarpõlvkond, mis tagab liigi püsimise pikaks ajaks vaatamata üksikute isendite surmale. Paljunemine põhineb raku jagunemisvõimel ning geneetilise informatsiooni ülekandmine tagab mistahes liigi põlvkondade materiaalse järjepidevuse. Selleks, et isend saaks paljuneda oma liiki, st muutuda paljunemisvõimeliseks, peab ta kasvama ja jõudma teatud arengufaasi. Kõik organismid ei ela sigimisperioodi ja kõik ei jäta järglasi, mistõttu liigi olemasolu säilitamiseks peab iga põlvkond tootma rohkem järglasi, kui oli vanemaid. Elusorganismide omadused – kasv, areng ja paljunemine – on omavahel lahutamatult seotud.

Igat tüüpi organismid on paljunemisvõimelised. Isegi viirused – mitterakuline eluvorm –, kuigi mitte iseseisvalt, paljunevad ka peremeesorganismi rakkudes. Evolutsiooni käigus on looduses tekkinud mitmeid paljunemismeetodeid, millest igaühel on oma eelised ja puudused. Kõiki paljunemisvorme saab ühendada kahte põhitüüpi - aseksuaalne ja seksuaalne.

■ Mittesuguline paljunemine. Seda tüüpi paljunemine toimub ilma spetsialiseeritud sugurakkude (sugurakkude) moodustumiseta ja selle rakendamiseks on vaja ainult ühte organismi.f Uus isend areneb ühest või mitmest emakeha somaatilisest (mitteproduktiivsest) rakust ja on selle absoluutne isend. kopeerida. Nimetatakse geneetiliselt homogeenseid järglasi, kes põlvnevad ühest vanemast kloon

Mittesuguline paljunemine on vanim paljunemisvorm, seetõttu on see eriti levinud üherakulistel organismidel, kuid esineb ka paljurakuliste organismide seas.

Aseksuaalseks paljunemiseks on mitmeid meetodeid.

Jaoskond. Prokarüootsed organismid (bakterid ja sinivetikad) paljunevad lihtsa lõhustumise teel, millele eelneb ühe ringikujulise DNA molekuli kahekordistumine.

Algloomad (amööbid, ripsloomad, flagellaadid) ja üherakulised rohevetikad paljunevad mitootilise jagunemise teel kaheks või enamaks rakuks.

Mõnedel algloomadel (malaariaplasmoodium) on spetsiaalne mittesugulise paljunemise meetod, nn skisogoonia. Ema indiviidi tuum jaguneb mitu korda järjest ilma tsütoplasmat jagamata ja seejärel laguneb tekkinud mitmetuumaline rakk paljudeks mononukleaarseteks rakkudeks.

Sporulatsioon. Selline paljunemisviis on tüüpiline peamiselt seentele ja taimedele Spetsiaalsed rakud - eosed - võivad moodustuda spetsiaalsetes elundites - sporangiumides (nagu juhtub taimedes) või avatult, keha pinnal (nagu näiteks mõnel hallitusel).

Eoseid toodetakse tohututes kogustes ja need on kaalult väga kerged, mistõttu on neid kergem levitada nii tuule kui ka loomade, peamiselt putukate poolt.

Ühes pundiga nakatunud nisuteras moodustub 8–20 miljonit eost ja kogu kõrvas kuni 200 miljonit. Teatud tüüpi seente puhul ulatub päevas toodetavate spooride arv 30 miljardini! Eoste kadu on väga suur, idanemiseks soodsatesse tingimustesse jõuab neist vaid imepisike osa. Need vaidlused, mis on “ebaõnnelikud”, võivad aga oma aega kaua oodata. Näiteks säilivad kärnseente eosed elujõulised 25 aastat.

Vegetatiivne paljundamine. Mittesugulise paljunemise meetodit, mille käigus areneb vanemrakkude rühmast tütarorganism, nimetatakse vegetatiivseks paljunemiseks.

Selline paljunemine taimedes on laialt levinud. Looduslikes tingimustes see tavaliselt juhtub kasutades taime keha spetsiaalseid osi. Tulbisibul, gladiooli mugulsibul, iirise horisontaalselt kasvav maa-alune vars (risoom), piki mullapinda leviv muraka roomav vars, maasika kõõlused, kartulimugulad ja daalia juuremugulad - kõik need on vegetatiivsed elundid taimede paljundamine.

Erinevad vegetatiivse paljundamise vormid on eriti levinud karmides kliimatingimustes - polaar-, kõrgmäestiku- ja stepialadel - elavate taimede seas. Suvepäeva ootamatud külmad võivad hävitada tundrataimede õied või valmimata viljad. Vegetatiivne paljundamine võimaldab neil mitte sellistest üllatustest sõltuda. Mõned saxifrage ja knotweed viviparous on võimelised moodustama haudmepungad, mis levivad nagu seemned, sinirohi moodustab õisikute asemel väikesed tütartaimed, mis võivad maha kukkuda ja juurduda, ning niidu-südamepuu paljuneb eranditult tindilõigatud lehtede modifitseeritud sagaratega.

Vegetatiivne paljundamine loomadel toimub peamiselt kahel viisil: killustatus ja pungumine.

Killustumine- see on keha jagunemine kaheks või enamaks osaks, millest igaüks annab uue täisväärtusliku indiviidi. See protsess põhineb taastumisvõimel. Sel viisil võivad paljuneda ankeliidid ja lameussid, okasnahksed ja koelenteraadid.

Killustumine toimub ka taimeriigis. Rohevetikas spirogyra paljuneb oma niitide fragmentidega ja alumised samblad talluse tükkidega.

Loomutamine- see on rakurühma moodustumine emaindindi kehal - pung, millest areneb uus isend. Tütarisend areneb mõnda aega ema organismi osana ja seejärel kas eraldub sellest ja alustab iseseisvat eksistentsi (mageveepolüüphüdra) või moodustab kasvamist jätkates oma pungad, moodustades koloonia (korallipolüübid) . Pungumist esineb ka üherakulistel organismidel – pärmseentel ja osadel ripslastel.

■Seksuaalne paljunemine. Seksuaalne paljunemine on tütarorganismi moodustumise protsess sugurakkude osalusel - sugurakud. Enamasti tekib uus põlvkond erinevate organismide kahe spetsialiseeritud suguraku ühinemise tulemusena. Tütarorganismi tekitavatel sugurakkudel on loomadel pool (haploidne) antud liigi kromosoomide komplekt ja need moodustuvad spetsiaalse protsessi tulemusena - meioos(§3.6). Reeglina on sugurakke kahte tüüpi - isas- ja naissoost ning need moodustuvad spetsiaalsetes elundites - sugunäärmetes.

Sugurakkude ühinemisel tekkiv uus organism saab pärilikku teavet mõlemalt vanemalt: 50% emalt ja 50% isalt. Kuigi sarnane nendega, on sellel siiski oma ainulaadne geneetilise materjali kombinatsioon, mis võib muutuvates keskkonnatingimustes väga edukalt ellu jääda.

Liigid, millel on nii isased kui ka emased isendid, nimetatakse kahekojaline Nende hulka kuuluvad enamik loomi.

Nimetatakse liike, mille puhul sama isend on võimeline moodustama nii isas- kui ka emassugurakke biseksuaalne või hermafrodiitne. Sellised organismid hõlmavad enamikku katteseemneseemneid, palju koelenteraate, lameusse ja paljusid anniide (oligochaetes ja kaanid), mõned koorikloomad ja molluskid ning isegi teatud kalaliigid ja roomajad. Hermafroditism eeldab iseviljastumise võimalust, mis võib üksildase eluviisiga organismide jaoks olla väga oluline (näiteks seapaeluss inimkehas). Siiski tuleb märkida, et võimalusel eelistavad hermafrodiidid omavahel sugurakke vahetada, viies läbi ristviljastamise.

Enamikul katteseemnetaimede liikidest sisaldab õis nii tolmukaid, mille õietolm toodab isaste sugurakke – seemnerakke, kui ka mune sisaldavaid püstleid.

Ligikaudu veerandil liikidest arenevad aga isas- ja emasõied iseseisvalt, s.t moodustuvad ühesoolised õied. Ühesoolised taimed, kus isas- ja emasõied moodustuvad erinevatel isenditel, on näiteks astelpaju, paju ja pappel. Selliseid taimi nimetatakse kaheidulehelisteks. Mõnel taimel, nagu tamm, kask ja sarapuu, arenevad nii isas- kui ka emasõied ühel isendil (ühekojalised taimed).

Arenguprotsessis esile kerkinud kahekojalisusel olid selged eelised. Sai võimalikuks kombineerida erinevate isendite geneetilist informatsiooni, moodustades uusi kombinatsioone ja suurendades liigi geneetilist mitmekesisust, mis aitas kaasa selle kohanemisele muutuvate keskkonnatingimustega. Lisaks võimaldas see funktsioonide jaotamist eri soost isikute vahel. Enamikul organismidel on seksuaalne dimorfism- välised erinevused meeste ja naiste vahel.

■ Aseksuaalse ja seksuaalse paljunemise tähtsus. Nii aseksuaalsel kui ka sugulisel paljunemisel on mitmeid eeliseid. Sugulise paljunemise käigus tuleb sageli raisata aega ja energiat partneri otsimisele või kaotada tohutul hulgal sugurakke, nagu juhtub taimede ristviljastumisega (kui palju õietolmu läheb raisku!). Mittesugulise paljunemise korral on paljunemine lihtsam ja isendite arv kasvab palju kiiremini, kuid kõik tütarisendid on identsed ja on ema organismi koopiad. See võib olla eeliseks, kui liik elab püsivas keskkonnas. Kuid paljude liikide puhul, mille keskkond on muutlik ja ebastabiilne, ei taga mittesuguline paljunemine ellujäämist. Amööb paljuneb ainult aseksuaalselt ja näiteks imetajad ainult seksuaalselt ning kõik on oma paljunemisvormiga "rahul". Mis on ühes olukorras hea, võib teises olukorras sobimatu olla, mistõttu on paljudel liikidel erinevad paljunemisvormid vaheldumisi, mis võimaldab neil optimaalselt lahendada oma liigi taastootmise probleem erinevates elupaikades.

Küsimused enesekontrolliks

1.Tõesta, et paljunemine on eluslooduse üks olulisemaid omadusi.

2.Milliseid peamisi paljunemisliike teate?

3.Mis on mittesuguline paljunemine? Mis protsess selle aluseks on?

4.Loetlege mittesugulise paljunemise meetodid; tuua näiteid.

5. Kas mittesugulisel paljunemisel on võimalik saada geneetiliselt heterogeenseid järglasi?

6. Mille poolest erineb suguline paljunemine mittesugulisest? Sõnastage seksuaalse paljunemise määratlus.

7. Mõelge sugulise paljunemise tekkimise tähtsusele elu arengule Maal.

Õpik vastab bioloogia üldhariduse riikliku standardi föderaalse komponendi algtasemele ja seda soovitab Vene Föderatsiooni haridus- ja teadusministeerium.

Õpik on adresseeritud 10.–11. klassi õpilastele ja lõpetab N.I.Sonini rea. Materjali esitamise iseärasused võimaldavad aga seda kasutada bioloogia õppimise viimases etapis pärast kõigi olemasolevate liinide õpikuid.

Raamat:

Pea meeles!

Millised on kaks peamist looduses esinevat paljunemistüüpi?

Mis on vegetatiivne paljundamine?

Millist kromosoomide komplekti nimetatakse haploidseks? Diploid?

Igas sekundis sureb Maal kümneid tuhandeid organisme. Ühed on vanadusest, teised haigusest, kolmandad söövad ära kiskjad... Korjame aias lille, astume kogemata sipelga peale, tapame meid hammustanud sääse ja püüame järvel haugi. Iga organism on surelik, seega peab iga liik tagama, et tema arvukus ei väheneks. Mõne indiviidi suremuse kompenseerib teiste sünd.

Paljunemisvõime on elusaine üks peamisi omadusi. paljundamine, st omasuguste taastootmine tagab elu järjepidevuse ja järjepidevuse. Paljunemise, täpse reprodutseerimise ja geneetilise informatsiooni ülekandmise käigus vanempõlvest järgmisse toimub tütarpõlvkond, mis tagab liigi püsimise pikaks ajaks, vaatamata üksikute isendite surmale. Paljunemine põhineb raku jagunemisvõimel ning geneetilise informatsiooni ülekandmine tagab mistahes liigi põlvkondade materiaalse järjepidevuse. Selleks, et isend saaks paljuneda oma liiki, st muutuda paljunemisvõimeliseks, peab ta kasvama ja jõudma teatud arengufaasi. Kõik organismid ei ela sigimisperioodi ja kõik ei jäta järglasi, mistõttu liigi olemasolu säilitamiseks peab iga põlvkond tootma rohkem järglasi, kui oli vanemaid. Elusorganismide omadused – kasv, areng ja paljunemine – on omavahel lahutamatult seotud.

Igat tüüpi organismid on paljunemisvõimelised. Isegi viirused, mitterakuline eluvorm, kuigi mitte iseseisvalt, paljunevad ka peremeesorganismi rakkudes. Evolutsiooni käigus on looduses tekkinud mitmeid paljunemismeetodeid, millest igaühel on oma eelised ja puudused. Kõiki paljunemisvorme saab ühendada kahte põhitüüpi - aseksuaalne Ja seksuaalne.

Mittesuguline paljunemine. Seda tüüpi paljunemine toimub ilma spetsiaalsete sugurakkude (sugurakud) moodustumiseta ja selle läbiviimiseks on vaja ainult ühte organismi. Uus isend areneb ühest või mitmest ema keha somaatilisest (mitteproduktiivsest) rakust ja on selle absoluutne koopia. Nimetatakse geneetiliselt homogeenseid järglasi, kes põlvnevad ühest vanemast kloon

Riis. 54. Amööbide jagunemine

Mittesuguline paljunemine on vanim paljunemisvorm, seetõttu on see eriti levinud üherakulistel organismidel, kuid esineb ka paljurakuliste organismide seas.

Aseksuaalseks paljunemiseks on mitmeid meetodeid.

Jaoskond. Prokarüootsed organismid (bakterid ja sinivetikad) paljunevad lihtsa lõhustumise teel, millele eelneb ühe ringikujulise DNA molekuli kahekordistumine.

Algloomad (amööbid, ripsloomad, flagellaadid) (joonis 54) ja üherakulised rohevetikad paljunevad mitootilise jagunemise teel kaheks või enamaks rakuks.

Mõnedel algloomadel (malariaplasmodium) on spetsiaalne mittesugulise paljunemise meetod, nn. Skisogoonia. Ema indiviidi tuum jaguneb mitu korda järjest ilma tsütoplasmat jagamata ja seejärel laguneb tekkinud mitmetuumaline rakk paljudeks mononukleaarseteks rakkudeks.

Sporulatsioon. See paljunemisviis on tüüpiline peamiselt seentele ja taimedele. Spetsiaalsed rakud - eosed - võivad moodustuda spetsiaalsetes elundites - sporangiumides (nagu juhtub taimedes) või avatult, keha pinnal (nagu näiteks mõnedes hallitusseentes).

Eoseid toodetakse tohututes kogustes ja need on kaalult väga kerged, mistõttu on neid kergem levitada nii tuule kui ka loomade, peamiselt putukate poolt. Ühes pundiga nakatunud nisuteras moodustub 8–20 miljonit eost ja kogu kõrvas kuni 200 miljonit. Teatud tüüpi seente puhul ulatub päevas toodetavate spooride arv 30 miljardini! Eoste kadu on väga suur, idanemiseks soodsatesse tingimustesse jõuab neist vaid imepisike osa. Need vaidlused, mis on “ebaõnnelikud”, võivad aga oma aega kaua oodata. Näiteks säilivad kärnseente eosed elujõulised 25 aastat.

Vegetatiivne paljundamine. Mittesugulise paljunemise meetodit, mille käigus areneb vanemrakkude rühmast tütarorganism, nimetatakse vegetatiivseks paljunemiseks.

Selline paljunemine taimedes on laialt levinud. Looduslikes tingimustes see tavaliselt juhtub kasutades taime keha spetsiaalseid osi. Tulbisibul, gladiooli mugulsibul, iirise horisontaalselt kasvav maa-alune vars (risoom), piki mullapinda leviv muraka roomav vars, maasika kõõlused, kartulimugulad ja daalia juuremugulad - kõik need on vegetatiivsed elundid taimede paljundamine.

Erinevad vegetatiivse paljundamise vormid on eriti levinud karmides kliimatingimustes elavate taimede seas. Suvepäeva ootamatud külmad võivad hävitada tundrataimede õied või valmimata viljad. Vegetatiivne paljundamine võimaldab neil mitte sellistest üllatustest sõltuda. Mõned saksifraktsioonid on võimelised moodustama haudmepungi, mis levivad seemnetena, sinirohi moodustab õite asemel väikeseid tütartaimi, mis võivad maha kukkuda ja juurduda, ning niidu-südamepuu paljuneb eranditult muudetud lehesegmentidega.

Vegetatiivne paljundamine loomadel toimub peamiselt kahel viisil: killustatus ja pungumine.

Killustumine- see on keha jagunemine kaheks või enamaks osaks, millest igaüks annab uue täisväärtusliku indiviidi. See protsess põhineb taastumisvõimel. Sel viisil võivad paljuneda ankeliidid ja lameussid, okasnahksed ja koelenteraadid.

Killustumine toimub ka taimeriigis. Rohevetikas spirogyra paljuneb oma niitide fragmentidega ja alumised samblad talluse tükkidega.

Loomutamine- see on rakurühma moodustumine emaindindi kehal - pung, millest areneb uus isend. Tütarisend areneb mõnda aega ema organismi osana ja seejärel kas eraldub sellest ja alustab iseseisvat eksistentsi (mageveepolüüphüdra) või moodustab kasvamist jätkates oma pungad, moodustades koloonia (korallipolüübid) . Pungumist esineb ka üherakulistel pärmseentel (joon. 55).

Riis. 55. Pärmseente pungumine

Seksuaalne paljunemine. Seksuaalne paljunemine on tütarorganismi moodustumise protsess sugurakkude osalusel - sugurakud. Enamasti tekib uus põlvkond erinevate organismide kahe spetsialiseeritud suguraku ühinemise tulemusena. Tütarorganismi tekitavatel sugurakkudel on pool (haploidne) antud liigi kromosoomide komplekt ja need moodustuvad spetsiaalse protsessi tulemusena - meioos(§). Reeglina on sugurakke kahte tüüpi - isas- ja naissoost ning need moodustuvad spetsiaalsetes elundites - sugunäärmetes.

Sugurakkude ühinemisel tekkiv uus organism saab pärilikku teavet mõlemalt vanemalt: 50% emalt ja 50% isalt. Kuigi sarnane nendega, on sellel siiski oma ainulaadne geneetilise materjali kombinatsioon, mis võib muutuvates keskkonnatingimustes väga edukalt ellu jääda.

Liigid, millel on nii isased kui ka emased isendid, nimetatakse kahekojaline; Nende hulka kuulub enamik loomi. Nimetatakse liike, mille puhul sama isend on võimeline moodustama nii isas- kui ka emassugurakke biseksuaalne või hermafrodiitne. Sellised organismid hõlmavad enamikku katteseemneseemneid, koelenteraate, lameusse ja paljusid anniide, mõned koorikloomad ja molluskid ning isegi teatud kalaliigid ja roomajad. Hermafroditism eeldab iseviljastumise võimalust, mis võib üksildase eluviisiga organismide jaoks olla väga oluline (näiteks seapaeluss inimkehas). Siiski tuleb märkida, et võimalusel eelistavad hermafrodiidid omavahel sugurakke vahetada, viies läbi ristviljastamise.

Riis. 56. Suguline dimorfism

Enamikul katteseemnetaimede liikidel sisaldab õis nii tolmukaid, mis moodustavad isaste sugurakke - spermat, kui ka munasid sisaldavaid püstleid.

Ligikaudu veerandil liikidest arenevad aga isas- ja emasõied iseseisvalt, s.t moodustuvad ühesoolised õied. Ühesoolised taimed, kus isas- ja emasõied moodustuvad erinevatel isenditel, on näiteks astelpaju, paju ja pappel. Mõnel taimel, nagu tamm, kask ja sarapuu, arenevad nii isas- kui ka emasõied ühel ja samal isendil.

Arenguprotsessis esile kerkinud kahekojalisusel olid selged eelised. Sai võimalikuks kombineerida erinevate isendite geneetilist informatsiooni, moodustades uusi kombinatsioone ja suurendades liigi geneetilist mitmekesisust, mis aitas kaasa selle kohanemisele muutuvate keskkonnatingimustega. Lisaks võimaldas see funktsioonide jaotamist eri soost isikute vahel. Enamikul organismidel on seksuaalne dimorfism– välised erinevused meeste ja emaste vahel (joon. 56).

Aseksuaalse ja seksuaalse paljunemise tähendus. Nii aseksuaalsel kui ka sugulisel paljunemisel on mitmeid eeliseid. Sugulise paljunemise käigus tuleb sageli raisata aega ja energiat partneri otsimisele või kaotada tohutul hulgal sugurakke, nagu juhtub taimede ristviljastumisega (kui palju õietolmu läheb raisku!). Mittesugulise paljunemise korral on paljunemine lihtsam ja isendite arv kasvab palju kiiremini, kuid kõik tütarisendid on identsed ja on ema organismi koopiad. See võib olla eeliseks, kui liik elab püsivas keskkonnas. Kuid paljude liikide puhul, mille keskkond on muutlik ja ebastabiilne, ei taga mittesuguline paljunemine ellujäämist. Amööb paljuneb ainult aseksuaalselt ja näiteks imetajad ainult seksuaalselt ning kõik on oma paljunemisvormiga "rahul". Mis on ühes olukorras hea, võib teises olukorras sobimatu olla, mistõttu on paljudel liikidel erinevad paljunemisvormid vaheldumisi, mis võimaldab neil optimaalselt lahendada oma liigi taastootmise probleem erinevates elupaikades.

Vaadake üle küsimused ja ülesanded

1. Tõesta, et paljunemine on eluslooduse üks olulisemaid omadusi.

2. Milliseid peamisi paljunemisliike teate?

3. Mis on mittesuguline paljunemine? Mis protsess selle aluseks on?

4. Loetlege mittesugulise paljunemise viisid; tuua näiteid.

5. Kas mittesugulisel paljunemisel on võimalik saada geneetiliselt heterogeenseid järglasi?

6. Mille poolest erineb suguline paljunemine mittesugulisest? Sõnastage seksuaalse paljunemise määratlus.

7. Mõelge sugulise paljunemise tekkimise tähtsusele elu arengule Maal.

Paljunemine on organismide omadus jätta järglasi.

Mittesugulise paljunemise vormid, määratlus, olemus, bioloogiline tähendus.

Kaks paljunemisvormi: seksuaalne ja aseksuaalne.

Seksuaalne paljunemine on põlvkondade vahetus ja organismide areng, mis põhineb spetsialiseeritud sugurakkude ühinemisel ja sügoodi moodustumisel.

Mittesugulise paljunemisega ilmub spetsialiseerimata rakkudest uus isend: somaatiline, aseksuaalne; kehad.

Mittesuguline paljunemine ehk agamogenees on paljunemise vorm, mille käigus organism paljuneb iseseisvalt, ilma teise indiviidi osaluseta.

Paljundamine jagamise teel

Jagunemine on iseloomulik eelkõige üherakulistele organismidele. Reeglina viiakse see läbi lihtsalt raku kaheks jagamisega. Mõnel algloomal, näiteks foraminiferal, toimub jagunemine suuremaks arvuks rakkudeks. Kõigil juhtudel on saadud lahtrid algse lahtriga täiesti identsed. Selle paljunemismeetodi äärmine lihtsus, mis on seotud üherakuliste organismide organiseerimise suhtelise lihtsusega, võimaldab paljunemist väga kiiresti. Seega võib soodsatel tingimustel bakterite arv kahekordistuda iga 30-60 minuti järel. Aseksuaalselt paljunev organism on võimeline end lõputult paljunema, kuni toimub geneetilise materjali spontaanne muutus – mutatsioon. Kui see mutatsioon on soodne, säilib see muteerunud raku järglastes, mis kujutavad endast uut rakuklooni.Samassooliste paljunemisel osaleb üks vanemorganism, kes on võimeline moodustama palju temaga identseid organisme.

Paljunemine eostega

Bakterite mittesugulisele paljunemisele eelneb sageli eoste teke. Bakterite eosed on vähenenud ainevahetusega puhkerakud, mida ümbritseb mitmekihiline membraan, mis on vastupidavad kuivamisele ja muudele ebasoodsatele tingimustele, mis põhjustavad tavaliste rakkude surma. Sporulatsioon aitab nii sellistes tingimustes ellu jääda kui ka baktereid levitada: sobivasse keskkonda sattudes idaneb eos, muutudes vegetatiivseks jagunevaks rakuks.
Mittesuguline paljunemine üherakuliste eoste abil on iseloomulik ka erinevatele seentele ja vetikatele. Eosed tekivad paljudel juhtudel mitospooride mitoosi teel ja mõnikord eriti suurtes kogustes seentes; idanemisel paljunevad nad ema organismi. Mõned seened, näiteks kahjulik taimekahjur Phytophthora, moodustavad liikuvaid eoseid, mis on varustatud flagelladega, mida nimetatakse zoospoorideks või ränduriteks. Mõnda aega niiskuspiiskades hõljudes selline rändaja “rahuneb”, kaotab oma viburid, kattub tiheda kestaga ja siis soodsatel tingimustel idaneb.

Vegetatiivne paljundamine

Teine võimalus mittesuguliseks paljunemiseks viiakse läbi, eraldades kehast selle osa, mis koosneb suuremast või väiksemast arvust rakkudest. Nendest areneb täiskasvanud organism. Näiteks on tärkamine käsnades ja koelenteraadid või taimede paljundamine võrsete, pistikute, sibulate või mugulate abil. Seda mittesugulise paljunemise vormi nimetatakse tavaliselt vegetatiivseks paljunemiseks. See on põhimõtteliselt sarnane regenereerimisprotsessiga. Vegetatiivne paljundamine mängib taimekasvatustavades olulist rolli. Seega võib juhtuda, et külvatud taimel, näiteks õunapuul, on mõni edukas omaduste kombinatsioon. Teatud taime seemnetes on see edukas kombinatsioon peaaegu kindlasti häiritud, kuna seemned moodustuvad sugulise paljunemise tulemusena ja see on seotud geenide rekombinatsiooniga. Seetõttu kasutatakse õunapuude kasvatamisel tavaliselt vegetatiivset paljundamist - kihiti, pistikute või pungade pookimise teel teistele puudele.

Loomutamine

Mõnele üherakulisele organismi liigile on iseloomulik mittesugulise paljunemise vorm, mida nimetatakse pungumiseks. Sel juhul toimub tuuma mitootiline jagunemine. Üks tekkivatest tuumadest liigub emaraku tekkivasse lokaalsesse eendisse ja seejärel see fragment pungad ära. Tütarrakk on oluliselt väiksem kui emarakk ning selle kasvamine ja puuduvate struktuuride täiendamine võtab aega, misjärel omandab küpsele organismile iseloomuliku välimuse. Pungamine on vegetatiivse paljundamise liik. Paljud madalamad seened, nagu pärm ja isegi mitmerakulised loomad, nagu mageveehüdra, paljunevad pungudes. Pärmseene tärkamisel tekib rakule paksenemine, mis muutub järk-järgult täisväärtuslikuks tütarpärmirakuks. Hüdra kehal hakkavad mitmed rakud jagunema ja järk-järgult kasvab emaindindil väike hüdra, mis moodustab kombitsatega suu ja sooleõõne, mis on ühendatud “ema” sooleõõnsusega.

Killustunud keha jagunemine

Mõned organismid võivad paljuneda, jagades keha mitmeks osaks ja igast osast kasvab täisväärtuslik organism, mis on igas mõttes sarnane vanemindiviidiga (lamedused, anneliidid ja okasnahksed).

Seksuaalne paljunemine on enamikus eukarüootides protsess, mis on seotud sugurakkudest uute organismide arenguga.

Sugurakkude teke on reeglina seotud meioosi läbimisega organismi elutsükli mõnel etapil. Enamasti kaasneb sugulise paljunemisega sugurakkude ehk sugurakkude sulandumine ja taastatakse sugurakkudega võrreldes topeltkromosoomide komplekt. Sõltuvalt eukarüootsete organismide süstemaatilisest asendist on sugulisel paljunemisel oma eripärad, kuid reeglina võimaldab see kombineerida kahe vanemorganismi geneetilist materjali ja annab järglasi, kelle omaduste kombinatsiooni vanemvormides ei leidu.

Sugulise paljunemise tulemusena saadud järglaste geneetilise materjali kombineerimise tõhusust soodustavad:
kahe suguraku juhuslik kohtumine

juhuslik paigutus ja lahknemine homoloogsete kromosoomide jagunemispoolustele meioosi ajal

kromatiidide vaheline ristumine.

See seksuaalse paljunemise vorm, mida nimetatakse partenogeneesiks, ei hõlma sugurakkude sulandumist. Kuid kuna organism areneb munaraku sugurakust, peetakse partenogeneesi siiski suguliseks paljunemiseks.
Paljudes eukarüootide rühmades on sugulise paljunemise sekundaarne kadumine toimunud või esineb seda väga harva. Eelkõige kuulub deuteromütseedide osakonda suur rühm fülogeneetilisi askomütseete ja basidiomütseete, mis on kaotanud seksuaalse protsessi. Kuni 1888. aastani eeldati, et maismaa kõrgemate taimede seas on suguline paljunemine suhkruroos täielikult kadunud. Sugulise paljunemise kaotust ei ole kirjeldatud üheski metazoanide rühmas. Siiski on teada palju madalamate koorikloomade liike - dafnia, teatud tüüpi ussid, mis on võimelised partenogeneetiliselt paljunema soodsatel tingimustel kümneid ja sadu põlvkondi. Näiteks sigivad mõned rotiferi liigid miljoneid aastaid ainult partenogeneetiliselt, moodustades isegi uusi liike!
Paljudes paaritu arvu kromosoomikomplektidega polüpliootilistes organismides on sugulisel paljunemisel väike roll populatsiooni geneetilise varieeruvuse säilitamisel, kuna sugurakkudes ja järglastes moodustuvad tasakaalustamata kromosoomikomplektid.
Mudel- ja majanduslikult oluliste organismide valikul on suur tähtsus geneetilise materjali kombineerimise võimel sugulisel paljunemisel.