Підручник з Біології і екології. 10 клас. Остапченко - Нова програма

ТЕМА 4. РЕПРОДУКЦІЯ ТА РОЗВИТОК

У цій темі ви дізнаєтесь про:

• значення процесів репродукції для існування життя на нашій планеті;

• особливості різних механізмів поділу клітини та їхнє значення для процесів репродукції;

• особливості репродукції людини як біосоціальної істоти;

• періоди ембріонального та постембріонального розвитку людини;

• гіпотези старіння та сучасні завдання геронтології.

§ 42. РЕПРОДУКЦІЯ ЯК МЕХАНІЗМ ЗАБЕЗПЕЧЕННЯ БЕЗПЕРЕРВНОСТІ ІСНУВАННЯ ВИДІВ

Пригадайте, які є форми розмноження організмів. Як відбувається життєвий цикл малярійного плазмодія?

Розмноження — притаманна всім організмам властивість відтворення собі подібних, завдяки чому забезпечуються безперервність і спадковість життя. Завдяки процесам розмноження різні види підтримують свою чисельність і тим самим своє існування.

Розмноження та його форми. Основні форми розмноження живих істот — нестатеве (за допомогою однієї нестатевої клітини або групи соматичних клітин) і статеве (за допомогою гамет).

Нестатеве розмноження спостерігають в одноклітинних організмів і деяких багатоклітинних (багатоклітинних водоростей і грибів, вищих спорових рослин, губок, жалких, плоских та кільчастих червів). Власне нестатеве розмноження відбувається за рахунок окремих нестатевих клітин, які ще називають соматичними. У разі поділу клітини навпіл (мал. 42.1) утворюються дві дочірні клітини, удвічі дрібніші за материнську. Дочірні клітини живляться, ростуть і починають розмножуватися лише тоді, коли сягнуть розмірів материнської.

Мал. 42.1. Нестатеве розмноження поділом клітини навпіл: 1 — поділ клітини амеби протея; 2 — поділ клітини евглени зеленої. Зверніть увагу: клітина амеби може ділитися в будь-якій площині, евглени зеленої — лише в поздовжньому напрямку

Під час множинного поділу спочатку багаторазово ділиться ядро материнської клітини, завдяки чому вона стає багатоядерною. Потім ділиться цитоплазма материнської клітини, й утворюється відповідна кількість дрібних дочірніх клітин. Така форма нестатевого розмноження притаманна, наприклад, паразиту крові людини — малярійному плазмодію (мал. 42.2). Завдяки їй чисельність клітин паразита швидко зростає.

Мал. 42.2. Множинний поділ малярійного плазмодія (1) в еритроциті. Завдання: пригадайте, за допомогою яких методів можна діагностувати малярію у хворої людини

У разі брунькування від материнської клітини відокремлюється менша (дочірня) (мал. 42.3). Серед одноклітинних еукаріотів брунькування відоме у дріжджів, деяких інфузорій тощо.

Мал. 42.3. Процес брунькування у дріжджів: кожна материнська клітина може відбруньковувати протягом життя до 30 дочірніх

Розмноження спорами відоме в різних груп еукаріотів: як одноклітинних, так і багатоклітинних (грибів, водоростей, мохів, хвощів, плаунів, папоротей (мал. 42.4). Пригадаємо: спори — це спеціалізовані клітини, які слугують не тільки для розмноження, а й для переживання несприятливого періоду та поширення. Вони можуть мати джгутики (як-от, у хламідомонади) або бути позбавлені їх (хлорела, вищі спорові рослини тощо). Спори із джгутиками (зооспори) здатні активно пересуватись, а спори, які не мають джгутиків, поширюються водою, вітром, різними організмами. Тривалість життя зооспор незначна (до декількох годин), а нерухомі спори, вкриті щільною оболонкою, можуть зберігати життєздатність триваліший період (протягом років).

Мал. 42.4. Розмноження за допомогою спор: 1 — утворення зооспор у хламідомонади; 2 — утворення нерухомих спор у хлорели

Вегетативне розмноження. Нестатеве розмноження, за якого в багатоклітинних організмів відокремлюються групи нестатевих клітин, які дають початок новому організму, називають вегетативним. Ви вже знаєте, що в багатоклітинних водоростей, вищих рослин, грибів і лишайників вегетативне розмноження можливе фрагментацією, тобто відокремленням певних багатоклітинних частин тіла (відокремлення стеблових живців у верби або листкових у сенполії, глоксинії), за рахунок видозмінених пагонів (стеблові бульби картоплі або топінамбура, вуса суниць, кореневища хвоща, конвалії, пирію), цибулинами (в цибулі городньої, часнику), спеціалізованими виводковими бруньками, здатними відокремлюватися від материнської особини (в росички, бріофілюма).

Вегетативне розмноження вищих рослин можливе й кореневими паростками, які розвиваються з додаткових бруньок у малини, вишні, сливи, троянд, бульбокоренями — жоржини. У деяких лишайників для вегетативного розмноження є спеціальні утвори (мал. 42.5), які формуються всередині (а) або на поверхні (б) їхньої слані.

Мал. 42.5. Способи вегетативного розмноження в лишайників

Способи вегетативного розмноження багатоклітинних тварин також різноманітні: брунькування, впорядкований поділ, фрагментація тіла тощо. Вражає здатність до фрагментації у деяких тварин. Наприклад, багатощетинковий черв додекацерія може розпадатися на окремі сегменти. Кожен з них згодом відбруньковує від себе чотири дочірні особини (мал. 42.6).

Мал. 42.6. Фрагментація (а) і брунькування (б) у додекацерії

Особливим способом нестатевого розмноження організмів є поліембріонія. Це процес розвитку кількох зародків з однієї зиготи (заплідненої яйцеклітини). При цьому зигота починає ділитися, але в певний момент бластула розпадається на окремі частини. Згодом з кожної такої частини розвивається самостійний організм. Поліембріонія поширена серед різних груп тварин (війчасті й кільчасті черви, іноді - членистоногі, риби, птахи і ссавці); властива також рослинам. При цьому в одній насінині розвивається декілька зародків (тюльпани, лілії, латаття, суниці тощо).

Біологічне значення нестатевого розмноження. У деяких груп організмів нестатеве розмноження — це єдина можливість залишити потомство (як-от, у амеб, евглени зеленої, хлорели). Те саме забезпечує й партеногенез (одна з форм статевого розмноження) — розвиток зародка із незаплідненої яйцеклітини. У видів, здатних також до статевого розмноження, нестатевим способом можуть розмножуватись особини, які за певних причин опинилися ізольованими від інших. Види з короткими життєвими циклами завдяки нестатевому розмноженню за невеликий проміжок часу можуть значно збільшувати свою чисельність.

У результаті нестатевого розмноження дочірні особини за набором спадкової інформації зазвичай є точними копіями батьківських особин. Людина використовує цю особливість для розмноження культурних рослин, підтримуючи з покоління в покоління властивості певних сортів.

Ключові терміни та поняття

нестатеве розмноження, вегетативне розмноження, поліембріонія.

Перевірте здобуті знання

1. Яке біологічне значення процесу розмноження? 2. Які ви знаєте форми нестатевого розмноження? 3. У чому полягає вегетативне розмноження? Які способи вегетативного розмноження у тварин і рослин вам відомі? 4. Що таке поліембріонія? 5. Яке біологічне значення нестатевого розмноження? 6. Чому багато культурних рослин розмножують здебільшого вегетативно?

Поміркуйте

Чому поліембріонію вважають одним зі способів нестатевого розмноження?