Половое размножение – это биологический процесс РАЗМНОЖЕНИЯ, суть которого состоит в соединении генетического материала двух родителей.
Основные способы полового размножения
Полове размножение имеет прогрессивный эволюционный характер, хотя считается, что оно возникло несколько позже, чем бесполое. Полове размножение преобладает у животных организмов, но такой процесс встречается также и у представителей царства растения.
Объединение генетической информации может происходить следующими путями:
- конъюгация или временное соединение особей для обмена информацией. Пример: размножение инфузорий;
- копуляция (слияние двух особей для оплодотворения). Этот процесс характерен для многих одноклеточных животных, многоклеточных растений и животных;
- партеногенез, развитие нового организма из неоплодотворенного яйца, после образования гамет. Так размножаются трутни, тля и пр.
Особенный тип полового размножения происходит у покрытосеменных растений и называется двойным оплодотворением.
Двойное оплодотворение – это процесс полового размножения покрытосеменных растений, при котором один спермий оплодотворяет яйцеклетку, образуя при этом диплоидную зиготу, а другой сливается с центральной клеткой и формирует триплоидный эндосперм.
Пыльцевые зерна, образующиеся в пыльниках цветков, всегда имеют гаплоидный набор хромосом. Ядро этого зерна делится на две части: генеративную и вегетативную. Зерно прорастает при попадании на рыльце пестика. Из его вегетативной части образуется пыльцевая трубка, которая спускается в столбик пестика и достигает завязи. Генеративная часть делится еще раз и образует два спермия. Один из них сливается с яйцеклеткой, а другой с центральной клеткой. В результате образуется диплоидная зигота и триплоидный эндосперм. Процесс двойного оплодотворения был открыт С Г. Навашиным в 1898 году.
С. Г. Навашин - российский и советский цитолог и эмбриолог растений. Профессор Киевского университета (с 1894 года). Основатель научной школы. Академик Российской академии наук (1918, членкор 1901). Ученый был увлеченным ботаником, что позволило ему открыть новый механизм объединения генетической информации растений и совершить прорыв в своей научной области.
При половом размножении особи также образуют гаметы. Женские особи образуют яйцеклетки. Мужские гаметы называются спермиями. У обоеполых особей проходит процесс воспроизведения как сперматозоидов, так и яйцеклеток. Водоросли отличаются тем, что у них происходит слияние одинаковых половых клеток. При слиянии гаплоидных гамет происходит оплодотворение и образование диплоидной зиготы. Зигота развивается в новую особь.
Таким образом, основной смысл полового размножения заключается в том, что происходит смешение двух различных геномов и образование новых генетических комбинаций. В потомстве проявляются различные новые признаки, которые значительно повышают способность вида к адаптации в меняющихся условиях среды. Селекционеры всегда обращают внимание на развитие различных признаков организма, чтобы отобрать те особи, которые в результате полового размножения получают возможность лучше приспособиться к изменениям окружающей среды.
Иногда для увеличения эффективности полового размножения применяется техника искусственного оплодотворения. Она используется для того, чтобы преодолеть оставите фертильности некоторых женских особей живых организмов.
Выделяют следующие разновидности полового размножения:
- гаметогамия. Это процесс полового размножения с образованием гамет. В данном случае выделяют изогамию или слияние одинаковых гамет, анизогамию или слияние различных гамет, а также оогамию;
- герматофродитизм или образование мужских и женских гамет. Такая тенденция характерна для большинства высших растений, некоторых кишечнополостных, плоских и небольшого числа кольчатых червей, а также моллюсков. Многие гермафродиты, такие как бычий цепень оплодотворяются перекрестно. Примером является также свинной цепень.
- гаметангиогамия или сляиние половых органов – гаметангией. Этот процесс характерен для аскомицетов и некоторых других видов грибов;
- слияние соматических клеток. По сути, этот процесс нельзя полностью относить к половому размножению, Он характерен для подберезовиков;
- конъюгация или образование мостиков между двух особей для перетекания содержимого одной клетки в другую.
Любой из описанных способов образования гамет направлен на реализацию процесса воспроизведения особей с высокой степенью генетического разнообразия.
Что касается процесса конъюгации у инфузорий, то он имеет особенный характер. Две инфузории сближаются, макронуклеус разрушается, микронуклеус делится мейозом, из 4 ядер 3 разрушаются, одно делится митозом, затем инфузории обмениваются ядрами, в каждой инфузории свое ядро сливается с чужим, получается диплоидное ядро, оно делится, образуется микронуклеус и будущий макронуклеус.
Оогамия – это тип образования гамет, при котором образуется одна неподвижная яйцеклетка.
Наконец, существует так называемый процесс девственного размножения, в котором выделяют две разновидности:
- партеногенез, при котором особь развивается из неоплодотворенной яйцеклетки. Так размножаются дафнии и трутни, а также пчелы;
- андрогенез, при котором особь развивается из оплодотворённой яйцеклетки, которая имеет только ядро сперматозоида, так как ядро яйцеклетки ранее разрушается. Такой тип полового размножения характерен для табака, кукурузы и шелкопряда.
Эволюционные преимущества полового размножения
К основным эволюционным преимуществам полового размножения можно отнести появление большой степени генетического разнообразия, что абсолютно невозможно при бесполом размножении, и увеличение адаптивного потенциала всех особей, которые возникли в результате полового размножения. Кроме того, именно половое размножение учитывается в эволюционном плане, поскольку оно способствует интенсификации процесса видообразования.
