Статеве розмноження

Принципова відмінність статевого розмноження від безстатевого полягає в тому, що в ньому беруть участь зазвичай дві батьківські організму, ознаки яких перекомбініруются у потомства. Статеве розмноження властиве всім еукаріотів, але переважає воно у тварин і вищих рослин.  Перехід до цього типу розмноження мав величезне значення для еволюції життя на Землі. Статеве розмноження створює нескінченна різноманітність особин, у тому числі і таких, які успішно адаптуються до мінливих зовнішніх умов, «завойовують світ», поширюючись в нові місця проживання, і залишають потомство, передаючи йому свій спадковий матеріал. Таким чином, статеве розмноження створює багатий матеріал для природного добору та еволюції. Саме виникнення особини як індивідуальності, неподільного і смертного істоти, є результатом переходу до статевого розмноження. При безстатевому розмноженні клітина нескінченно ділиться, повторюючи саму себе: вона потенційно безсмертна, але особиною може бути названа тільки умовно, тому що не відрізнити від невизначеного безлічі дочірніх клітин. При статевому розмноженні, навпаки, всі нащадки різняться між собою і відрізняються від батьків, а ті з плином часу вмирають, несучи з собою властиві їм неповторні особливості. 

Статеве розмноження тварин

Перехід до статевого розмноження пов'язаний з появою спеціалізованих статевих клітин - чоловічих і жіночих гамет, в результаті злиття яких (запліднення) утворюється зигота - клітина, з якої розвивається новий організм, що містить нову комбінацію вихідних генетичних ознак.

Розмноження насіннєвих рослин(розмноження насінням, яке запліднене, має свій генотип, що відрізняється від батьківського)

Розмноження спорових рослин(розмноження за допомогою спор через утворення окремого покоління гамето фіту(чол.особин)та спорофіту(жін.особин))(папороті,хвощі, плавуни)

 Статеві клітини передають спадкову інформацію від особин батьківського покоління нащадкам. Порівняно з нестатевими (соматичними) клітинами вони мають половинний (як правило, гаплоїдний) набір хромосом. Під час злиття статевих клітин у заплідненій яйцеклітині відновлюється характерний для організмів даного виду набір хромосом.

Жіночі статеві клітини - яйцеклітини - відрізняються від чоловічих більшими розмірами, оскільки містять запас поживних речовин, потрібний для розвитку зародка. Яйцеклітини можуть бути оточені кількома різними оболонками. Наприклад, у птахів яйцеклітина вкрита товстою білковою оболонкою, двома тонкими підшкаралупними, твердою вапняною шкаралупою і тонким зовнішнім кутикулярним шаром у вигляді плівки.

Ці оболонки виконують захисну функцію, а білкова слугує також джерелом води для зародка та поживних речовин для пташеняти.

Розміри яйцеклітини залежать від кількості запасних поживних речовин у цитоплазмі.

Якщо в яйцеклітині накопичується значний запас поживних речовин (жовток), її діаметр (без зовнішніх оболонок) може досягати кількох сантиметрів: 5-7 (акули), 8 (страуси). З урахуванням зовнішніх оболонок розміри таких яйцеклітин ще більші. Наприклад, у африканського страуса яйце може мати довжину понад 15 см при масі 1,5-2 кг.

Чоловічі статеві клітини — сперматозоїди — за розмірами менші за яйцеклітини. їхня довжина від 10 до 800 мкм, але іноді може сягати навіть 8 000 мкм. Сперматозоїди мають джгутики (хвіст) і здатні до активного руху.

Він має коротку головку, в якій міститься ядро. На передній частині головки є особлива органела (акросома), яка формується з елементів комплексу Гольджі. Вона забезпечує проникнення сперматозоїда в яйцеклітину (виділяє ферменти, що розчиняють її оболонку) і перехід яйцеклітини від стану спокою до періоду розвитку. За головкою розташована шийка, а за нею - проміжний відділ і хвіст. У шийці міститься одна або дві центріолі, а в проміжному відділі — мітохондрії, які забезпечують енергією роботу хвоста.

Статевий диморфізм - це фізичні відмінності між обома статями, зумовлені біологічно. Біологічне значення статевого диморфізму пов'язане зі збереженням людини як біологічного виду.

Статеві відмінності мають, перш за все, тілесне втілення. При народженні на 105 хлопчиків припадає 100 дівчаток. Немовлята чоловічої статі при народження важчі та довші, вони також більш вразливі з боку всіх пренатальних проблем. Хлопчиків частіше травмують підчас пологів через більший розмір їхнього тіла. У дорослих чоловіків об'єм м'язів становить більш ніж 40 % маси тіла, а у жінок - тільки 24 %.

• Розмір. У ссавців і багатьох видів птахів самці більші і важчі, ніж самиці. У земноводних і членистоногих самки, як правило, більші за самців.

• Волосяний по́крив. Борода у людини, грива у левів або бабуїнів

• Забарвлення. Колір пір'я у птахів, особливо у качиних.

• Шкіра. Характерні нарости або додаткові утворення, такі, як роги у оленевих, гребінець у півнів, або жіночі груди людини.

• Зуби. Бивні у самців індійських слонів, більші ікла у самців моржів і кабанів.

• Диморфізм дуже сильний серед деяких груп комах, особливо суспільних.

 У статевому процесі, як правило, беруть участь дві особини. У них в особливих статевих залозах формуються статеві клітини - чоловічі або жіночі. Тварини, які мають лише один тип статевих залоз, тобто чоловічі (сім'яники) або жіночі (яєчники), й утворюють лише один тип статевих клітин, називають роздільностатевими. Якщо чоловічі й жіночі статеві залози закладаються в одному організмі, здатному утворювати як чоловічі, так і жіночі статеві клітини, то таких тварин називають гермафродитами. В одних випадках гермафродити можуть одночасно утворювати як чоловічі, так і жіночі статеві клітини (наприклад, різні види плоских червів). В інших випадках організм спочатку функціонує як особина однієї статі, а через деякий час - іншої (деякі риби, ракоподібні). Як випадкове явище, гермафродитизм спостерігають у роздільностатевих тварин, а також у людини.

Біологічне значення гермафродитизму полягає у підвищенні ймовірності залишити нащадків, зменшенні витрат енергії на пошуки партнера для розмноження. Гермафродитизм дуже важливий для організмів, які ведуть прикріплений спосіб життя, паразитів, а також глибоководних видів (певні види ракоподібних, риб, двостулкових молюсків тощо).

№22

Запліднення — процес злиття чоловічої та жіночої статевих клітин (гамет) рослинних і тваринних організмів, що лежить в основі статевого розмноження. Внаслідок запліднення утворюється зигота, яка дає початок новому організмові.

Біологічне значення запліднення полягає у тому, що внаслідок злиття клітин з різною спадковістю при статевому розмноженні утворюється більш життєздатне потомство, ніж при безстатевому. Подвійне запліднення забезпечує утворення зародка та запасу поживних речовин в покритонасінних. Розрізняють зовнішнє З., при якому злиття гамет відбувається поза тілом самки, і внутрішнє З., при якому гамети зливаються у тілі самки. Зовнішнє запліднення спостерігається у багатьох безхребетних, риб, безхвостих земноводних, які відкладають статеві продукти у навколишнє середовище. Запліднення у цих тварин, а також розвиток зиготи залежить від умов середовища. З. відбувається в результаті активного руху сперматозоїда до яйцеклітини, завдяки виділюваними гаметами речовинами. При злитті чоловічої та жіночої статевих клітин, що мають одинарний набір хромосом, відновлюється диплоїдний набір хромосом, характерний для соматичних клітин організму. У бактерій, синьо-зелених водоростей та деяких грибів типового статевого процесу немає. У нижчих рослин спостерігаються різні види статевого процесу:ізогамія (злиття однакових за розміром гамет), гетерогамія (злиття різних за розміром гамет), оогамія (заплідення рухливою дрібною чоловічою клітиною нерухливої і більшої за розміром жіночої), Кон'югація та ін. У квіткових рослин З. передує запилення. У покритонасінних відбувається т. зв. подвійне запилення.

Онтогенез - індивідуальний розвиток організму з моменту утворення зиготи до природної смерті.

Онтогенез ділиться на періоди:

1. Передзародковий - відбувається розвиток статевих клітин і запліднення яйцеклітин.

2. Ембріональний (зародковий) — від утворення зиготи до народження або виходу з яєчних оболонок;

3. Постембріональний (післязародковий) — від виходу з яєчних оболонок або від народження до набуття організмом здатності до розмноження.

4. Період статевої зрілості — здатність до розмноження зберігається.

5. Період старіння — від втрати здатності до розмноження і до смерті.

У ембріональному періоді виділяють три основні етапи: дроблення, гаструляцію і первинний органогенез.

Дроблення — ряд послідовних мітотичних ділень заплідненого або ініційованого до розвитку яйця. Дроблення є в онтогенезі всіх багатоклітинних тварин і приводить до утворення зародка, званого бластулою (зародок одношаровий). При цьому маса зародка і його об'єм не змінюються, тобто вони залишаються такими ж, як у зиготи, а яйце розділяється на все дрібніші клітини — бластомери. Після кожного ділення клітки зародка стають все більш дрібними, тобто міняється ядерно-плазмові співвідношення: ядро залишається таким же, а об'єм цитоплазми зменшується. Процес протікає до тих пір, поки ці показники не досягнуть значень, характерних для соматичних клітин. Тип дроблення залежить від кількості жовтка і його розташування в яйці.

Гаструляція — процес розділення зародка на зародкові листки. В ході гаструляції клітини зародка практично не діляться і не ростуть. Відбувається активне пересування клітинних мас (морфогенетичні рухи). В результаті гаструляції формуються зародкові листки (пласти кліток). Гаструляція призводить до утворення зародка, званого гаструлою.

Первинний органогенез — процес утворення комплексу осьових органів. У різних групах тварин цей процес характеризується своїми особливостями. Наприклад, у хордових на цьому етапі відбувається закладка нервової трубки, хорди і кишкової трубки.

В ході подальшого розвитку формування зародка здійснюється за рахунок процесів зростання, диференціювання і морфогенезу. Зростання забезпечує накопичення клітинної маси зародка. В ході процесу диференціювання виникають різно спеціалізовані клітини, що формують різні тканини і органи.