Глава 9 Ламарковский, дарвиновский и райтовский режимы эволюции, эволюция эволюционируемости, надежность биологических систем и созидательная роль шума в эволюции Пер. Д. ТулиноваДрама ламаркизмаКак уже отмечалось в предисловии к данной книге, одной из ключевых заслуг

Пути эволюции предопределены на молекулярном уровне В наши дни бурное развитие молекулярной биологии привело к тому, что многие важные биологические закономерности, в том числе явление параллельной эволюции, временно оказались как бы за рамками «настоящей серьезной

19. Размножение: бесполое и половое Вспомните!Какие два основных типа размножения существуют в природе?Что такое вегетативное размножение?Какой набор хромосом называют гаплоидным; диплоидным?Каждую секунду на Земле гибнут десятки тысяч организмов. Одни от старости,

Половое размножение Половое размножение – это размножение при помощи специализированных половых клеток – гамет. Обычно при половом размножении происходит слияние гамет двух родительских организмов в процессе оплодотворения. Таким образом, создается новая комбинация

Половое размножение на высоте Многое из того, что предсказывает теория инфекционных заболеваний Гамильтона, совпадает с положениями мутационной теории Алексея Кондрашова, с которой мы столкнулись в предыдущей главе (согласно ней, половое размножение необходимо для

Глава 1. Зачем нужно половое размножение Один пол - хорошо, а два - лучше Человека всегда интересовал вопрос: какие факторы определяют половую принадлежность индивида? Люди гадали и предлагали различные способы, чтобы запрограммировать пол будущего потомства.

Бесполое и половое размножение Что такое пол с биологической точки зрения? Является ли деление по половому принципу универсальным свойством всех живых существ на Земле или некоторые организмы не имеют пола? Зачем вообще нужны половые различия как таковые?Биологи

Важнейшим событием в истории растительного мира на рассматриваемом нами этапе было возникновение полового процесса , сыгравшего огромную роль во всём дальнейшем развитии растительного мира.

Если судить по ныне живущим бактериям, сине-зелёным водорослям и подавляющему большинству жгутиковых, жившие до водорослей организмы размножались бесполым или вегетативным путём: делением своих одноклеточных тел, распадением на части нитчатого тела или путём образования специальных органов - спор, которые являются также частью тела.

Водоросли сохранили все эти формы размножения.

При вегетативном размножении организм в своём потомстве как бы непосредственно продолжает своё дальнейшее развитие.

Половой же процесс каждый раз приводит к новой линии развития. Для осуществления полового процесса в организмах возникают половые клетки - мужские и женские. «Половая клетка биологически (а не химически) наиболее сложная. В ней потенциальные наследственные свойства, присущие всему организму, выражены в наибольшей степени, в сравнении со всеми другими клетками организма». Половые клетки сливаются друг с другом (оплодотворяются) и образуют новую клетку, так называемую зиготу . Из зиготы развивается новый организм с двойственной наследственностью - материнской и отцовской.

Благодаря соединению материнской и отцовской гамет обогащается наследственная основа потомства. Кроме того, соединение двух различных половых клеток повышает противоречия, свойственные живому телу, и ведёт к повышению жизненности потомства.

В этом и заключается выдающаяся прогрессивная роль полового процесса в развитии органического мира. «Двойственная наследственность обусловливает большую жизненность (в прямом смысле слова) организмов и большую их приспособленность к варьирующим условиям жизни», - говорит о биологическом значении полового процесса академик Т. Д. Лысенко.

Половой процесс у одноклеточных жгутиковых возник в форме слияния двух одинаковых клеток, не отличимых от обычных особей; в такой форме он сохранился и до наших дней у некоторых жгутиковых.

Это говорит о возможности возникновения полового процесса на почве питания, при котором один организм ассимилировал вещества другого организма. Переход от такой формы односторонней ассимиляции к новой форме обоюдной ассимиляции, приводящей к зарождению новой клетки с двойственной наследственной основой, определил возникновение полового процесса, который мы и можем наблюдать в наиболее простой форме у названных водорослей. Такую же простую форму полового процесса можно наблюдать и у широко распространённых водорослей, называемых сцеплянками (к ним принадлежит известная многим водоросль спирогира). Два одноклеточных организма или две нити водоросли сближаются друг с другим, оболочки клеток образуют выросты, направленные друг к другу, и между клетками возникает канал. Содержимое клеток переходит в канал и там сливается, или же содержимое одной клетки, переходя в другую клетку, сливается там с её содержимым. Из возникшей в результате полового процесса зиготы возникает новый организм.

У подавляющего же большинства водорослей половой процесс осуществляется при помощи особых половых клеток. У одноклеточных водорослей можно проследить историю совершенствования полового процесса.

Сначала мужская половая клетка и женская не отличались друг от друга по своей форме. Затем стали выявляться различия в величине клетки: женская половая клетка - более крупная, чем мужская; наконец, крупная женская половая клетка утратила свою подвижность, а мелкая, мужская, сохраняет её.

В процессе дальнейшего развития у более высокоорганизованных водорослей выработались специальные половые органы. Мужским органом явился антеридий , в котором развиваются сперматозоиды , а женским - оогоний , в котором развивается яйцо .

Период господства водорослей во флоре Земли, несомненно, был очень продолжительным и может исчисляться несколькими сотнями миллионов лет. За это время сложились резко отличные друг от друга типы этих растений. Организация их тела достигла большой сложности. У них появились специализированные ткани. Большого совершенства достигли приспособления для осуществления полового процесса.

В огромном разнообразии видов водоросли живут и в наши дни, являясь господствующими среди растительных обитателей водоёмов. Водоросли представляют собой источник пищи для животного населения водоёмов, в первую очередь для рыбы. Поэтому хозяйственное значение водорослей огромно. Для лучшего развития водорослей применяются искусственные удобрения водоёмов. Морские водоросли используются для добывания йода (некоторые водоросли содержат его до 3% веса золы). Зола водорослей богата калием и используется в приморских странах на удобрение полей. В Китае и Японии некоторые виды морских водорослей используются в качестве пищи.

Небольшое число водорослей, однако, смогло приспособиться и к условиям наземного существования: они обитают в поверхностных слоях почвы, на поверхности почвы, на коре деревьев.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter .

Эволюция размножения шла поэтапно. Самый простой способ, соответствующий простейшим же формам жизни – деление . Несмотря на то, что значение слова "размножение" предполагает лишь количественный аспект процесса воспроизводства, в действительности он неотделим от качественного – от присущей живой материи способности изменяться под влиянием окружающей среды. Любая клетка снабжена механизмами изменчивости, выполняющими эту функцию. Но они слишком маломощны, и это предопределило переход на следующую ступень – выделение в структуре организма специализированных репродуктивных клеток, позволяющих поддерживать баланс со средой на более высоком уровне.

Представление о дальнейшем направлении эволюции дает размножение инфузорий. В стабильных условиях эти одноклеточные бесхитростно делятся, умножая этим свой род. Но когда среда начинает меняться, инфузории демонстрируют более сложный способ размножения – скрещивание. Они сливаются попарно, объединяя при этом свои запасы генетической информации, а затем разрываются, образуя два новых организма. Уже на этом элементарнейшем примере видно, что темп размножения при этом замедляется. При делении из двух инфузорий получаются четыре. При скрещивании же количество не меняется. Но зато происходит качественный сдвиг: потомство приобретает новые генетические свойства. В эволюционном плане эффект увеличивающегося разнообразия перекрывает потери в численности вида.

Скрещивание – гигантский шаг в сторону образования пола, но еще не окончательный, поскольку в этом акте могут участвовать и однородные по своим функциям клетки. А вот когда и здесь начинает торжествовать принцип специализации, то есть клетки, ответственные за создание нового организма, становятся функционально различными, эволюция вступает в фазу полового размножения.

У целого ряда беспозвоночных, а также многих позвоночных животных отмечается такое явление как партеногенез, при котором самки откладывают яйца или рожают живых детенышей без участия самцов. Вылупляются из этих яиц или рождаются, подобным образом только самки, причем, интересно, что в природе существуют целые локальные популяции подобных видов. В экспериментальных условиях партеногенез возможен даже у млекопитающих.

У целого ряда беспозвоночных животных имеет место гермафродитизм, при котором у каждой особи имеются как мужские так и женские половые железы. Среди наиболее известных животных гермафродитами являются, например, дождевые черви, пиявки и многие виды улиток. У подобных животных каждая особь производит и яйцеклетки и сперматозоиды, они спариваются друг с другом, производя взаимный обмен половыми клетками. При этом, несмотря на наличие у каждой особи половых клеток обоих типов, они крайне редко прибегают к самооплодотворению, и напротив, обычно стремятся к спариванию с другими, предпочтительно не родственными особями.

У таких беспозвоночных, как кишечнополостные, черви разных типов, иглокожие, параллельно существуют как половое так и бесполое размножение. Для множества беспозвоночных характерно чередование половых и бесполых поколений.

У некоторых видов наблюдается чередования партеногенеза с нормальным половым размножением. Так, например, тли, в течение всего лета размножаются живорождением, при котором, неоплодотворенные самки рожают одних самок. Молодые самки тлей начинают рожать следующих самок уже в возрасте нескольких часов. Таким образом, в течение лета проходит огромная череда бесполых поколений. Казалось бы, данный способ размножения тлей весьма успешен и не требует желать ничего лучшего. Однако, осенью многие тли откладывают яйца из которых выводятся самцы, которые оплодотворяют сравнительно небольшое количество самок. В то время как осенью большинство тлей, закончив свой жизненный цикл, погибает, оплодотворенные самки успешно переживают зиму, и весной откладывают яйца. Из яиц вылупляются крылатые тли, они разлетаются в разных направлениях, и, осев на подходящих кормовых растениях, утрачивают крылья и начинают размножаться партеногенезом. Очевидно, что для успешного выживания в условиях континентального климата тлям, оказывается необходимым расширение спектра изменчивости в геноме, обеспечиваемое половым размножением.

Пол, таким образом, внятно заявляет о себе прежде всего на клеточном уровне. Достаточно того, что размножение происходит путем скрещивания, при участии разных по типу клеток. При таком подходе вопрос о местоположении этих клеток отходит на второй план. Наше привычное восприятие пола ассоциирует его с наличием двух разных особей – мужской и женской. Но хоть эволюция и пришла к этому в конце концов, случилось это далеко не сразу, после предварительного опробования множества иных вариантов.

Есть виды, и поныне практикующие многополовое размножение.

Переход к половому размножению связан с появлением специализированных половых клеток – мужских и женских гамет, в результате слияния которых (оплодотворения) образуется зигота – клетка, из которой развивается новый организм, обладающий новой комбинацией исходных генетических признаков.

Границей, разделяющей половое и бесполое поколение в цикле развития является процесс оплодотворения.

Таким образом, основное значение полового размножения заключается не просто в увеличении количества особей, а в расширении генофонда, в дальнейшем способствующему естественному отбору.

Формы полового размножения

У животных чаще встречается раздельнополость, т. е. наличие мужских и женских особей (самцов) и (самок), которые нередко различаются по размерам и внешнему виду (половой диморфизм). Половые клетки образуются в специальных органах - половых железах. Мелкие, снабженные жгутиком, подвижные сперматозоиды формируются в семенниках, а крупные неподвижные яйцеклетки (яйца) - в яичниках.Процесс оплодотворения у многоклеточных организмов, как и у одноклеточных, заключается в слиянии мужских и женских гамет. Как правило, затем сразу же происходит и слияние их ядер с образованием диплоидной зиготы (оплодотворенной яйцеклетки)

Сформировавшаяся зигота объединяет в своем ядре гаплоидные наборы хромосом родительских организмов. У развивающегося из зиготы дочернего организма происходит комбинирование наследственных признаков обоих родителей.

У многоклеточных организмов различают наружное оплодотворение (при слиянии гамет вне организма) и внутреннее оплодотворение , происходящее внутри родительского организма. Наружное может осуществляться только в водной среде, поэтому оно наиболее широко встречается у водных организмов (водорослей, кишечнополостных, рыб). Наземным организмам чаще свойственно внутреннее оплодотворение (высшие семенные растения, насекомые, высшие позвоночные животные).

Нетипичное половое размножение

Партеногенез (девственное размножение ). Открыт в середине XVIII в. швейцарским натуралистом Ш. Бонне. Партеногенез встречается у растений и животных. При нем развитие дочернего организма осуществляется из неоплодотворенной яйцеклетки. Причем образующиеся дочерние особи, как правило, либо мужского пола (трутни у пчел), либо женского (у кавказских скальных ящериц), кроме того, могут рождаться потомки обоих полов (тли, дафнии). Количество хромосом у партеногенетических организмов может быть гаплоидным (самцы пчел) или диплоидным (тли, дафнии).

Значение партеногенеза:

1) размножение возможно при редких контактах разнополых особей;

2) резко возрастает численность популяции, так как потомство, как правило, многочисленно;

3) встречается в популяциях с высокой смертностью в течение одного сезона.

Виды партеногенеза:

1) облигатный (обязательный) партеногенез . Встречается в популяциях, состоящих исключительно из особей женского пола (у кавказской скалистой ящерицы). При этом вероятность встречи разнополых особей минимальна (скалы разделены глубокими ущельями). Без партеногенеза вся популяция оказалась бы на грани вымирания;

2) циклический (сезонный) партеногенез (у тлей, дафний, коловраток). Встречается в популяциях, которые исторически вымирали в больших количествах в определенное время года. У этих видов партеногенез сочетается с половым размножением. При этом в летнее время существуют только самки, которые откладывают два вида яиц - крупные и мелкие. Из крупных яиц партеногенетически появляются самки, а из мелких - самцы, которые оплодотворяют яйца, лежащие зимой на дне. Из них появляются исключительно самки; факультативный (необязательный) партеногенез. Встречается у общественных насекомых (ос, пчел, муравьев). В популяции пчел из оплодотворенных яиц выходят самки (рабочие пчелы и царицы), из неоплодотворенных - самцы (трутни). У этих видов партеногенез существует для регулирования численного соотношения полов в популяции.

Выделяют также естественный (существует в естественных популяциях) и искусственный (используется человеком) партеногенез. Этот вид партеногенеза исследовал В. Н. Тихомиров. Он добился развития неоплодотворенных яиц тутового шелкопряда, раздражая их тонкой кисточкой или погружая на несколько секунд в серную кислоту (известно, что шелковую нить дают только самки).

Гиногенез (у костистых рыб и некоторых земноводных). Сперматозоид проникает в яйцеклетку и лишь стимулирует ее развитие. Ядро сперматозоида при этом с ядром яйцеклетки не сливается и погибает, а источником наследственного материала для развития потомка служит ДНК ядра яйцеклетки.

Андрогенез. В развитии зародыша участвует мужское ядро, привнесенное в яйцеклетку, а ядро яйцеклетки при этом гибнет. Яйцеклетка дает лишь питательные вещества своей цитоплазмы.

Полиэмбриония . Зигота (эмбрион) делится на несколько частей бесполым способом, каждая из которых развивается в самостоятельный организм. Встречается у насекомых (наездников), броненосцев. У броненосцев клеточный материал первоначально одного зародыша на стадии бластулы равномерно разделяется между 4-8 зародышами, каждый из которых в дальнейшем дает полноценную особь. К этой категории явлений можно отнести появление однояйцовых близнецов у человека.

Что такое мейоз

Мейоз - особый тип деления клеток, в результате которого образуются половые клетки.
В отличии от митоза, при котором сохраняется число хромосом, получаемых дочерними клетками, при мейозе число хромосом в дочерних клетках уменьшается вдвое .
Процесс мейоза состоит из двух последовательных клеточных делений - мейоза I (первое деление) и мейоза II (второе деление).
Удвоение ДНК и хромосом происходит только перед мейозом I .
В результате первого деления мейоза, называемого редукционным , образуются клетки с уменьшенным вдвое числом хромосом. Второе деление мейоза заканчивается образованием половых клеток. Таким образом, все соматические клетки организма содержат двойной, диплоидный (2n) , набор хромосом, где каждая хромосома имеет парную, гомологичную хромосому. Зрелые половые клетки имеют лишь одинарный, гаплоидный (n) , набор хромосом и соответственно вдвое меньшее количество ДНК.

Биологическая роль мейоза

Если бы в процессе мейоза не происходило уменьшения числа хромосом, то в каждом следующем поколении при слиянии ядер яйцеклетки и сперматозоида число хромосом увеличивалось бы бесконечно. Благодаря мейозу зрелые половые клетки получают гаплоидное (n) число хромосом, при оплодотворении же восстанавливается свойственное данному виду диплоидное (2n) число.

При мейозе гомологичные хромосомы попадают в разные половые клетки, а при оплодотворении парность гомологичных хромосом восстанавливается. Следовательно, обеспечивается постоянство для каждого вида полных диплоидных наборов хромосом и постоянное количество ДНК.

Происходящие в мейозе перекрест хромосом, обмен участками, а также независимое расхождение каждой пары гомологичных хромосом определяют закономерности наследственной передачи признака от родителей потомству. Из каждой пары двух гомологичных хромосом (материнской и отцовской), входивших в хромосомный набор диплоидных организмов, в гаплоидном наборе яйцеклетки или сперматозоида содержится лишь одна хромосома. Она может быть:

o отцовской хромосомой;

o материнской хромосомой;

o отцовской с участком материнской;

o материнской с участком отцовской.

Эти процессы возникновения большого количества качественно различных половых клеток способствуют наследственной изменчивости.
В отдельных случаях вследствие нарушения процесса мейоза, при нерасхождении гомологичных хромосом, половые клетки могут не иметь гомологичной хромосомы или, наоборот, иметь обе гомологичные хромосомы. Это приводит к тяжелым нарушениям в развитии организма или к его гибели.

Отличие мейоза от митоза

Все живое имеет клеточное строение. Клетки живут: растут, развиваются и делятся. Их деление может происходить различными способами: в процессе митоза или мейоза. Оба этих способа имеют одинаковые фазы деления, предваряя эти процессы, происходят спирализация хромосом и самостоятельное удвоение в них молекул ДНК. Рассмотрим, в чем заключается отличие митоза от мейоза.

Митоз является универсальным способом непрямого деления клеток, имеющих ядро, то есть клеток животных, растений, грибов. Слово «митоз» произошло от греческого «митос», что означает «нить». Его еще называют вегетативным способом размножения или клонированием.

Мейоз – это также способ деления аналогичных клеток, но число хромосом в ходе мейоза уменьшается в два раза. Основой происхождения названия «мейоз» стало греческое слово «меёсис», то есть «уменьшение».

Процесс деления

В процессе митоза каждая хромосома расщепляется на две дочерние и распределяется по двум вновь образовавшимся клеткам. Жизнь образовавшихся клеток может развиваться по-разному: обе могут продолжать деление, делится дальше только одна клетка, в то время, как другая теряет такую способность, обе клетки утрачивают способность делиться.

Мейоз состоит из двух делений. В первом делении число хромосом становится меньше в два раза, из диплоидной клетки получаются две гаплоидные, при этом в каждой хромосоме имеется по две хроматиды. Во втором делении число хромосом не уменьшается, лишь образуется четыре клетки с хромосомами, которые содержат по одной хроматиде.

Конъюгация

В процессе мейоза в первом делении происходит слияние гомологичных хромосом, при митозе любые виды спаривания отсутствуют.

Выстраивание

В процессе митоза удвоенные хромосомы выстраиваются по экватору по раздельности, в то время как при мейозе аналогичное выстраивание происходит парами.

Итог процесса деления

В результате митоза происходит образование двух соматических диплоидных клеток. Важнейшим аспектом этого процесса является то, что наследственные факторы в ходе деления не изменяются.

Итогом мейоза является появление четырех половых гаплоидных клеток, наследственность которых изменена.

Размножение

Мейоз происходит в созревающих половых клетках и является основой полового размножения.

Митоз является основой бесполого размножения соматических клеток, причем это единственный способ их самовосстановления.

Биологическое значение

В процессе мейоза поддерживается постоянное число хромосом и кроме того происходит появление новых соединений наследственных задатков в хромосомах.

При митозе происходит удвоение хромосом в ходе их продольного расщепления, которые равномерно распределяются по дочерним клеткам. Объем и качество исходной информации не меняется, и сохраняется в полной мере.

Митоз является основой индивидуального развития всех многоклеточных организмов.

Таким образом, основные отличия митоза от мейоза:

Доклад по биологии. Половое размножение. Оогамия

Способность размножаться, то есть производить новое поколение особей того же вида, - одна из основных особенностей живых организмов. В процессе размножения происходит передача генетического материала от родительского поколения следующему поколению, что обеспечивает воспроизведение признаков не только данного вида, но конкретных родительских особей. Для вида смысл размножения состоит в замещении тех его представителей, которые гибнут, что обеспечивает непрерывность существования вида; кроме того, при подходящих условиях размножение позволяет увеличить общую численность вида.

Каждая новая особь, прежде чем достигнуть стадии, на которой она будет способна к размножению, должна пройти ряд стадий роста и развития. Некоторые особи погибают, не достигнув репродуктивной стадии (или половозрелости) в результате уничтожения хищниками, болезней и разного рода случайных событий; поэтому вид может сохраниться лишь при условии, что каждое поколение будет производить больше потомков, чем было родительских особей, принимавших участие в размножении. Численность популяций колеблется в зависимости от баланса между размножением и вымиранием особей. Существует ряд различных стратегий размножения, каждая из которых имеет определенные преимущества и недостатки.

Бесполое и половое размножение

Существуют два основных типа размножения - бесполое и половое. Бесполое размножение происходит без образования гамет, и в нем участвует лишь один организм. При бесполом размножении обычно образуются идентичные потомки, а единственным источником генетической изменчивости служат случайные мутации.

Генетическая изменчивость выгодна виду, так как она поставляет «сырье» для естественного отбора, а значит, и для эволюции. Потомки, оказавшиеся наиболее приспособленными к среде, будут обладать преимуществом в конкуренции с другими представителями того же вида и будут иметь больше шансов выжить и передать свои гены следующему поколению. Благодаря этому виды способны изменяться, т. е. возможен процесс видообразования. Повышение изменчивости может быть достигнуто путем смешения генов двух разных особей - процесса, называемого генетической рекомбинацией и составляющего важную особенность полового размножения.

Половое размножение

При половом размножении потомство получается в результате слияния генетического материала гаплоидных ядер. Обычно эти ядра содержатся в специализированных половых клетках - гаметах; при оплодотворении гаметы сливаются, образуя диплоидную зиготу, из которой в процессе развития получается зрелый организм. Гаметы гаплоидны - они содержат один набор хромосом, полученный в результате мейоза; они служат связующим звеном между данным поколением и следующим (при половом размножении цветковых растений сливаются не клетки, а ядра, но обычно эти ядра тоже называют гаметами.)

Мейоз - важный этап жизненных циклов, включающих половое размножение, так как он ведет к уменьшению количества генетического материала вдвое. Благодаря этому в ряду поколений, размножающихся половым путем, это количество остается постоянным, хотя при оплодотворении оно каждый раз удваивается. Во время мейоза в результате случайного расхождения хромосом (независимое распределение) и обмена генетическим материалом между гомологичными хромосомами (кроссинговер) возникают новые комбинации генов, попавших в одну гамету, и такая перетасовка повышает генетическое разнообразие. Слияние содержащихся в гаметах гаплоидных ядер называют оплодотворением или сингамией; оно приводит к образованию диплоидной зиготы, т. е. клетки, содержащей по одному хромосомному набору от каждого из родителей. Это объединение в зиготе двух наборов хромосом (генетическая рекомбинация) представляет собой генетическую основу внутривидовой изменчивости. Зигота растет и развивается в зрелый организм следующего поколения. Таким образом, при половом размножении в жизненном цикле происходит чередование диплоидной и гаплоидной фаз, причем у разных организмов эти фазы принимают различные формы.

Гаметы обычно бывают двух типов - мужские и женские, но некоторые примитивные организмы производят гаметы только одного типа. У организмов, образующих гаметы двух типов, их могут производить соответственно мужские и женские родительские особи, а может быть и так, что у одной и той же особи имеются и мужские, и женские половые органы. Виды, у которых существуют отдельные мужские и женские особи, называются раздельнополыми; таковы большинство животных и человек. Среди цветковых растений тоже есть раздельнополые виды; если у однодомных видов мужские и женские цветки образуются на одном и том же растении, как, например, у огурца и лещины, то у двудомных одни растения несут только мужские, а другие - только женские цветки, как у остролиста или у тиса.

Типы полового процесса

Различают несколько типов полового процесса: изогамия, анизогамия, оогамия.

При изогамии сливающиеся (копулирующие) гаметы не различаются морфологически. Этот процесс широко распространен у водорослей, а также у низших грибов и у многих простейших (корненожки, радиолярии, низшие грегарины), но отсутствует у многоклеточных животных. При изогамии копулируют гаметы, различающиеся биохимическими и физиологическими свойствами.

Анизогамия - тип полового процесса, при котором происходит слияние гамет, различающихся по размеру, форме или поведению. Этот процесс характерен, например, для гамет у водоросли эударины.

Высшей степени анизогамия достигает у многоклеточных растений и животных: оплодотворение неподвижной яйцеклетки подвижным сперматозоидом. Этот процесс уже называется оогамией, когда в ходе оплодотворения сливаются, образуя зиготу, резко различные по размеру, форме и поведению гаметы. Оогамия свойственна всем многоклеточным животным, многим низшим и всем высшим растениям.

В оогамии принимают участие, как правило, две родительские особи, каждая из которых участвует в образовании нового организма, внося лишь одну половую клетку - гамету (яйцеклетку или сперматозоид), имеющую вдвое меньшее число хромосом, чем неполовые, т.е. соматические, клетки родителей. В результате слияния гамет образуется оплодотворенная яйцеклетка - зигота, несущая наследственные задатки обоих родителей, благодаря чему у потомков возникают новые комбинации генов, не свойственные родительским особям.

Тайны пола [Мужчина и женщина в зеркале эволюции] Бутовская Марина Львовна

Механизмы возникновения полового размножения

У животных, размножающихся половым путем, в половых органах вырабатывается только два типа гамет - мужские (маленькие и подвижные) и женские (крупные и неподвижные). Ни при каких обстоятельствах половые клетки не бывают промежуточными по типу, совмещающими в себе свойства мужских и женских гамет.

Почему в процессе эволюции сформировалось два пола - мужской и женский? Почему не три, не четыре и более? И почему, собственно, половые клетки не могут быть промежуточного размера? Л. Миле, Р. Трайверс и др., дают следующее объяснение. Дело в том, что половое размножение сформировалось под действием особой формы естественного отбора (половой отбор) при котором из исходной популяции последовательно устранялись особи, производящие половые клетки промежуточного размера (Рис. 1.2). Происходило это потому, что индивиды, производящие мелкие гаметы, отбирались только при условии, что они вступали в половые связи с индивидами, носителями крупных гамет и наоборот. Отбор на размеры гамет происходил в комплексе с отбором на избирательность полового партнера.

Рис. 1.2. Эволюция анизогамии путем дизруптивного отбора на размеры гамет. По оси абсцисс даны размеры гамет, по оси ординат частота встречаемости родительского типа гамет. (Дано по Mealey. 2000).

Допустим, существует вид животных, размножающихся половым путем, у которого одни индивиды производят крупные, богатые питательными веществами гаметы, другие - мелкие и подвижные, а третьи - гаметы промежуточного типа. Индивиды, производящие мелкие гаметы, могут произвести их в значительно большем количестве, чем индивиды, продуцирующие гаметы крупного или среднего размера. Они способны размножаться значительно чаше, чем производители крупных и средних гамет. Поэтому постепенно в популяции данного вида должно происходить увеличение доли особей, производящих мелкие, бедные питательными веществами половые клетки.

Однако у мелких гамет имеется один существенный недостаток: объединение с такими же по размеру половыми клетками практически не дает зиготе никаких шансов на выживание. Даже если такие «протосамцы» и спариваются существенно чаще «протосамок», производящих крупные гаметы, их успешность в оставлении потомства мала. В популяции, изобилующей протосамцами, любые протосамки получат существенные преимущества: ведь у них имеется вдоволь «кавалеров», а шансы на выживание их оплодотворенной крупной по размеру яйцеклетки наибольшие. В итоге, в популяции вектор отбора смещается в другом направлении - начинают отбираться особи, продуцирующие крупные гаметы. На этом фоне, гаметы среднего размера не получают никакого преимущества при любом раскладе и постепенно вымываются из популяции.

Предпосылки возникновения лечебной кинологии. Интердисциплинарный анализ Предложенный нами метод лечебной кинологии имеет интердисциплинарный аспект. Именно поэтому нам хотелось бы подойти к описанию этого вопроса с разных сторон, так как не представляется

Предпосылки возникновения лечебной кинологии. Интердисциплинарный анализ Предложенный нами метод лечебной кинологии имеет интердисциплинарный аспект. Именно поэтому нам хотелось бы подойти к описанию этого вопроса с разных сторон, так как не представляется возможным

автора Сотская Мария Николаевна

ГЛАВА 1 РОЛЬ ПОЛОВОГО РАЗМНОЖЕНИЯ В ЭВОЛЮЦИИ Способы размножения Размножение - важнейший биологический процесс, обеспечивающий поддержание и увеличение численности вида, возможность его расселения и, в конечном итоге, успех борьбы за существование. В животном мире

Из книги Биология [Полный справочник для подготовки к ЕГЭ] автора Лернер Георгий Исаакович

Способы размножения Размножение - важнейший биологический процесс, обеспечивающий поддержание и увеличение численности вида, возможность его расселения и, в конечном итоге, успех борьбы за существование. В животном мире существует целый ряд способов размножения,

Из книги Происхождение мозга автора Савельев Сергей Вячеславович

Причины возникновения аномалий развития плода Все внутриутробное развитие щенка от единственной клетки - зиготы и до рождения проходит за очень короткий, двухмесячный период, почти 1/4 часть которого приходится на период диапаузы.В связи с этим в развитии плода

Из книги Гены и развитие организма автора Нейфах Александр Александрович

Из книги Рождение сложности [Эволюционная биология сегодня: неожиданные открытия и новые вопросы] автора Марков Александр Владимирович

§ 38. Условия возникновения мозга рептилий Ассоциативный мозговой центр не может возникнуть случайно. Энергетические затраты на содержание ассоциативного центра мозга и цена смены стратегий поведения всегда очень высоки (см. главу I). Должна быть причина для подобных

Из книги В мире незримого автора Блинкин Семен Александрович

§ 44. Условия возникновения мозга птиц Если обратиться к морфологии птиц, то условия их специализации станут довольно очевидны. Основным сенсорным органом архаичных птиц было зрение. Этмоидное осязание, прекрасно развитое у рептилий, возникло у современных птиц уже

Из книги Биология. Общая биология. 11 класс. Базовый уровень автора Сивоглазов Владислав Иванович

4. Другие механизмы возникновения различий В эту категорию попадают многочисленные случаи, когда мы почти ничего не знаем о механизмах дифференцировки. Пожалуй, наиболее изучена сейчас первичная дифференциация зародыша млекопитающих на собственно зародыш и

Из книги Современное состояние биосферы и экологическая политика автора Колесник Ю. А.

Приключения Protozoon (модель возникновения сложного организма из простого) Попробуем понять, как же все-таки в ходе эволюции сложное может рождаться из простого. Для этого я хочу предложить вниманию читателей забавную мысленную модель.Героем нашего повествования будет

Из книги Антропология и концепции биологии автора

Тайны возникновения злокачественных опухолей Злокачественные опухоли - очень древнее заболевание. Об этом свидетельствуют находки палеонтологов(у животных, живших многие тысячи и миллионы лет назад, находили следы различных опухолей). В папирусах Эберса и в

Из книги Поведение: эволюционный подход автора Курчанов Николай Анатольевич

3. Предпосылки возникновения учения Чарлза Дарвина Вспомните!Кто был автором первой эволюционной теории?Какие биологические открытия были сделаны к середине XIX в.?Естественно-научные предпосылки. К середине XIX в. в естествознании было сделано много новых открытий.

Из книги Секс и эволюция человеческой природы автора Ридли Мэтт

2.2. Гипотезы возникновения жизни на Земле Над этими вопросами на протяжении столетий задумывались многие мыслители: религиозные деятели, представители искусства, философы и ученые. Не имея глубоких научных данных, они вынуждены были строить самые фантастические

Из книги автора

4.1. Виды размножения В процессе эволюции живых организмов происходила и эволюция способов размножения, разнообразие которых наблюдаются у ныне живущих видов. Все варианты размножения можно разделить на два принципиально отличающихся типа – бесполое и

Из книги автора

8.7. Регуляция процессов размножения и полового поведения Большой сложностью отличается нейрогуморальная регуляция процессов размножения и полового поведения. Роль гипоталамо-гипофизарной системы в этой регуляции особенно наглядна. Гипоталамус, посредством секреции

Из книги автора

Что общего у полового размножения с вакцинацией Сейчас непоседливые всезнайки начнут ерзать от нетерпения, потому что я ни словом не обмолвился об иммунитете. Они скажут, что нормальный способ бороться с болезнью - это не секс, а антитела, прививки или что-то в этом роде.

Тематические материалы:

Методы оптимизации численности персонала: четыре подхода

Кого кусают комары: критерии отбора жертв Каких людей больше всего кусают комары

Виды ядовитых опят и как их отличить от съедобных грибов Растут ли ложные опята на березе

Рассчитать дату родов: проверенные способы

Не хватает воздуха: причины трудностей с дыханием – кардиогенные, легочные, психогенные, иные

Поливитамины для женщин. Витамины для женщин. Лучшие витамины для женщин Хорошие и недорогие витамины для женщин

Предел функции: основные понятия и определения

Является ли множество а подмножеством в

Обновлено: 05.11.2019

103583

Если заметили ошибку, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter