Какие способы размножения свойственны животным и растениям

Чередования форм размножения

Определение 7

Смена ядерных фаз — процесс мейоза и оплодотворения у живых организмов.

В ходе такой смены генетический материал изменяется качественно и количественно. Для многих животных, размножающихся половым и бесполым способами, свойственна смена поколений.

К примеру, инфузория туфелька чередует половой и бесполый способы размножения. Вначале она делится множество раз, а затем две туфельки сближаются и происходит процесс конъюгации. Затем снова расходятся и продолжают делиться. Схематично размножение выглядит так: бесполое — половое — бесполое.

Пример 1

Наблюдается также чередование полового и вегетативного размножения животных. Так происходит у губки, гидры и кишечнополостных.

Летом гидра размножается при помощи вегетативного бесполого способа (почкованием), а осенью — половым способом. В случае полового размножения, у гидры образуются яйцеклетка и сперматозоид — в одном организме. К весне зароды перестает развиваться и возникает сформированная гидра.

Всё ещё сложно?
Наши эксперты помогут разобраться

Все услуги

Решение задач

от 1 дня / от 150 р.

Курсовая работа

от 5 дней / от 1800 р.

Реферат

от 1 дня / от 700 р.

Размножение многоклеточных животных

Животные, как и растения, размножаются бесполым и поповым способами. Особенности размножения многоклеточных животных во многом определены условиями их обитания.

Бесполое размножение характерно для наиболее просто устроенных животных, например, гидры.

Летом при благоприятных условиях она размножается почкованием. На тело гидры образуется выпячивание стенки тела — ночка, которая растет, формируя на вершине рот и зачатки щупалец. Почка у основания отшнуровывается, падает на дно и переходит к самостоятельной жизни. Иногда почкование идет так энергично, что еще до отрывания первой почки на гидре успевают образоваться 2—3 другие.

Многие животные, в том числе и гидра, перед наступлением холодов размножаются половым путем.

Начинается этот процесс с образования половых клеток — гамет. Мужские половые клетки животных — сперматозоиды. Они мелкие и подвижные в отличие от спермиев.

Сперматозоиды формируются у самцов к мужских половых железах — семенниках. Женские половые клетки яйцеклетки неподвижны и имеют большой запас питательных веществ. Они образуются у самок в женских половых железах — яичниках. При половом размножении происходит слияние двух половых клеток — яйцеклетки и сперматозоида. Этот процесс называется оплодотворением. Из образовавшейся клетки — зиготы формируется новый организм, сочетающий признаки обоих родителей.

Преимущество полового размножения перед бесполым состоит в том, что потомки похожи на родителей и в то же время незначительно отличаются от них и от друг от друга.

Это позволяет организмам одного вида лучше приспособиться к меняющимся условиям обитания.

У большинства рыб и земноводных (лягушки, жабы, тритоны) яйцеклетки оплодотворяются сперматозоидами в окружающей их водной среде.

Такое оплодотворение называется наружным. Если оплодотворение клетки происходит внутри тола самки, оно называется внутренним. Внутреннее оплодотворение характерно для насекомых, пресмыкающихся, птиц, млекопитающих.

Процесс внутреннего оплодотворения

Во время полового размножения двух животных внутреннее оплодотворение происходит, когда самец откладывает свои сперматозоиды внутрь полости самки, в которой происходит сингамия или слияние половых клеток, дающих начало зиготе. что затем сформируется эмбрион, а позже — ребенок.

Хотя это не входит в описание процесса, внутреннее оплодотворение подразумевает, что ранее у двух воспроизводящих животных имел место гаметогенез, то есть образование сперматозоидов в репродуктивном органе самца и яйцеклетки или яйцеклетки в женском репродуктивном органе.

Таким образом, для внутреннего оплодотворения необходимо, чтобы самец вступил в контакт с самкой, для чего обычно используются разные стратегии спаривания, успех которых во многих случаях зависит от различных гормональных сигналов и / или сигналов окружающей среды.

Не все виды с внутренним оплодотворением имеют специализированные копулятивные органы, но среди тех, что существуют, это обычно пенис с возможностью втягивания и вульва, которая имеет специфические приспособления для приема мужского органа у каждого вида.

В зависимости от типа животного развитие его половых клеток может достигать кульминации во время совокупления, например, в случае людей, у которых сперматозоиды требуют определенных сигналов и факторов, обнаруженных в репродуктивном тракте самок, чтобы завершить свое созревание.

В других случаях яйцеклетки также требуют наличия сперматозоидов в женской репродуктивной системе, чтобы «активировать» или «подготовиться» к прибытию спермы.

Как только подвижный сперматозоид сливается с яйцеклеткой внутри самки, он «проникает» через мембраны, которые обычно покрывают и защищают его, и высвобождает свое цитозольное содержимое внутри яйцеклетки. На следующем изображении показано, как человеческая сперма попадает в яйцеклетку.

Впоследствии гаплоидное семенное ядро (с половиной хромосомного заряда самца) сливается с гаплоидным ядром яйцеклетки (с половиной хромосомного заряда самки), образуя диплоидную структуру, называемую «зигота», в который смешивает генетический материал обоих родителей.

Гаметы и оплодотворения

Оплодотворение происходит, когда мужские и женские гаметы сливаются. У животных организмов объединение спермы и яйцеклетки происходит в фаллопиевых трубах женского репродуктивного тракта. Миллионы сперматозоидов высвобождаются во время полового акта, которые попадают из влагалища в фаллопиевы трубы.

Сперма специально приспособлена для оплодотворения яйцеклетки. Головная область имеет колпачковое покрытие, называемое акросом, которое содержит ферменты, помогающие клетке спермы проникать в половую железу (наружное покрытие мембраны яичных клеток). По достижении клеточной мембраны яйцеклетки сперматозоидная головка сливается с яйцеклеткой. Проникновение сквозь zona pellucida (оболочка вокруг мембраны яйцеклетки) вызывает выброс веществ, которые изменяют zona pellucida, и предотвращает оплодотворение яйцеклетки другими сперматозоидами. Этот процесс имеет решающее значение, поскольку оплодотворение несколькими клетками спермы или полиспермия вызывает зиготу с дополнительными хромосомами. Это явление смертельно для зиготы.

После оплодотворения два гаплоидных гамета становятся одной диплоидной клеткой или зиготой. У людей это означает, что зигота будет иметь 23 пары гомологичных хромосом в общей сложности 46 хромосом. Зигота продолжит деление посредством митоза и в конечном итоге созревать в полностью функционирующий организм. Пол будущего ребенка, определяется наследованием половых хромосом. Клетки спермы могут иметь один из двух типов половых хромосом – X или Y. Яйцеклетка имеет только один тип половых хромосом – Х. Если клетка спермы с Y-хромосомой оплодотворит яйцеклетку то, в результате индивидуум будет мужского пола (XY). Если клетка спермы с X-хромосомой оплодотворит яйцеклетку то, в результате индивидуум будет женского пола (XX).

Мне нравится1Не нравится1

Что представляет собой процесс зачатия

Прежде, чем в материнском организме произойдет зачатие ребенка, в яичниках женщины должна созреть полноценная яйцеклетка. Это процесс занимает около двух недель и заканчивается овуляцией. После разрыва фолликула зрелая половая женская клетка, имеющая круглую форму и напоминающая внешне желток яйца, захватывается фаллопиевой трубой.

Сама яйцеклетка не умеет двигаться – ей помогают перемещаться ворсинки маточной трубы. Одновременно навстречу передвигаются сперматозоиды, путь которых пролегает от половых путей женщины через матку в маточные трубы. Если «встреча» происходит при благоприятных обстоятельствах, происходит зачатие ребенка. Это становится возможным при совпадении таких факторов:

К моменту попадания сперматозоидов в фаллопиеву трубу яйцеклетка сохранила жизнеспособность. Продолжительность жизни женской половой клетки – 12–24 часа (именно по этой причине наиболее благоприятные дни для зачатия ребенка – период овуляции).
Сперматозоиды должны «добраться» до яйцеклетки. Учитывая их крохотные размеры, им предстоит пройти огромное расстояние за очень короткое время. А среди сперматозоидов далеко не все двигаются правильным образом (вперед), имеют достаточную продолжительность жизни и способны проникнуть внутрь яйцеклетки (осуществить зачатие ребенка).
Сперматозоид, достигнув яйцеклетки, связывается с ее оболочкой при помощи специальных рецепторов. После этого лопается специальный пузырек в головке сперматозоида (акросома), которые растворяет оболочку яйцеклетки и проникает внутрь. Однако многие сперматозоиды не распознают яйцеклетку, и эта реакция не протекает. А у части сперматозоидов, наоборот, эта реакция протекает спонтанно, до встречи с яйцеклеткой.
После слияния сперматозоида и яйцеклетки образуется зигота и происходит первое деление клетки, занимающее от 6 до 12 часов. Дальнейшее деление приводит к росту зиготы и увеличению ее в размерах.
Плод медленно передвигается по фаллопиевой трубе к матке и при отсутствии препятствий добирается до цели и внедряется в разрыхленную и подготовленную стенку матки.

Однако даже при произошедшем зачатии беременность наступает не всегда. В случае спаек может произойти внематочная беременность (зигота не сможет достигнуть матки), в случае поздней овуляции будущий плод не сможет прикрепиться к слизистой, которая уже успела претерпеть изменения и подготовиться к менструации или же из-за нарушенного гормонального баланса эндометрий не приспособлен к прикреплению яйцеклетки

Как видим, для зачатия ребенка и наступления беременности важно не только успешное оплодотворение

Размножение

Млекопитающие, как правило, размножаются половым способом и имеют внутреннее оплодотворение. Почти все млекопитающие являются плацентарными (за исключением яйцекладущих и сумчатых), то есть они рожают живых и развитых детенышей.

Обычно, большинство видов млекопитающих являются либо полигинийными (один самец спаривается с несколькими самками), либо беспорядочными (как самцы, так и самки имеют множественные связи в данном сезоне размножения). Поскольку самки вынашивать и вскармливать потомство, часто бывает, что млекопитающие-самцы могут производить гораздо больше потомства в период спаривания, чем самки. Как следствие, наиболее распространенной системой спаривания у млекопитающих является полигиния, причем относительно небольшое количество самцов оплодотворяет многих самок. При этом большое количество самцов вовсе не участвуют в размножении. Этот сценарий создает основу для интенсивной конкуренции между самцами среди многих видов, а также позволяет самкам выбирать более сильного партнера для спаривания.

Многие виды млекопитающих характеризуются половым диморфизмом, в результате которого самцы могут лучше конкурировать за доступ к самкам. Всего около 3% млекопитающих являются моногамными и спариваются только с одной и той же самкой каждый сезон. В этих случаях самцы даже могут участвовать в воспитании потомства.

Как правило, размножение млекопитающих зависит от их среды обитания. Например, когда ресурсов недостаточно, самцы тратят свои силы на размножения с одной самкой и обеспечивают детенышей питанием и защитой. Если же, ресурсы в изобилии и самка может обеспечить благополучие своего потомства, самец уходит к другим самкам. У некоторых млекопитающих также распространена полиандрия, когда самка имеет связи с несколькими самцами.

У большинства млекопитающих эмбрион развивается в матке самки до тех пор пока полностью не сформируется. Рожденный детеныш вскармливается материнским молоком. У сумчатых, эмбрион рождается недоразвитым, а его дальнейшее развитие происходит в сумке матери, как и кормление молоком матери. Когда детеныш достигает полного развития, он покидает материнскую сумку, однако может еще в ней ночевать.

Пять видов млекопитающих, которые относятся к отряду однопроходных, фактически откладывают яйца. Подобно птицам, представители этой группы имеют клоаку, которая представляет собой одно отверстие, служащее для опорожнения и размножения. Яйца развиваются внутри самки и получают необходимые питательные вещества на протяжении нескольких недель до кладки. Как и другие млекопитающие, однопроходные имеют молочные железы и самки вскармливают потомство молоком.

Потомству необходимо расти, развиваться и сохранять оптимальную температуру тела, однако вскармливание детенышей молоком, насыщенным питательными веществами, забирает много энергии у самки. В дополнение к выработке питательного молока, самка вынуждена защищать свое потомство от всевозможных угроз.

Плохие показатели морфологии сперматозоидов – причины и лечение

Дефекты в строении мужских половых клеток могут возникнуть по разным причинам. Негативными факторами, влияющими как на процессы формирования сперматозоидов, так и на повреждение уже созревших мужских клеток, являются:

токсическое действие никотина, алкоголя, наркотических веществ,
облучение;
нестабильность иммунной системы;
изменение гормонального фона;
заболевания мочеполовой сферы (чаще всего, речь идет о ИППП).

На структурно-молекулярном уровне большинство причин возникновения аномалий в морфологии сперматозоидов проявляются в повышенном образовании свободных радикалов, которые повреждают сперматозоиды на разных стадиях созревания (формируя отклонения в строении) или разрушают уже взрослые сперматозоиды и хранящийся в головке генетический материал.

Повышенное количество свободных радикалов вызывает в тканях яичек оксидативный стресс. Оксидативный стресс, помимо перечисленных причин, часто возникает на фоне сахарного диабета, ожирения, многолетнего курения. Недостаток витаминов-антиоксидантов в рационе также приводит к гиперпродукции свободных радикалов, в итоге чего сперматозоиды либо гибнут, либо созревают с дефектами строения.

Чтобы уменьшить оксидативный стресс и нивелировать последствия интоксикации алкоголем и никотином, вредных привычек, воспалительных заболеваний и тем самым защитить формирующиеся сперматозоиды, мужчинам следует принимать комплексы антиоксидантов. Один из них — Синергин, который разработан специально для защиты репродуктивной системы. В составе Синергина 6 мощных антиоксидантов в эффективных и рабочих дозировках.

Прием Синергина на протяжении 70–80 дней до предполагаемого зачатия поможет защитить созревающие сперматозоиды и увеличит количество мужских половых клеток с правильным строением. Это подтверждают и клинические исследования. У мужчин, которые принимали Синергин в течение 3 месяцев, количество сперматозоидов с нормальным строением увеличилось на 45,8 % по сравнению с мужчинами, которые не принимали Синергин. Кроме того, у мужчин, принимавших Синергин, увеличилась и подвижность сперматозоидов на 19,9 %, что говорит о комплексном влиянии Синергина на характеристики спермы.

НЕ ЯВЛЯЕТСЯ РЕКЛАМОЙ. МАТЕРИАЛ ПОДГОТОВЛЕН ПРИ УЧАСТИИЭКСПЕРТОВ.

Классификация животных

На сегодняшний день плацентарные виды являются самой разнообразной и распространённой среди всех млекопитающих. Ученые биологи выделяют 4 основных надотряда, которые отличаются от пресмыкающихся внешностью, особенностями строения и имеющимися генами. Характерной особенностью млекопитающих является живорождение и их особый онтогенез.

К этой группе млекопитающих относятся 18 больших отрядов. Животные характеризуются длительным периодом вынашивания детенышей: у слонов срок беременности может достигать почти 2 лет. Это высокоорганизованные виды, отличающиеся увеличенным размером мозга, к ним также относится человек, способный жить в социуме и имеющий развитое мышление.

Классификация плацентарных животных:

афротерии;
неполнозубые;
бореозутерии;
плацентарные грызуны.

К афротериям относится немногочисленная группа млекопитающих, обитающих в Африке и на Аравийском полуострове. Представителями этого обширного семейства являются даманы, трубкозубы, хоботовые млекопитающие и сирены. Неполнозубые включают 2 отряда и 29 видов, к ним относятся животные, обитающие в Южной, Северной и Центральной Америке.

Бореозутерии — инфракласс млекопитающих, проживающих в тропиках. К ним относятся таксоны и другие небольшие виды. Эта группа была выделена в результате проведённых молекулярных исследований животных, что и позволило определить их уникальность. Также выделяют разнообразных плацентарных грызунов, к которым относятся зайцеобразные, шерстокрылы и ряд других родов.

Внешнее и внутреннее строение

В глубокой древности млекопитающие были приручены человеком. Сейчас у многих из нас есть домашние питомцы – кошка или собака, которые живут рядом с нами. Мы заботимся о них, а они в ответ дарят нам свою верность и ласку. В современном мире люди уже не представляют своей жизни без них.

Домашняя любимица – кошка

Французский писатель Антуана де Сент-Экзюпери в произведении «Маленький принц» написал: «Ты навсегда в ответе за всех, кого приручил».

А все ли мы знаем о тех, кто живет с нами рядом? Можем ли мы правильно ухаживать за своими любимцами, не зная особенностей строения и жизнедеятельности их организма? Конечно, нет!

Поэтому давайте сегодня поближе познакомимся с особенностями строения млекопитающих, и приоткроем тайны их жизни.

В строении млекопитающих много признаков, которые отличают их от птиц и пресмыкающихся.

Остановимся на внешнем строении млекопитающих.

Тело делится на голову, шею, туловище, хвост и 4 конечности. Внешнее строение тела млекопитающих представлено на рисунке.

Покровы тела представлены кожей и волосами. Познакомимся подробнее со строением покровов тела млекопитающих на рисунке.

В определенное время года звери линяют, то есть меняют волосы. Линька может протекать по-разному. Например, у зайцев резко выражена и протекает быстро весенняя линька, а осенняя более длительная.

Весенняя линька зайца-беляка

Покров тела зверей часто несет роговые образования. Например, на концах пальцев есть когти, ногти или копыта. На голове могут быть рога, а на хвосте роговые чешуйки.

Органы чувств достигают более совершенного развития. Хорошо развито обоняние, которое осуществляется с помощью пары ноздрей. Например, охотничьи собаки уже издали чувствуют затаившуюся дичь или по запаху узнают людей.

Из всех животных только у млекопитающих есть наружное ухо в виде ушной раковины. Служит органом слуха.

Орган зрения – глаза, они защищены веками, мигательная перепонка недоразвита.

В процессе эволюции звери заняли господствующее положение на планете, обойдя по своему развитию пресмыкающихся и птиц. Какие особенности внутреннего строения млекопитающих способствовали этому?

Строение скелета млекопитающих схоже с пресмыкающимися и представлено теми же отделами.

Строение конечностей млекопитающих во многом сходно с пресмыкающимися, однако детали их строения зависят от условий обитания животных.

Отличительной чертой строения млекопитающих от других животных является наличие диафрагмы в полости тела. Она образует сплошную мышечную перегородку между брюшной и грудной полостями.

Строение пищеварительной системы органов млекопитающих напоминает пресмыкающихся.

Более подробно стоит остановиться на зубах зверей, которые отличаются от всех других животных. Зубы хорошо развиты, снабжены корнями, сидящими в луночках, и образуют сложную систему. В зависимости от назначения зубы разделяются на резцы, клыки и коренные. Резцы служат для схватывания добычи, клыки – для разрывания пищи, а коренные предназначены для пережевывания. Однако не все млекопитающие обладают всеми категориями зубов. Например, у грызунов нет клыков, у жвачных – верхних резцов.

Строение дыхательной системы млекопитающих более усложнено по сравнению с другими организмами. Она представлена губчатыми легкими и системой дыхательных путей: бронхи и трахейные трубки.

Строение органов кровообращения млекопитающих во многом сходно с птицами. Кровеносная система замкнутая, движение крови происходит по 2 кругам кровообращения. В строении сердца млекопитающих выделяют 4 камеры. Сердце разделено на правуючасть, которая содержит венозную кровь, и левую с артериальной кровью.

Строение головного мозга млекопитающих напоминает строение мозга других позвоночных. Однако, нервная система зверей более развитая, чем у других животных. В связи с этим можно выделить отличия в строении мозга.

Виды млекопитающих

Этот класс животных насчитывает более 5 тыс. ныне живущих видов, включая человека Homo sapiens. По оценкам, общее количество видов класса превышает 20 тыс., включая вымерших млекопитающих. Виды млекопитающих могут варьироваться от совсем крошечных до поистине огромных.

Видовое разнообразие млекопитающих прежде всего зависит от конкретных характеристик, присущих определенной группе животных. На основе этих особенностей, а также поведения, ареала и среды обитания, способности скрещиваться, и давать более сильное потомство, адаптациям к изменению окружающей среды, и других факторов, ученые относят животных к конкретному виду или описывают новый.

Строение женской половой клетки (яйцеклетка)

Строение яйцеклетки

Женские половые клетки (яйцеклетки) неподвижны и, как правило, крупнее сперматозоидов. Обычно они имеют шаровидную форму и разнообразное строение оболочек. У млекопитающих размеры яйцеклеток сравнительно небольшие и составляют 100-200мкм в диаметре. У других позвоночных (рыб, амфибий, рептилий, птиц) яйцеклетки крупные. В цитоплазме они содержат огромное количество питательных веществ.

У птиц, например, яйцеклеткой является та часть яйца, которая обычно называется желтком. Диаметр яйцеклетки курицы составляет 3-3,5см, а у таких крупных птиц, как страусы, — 10-11см. Эти яйцеклетки покрыты несколькими оболочками сложного строения (слой белка, подскорлуповая и скорлуповая оболочки и др.), которые обеспечивают нормальное развитие зародыша.

Количество образующихся яйцеклеток обычно значительно меньше, чем количество сперматозоидов. Например, у женщины в течение жизни созреет около 400 яйцеклеток.

Строение мужских и женских половых клеток растений описано здесь.

Биологическая роль бесполого размножения

Поддержание наибольшей приспособленности в малоизменяющихся условиях окружающей среды. Оно усиливает значение стабилизирующего естественного отбора; обеспечивает быстрые темпы размножения; используется в практической селекции. Бесполое размножение встречается как у одно-, так и у многоклеточных организмов.

У одноклеточных эукариот бесполое размножение представляет собой митотическое деление, у прокариот — деление нуклеоида, у многоклеточных форм — вегетативное размножение.

Краснодембский Е. Г.»Общая биология: Пособие для старшеклассников и поступающих в вузы»

Н. С. Курбатова, Е. А. Козлова «Конспект лекций по общей биологии»

Различия между половым и бесполым размножением

У особей, которые размножаются бесполым путем, потомство состоит из практически идентичных копий своих предшественников, то есть клонов. Геном единственного родителя копируется митотическими клеточными делениями, где ДНК копируется и передается в равных частях двум дочерним клеткам.

Напротив, для того, чтобы происходило половое размножение, должны участвовать два человека противоположного пола, за исключением гермафродитов..

Каждый из родителей будет нести гамету или половые клетки, генерируемые мейотическими событиями. Потомство состоит из уникальных комбинаций между обоими родителями. Другими словами, есть замечательная генетическая изменчивость.

Чтобы понять высокий уровень вариаций полового размножения, мы должны сконцентрировать их на хромосомах во время деления. Эти структуры способны обмениваться фрагментами друг с другом, что приводит к уникальным комбинациям. Поэтому, когда мы наблюдаем, что братья, происходящие от одних и тех же родителей, не идентичны друг другу.