2. Характеристика
способов размножения в органическом мире.
Размножение,
или репродукция, присущая всем живым существам функция
воспроизведения себе подобных. В процессе размножения происходит
передача генетического материала от родительского поколения следующему
поколению, что обеспечивает воспроизведение признаков не только
данного вида, но конкретных родительских особей. В отличие от всех
других жизненно важных функций организма, размножение направлено не на
поддержание жизни отдельной особи, а на сохранение ее генов в
потомстве и продолжение рода – тем самым на сохранение генофонда
популяции, вида, семейства и т.д. В ходе эволюции у разных групп
организмов сформировались – во многих случаях независимо – разные пути
и стратегии размножения, и тот факт, что эти группы выжили и
существуют, доказывает эффективность разных способов осуществления
данного процесса.
Все разнообразие
способов размножения можно разделить на два основных типа: бесполое
(его вариант – вегетативное, клонирование) размножение и половое
размножение. Каждый из способов размножения подразделяется на
различные формы, имеющие характерные особенности.(1)
2.1. Формы бесполого
размножения.
Бесполое
размножение происходит без образования специальных клеток, в нём
участвует один организм, одна особь, при этом размножении образуются
идентичные потомки. Единственным источником генетической изменчивости
являются случайные мутации. Цитологической основой бесполого
размножения является митоз. Молекулярной основой бесполого размножения
является репликация ДНК. Бесполое размножение у различных живых
организмов может происходить по-разному.
Преимущество бесполого
размножения – быстрое увеличение численности.(2)
Митоз
Способность к делению - важнейшее свойство клеток. Без деления
невозможно представить себе увеличение числа одноклеточных существ,
развитие сложного многоклеточного организма из одной оплодотворенной
яйцеклетки, возобновление клеток, тканей и даже органов, утраченных в
процессе жизнедеятельности организма.
Деление клеток осуществляется поэтапно. На каждом этапе деления
происходят определенные процессы. Они приводят к удвоению
генетического материала (синтезу ДНК) и его распределению между
дочерними клетками. Период жизни клетки от одного деления до
следующего называется клеточным циклом.
Подготовка к делению
Эукариотические организмы, состоящие из клеток, имеющих ядра, начинают
подготовку к делению на определенном этапе клеточного цикла, в
интерфазе.
Именно в период интерфазы в клетке происходит процесс биосинтеза
белка, удваиваются все важнейшие структуры клетки. Вдоль исходной
хромосомы из имеющихся в клетке химических соединений синтезируется ее
точная копия, удваивается молекула ДНК. Удвоенная хромосома состоит из
двух половинок - хроматид. Каждая из хроматид содержит одну молекулу
ДНК.
Интерфаза в клетках растений и животных в среднем продолжается 10 - 20
ч. Затем наступает процесс деления клетки - митоз.
Во время митоза клетка проходит ряд последовательных фаз, в результате
которых каждая дочерняя клетка получает такой же набор хромосом, какой
был в материнской летке.
Митоз (от греч. mitos- нить), непрямое деление, основной способ
деления эукариотных клеток. Биол. значение М. состоит в строго
одинаковом распределении редуплицированных хромосом между дочерними
клетками, что обеспечивает образование генетически равноценных клеток
и сохраняет преемственность в ряду клеточных поколений. В 1874 И. Д.
Чистяков описал ряд стадий (фаз) М. в спорах плаунов, ещё не ясно
представляя себе их последовательность. Детальные исследования по
морфологии М. впервые были выполнены Э. Страсбургером на растениях
(1876-79) и В. Флеммингом на животных (1882). Продолжительность митоза
в среднем 1-2 ч., различна для разных видов клеток. Процесс зависит
также и от условий внешней среды (температуры, светового режима и
других показателей).
Фазы митоза
В процессе М. условно выделяют неск. стадий, постепенно и непрерывно
переходящих друг в друга: профазу, прометафазу, метафазу, анафазу и
телофазу. Длительность стадий М. различна и зависит от типа ткани,
физиол. состояния организма, внеш. факторов; наиб. продолжительны
первая и последняя.
В профазе хорошо видны центриоли - образования, находящиеся в
клеточном центре и играющие роль в делении дочерних хромосом животных.
(Напомним, что у высших растений нет центриолей в клеточном центре,
который организует деление хромосом.) Мы же рассмотрим митоз на
примере животной клетки, поскольку присутствие центриолей делает
процесс деления клетки более наглядным. Центриоли делятся и расходятся
к разным полюсам клетки. От центриолей протягиваются микротрубочки,
образующие нити веретена деления, которое регулирует расхождение
хромосом к полюсам делящийся клетки.