Reproducerea este proprietatea organismelor de a produce descendenți.
Forme de reproducere asexuată, definiție, esență, semnificație biologică.
Două forme de reproducere: sexuală și asexuată.
Reproducerea sexuală este schimbarea generațiilor și dezvoltarea organismelor bazată pe fuziunea celulelor germinale specializate și formarea unui zigot.
Odată cu reproducerea asexuată, din celulele nespecializate apare un nou individ: somatic, nesexual; corp.
Reproducerea asexuată sau agamogeneza este o formă de reproducere în care un organism se reproduce singur, fără nicio participare a altui individ.
Reproducere prin diviziune
Diviziunea este caracteristică în primul rând organismelor unicelulare. De regulă, se realizează printr-o simplă diviziune celulară în două. Unele protozoare, cum ar fi foraminiferele, se împart în mai multe celule. În toate cazurile, celulele rezultate sunt complet identice cu cele originale. Simplitatea extremă a acestei metode de reproducere, asociată cu simplitatea relativă a organizării organismelor unicelulare, face posibilă înmulțirea foarte rapidă. Deci, în condiții favorabile, numărul bacteriilor se poate dubla la fiecare 30-60 de minute. Un organism care se reproduce asexuat este capabil să se reproducă la nesfârșit până când apare o schimbare spontană a materialului genetic - o mutație. Dacă această mutație este favorabilă, ea va fi păstrată la descendenții celulei mutante, care va fi o nouă clonă celulară. Reproducerea unisex implică un organism părinte, care este capabil să formeze multe organisme identice cu acesta.
Reproducerea prin spori
Adesea, reproducerea asexuată a bacteriilor este precedată de formarea de spori. Sporii bacterieni sunt celule latente cu metabolism redus, înconjurate de o membrană multistratificată, rezistente la uscare și alte condiții adverse care provoacă moartea celulelor obișnuite. Sporularea servește atât la supraviețuirea unor astfel de condiții, cât și la așezarea bacteriilor: odată ajuns într-un mediu adecvat, sporul germinează, transformându-se într-o celulă de divizare vegetativă.
Reproducerea asexuată cu ajutorul sporilor unicelulari este, de asemenea, caracteristică diferitelor ciuperci și alge. Sporii în multe cazuri sunt formați prin mitoza mitosporilor și uneori mai ales în ciuperci în cantități uriașe; la germinare, ele reproduc organismul mamă. Unele ciuperci, cum ar fi dăunătorul nociv al plantelor Phytophthora, formează spori mobili, flagelati, numiți zoospori sau vagabonzi. După ce înot în picături de umiditate de ceva timp, un astfel de vagabond „se calmează”, pierde flagelii, devine acoperit cu o coajă densă și apoi, în condiții favorabile, germinează.
Înmulțirea vegetativă
O altă variantă de reproducere asexuată se realizează prin separarea de corpul părții sale, constând dintr-un număr mai mare sau mai mic de celule. Ei devin adulți. Un exemplu este înmugurirea în bureți și celenterate sau înmulțirea plantelor prin lăstari, butași, bulbi sau tuberculi. Această formă de reproducere asexuată este denumită în mod obișnuit reproducere vegetativă. Practic, este similar cu procesul de regenerare. Înmulțirea vegetativă joacă un rol important în practica producției vegetale. Deci, se poate întâmpla ca o plantă semănată, de exemplu, un măr, să aibă o combinație reușită de trăsături. În semințele acestei plante, această combinație norocoasă va fi aproape sigur ruptă, deoarece semințele se formează ca urmare a reproducerii sexuale, iar acest lucru este asociat cu recombinarea genelor. Prin urmare, la reproducerea merilor, de obicei se folosește înmulțirea vegetativă - stratificarea, butașii sau altoirea mugurilor pe alți copaci.
care înmugurește
Unele specii de organisme unicelulare se caracterizează printr-o astfel de formă de reproducere asexuată precum înmugurirea. În acest caz, are loc diviziunea mitotică a nucleului. Unul dintre nucleele formate se deplasează în proeminența locală emergentă a celulei mamă, iar apoi acest fragment muguri. Celula fiică este semnificativ mai mică decât celula mamă și este nevoie de ceva timp pentru ca aceasta să crească și să completeze structurile lipsă, după care ia forma caracteristică unui organism matur. Înmugurirea este un tip de reproducere vegetativă. Multe ciuperci inferioare se reproduc prin înmugurire, cum ar fi drojdiile și chiar animale multicelulare, cum ar fi hidra de apă dulce. Când mugurii de drojdie, se formează o îngroșare pe celulă, transformându-se treptat într-o celulă fiică cu drepturi depline a drojdiei. Pe corpul hidrei, mai multe celule încep să se dividă și treptat crește o mică hidră pe individul mamă, în care se formează o gură cu tentacule și o cavitate intestinală conectată cu cavitatea intestinală a „mamei”.
Diviziunea prin fragmentare a corpului
Unele organisme se pot reproduce prin împărțirea corpului în mai multe părți, iar din fiecare parte crește un organism cu drepturi depline, în tot ceea ce este similar cu individul părinte - plat și anelide, echinoderme.
Reproducerea sexuală este un proces în majoritatea eucariotelor asociat cu dezvoltarea de noi organisme din celulele germinale.
Formarea celulelor germinale, de regulă, este asociată cu trecerea meiozei într-un anumit stadiu al ciclului de viață al organismului. În cele mai multe cazuri, reproducerea sexuală este însoțită de fuziunea celulelor germinale, sau gameți, în timp ce un set dublu de cromozomi este restaurat în raport cu gameți. În funcție de poziția sistematică a organismelor eucariote, reproducerea sexuală are propriile sale caracteristici, dar, de regulă, vă permite să combinați materialul genetic din două organisme parentale și vă permite să obțineți descendenți cu o combinație de proprietăți care sunt absente în formele parentale.
Eficacitatea combinării materialului genetic la descendenți obținuți ca urmare a reproducerii sexuale este facilitată de:
întâlnirea întâmplătoare a doi gameți
aranjare aleatorie și divergență la polii de diviziune a cromozomilor omologi în timpul meiozei
încrucișarea între cromatide.
O astfel de formă de reproducere sexuală ca partenogeneza nu implică fuziunea gameților. Dar, deoarece organismul se dezvoltă din celula germinativă a ovocitului, partenogeneza este încă considerată reproducere sexuală.
În multe grupuri de eucariote, dispariția secundară a reproducerii sexuale a avut loc sau apare foarte rar. În special, divizia Deuteromycetes a ciupercilor combină un grup extins de ascomicete filogenetice și basidiomicete care și-au pierdut procesul sexual. Până în 1888, se presupunea că printre plantele terestre superioare, reproducerea sexuală s-a pierdut complet în trestia de zahăr. Pierderea reproducerii sexuale în niciun grup de metazoare nu a fost descrisă. Cu toate acestea, sunt cunoscute multe specii de crustacee inferioare - daphnia, unele tipuri de viermi care, în condiții favorabile, se pot reproduce partenogenetic timp de zeci și sute de generații. De exemplu, unele specii de rotifere de milioane de ani se reproduc doar partenogenetic, formând chiar noi specii!
Într-un număr de organisme poliploide cu un număr impar de seturi de cromozomi, reproducerea sexuală joacă un rol mic în menținerea variabilității genetice în populație datorită formării de seturi dezechilibrate de cromozomi la gameți și la descendenți.
Capacitatea de a combina materialul genetic în timpul reproducerii sexuale este de mare importanță pentru selecția modelului și a organismelor importante din punct de vedere economic.
reproducere - capacitatea organismelor de a reproduce propriul lor fel.
Există două tipuri de reproducere în natură: asexuată și sexuală.
eu. reproducere asexuată - reproducerea organismelor care are loc fără formarea gameților cu participarea unui singur organism părinte.
Se numește descendenți identici din același părinte clonare.
Membrii aceleiași clone pot fi diferiți genetic numai dacă apare o mutație aleatorie.
Baza reproducerii asexuate este diviziunea mitotică .
Tipuri de reproducere asexuată:
Tipuri de reproducere asexuată | Caracteristici | Exemple de organisme |
1. Simplu (binar) | Dintr-o celulă, prin mitoză se formează două celule fiice, fiecare dintre acestea devenind un nou organism, identic cu părintele. | Bacteriile, multe protozoare (amoeba), toate algele unicelulare (chlorella) |
2. Diviziune multiplă (schizogonie) | Există o diviziune multiplă a nucleului celular, după care celula însăși este împărțită în mai multe filiale. Etapa în care are loc diviziunea multiplă se numește schizont, iar procesul în sine se numește schizogonie. | Sporozoare (un grup de protozoare, care include agentul cauzal al malariei - plasmodium malarial); niste alge |
3. Sporularea (formarea sporilor) | Un spor este o unitate reproductivă unicelulară de dimensiuni microscopice, constând dintr-un nucleu și o cantitate mică de citoplasmă. Sporii pot fi formați prin mitoză sau meioză. Există și spori sexuali (zoospori chlamydomonas), aceștia îndeplinesc funcțiile gameților. | Alge, muschi, ferigi, coada-calului, muschi de club; ciuperci |
4. Înmugurire | Un nou individ se formează sub forma unei excrescențe (rinichi) pe corpul individului părinte și apoi se separă de acesta, transformându-se într-un organism independent. | Ciupercile intestinale, unicelulare (drojdie) |
5. Fragmentarea | Împărțirea unui individ în două sau mai multe părți, fiecare dintre ele crește și dă naștere unui nou organism. Această metodă se bazează pe capacitatea organismelor de a se regenera (refacerea părților lipsă ale corpului). | vierme plat Planaria (în condiții nefavorabile); nemertine (viermi de mare); alge filamentoase (spirogyra) |
6. Înmulțirea vegetativă | Reproducerea de către organe individuale, părți ale organelor sau corpului. Nu este neobișnuit ca plantele să formeze structuri special concepute pentru aceasta: s becuri(tulpina scurta, frunze carnoase); s cormii(tulpina subterană umflată, fără frunze cărnoase); s rizom(tulpina subterană care crește orizontal); s stolon(tulpină orizontală târâtoare, târâtoare de-a lungul suprafeței solului; s mustață (gene)- soiuri de stoloni care cresc rapid în lungime; s tubercul(tragere de depozitare subterană); s tuberculi de rădăcină (conuri) - rădăcini adventive umflate; s rădăcini pivotante cărnoase; s frunze. | lalele, narcise, ceapă; șofran, gladiole; iris, iarbă de canapea, aster, mentă; mure, agrișe, coacăze negre și roșii; căpșuni, ranunculus târâtor; cartof; dalii; |
7. Clonarea | Creșterea unui individ identic genetic cu un anumit organism prin transplantul unui nucleu dintr-o celulă somatică într-un ou din care nucleul a fost îndepărtat anterior. | plante superioare și unele animale. |
reproducere asexuată, a evoluat înainte de sex , este un proces foarte eficient.
Semnificația reproducerii asexuate:
Avantajele reproducerii asexuate: | Dezavantajele reproducerii asexuate: |
1. Este necesar doar un singur părinte . Doi indivizi sunt implicați în reproducerea sexuală, iar aceasta implică petrecerea timpului și energiei căutând un partener sau, în organismele imobile (plante), mecanisme speciale, cum ar fi polenizarea, în care mor mulți gameți. 2. descendenți identici din punct de vedere genetic . Cu o bună adaptare a speciei la condițiile de existență, acesta este un avantaj, deoarece combinațiile reușite de gene sunt păstrate. 3. Răspândirea și distribuția speciei . Sporii microscopici și ușori sunt transportați de vânt pe distanțe lungi, creșterea rapidă a rizomilor etc. 4. Rata de reproducere . În condiții favorabile, populația speciei crește rapid | 1. Lipsa variației genetice între descendenți. 2. Dacă reproducerea este asociată cu formarea de spori, atunci mulți dintre ei nu reușesc să găsească un loc potrivit pentru germinare, astfel încât energia și materialele cheltuite pentru crearea lor sunt irosite. 3. Dacă o specie se stabilește într-o zonă, atunci poate apărea suprapopularea și epuizarea nutrienților. |
II. reproducere sexuală - procesul de obținere a descendenței ca urmare a fuziunii materialului genetic al nucleelor haploide a doi gameți.
Gameti - celule haploide sexuale.
spermatozoizi - gameți masculini.
Ovocite - gameti feminini.
Fertilizare - procesul de fuziune a gametilor.
zigot - rezultatul fuziunii gameților (ou fecundat), prima celulă diploidă a viitorului organism.
Se numesc speciile care au masculi și femele separați dioic (majoritatea animalelor și a oamenilor).
Se numesc specii la care același individ este capabil să producă gameți masculin și feminin bisexuali (bisexual) sau hermafrodita (protozoare, celenterate, viermi plati, oligochete (viermi de pământ), crustacee, moluște precum melci, unii pești și șopârle, majoritatea plantelor cu flori).
Partenogeneza (reproducere virgină) - una dintre modificările reproducerii sexuale, în care gametul feminin se dezvoltă într-un nou individ fără fertilizare de către gametul masculin. Astfel, partenogeneza este reproducere sexuală, dar de același sex. Partenogeneza are loc atât în regnul animal, cât și în regnul vegetal.
Distinge :
s partenogeneza facultativă, în care ouăle se pot dezvolta atât după fecundare, cât și fără ea (albine, furnici, rotifere - femelele se dezvoltă din ouă fecundate, iar masculii din cele nefertilizate);
s partenogeneza obligatorie (obligatorie), în care ouăle sunt capabile doar de reproducere partenogenetică (șopârlă de stâncă caucaziană).
La multe specii, partenogeneza este ciclică, de exemplu, la afide, dafnie și rotifere, vara există doar femele, iar toamna, partenogeneza este înlocuită cu reproducerea cu fertilizare.
Reproducerea sexuală se bazează pe procesul de formare a celulelor germinale - gametogeneza .
Gametogeneza - procesul de formare si dezvoltare a celulelor germinale.
spermatogeneza - procesul de formare a celulelor germinale masculine - spermatozoizi.
Ovogeneza (oogeneza) - procesul de formare a celulelor germinale feminine - ouă.
În procesul de formare a celulelor germinale, se disting mai multe etape:
|
gametogeneza | Tipul și faza divizării | spermatogeneza (in testicule) | Ovogeneza (in ovare) |
reproducere | Celulele sexuale primare se divid prin mitoză; celule diploide cu cromozomi monocromatizi (2 n 2 c ) – gametocite eu ordine (spermatocite și ovocite) |
||
Interfaza | Gametocitele de ordinul întâi cresc în dimensiune. are loc sinteza ADN-ului și completarea celei de-a doua cromatide; celule diploide cu doi cromozomi cromatidici (2 n 4 c ) |
||
Maturarea | spermatocite eu Ordin împărtășită cu educația spermatocite II Ordin ( n 2 c ) . Ca urmare a diviziei a doua, patru haploide spermatide -celule cu cromozomi monocromatidici ( nc ) . | În timpul primei diviziuni (de reducere). ovocite eu Ordin împărtășită cu educația ovocite II Ordin ( n 2 c ) şi corp direcţional ( n 2 c ). În timpul celei de-a doua diviziuni, se formează un ovul dintr-un ovocit de ordinul doi ( nc ) și corpul de ghidare ( nc ) ; din primul corp direcțional - două noi. Ca rezultat al meiozei, se formează un ou și trei corpuri direcționale (de reducere). Toate celulele sunt haploide cu cromozomi cu o singură cromatidă. Corpurile de reducere mor în curând |
|
Formare | Achiziția de către celule de o anumită formă și dimensiune, corespunzătoare funcţiei lor specifice |
||
Formarea spermatozoizilor: aparatul Golgi este situat la marginea frontală a capului, transformându-se în acrozom (secretă enzime care dizolvă membrana oului); mitocondriile sunt compacte în jurul flagelului emergent, formând un gât. | Creșteți cantitatea de gălbenuș. La multe animale - formarea de membrane suplimentare (protecția oului și a embrionului în curs de dezvoltare de efectele adverse) |
Fertilizare - procesul de fuziune a spermatozoizilor cu ovulul și formarea unui ovul fecundat - zigoti .
zigot - stadiul inițial unicelular de dezvoltare a unui nou organism.
III. Ontogeneză - dezvoltarea individuală a organismului - perioada de viață a unui individ din momentul formării zigotului până la moartea organismului. În procesul ontogenezei se realizează informații ereditare primite de la părinți.
Ontogenia include două perioade:
Perioada embrionară - de la formarea unui zigot până la naștere sau ieșirea din membranele ouălor. Perioada postembrionară de la nașterea până la moartea unui organism.Perioada embrionară cuprinde trei etape principale:
Despărțirea - formarea unui embrion multicelular cu un singur strat ca urmare a diviziunii mitotice a zigotului.În stadiul a două straturi germinale se termină dezvoltarea în bureți și celenterate. La alte animale, al treilea strat germinal este așezat - mezodermul - din endoderm si este situat intre ectoderm si endoderm.
În timpul gastrulației, începe diferențierea celulară organogeneza :
din ectoderm :
sistemul nervos;
s componente ale organelor vederii, auzului, mirosului;
epiteliul pielii și derivații săi (glande mamare, sudoripare și sebacee, păr, pene, unghii, smalț dentar);
s secțiunile anterioare și posterioare ale sistemului digestiv (epiteliul cavității bucale și rectului);
s branhii externe;
s glanda tiroidă;
din endoderm:
s epiteliul sistemului digestiv, respirator și genito-urinar;
s glandele digestive (ficat, pancreas);
din mezoderm:
s cartilaj și schelet osos;
s țesutul muscular (mușchii scheletici striați și netezi ai organelor interne);
s sistemul circulator și sânge;
s sistemul excretor;
s gonade;
s tot țesutul conjunctiv;
glandele suprarenale.
La diferite specii de animale, aceleași straturi germinale dau naștere acelorași organe și țesuturi. Astfel ei omolog . Omologie - dovada unitatii originii lumii animale.
Perioada postembrionară este de două tipuri:
Dezvoltare postembrionară directă- merge fără transformări, atunci când organismul născut seamănă cu un adult și diferă doar prin mărime, subdezvoltarea unui număr de organe și proporții ale corpului (păsări, mamifere, reptile, unele insecte, crustacee etc.) Dezvoltare postembrionară indirectă- procedează cu metamorfoză, adică cu transformarea în adult. Larva este adaptată la nutriția activă, mișcarea, creșterea și dezvoltarea, dar nu se poate reproduce (excepție: axolotl - larva ambistomului amfibian - cu o lipsă de hormon tiroidian nu se transformă într-un adult, dar este capabil să se reproducă în acest stadiu. ). Semnificația biologică a metamorfozei constă în faptul că larvele și adulții mănâncă alimente diferite, sunt adaptate la diferite condiții, ceea ce elimină competiția dintre ele și contribuie la supraviețuirea tinerilor.Perioada postembrionară se încheie cu îmbătrânirea și moartea.
4. Forme de reproducere a organismelor
Continuitatea generațiilor de organisme în natură se realizează prin reproducere. reproducere este capacitatea unui organism de a-și reproduce propria specie. Există două tipuri de reproducere în natură: asexuată și sexuală.
Tipuri de reproducere asexuată
reproducere asexuată- formarea unui nou organism dintr-o celulă sau un grup de celule ale organismului părinte original. În acest caz, doar un individ părinte participă la reproducere, care transferă informațiile sale ereditare copiilor. Reproducerea asexuată produce descendenți identici. Singura sursă de variabilitate sunt modificările ereditare aleatorii care pot apărea în procesul de dezvoltare individuală.
Mitoza este baza reproducerii asexuate. Există mai multe tipuri de reproducere asexuată.
Reproducerea asexuată în bacterii este interesantă (Fig. 7).
Orez. 7. Reproducerea asexuată a bacteriilor: A - schema generală de reproducere; B - schema diviziunii celulare
Molecula circulară de ADN este atașată de membrana celulară și replicată. O partiție transversală începe să se formeze în celulă din partea de atașare a moleculelor de ADN. Septul transversal se bifurcă apoi, deplasând ADN-ul ancorat în diferite părți ale celulei. Ribozomii sunt distribuiți uniform între două celule fiice, se formează o constricție, care împarte celula în două celule fiice.
Care înmugurește - Aceasta este o formă de reproducere asexuată în care un mic excrescent (muguri) este separat de individul părinte și se formează un organism fiică. Un nou organism se dezvoltă dintr-un grup de celule ale organismului original. Acest tip de reproducere asexuată este caracteristic celenteratelor (hidra) și altor animale și plante. Ciupercile unicelulare - drojdia se reproduc și prin înmugurire. Spre deosebire de diviziunea simplă, în timpul înmuguririi, celula mamă se împarte în părți inegale, înmugurind o celulă fiică constant mai mică (Fig. 8, B).
Orez. 8. Tipuri de reproducere asexuată: A - împărțirea simplă în două a euglenei verzi (longitudinale); B - înmugurirea drojdiei și hidrei; B - sporularea mușchilor; G - înmulțirea vegetativă prin frunze de begonie
Reproducerea prin spori (sporulare) este tipic pentru plantele cu spori (alge, mușchi, ferigi). Reproducerea are loc cu ajutorul celulelor speciale - spori, formate în corpul mamei (Fig. 8, C). Un spor este o celulă mică formată dintr-un nucleu și o cantitate mică de citoplasmă. Ele se formează în cantități mari în organismul matern original. Fiecare spor, germinând, dă naștere unui nou organism. Deoarece sunt microscopic mici, sunt ușor transportate de vânt, apă sau alte organisme, ceea ce contribuie la așezarea acestor plante. Ciupercile se reproduc și prin spori, cum ar fi penicillum, ciupercile cu cap.
Înmulțirea vegetativă- aceasta este reproducerea de către organe individuale, părți ale organelor sau corpului. Înmulțirea vegetativă se găsește cel mai adesea la plantele care se pot reproduce prin rădăcini, lăstari și părți de lăstari (tulpini, frunze), lăstari modificați. Metodele de înmulțire vegetativă a plantelor sunt foarte diverse. Aceasta este reproducerea prin bulbi (lalele), stoloni subterani - tuberculi (cartofi), rizomi (iarba de canapea), conuri de rădăcină (dalie), stratificații (coacăze), rădăcini de rădăcină (zmeură), frunze (begonie, violetă), stoloni supraterani - mustăți (căpșuni), etc. (Fig. 8, D).
Fragmentare- aceasta este împărțirea unui individ în două sau mai multe părți, fiecare dintre acestea putând da naștere unui nou organism. Această metodă se bazează pe regenerare- capacitatea organismelor de a reface părțile lipsă ale corpului. Este caracteristic nevertebratelor inferioare (celenterate, viermi plati, stele de mare etc.). Corpul animalului, împărțit în părți separate, completează fragmentele lipsă. De exemplu, în condiții nefavorabile, viermele planar se descompune în părți separate, fiecare dintre acestea, în condiții favorabile, poate da naștere unui nou organism.
Fragmentarea are loc și la plante, de exemplu, algele multicelulare se pot reproduce în părți ale talului.
Clonarea. O metodă artificială de reproducere, care a apărut relativ recent, la începutul anilor '60. Secolului 20 Se bazează pe obținerea unui nou organism dintr-o celulă a originalului. Deoarece nucleul celular conține întregul set de cromozomi și, prin urmare, genele, în anumite condiții poate fi forțat să se divizeze, ceea ce va duce la formarea unui nou organism. Mitoza este baza formării clonelor. Pentru clonarea plantelor, celulele țesutului educațional sunt separate și crescute pe medii nutritive speciale. Celula unei plante, divizându-se succesiv, dă naștere unui întreg organism. Această metodă este acum utilizată pe scară largă pentru a obține soiuri de plante valoroase.
Există experiență în clonarea animalelor. A fost introdus pentru prima dată de biologul englez D. Gurdon și a dat rezultate pozitive în experimentele cu broasca din America de Sud. Celulele intestinale de mormolo au fost folosite ca donator nuclear. Nucleii ouălor primitoare au fost distruși de razele ultraviolete și nucleii epiteliului intestinal au fost transplantați în aceste celule. În urma experimentului, a fost posibilă obținerea mai multor indivizi clonați de broască râioasă, complet identici între ele. În 1995, oamenii de știință britanici au reușit să obțină o clonă de oaie care arăta ca mama originală. Cu toate acestea, mieii au murit la o vârstă fragedă, înainte de a împlini vârsta de nouă luni.
În 1997, oaia Dolly a fost obținută prin clonare. Pentru a face acest lucru, nucleele celulelor glandei mamare ale unei oi dintr-o rasă (donator de nuclee) au fost prelevate și transplantate în ouă cu nuclee distruse anterior ale unei oi dintr-o altă rasă (destinatar). Oaia clonată nu diferă de donatorul de nucleu, dar era foarte diferită de primitor.
Utilizarea metodei de clonare va permite nu numai conservarea animalelor valoroase din punct de vedere economic, ci și multiplicarea lor fără limită. În prezent, se lucrează la clonarea umană, care provoacă dezbateri aprinse nu numai în rândul oamenilor de știință, ci și în rândul diferitelor grupuri ale populației. Cu toate acestea, cu ajutorul acestei metode, se presupune că se reproduce numai organe și țesuturi individuale pentru transplantul ulterioar în corpul donatorului, și nu crearea de indivizi individuali. Această metodă va rezolva problema incompatibilității țesuturilor diferitelor organisme.
Caracteristicile reproducerii sexuale
reproducere sexuală - Aceasta este formarea unui nou organism cu participarea a doi indivizi părinți. Noul organism poartă informații ereditare de la doi părinți, iar urmașii rezultati diferă genetic unul de celălalt și de la părinții lor. Acest proces este caracteristic tuturor grupelor de organisme, în cea mai simplă versiune are loc chiar și la procariote.
În timpul reproducerii sexuale, special celule sexuale - gameți tipuri masculine și feminine care sunt capabile să fuzioneze. gameti masculini - spermatozoizi, sau sperma(dacă sunt staționare). gametul feminin - ou. Gameții sunt diferiți de toate celelalte celule din organism, care sunt numite somatic(din lat. soma - corp). Întotdeauna au haploid set de cromozomi (n).
Ca rezultat al fuziunii a doi gameți, setul diploid de cromozomi este restabilit. În același timp, jumătate din cromozomi sunt paterni, iar cealaltă jumătate sunt materni. De exemplu, o persoană are 46 de cromozomi, dintre care 23 sunt de la mamă și 23 de la tată.
Reproducerea sexuală are o serie de avantaje. Ca urmare a acestui proces, are loc o schimbare a informațiilor ereditare, iar la indivizii noi se combină semnele celor doi părinți. Acest lucru duce la apariția de noi combinații de trăsături și gene. Reproducerea sexuală face organismul mai competitiv și mai adaptat la condițiile de mediu în schimbare, deoarece crește șansele de supraviețuire. În procesul de evoluție, reproducerea sexuală s-a dovedit a fi mai preferabilă și progresivă.
Întrebări pentru autocontrol
1. Ce tipuri de reproducere se găsesc în organisme? Cum se deosebesc unul de celălalt?
2. Ce tip de diviziune celulară stă la baza reproducerii asexuate?
3. Comparați reproducerea prin spori și reproducerea vegetativă la plante. Care sunt asemănările și diferențele lor?
4. Ce avantaj îi oferă unui organism reproducerea prin spori?
5. Descrieți caracteristicile fiecărui tip de reproducere asexuată.
6. Care sunt caracteristicile reproducerii sexuale? Care sunt beneficiile acestui tip de reproducere?
7. Ce celule se numesc gameți? Care este caracteristica lor?
Din cartea Creșterea câinilor de Harmar Hillery Din cartea Hidroponia pentru amatori autor Salzer Ernst X Din cartea Physiology of Reproduction and Reproductive Pathology of Dogs autor Dyulger Georgy PetroviciO metodă simplă de înmulțire prin butași La butașii înrădăcinați se pregătesc cutiile pentru răsaduri în același mod ca și pentru semănat. Este foarte de dorit ca în acest caz sertarele să fie puțin mai adânci. Apoi, în viitor, ar fi posibil să se creeze o mică rezervă
Din cartea Câinii și creșterea lor [Câinii de reproducție] de Harmar HilleryCapitolul 2. REPRODUCEREA BIOTEHNICĂ 2.1. INSEMINAREA NATURALĂ Împerecherea liberă este modalitatea naturală de reproducere a câinilor. Femelele pot avea relații sexuale mono și poligame. În împerecherea monogamă, câinii au una sau două relații sexuale zilnic cu un mascul pe zi.
Din cartea Creșterea câinilor autor Sotskaia Maria NikolaevnaOrganele de reproducere ale câinelui mascul Ceea ce sunt pe cale să acopăr aici nu este nimic nou pentru crescătorul serios de câini, cu toate acestea, o scurtă descriere a anatomiei câinelui herghean poate fi de ajutor pentru unii. Prostată Direct sub vezică
Din cartea Câine de serviciu [Ghid pentru pregătirea specialiștilor în creșterea câinilor de serviciu] autor Kruşinski Leonid ViktoroviciOrganele de reproducere ale căței Celulele sexuale feminine - ouă - sunt produse în ovare. Vaginul, uterul și trompele uterine sunt căile prin care parcurg spermatozoizii înainte de fecundarea ovulului.OvareAcest organ pereche este situat în cavitatea abdominală a femelei.
Din cartea Creșterea câinilor autor Kovalenko Elena EvghenievnaMetode de reproducere Reproducerea este cel mai important proces biologic care asigură menţinerea şi creşterea numărului unei specii, posibilitatea aşezării acesteia şi, în cele din urmă, succesul luptei pentru existenţă. În regnul animal, există o serie de metode de reproducere,
Din cartea Biologie [Un ghid complet pentru pregătirea pentru examen] autor Lerner Georgy Isaakovich7. Sistemul organelor de reproducere Reproducerea este una dintre cele mai importante funcții ale organismului și asigură continuarea genului. Pentru îndeplinirea funcțiilor asociate reproducerii, la câini se folosește aparatul de reproducere.Aparatul genital al masculului. Aparatul genital masculin este format din
Din cartea Human Nature (colecție) autor Mechnikov Ilya IliciCAPITOLUL 2 FIZIOLOGIA REPRODUCERII CÂINILOR Nașterea unui pui viu și suficient de format, în care trăsăturile viitorului animal adult sunt deja ghicite, creează impresia că un nou organism apare ca din nimic. Nașterea în sine înseamnă nașterea
Longevitatea depinde de mărime, reproducere și hrană Recent, celebrul profesor berlinez Rubner a încercat să determine cantitatea de energie consumată în timpul creșterii și de-a lungul vieții, gândindu-se să găsească în aceasta o bază pentru rezolvarea problemei
Din cartea autorului4.1. Tipuri de reproducere În procesul de evoluție a organismelor vii a avut loc evoluția metodelor de reproducere, a căror diversitate se observă la speciile vii. Toate opțiunile de reproducere pot fi împărțite în două tipuri fundamental diferite - asexuate și
O proprietate importantă a tuturor organismelor este reproducerea, care asigură menținerea vieții.
Reproducerea efectuată fără participarea celulelor germinale se numește reproducere asexuată.
reproducere asexuată
Reproducerea asexuată se caracterizează prin faptul că celulele fiice sunt complet identice cu celulele părinte în ceea ce privește conținutul informațiilor ereditare, caracteristicile morfologice, anatomice și fiziologice. Reproducerea asexuată se realizează cu ajutorul celulelor individuale (asexuate) (diverse metode de diviziune, sporulare), din care se formează celule fiice sau se dezvoltă organisme multicelulare.
Înmulțirea vegetativă este asigurată prin separarea secțiunilor multicelulare de organismul multicelular părinte (rădăcină, frunză, lăstar, tăiere, stratificare, precum și un lăstar subteran modificat - un tubercul, bulb, rizom în plante și părți ale corpului, "muguri" - La animale).
Semnificația biologică a reproducerii asexuate și vegetative este că într-o perioadă scurtă este posibilă creșterea semnificativă a populației unei specii.
reproducere sexuală
Reproducerea sexuală se caracterizează prin schimbul de informații genetice între femele și bărbați prin celule sexuale haploide speciale - gameți.
Gametogeneza este procesul de formare a gameților.
Reproducerea sexuală există la aproape toate plantele și animalele. Celule sexuale coapte foarte specializate - gameți: femelă - ouă, mascul - spermatozoizi - atunci când sunt îmbinate, formează un zigot, din care se dezvoltă un nou organism fiică. La pubertate, noul organism produce la rândul său gameți care dau naștere următorilor descendenți. Așa se realizează continuitatea generațiilor.
Gameții sunt formați din celule diploide printr-un tip special de diviziune celulară numită meioză.
Procesul de meioză constă din două diviziuni succesive - meioză și meioză.
| faze | Procesele |
|---|---|
| prima diviziune a meiozei | |
| Împerecherea cromozomilor omologi (unul dintre ei este matern, celălalt este patern). Formarea aparatului de diviziune. Setul de cromozomi n | |
|
Localizarea cromozomilor omologi de-a lungul ecuatorului, n cromozomi |
|
Separarea perechilor de cromozomi (formate din două cromatide) și mutarea lor către poli |
|
Formarea celulelor fiice Set de cromozomi n |
|
| A doua diviziune a meiozei | |
|
Celulele fiice formate în telofaza I suferă diviziune mitotică |
|
|
Centromerii se divid, cromatidele cromozomilor ambelor celule fiice diverg spre poli. Setul de cromozomi n |
|
|
Formarea a patru nuclei sau celule haploide (formarea de spori în mușchi și ferigi) |
Principala caracteristică a meiozei este reducerea numărului de cromozomi de 2 ori.
Comparând mitoza și meioza, pot fi observate următoarele asemănări și diferențe:
| Asemănări și diferențe | Mitoză | Meioză |
|---|---|---|
| similitudine |
|
|
| diferență |
O diviziune |
Două diviziuni alternative |
| Cromozomii dublați se aliniază la ecuator în timpul metafazei |
Perechi de cromozomi omologi se aliniază de-a lungul ecuatorului |
|
| Fără conjugarea cromozomilor | Cromozomi omologi conjugați | |
| Între diviziuni, moleculele de ADN (cromozomi) sunt duplicate | Între prima și a doua diviziune nu există interfaza și dublarea moleculei de ADN (cromozomi) | |
| Se formează două celule fiice | Se formează 4 celule cu un set haploid de cromozomi | |
În procesul de formare a celulelor germinale la animale, apare o scădere a numărului de cromozomi în ultima etapă a oogenezei și spermatogenezei (formarea celulelor germinale feminine și masculine).
Fuzionarea gameții formează un zigot (un ou fecundat), care poartă elementele ambilor părinți, datorită căruia variabilitatea ereditară a urmașilor crește brusc. Acesta este avantajul reproducerii sexuale față de reproducerea asexuată.
Soiuri de reproducere
Un tip de reproducere sexuală este partenogeneza (din latină "parthenos" - virgin + gr. "geneza" - naștere), în care dezvoltarea unui nou organism are loc dintr-un ou nefertilizat (la albine). Conjugare - doi indivizi se apropie și fac schimb de material ereditar (ciliați).
Copulație - fuziune într-una dintre cele două celule de dimensiuni egale (flageli coloniali etc.)
La plantele superioare, meioza apare nu în timpul formării gameților, ci într-un stadiu mai timpuriu de dezvoltare - în timpul formării sporilor (la angiosperme - în timpul formării polenului și a sacului embrionar).
Pentru angiosperme, natura procesului este fertilizarea dublă, descoperită de S. G. Navashin în 1898.
Particularitatea fertilizării la plantele cu flori, spre deosebire de animale, este că nu unul, ci doi spermatozoizi sunt implicați în ea, în legătură cu care a fost numită fertilizare dublă. Esența sa constă în faptul că un spermatozoid se contopește cu ovulul, iar al doilea cu celula diploidă centrală, din care se dezvoltă în continuare endospermul.
În natură, reproducerea este larg răspândită cu alternarea generațiilor sexuale și asexuate la plante și unele animale (celenterate). Acest tip de reproducere este descris în detaliu în prima parte a manualului.
MINISTERUL EDUCATIEI AL FEDERATIEI RUSA
Universitatea de Stat Kemerovo
Departamentul de Biologie
Departamentul de Biologie Celulară
FORME DE Reproducere asexuată
Kemerovo, 2003
Introducere.
Reproducerea este creșterea numărului de indivizi ai unei specii prin reproducere. Capacitatea de a se reproduce sau de a se auto-reproduce este una dintre proprietățile esențiale și esențiale ale organismelor vii. Reproducerea menține existența îndelungată a speciei, asigură continuitatea între părinți și descendenții acestora într-o serie de multe generații. Conduce la creșterea numărului de indivizi ai speciei și contribuie la relocarea acesteia. La plante, marea majoritate dintre care duc un stil de viață atașat, stabilirea în procesul de reproducere este singura modalitate de a ocupa un habitat mare. În majoritatea organismelor multicelulare, o parte a celulelor specializate în îndeplinirea funcției de reproducere, au apărut organe de reproducere. Ele formează celule care pot da naștere unui nou organism. Dacă un nou organism apare din celulele germinale, atunci ele vorbesc despre reproducere sexuală. Dacă formarea unui nou organism este asociată cu celule somatice, atunci această metodă de reproducere se numește asexuată.
Reproducerea asexuată se caracterizează prin faptul că un individ participă la ea. Reproducerea asexuată este absentă la viermii protocavitari, moluștele și este rar observată la phyla de artropode și rar la phyla de artropode și cordate. În unele cazuri, se formează celule specializate pentru reproducerea descendenților - spori, fiecare dintre care germinează și dă naștere unui nou organism. Sporularea are loc la protozoare (plasmodul malaric), ciuperci, alge și licheni.
forme de reproducere asexuată.
Reproducerea asexuată este larg răspândită în natură. Este cel mai frecvent la organismele unicelulare, dar este frecventă și la organismele multicelulare. Următoarele trăsături sunt caracteristice: doar un individ participă la reproducere; efectuat fără participarea celulelor germinale; mitoza este baza reproducerii; descendenții sunt identici și sunt copii genetice exacte ale părintelui. Avantajul reproducerii asexuate este creșterea rapidă a numărului. Cele mai comune tipuri de reproducere asexuată sunt următoarele:
1. Fisiune binară - diviziune mitotică, în care se formează două celule fiice echivalente (de exemplu, într-o amibă);
2. Diviziune multiplă sau schizogonie. Celula mamă se descompune într-un număr mare de celule fiice mai mult sau mai puțin identice (plasmodium malaria);
3. Sporularea. Reproducerea prin spori - celule specializate ale ciupercilor și plantelor. Dacă sporii au flagel și sunt mobili, atunci se numesc zoospori (chlamydomonas). Interesant, dacă sporii sunt formați prin mitoză, atunci au același material genetic; dacă sunt formați prin meioză, atunci au materialul genetic al unui singur organism, dar astfel de spori sunt inegali din punct de vedere genetic;
4. Înmugurire. Pe individul matern se formează o excrescență - un rinichi, din care se dezvoltă un nou individ (drojdie, hidră);
5. Fragmentare - divizarea unui individ în două sau mai multe părți, fiecare dintre acestea dezvoltându-se într-un nou individ. La plante (spirogyra) și la animale (anelide). Fragmentarea se bazează pe proprietatea de regenerare;
6. Reproducerea vegetativă. caracteristic multor grupuri de plante. În timpul înmulțirii vegetative, un nou individ se dezvoltă fie dintr-o parte a mamei, fie din structuri speciale (bulb, tubercul, etc.) special concepute pentru înmulțirea vegetativă;
7. Clonarea. Metodă artificială de reproducere asexuată. Se găsește rar în condiții naturale. Clonă - descendenți genetic identici obținuți de la un individ ca urmare a uneia sau alteia metode de reproducere asexuată.
Mitoză.
Diviziunea celulară stă la baza dezvoltării și creșterii organismelor, reproducerea lor și, de asemenea, asigură auto-reînnoirea țesuturilor de-a lungul vieții organismului și restabilirea integrității lor după deteriorare.
Cea mai răspândită formă de reproducere celulară în organismele vii este diviziunea indirectă sau mitoza (Fig. 1.) .
Mitoza se caracterizează prin transformări complexe ale nucleului celular, însoțite de formarea unor structuri specifice - cromozomi. Cromozomii sunt prezenți în mod constant în celulă, dar în perioada dintre două diviziuni - interfaza - sunt în stare despiralizată și, prin urmare, nu sunt vizibili la microscopul cu lumină. În interfază se realizează pregătirea pentru mitoză, constând în principal în dublarea (reduplicarea) ADN-ului. Totalitatea proceselor care au loc în timpul pregătirii unei celule pentru diviziune, precum și în timpul mitozei în sine, se numește ciclu mitotic. După terminarea diviziunii, celula poate intra într-o perioadă de pregătire pentru sinteza ADN-ului, notat cu simbolul G1 .
În acest moment, ARN-ul și proteinele sunt sintetizate intens în celulă, iar activitatea enzimelor implicate în sinteza ADN-ului crește. Celula procedează apoi la sintetizarea ADN-ului. Cele două elice ale vechii molecule de ADN se separă și fiecare devine un șablon pentru sinteza noilor catene de ADN. Ca rezultat, fiecare dintre cele două molecule fiice include în mod necesar un helix vechi și unul nou. Noua moleculă este absolut identică cu cea veche. Acesta este un sens biologic profund: în acest fel, în nenumărate generații de celule, se păstrează continuitatea informațiilor genetice.
Durata sintezei ADN-ului în diferite celule nu este aceeași și variază de la câteva minute în bacterii până la 6-12 ore în celulele de mamifere. După terminarea sintezei ADN - faza S a ciclului mitotic - celula nu începe imediat să se divizeze. Perioada de la sfârșitul sintezei ADN până la începutul mitozei se numește faza G2. .
În această perioadă, celula își finalizează pregătirea pentru mitoză: se acumulează ATP, se sintetizează proteinele fusului acromatin, iar centriolii se dublează.
Procesul de diviziune adecvată a celulelor mitotice constă din patru faze: profază, metafază, anafază și telofază.
În profază, volumul nucleului și al celulei în ansamblu crește, celula devine rotunjită, activitatea sa funcțională scade sau se oprește (de exemplu, mișcarea ameboidului în protozoare și în leucocitele animalelor superioare). Structurile celulare specifice (cilii etc.) dispar adesea. Centriolii diverg in perechi spre poli, cromozomii se spiraleaza si, ca urmare, se ingroasa si devin vizibili. Citirea informațiilor genetice din moleculele de ADN devine imposibilă: sinteza ARN se oprește, nucleolul dispare. Între polii celulei, firele fusului de diviziune sunt întinse - se formează un aparat care asigură divergența cromozomilor către polii celulei. Pe tot parcursul profezei, continuă spiralizarea cromozomilor, care devin groși și scurti. La sfârșitul profazei, învelișul nuclear se dezintegrează și cromozomii sunt împrăștiați aleatoriu în citoplasmă.
In metafaza, spiralizarea cromozomilor atinge maximul, iar cromozomii scurtati se reped catre ecuatorul celulei, fiind situati la o distanta egala de poli. Se formează o placă ecuatorială sau metafază. În acest stadiu al mitozei, structura cromozomilor este clar vizibilă, este ușor să le numărați și să le studiați caracteristicile individuale.
Fiecare cromozom are o regiune de constricție primară - centromerul, de care sunt atașate firul fusului și brațele în timpul mitozei. În stadiul de metafază, cromozomul este format din două cromatide conectate între ele doar în regiunea centromerului.
Toate celulele somatice ale oricărui organism conțin un număr strict definit de cromozomi. În toate organismele aparținând aceleiași specii, numărul de cromozomi din celule este același: în muștele de casă - 12, în Drosophila - 8, în porumb - 20, în căpșuni de grădină - 56, în cancerul de râu - 116, la oameni - 46, la cimpanzei, gândaci și ardei - 48. După cum se poate observa, numărul de cromozomi nu depinde de înălțimea organizației și nu indică întotdeauna o relație filogenetică. Numărul de cromozomi, prin urmare, nu servește ca trăsătură specifică speciei.Setul de trăsături ale setului de cromozomi (cariotip) - forma, mărimea și numărul de cromozomi - este caracteristic doar unui singur fel de plantă sau animal.
Numărul de cromozomi din celulele somatice este întotdeauna pereche. Acest lucru se datorează faptului că în aceste celule există doi cromozomi de aceeași formă și dimensiune: unul provine de la organismul patern, celălalt din organismul matern. Cromozomii care au aceeași formă și dimensiune și poartă aceleași gene se numesc omologi. Setul de cromozomi al unei celule somatice, în care fiecare cromozom are o pereche, se numește dublu ,
sau set diploid ,
și se notează cu 2n. Cantitatea de ADN corespunzătoare setului diploid de cromozomi este desemnată ca 2c. Doar unul din fiecare pereche de cromozomi omologi intră în celulele germinale, prin urmare setul de cromozomi de gameți se numește unic sau haploid .
Studiul detaliilor structurii cromozomilor plăcii metafazate este de mare importanță pentru diagnosticarea bolilor umane cauzate de încălcări ale structurii cromozomilor.
În anafază, vâscozitatea citoplasmei scade, centromerii se separă, iar din acest moment cromatidele devin cromozomi independenți. Fibrele fusului atașate de centromeri trag cromozomii către polii celulei, în timp ce brațele cromozomilor urmează pasiv centromerul. Astfel, in anafaza, cromatidele cromozomilor dublati inca in interfaza diverg exact spre polii celulei. În acest moment, există două seturi diploide de cromozomi (4n4c) în celulă.
În etapa finală - telofaza -
cromozomii se desfășoară, se despiralizează. Învelișul nuclear este format din structurile membranare ale citoplasmei. La animale, celula este împărțită în două mai mici prin formarea unei constricții. La plante, membrana citoplasmatică ia naștere în mijlocul celulei și se extinde la periferie, împărțind celula în jumătate. După formarea unei membrane citoplasmatice transversale, în celulele vegetale apare un perete de celuloză. Astfel, dintr-o celulă se formează două celule fiice, în care informațiile ereditare copiază exact informațiile conținute în celula mamă. Pornind de la prima diviziune mitotică a unui ou fecundat (zigot), toate celulele fiice formate ca urmare a mitozei conțin același set de cromozomi și aceleași gene. Prin urmare, mitoza este o metodă de diviziune celulară, care constă în distribuția exactă a materialului genetic între celulele fiice. Ca urmare a mitozei, ambele celule fiice primesc un set diploid de cromozomi.
Mitoza este inhibată de temperatură ridicată, doze mari de radiații ionizante și acțiunea otrăvurilor plantelor. Una dintre aceste otrăvuri, colchicina, este utilizată în citogenetică: poate fi folosită pentru a opri mitoza în stadiul plăcii metafazei, ceea ce face posibilă numărarea numărului de cromozomi și conferirea fiecăruia dintre ei o caracteristică individuală, adică să poarte. în afara cariotipului.
Tabelul de mai jos prezintă caracteristicile mitozei la plante și animale:
Schizogonie.
sporulare.
Un spor este o unitate reproductivă unicelulară, de obicei de dimensiune microscopică, constând dintr-o cantitate mică de citoplasmă și un nucleu. Formarea sporilor se observă la bacterii, protozoare, la reprezentanții tuturor grupelor de plante verzi și ai tuturor grupurilor de ciuperci. Sporii variază ca tip și funcție și adesea se formează în structuri specializate. Adesea sporii se formează în cantități mari și au o greutate neglijabilă, ceea ce facilitează răspândirea lor prin vânt, precum și de către animale, în principal insecte. Datorită dimensiunii mici a sporului, acesta conține de obicei doar rezerve minime de nutrienți; datorită faptului că mulți spori nu ajung într-un loc potrivit pentru germinare, pierderile de spori sunt foarte mari. Principalul avantaj al unor astfel de spori este posibilitatea de reproducere rapidă și răspândire a speciilor, în special a ciupercilor. Sporii bacterieni servesc, strict vorbind, nu pentru a se reproduce, ci pentru a supraviețui în condiții nefavorabile, deoarece fiecare bacterie formează doar un spor. Sporii bacterieni sunt printre cei mai rezistenți: de exemplu, ei rezistă adesea tratamentului cu dezinfectanți puternici și fierberii în apă.
Care înmugurește.
Înmugurirea este una dintre formele de reproducere asexuată, în care un nou individ este format sub forma unei excrescențe (rinichi) pe corpul individului părinte, apoi separat de acesta, transformându-se într-un organism independent, complet identic cu mamă. Înmugurirea are loc la diferite grupuri de organisme, în special la celenterate, cum ar fi hidra, și la ciupercile unicelulare, cum ar fi drojdia. La 
pe celula mamă se formează înmugurirea excrescentelor unicelulare. Ulterior, nucleul se divide prin mitoză și unul dintre nucleele formate se deplasează în rinichi. Rinichiul crește și, după ce a ajuns la o dimensiune apropiată de celula mamă, se desfășoară.
În organismele multicelulare, rinichiul se formează ca o structură multicelulară într-o zonă specială - zona înmugurire. Mai mult, în cavitățile intestinale, organismul în curs de dezvoltare se poate separa de cel matern sau rămâne asociat cu acesta toată viața (ca urmare, se formează o colonie).
O formă neobișnuită de înmugurire a fost descrisă în planta suculentă bryophyllum, un xerofit, adesea cultivat ca plantă ornamentală de apartament: plantele miniaturale se dezvoltă de-a lungul marginilor frunzelor sale, echipate cu rădăcini mici (vezi Fig.); acești „muguri” în cele din urmă cad și încep să existe ca plante independente.
Reproducere prin fragmente (fragmentare).
Fragmentarea este împărțirea unui individ în două sau mai multe părți, fiecare dintre ele crește și formează un nou individ. Fragmentarea are loc, de exemplu, în algele filamentoase, cum ar fi spirogyra.
Firul spirogyra se poate rupe în două oriunde. Fragmentarea este observată și la unele animale inferioare, care, spre deosebire de formele mai bine organizate, păstrează o capacitate semnificativă de a se regenera din celule relativ slab diferențiate. De exemplu, corpul nemerteanilor (un grup de viermi primitivi, în principal marini) este deosebit de ușor rupt în multe părți, fiecare dintre acestea putând da naștere unui nou individ ca urmare a regenerării. În acest caz, regenerarea este un proces normal și reglat; cu toate acestea, la unele animale (de exemplu, stelele de mare) recuperarea din părți separate are loc numai după fragmentarea aleatorie.
Animalele capabile de regenerare servesc drept obiecte pentru studiul experimental al acestui proces; de multe ori se folosește un vierme planarian cu viață liberă. Astfel de experimente ajută la înțelegerea procesului de diferențiere.
reproducere vegetativă.
Înmulțirea vegetativă este o formă de reproducere asexuată în care relativ 
o parte mare, de obicei diferențiată, și se dezvoltă într-o plantă independentă. În esență, reproducerea vegetativă este similară cu înmugurirea. Nu este neobișnuit ca plantele să formeze structuri special concepute pentru acest scop: bulbi, cormi, rizomi, stoloni și tuberculi. Unele dintre aceste structuri servesc și la stocarea nutrienților, permițând plantei să supraviețuiască perioadelor de condiții nefavorabile, cum ar fi frigul sau seceta. Organele de depozitare permit plantei să supraviețuiască iernii și să producă flori și fructe în anul următor (bienale) sau să supraviețuiască un număr de ani (perene). Astfel de organe, numite hibernante, includ bulbi, cormi, rizomi și tuberculi. Organele de iernare pot fi și tulpini, rădăcini sau lăstari întregi (muguri), dar în toate cazurile nutrienții conținuti în ele sunt creați în principal în procesul de fotosinteză care are loc în frunzele anului curent. Nutrienții rezultați sunt transferați în organul de stocare și apoi, de obicei, transformați într-un material de rezervă insolubil, cum ar fi amidonul. Când apar condiții nefavorabile, părțile supraterane ale plantei mor, iar organul de hibernare subteran intră într-o stare de repaus. La începutul următorului sezon de vegetație, rezervele de nutrienți sunt mobilizate cu ajutorul enzimelor: mugurii se trezesc și încep procesele de creștere și dezvoltare activă datorită nutrienților depozitați. Dacă germinează mai mult de un mugure, atunci putem presupune că a avut loc reproducerea. În unele cazuri, se formează organe speciale care servesc pentru reproducerea vegetativă. Acestea sunt părțile modificate ale tulpinii - tuberculi de cartofi, bulbi de ceapă, usturoi, bulbi din axilele cu frunze ale ierbii, puii tineri, etc. Căpșunile se înmulțesc cu „muștați” (vezi Fig.). La nodurile lăstarilor se formează rădăcini adventive, iar din mugurii axilari se formează lăstari cu frunze. În viitor, internodurile mor, iar noua plantă își pierde legătura cu părintele. În practica agriculturii, înmulțirea vegetativă a plantelor este folosită destul de larg.
Clonarea.
După cum sa menționat deja, obținerea descendenților identici prin reproducere asexuată se numește clonare. În condiții naturale, clonele apar rar. Un exemplu binecunoscut de clonare naturală care există în natură și are loc la oameni sunt gemenii identici care s-au dezvoltat din același ou (Aceștia sunt neapărat copii de același sex). Până în anii șaizeci ai secolului al XX-lea, clonele erau obținute în mod artificial exclusiv în timpul înmulțirii vegetative a organismelor vegetale, cel mai adesea pentru a păstra caracteristicile varietale și pentru a obține culturi de microorganisme utilizate în medicină. La începutul anilor șaizeci, au fost dezvoltate metode pentru a clona cu succes unele plante și animale superioare prin creșterea din celule unice. Aceste metode au apărut din încercările de a demonstra că nucleele celulelor mature care și-au încheiat dezvoltarea conțin toate informațiile necesare pentru a codifica toate caracteristicile unui organism și că specializarea celulelor se datorează pornirii și opririi anumitor gene și nu pierderea unora dintre ele. Primul succes a fost obținut de profesorul Steward de la Universitatea Cornell, care a arătat că prin creșterea celulelor individuale ale rădăcinii de morcov (partea sa comestibilă) într-un mediu care conține nutrienții și hormonii potriviți, procesele de diviziune celulară pot fi induse, ducând la formarea de noi plante de morcov.
La scurt timp după aceea, Gurdon, care lucra la Universitatea Oxford, a reușit să cloneze pentru prima dată un vertebrat. Vertebratele nu formează clone în condiții naturale; cu toate acestea, transplantând un nucleu prelevat dintr-o celulă intestinală de broaște într-un ovul al cărui nucleu propriu fusese distrus anterior prin iradierea ultravioletă, Gurdon a reușit să crească un mormoloc, iar apoi o broască, identică cu individul de la care a fost luat nucleul.
Din anii 1970, oamenii de știință au încercat să cloneze mamifere. Micuța oaie Dolly este un simbol al următoarei etape în dezvoltarea cu succes a biotehnologiei.
Astfel de experimente nu doar dovedesc că celulele diferențiate (specializate) conțin toate informațiile necesare dezvoltării întregului organism, dar ne permit, de asemenea, să ne așteptăm că astfel de metode pot fi folosite pentru a clona vertebrate în stadii superioare de dezvoltare, inclusiv oameni. Tehnica clonării promite, în primul rând, mari perspective pentru creșterea animalelor, deoarece face posibilă obținerea de la orice animal cu calități valoroase a numeroase copii identice genetic, cu aceleași trăsături. Clonarea animalelor potrivite, cum ar fi tauri de reproducție, cai de curse etc., poate fi la fel de benefică ca și clonarea plantelor, care, după cum s-a spus, se face deja. De asemenea, unul dintre posibilele domenii de aplicare a acestei tehnologii este clonarea speciilor de animale sălbatice rare și pe cale de dispariție. De fapt, au apărut posibilități tehnice reale pentru clonarea umană. Iată doar câteva dintre problemele care sunt rezolvate în acest fel:
1) Eliminarea defectelor genetice chiar și în perioada prenatală prin înlocuirea genei mutante cu una cu drepturi depline;
2) Tratamentul unor forme de infertilitate, deoarece atunci când se utilizează tehnica descrisă, nu numai o mamă biologică, ci și o mamă surogat poate avea un copil;
3) Obținerea de embrioni pentru piesele de schimb utilizate în timpul operațiunilor de transplant de organe (problema incompatibilității tisulare este eliminată instantaneu - la urma urmei, embrionul va fi crescut din celula pacientului însuși).
Cu toate acestea, aplicarea metodelor de clonare la oameni este asociată cu probleme morale grave. La prima vedere, ar putea părea că în acest fel ar fi posibil să se reproducă oameni de știință sau artiști talentați. Cu toate acestea, trebuie amintit că gradul de influență exercitat asupra dezvoltării de către mediu nu este încă complet clar și, între timp, orice celulă donată trebuie să treacă din nou prin toate etapele de dezvoltare, adică. în cazul unui om, etapele fătului, fătului, sugarului etc. Așadar, realizările ingineriei genetice din ultimii ani provoacă o reacție extrem de puternică din partea publicului, și mai ales din partea acelor cercuri care formează opinia publică (teologi, filozofi, jurnaliști). Geneticienii și medicii sunt adesea supuși atacurilor violente, deși au fost primii care au tras un semnal de alarmă când a fost descoperit pericolul experimentelor (în 1973, P. Berg de la Stanford a venit cu ideea de a transfera o genă a cancerului în E. coli, care într-adevăr ar putea crea un pericol imprevizibil). O serie de oameni de știință proeminenți continuă să se îngrijoreze cu privire la posibilele complicații asociate cu transferul interspecie de ADN. De asemenea, suportul juridic pentru majoritatea problemelor nu a fost dezvoltat deloc.
Concluzie.
Reproducerea este una dintre cele mai importante funcții ale organismelor vii. În reproducerea asexuată, descendenții provin dintr-un singur organism, fără fuziunea gameților. Meioza nu este implicată în procesul de reproducere asexuată (cu excepția organismelor vegetale cu alternanță de generații), iar descendenții sunt identici cu părintele. Descendenții identici din același părinte se numesc clonă. Organismele formate asexuat pot fi diferite genetic numai dacă apar mutații.
Literatură:
1. Yasakova N. T., Valova T. A. Biotehnologie. – M.: Academia Medicală de Stat din Novosibirsk. - 2000. - str. 13-15.
2. http://shpora-da.narod.ru/biology-russian-025-036.htm#027
3. http :// liceu 1. ssu . runnet . ro /~ dist / biologie / carte de text _1/05-06_03. html
4.http://www.examen.ru/Examine.nsf/Display?OpenAgent&Pagename=defacto.html&catdoc_id=4F74CB9E5FCD2338C3256A02003DEB74&rootid=BCD8A4FC42508700C3256A3AE605
5. http://schools.keldysh.ru/school1413/bio/mazol/razmn/index.htm
