Размножение живых организмов

У некоторых организмов встречают Партеногенез – это единственная форма полового размножения, когда зародыш развивается из одной половой клетки - яйцеклетки - без оплодотворения. Он бывает и у растений и у животных. Например, у насекомых, некоторых червей  и ракообразных.

Оплодотворение – это процесс слияния половых клеток. В ходе оплодотворения набор хромосом восстанавливается, образуется зигота – оплодотворенная яйцеклетка – несет хромосомы обоих родителей. Оплодотворение делится на наружное  и внутреннее.

При наружном оплодотворении, когда яйцеклетка и сперматозоиды выделяются из организма в воду. Это оплодотворение характерно для водных животных. В этом случае встреча гамет считается делом случая. Очень много гамет просто  погибает. В этом случае многие рыбы вынуждены выметывать  огромные количества икры. Пример – у окуня 200 – 300 тыс. икринок, у трески до 10 млн.

При внутреннем оплодотворении слияние сперматозоида и яйцеклетки  происходит внутри тела самки. Это требует согласованных действий самца и самки и наличия у них специальных приспособлений для проникновения сперматозоидов в тело самки. До яйцеклетки доходит один сперматозоид. Половые органы позвоночных животных представлены у самцов семенниками, а у самок яичниками. У некоторых организмов в оплодотворении участвует несколько сперматозоидов. 

Размножение у растений.

Как и большинство  животных, растения  размножаются половым  путем. Обычно мужские и женские  клетки растения растут рядом, поэтому с водой – это может быть роса или дождевая вода -  сперматозоиды легко попадают на женские растения,  а затем и к яйцеклеткам. Здесь они сливаются, происходит оплодотворение, образуется коробочка, а в ней споры. Коробочки выносятся над растениями с помощью длинной ножки. В сухую погоду, когда споры созревают, коробочка освобождается от крышечки, и споры рассеиваются ветром. Попав на влажную землю, они прорастают, образуя тонкую зеленую нить с почками, из которых развиваются побеги. У папоротников, мхов происходит чередование полового и бесполого размножения. У цветковых или покрытосеменных растений цветок – это орган полового размножения, а тычинки и пестик – важнейшие его части. Для того чтобы из цветка развился плод с семенами, должны произойти опыления, а затем оплодотворение. У цветковых растений мужские половые клетки – спермии, развиваются в пыльцевых зернах, а яйцеклетки – в зародышевом мешке, который находится в семязачатке внутри завязи.

Сначала пыльцевое зерно  с помощью ветра  или насекомых  попадает на рыльце пестика, т.е.  происходит опыление. Затем пыльцевое  зерно прорастает, образуя, пыльцевую трубку, которая растет, продвигаясь по столбику к завязи. В пыльцевой трубке находятся два спермия.

Пыльцевая  трубка дорастает  до семязачатка и  через пыльцевход проникает внутрь зародышевого мешка. Он состоит из нескольких клеток. Та, что расположена ближе к пыльцевходу – яйцеклетка. Один из спермиев сливается с яйцеклеткой, образуя зиготу, а второй – с центральной клеткой, находящейся в центре зародышевого мешка. Таким образом, у цветковых растений происходит два слияния, поэтому оплодотворение называется – ДВОЙНЫМ. В дальнейшем из зиготы развивается зародыш растения, а центральная клетка, многократно делясь, образует эндосперм, в котором накапливаются питательные вещества. Покровы семязачатков превращаются в семенную кожуру, а стенки завязи становятся стенками плода. Например, число семязачатков в завязях разных растений различно. У злаков сливы, вишни, абрикоса, их обычно содержится по одному, а в завязи хлопчатника – несколько десятков, мака – несколько тысяч. 
 

Опыление. Опылением называют процесс переноса пыльцы с тычинок на рыльце пестика. Различают самоопыление и перекрестное опыление. Самоопыление может происходить в пределах одного цветка или в пределах одной особи. Это единственный способ опыления у растений, образующих нераскрывающиеся цветки. Перекрестное опыление заключается в переносе пыльцы с цветка одного растения на рыльце пестика цветка другого растения. Этот тип опыления свойствен большинству покрытосеменных. При перекрестном опылении пыльца может переноситься ветром, насекомыми, птицами. В процессе естественного отбора возникли различные приспособления, облегчающие опыление. У растений, опыляющихся насекомыми, цветки яркие, хорошо заметные, с резким запахом. Насекомых привлекают пыльца и нектар, которые служат источником пищи для опылителей. Перелетая с цветка на цветок, насекомые оставляют часть пыльцы на поверхности рыльца. Растения, опыляемые ветром, обычно имеют невзрачные цветки, лишенные запаха, околоцветник у них плохо развит или его совсем нет. Сухая пыльца легко рассеивается в воздухе и обычно переносится на расстояния в десятки или сотни метров. Большинство ветроопыляемых растений образуют более или менее густые заросли, что облегчает опыление (орешник, береза, крапива). Ветроопыляемых растений сравнительно немного, они произошли от насекомоопыляемых видов. Опыление с помощью ветра возникло как приспособление к обитанию в суровых условиях – в областях широких широт, на высокогорье, в пустынях, где надежность переноса пыльцы насекомыми невелика.

Перекрестное  опыление биологически более полноценно, чем самоопыление т.к. повышает уровень комбинативной генотипической изменчивости и обеспечивает разнообразие генотипов. Напротив, самоопыление ведет к гомозиготности организмов по большинству генов и суживает приспособительные возможности вида. В процессе эволюции у растений выработались способы предотвращения самоопыления. К ним, прежде всего, относится однополость (например, у конопли, тополя и осины), при которой возможно только перекрестное опыление. У обоеполых растений пыльца и рыльца пестиков могут созревать неодновременно, что исключает самоопыление. Широко распространена также самонесовместимость, когда при самоопылении пыльца не прорастает на рыльце или же рост пыльцевых трубок быстро прекращается. Однако самоопыление является резервным способом опыления в тех случаях, когда перекрестное опыление не осуществилось. Это часто наблюдается у однолетних растений, подверженных сильным колебаниям численности в разные годы. Самоопыление позволяет каждой такой популяции легче и быстрее восстановиться после резкого уменьшения числа особей.

Литература: 

1. Биология 9 С.Г Мамонтов. << Дрофа >> 2000 г.
2. Биология 6 Н.И. Сонин. << Дрофа >> 2001 г.
3. Высшая школа. С.Г. Мамонтов, В. Б. Захаров. << Москва >> 1991 г.
4. Большая настольная энциклопедия. << Дрофа >>  2004 г.