Основные способы полового размножения и их преимущества в ходе эволюции

Основные способы полового размножения

Что такое половое размножение?

В чем суть полового размножения? Половое размножение характеризуется прогрессивным эволюционным характером, хотя ученые полагают, что оно возникло позже бесполого. Половое размножение чаще встречается среди животных организмов, хотя и среди растений этот способ реализуется.

Есть несколько путей, по котором происходит объединение генетической информации:

• конъюгация или временное соединение особей для обмена информацией. В качестве примера можно привести размножение инфузорий;
• копуляция. Она представляет собой слияние двух особей с целью оплодотворения. Этот процесс встречается среди многих одноклеточных организмов, а также многоклеточных растений и животных;
• партеногенез, под котором имеется в виду развитие нового организма из неоплодотворенного яйца после образования гамет. Таким способом размножаются трутни, тля и др.

Какие способы размножения встречаются у растений? У покрытосеменных растений присутствует особый тип полового размножения, который получил название двойного оплодотворения.

Для пыльцевых зерен, которые образуются в пыльниках цветков, характерно наличие гаплоидного набора хромосом. Ядро такого зерна делится на 2 части: вегетативную и генеративную. Когда зерно попадает на рыльце пестика, то прорастает. Из его вегетативной части происходит образование пыльцевой трубки: она спускается в столбик пестика и достигает завязи. С генеративной частью все по-другому: она снова делится и образует два спермия. Один из них сливается с яйцеклеткой, а другой — с центральной клеткой. В результате происходит образование диплоидной зиготы и триплоидного эндосперма.

Открытие двойного оплодотворения произошло 1898 году ученым С. Г. Навашиным.

С. Г. Навашин был российским и советским эмбриологом и цитологом, профессором Киевского университета (начиная с 1984 года), основателем научной школы, академиком российской Академии наук. Ученый был прекрасным ботаником, и благодаря своему увлечению растениями он смог открыть новый механизм объединения генетической информации растений — это стало прорывом в его научной области.

Половое размножение особей также связано с образованием гаметы: женские особи образуют яйцеклетки, а мужские получили название спермиев. Что касается особей с приметами обоих полов, то у них присутствует процесс воспроизведения и яйцеклеток, и сперматозоидов.

Отличительная характеристика водорослей — слияние одинаковых половых клеток. Когда сливаются гаплоидные гаметы, то происходит оплодотворение и образование диплоидной зиготы. После этого зигота развивается в новую особь.

Суть полового размножения заключается в смешении двух различных геномов и образование новых генетических комбинаций. В потомстве отмечается проявление различных новых признаков, существенно повышающих способности вида к адаптации в меняющейся среде.

В поле зрения селекционеров — развитие различных признаков организма, на основании чего они могут отбирать особей, которые по завершении полового размножения приобретают способность лучше приспосабливаться к условиям окружающей среды.

В некоторых случаях с целью увеличить эффективность полового размножения используется техника искусственного оплодотворения: она помогает преодолеть остановку фертильности женских особей.

Есть несколько видов полового размножения:

• гаметогамия. Эта форма полового размножения протекает с образованием гамет. Здесь же есть деление на изогамию (слияние одинаковых гамет), анизогамию (слияние различных гамет) и оогамия;
• гермафродитизм или образование мужских или женских гамет. Эта тенденция характерна для почти всех высших растений, некоторых кишечнополостных, плоских, а также некоторых кольчатых червей, моллюсков. Есть гермафродиты вроде бычьего цепня, оплодотворение которых перекрестное. То же самое наблюдается и у свиного цепня;
• гаметангиогамия. Под ней имеют в виду слияние половых органов — гаметангиев. Пример такого вида полового размножения — аксомицеты и другие виды грибов;
• слияние соматических клеток. Не все относят этот тип полового размножения к половому. Встречается у подберезовиков;
• конъюгация или образование мостиков между двух особей, по которому содержимое одной клетки перетекает в другую.

У инфузорий процесс конъюгации довольно специфичен. Вначале две инфузории сближаются, после происходит разрушение макронуклеоса и деление его при помощи мейоза. 3 из 4 ядер разрушаются, а одно делится митотически. Затем происходит обмен ядрами: в каждой инфузории свое ядро сливается с чужим и получается диплоидное ядро. Позже оно делится, образуя микронуклеус и будущий макронуклеус.

Оогамия представляет собой тип образования гамет, в результате которого образуется одна неподвижная яйцеклетка.

Также стоит отметить процесс девственного размножения. Есть 2 его разновидности:

1. Партеногенез. В этом случае особь развивается из неоплодотворенной яйцеклетки. Такой вариант встречается среди дафний, трутней и пчел.
2. Андрогенез. Особь развивается из оплодотворенной яйцеклетки: в ней присутствует только ядро сперматозоида (ядро яйцеклетки ранее разрушается). Этот вариант размножения встречается у табака, кукурузы и шелкопряда.

Преимущества полового размножения в ходе эволюции

Основными эволюционными преимуществами полового размножения являются:

• Возникновение большой степени генетического разнообразия, которого нельзя достичь бесполым путем;
• Увеличение адаптивного потенциала особей, появившихся в результате полового размножения;
• Половое размножение учитывается в эволюционном плане, поскольку способствует интенсификации процесса видообразования.