 |
|
Нестатеве розмноження
Нестатеве розмноження, або агамогенез — форма розмноження, при якій організм відтворює себе самостійно, без участі іншої особини. Слід відрізняти безстатеве розмноження від одностатевого розмноження (партеногенезу), який є особливою формою статевого розмноження.
Поділвластивий перш за все одноклітинним організмам. Як правило, він здійснюється шляхом простого поділу клітини надвоє. У деяких найпростіших (наприклад, форамініфер) відбувається поділ на більше число клітин. У всіх випадках клітини, що утворюються, повністю ідентичні материнській клітині. Гранична простота цього способу розмноження, пов'язана з відносною простотою організації одноклітинних організмів, дозволяє розмножуватися дуже швидко. Так, в сприятливих умовах кількість бактерій може подвоюватися кожні 30-60 хвилин. Організм, що розмножується безстатевим шляхом, здатний нескінченно відтворювати себе, поки не відбудеться спонтанна зміна генетичного матеріалу — мутація. Якщо ця мутація сприятлива, вона збережеться в потомстві мутантної клітини, яке буде новим клітинним клоном.
Розмноження спорами
Нерідко безстатевому розмноженню бактерій передує утворення спор. Бактеріальні спори — це клітини з багаторазово пониженим метаболізмом, що знаходяться в спокої, оточені багатошаровою оболонкою, стійкі до висихання і інших несприятливих умов, що викликають загибель звичайних клітин. Спороутворення служить як для переживання таких умов, так і для розселення бактерій: потрапивши у відповідне середовище, спора проростає, перетворюючись на вегетативну (що ділиться) клітину.
Безстатеве розмноження за допомогою одноклітинних спор властиве також різним грибам і водоростям. Спори в цьому випадку утворюються шляхом мітозу (мітоспори), причому іноді (особливо у грибів) у величезних кількостях; при проростанні вони відтворюють материнський організм. Деякі гриби, наприклад, злісний шкідник рослин, фітофтора, утворюють рухомі, забезпечені джгутиками спори, звані зооспорами або блукачами. Поплававши в крапельках вологи якийсь час, такий блукач «заспокоюється», втрачає джгутики, вкривається щільною оболонкою і потім, в сприятливих умовах, проростає. Крім мітоспор, у багатьох з вказаних організмів, а також у всіх вищих рослин формуються спори і іншого роду, а саме мейоспори, що утворюються шляхом мейозу. Вони містять гаплоїдний набір хромосом і дають початок поколінню, що зазвичай не схоже на материнське і розмножується статевим шляхом. Таким чином, утворення мейоспор пов'язане з чергуванням поколінь — безстатевого, що дає спори (спорофіту) і статевого(гаметофіту).
Вегетативне розмноження
Інший варіант безстатевого розмноження здійснюється шляхом відділення від організму його частини, що складаються з більшого або меншого числа клітин. З них розвивається дорослий організм. Прикладом може служити брунькування у губок і кишковопорожнинних або розмноження вищих рослин пагонами, цибулинами або бульбами. Така форма безстатевого розмноження зазвичай називається вегетативним розмноженням. В його основі лежить процес регенерації.
Вегетативне розмноження відіграє важливу роль в практиці рослинництва. Так, може трапитися, що висіяна рослина (наприклад, яблуня) володіє якоюсь вдалою комбінацією ознак. У насіння даної рослини ця вдала комбінація майже напевно буде порушена, оскільки насіння утворюється в результаті статевого розмноження, а воно пов'язане з рекомбінацією генів. Тому при розведенні яблунь зазвичай використовують вегетативне розмноження — відводками, живцями або щепленнями бруньок на інші дерева.
Безстатеве розмноження, що відтворює ідентичні початковому організму особини, не сприяє появі організмів з новими варіаціями ознак, а тим самим обмежує можливість пристосування видів до нових для них умов середовища. Засобом подолання цієї обмеженості став перехід до статевого розмноження.
Вернуться к графической версии учебника...
Вид. Критерии вида
Понятие вида. Основной, элементарной и реально существующей единицей органического мира, или иначе — универсальной формой существования жизни, является вид (от лат. species — взгляд, образ). Вид — исторически сложившаяся совокупность популяций, особи которых обладают наследственным сходством морфологических, физиологических и биохимических особенностей, могут свободно скрещиваться и давать плодовитое потомство, приспособлены к определенным условиям жизни и занимают определенную область — ареал.
Особи, принадлежащие к одному виду, не скрещиваются с особями другого вида, характеризуются генетической общностью, единством происхождения. Вид существует во времени: он возникает, распространяется (в период расцвета), может сохраняться неопределенно долгое время в устойчивом, почти неизменном состоянии (реликтовые виды) или непрерывно изменяться. Одни виды со временем исчезают, не оставляя новых ветвей. Другие дают начало новым видам.
Вид как таксономическая категория. Вид — основная категория биологической классификации. Понятие «вид» впервые было введено в конце
17 в. английским ботаником Джоном Реем (1627—1709), отметившим, что разные виды отличаются по внешнему и внутреннему строению и не скрещиваются между собой.
Большой вклад в дальнейшую разработку понятия «вид» внес шведский ученый Карл Линней (1707—1778). Согласно его представлениям, виды — объективно существующие в природе образования, и между разными видами в большей или меньшей степени имеются различия (рис. 1.1). Так, например, явно различаются между собой по внешним признакам медведь и волк, в то время как волк, шакал, гиена, лисица внешне более сходны, так как принадлежат к одному семейству — волчьих. Еще в большей степени сходна внешность у видов одного рода. Вот почему вид начали рассматривать как основную классификационную единицу. Это имело огромное значение для развития систематики.
Таким образом, с именем Линнея связано начало описания и классификации живых организмов. Эта работа продолжается и в настоящее время.
Критерии вида. Признаки, по которым один вид можно отличить от другого, называют критериями вида.
В основе морфологического критерия лежит сходство внешнего и внутреннего строения между особями одного вида. Этот критерий — самый удобный и поэтому широко используется в систематике.
Однако особи в пределах вида иногда так сильно различаются, что только по морфологическому критерию не всегда удается определить, к какому виду они относятся. Вместе с тем существуют виды морфологически сходные, но особи этих видов не скрещиваются между собой. Это — виды-двойники, которые исследователи открывают во многих систематических группах. Так, под названием «крыса черная» различают два вида-двойника, имеющих в кариотипах по 38 и 42 хромосомы. Установлено также, что под названием «малярийный комар» существует до 15 внешне неразличимых видов, ранее считавшихся одним видом. Около 5% всех видов насекомых, птиц, рыб, земноводных, червей составляют виды-двойники.
В основу физиологического критерия положено сходство всех процессов жизнедеятельности у особей одного вида, прежде всего сходство размножения. Особи разных видов, как правило, не скрещиваются, или потомство их бесплодно. Например, у многих видов мухи дрозофилы сперма особей чужого вида вызывает иммунную реакцию, что приводит к гибели сперматозоидов в половых путях самки. В то же время в природе есть виды, особи которых скрещиваются и дают плодовитое потомство (некоторые виды канареек, зябликов, тополей, ив).
Географический критерий основан на том, что каждый вид занимает определенную территорию или акваторию, называемую ареалом. Он может быть большим или меньшим, прерывистым или сплошным (рис. 1.2). Однако огромное число видов имеет накладывающиеся или перекрывающиеся ареалы. Кроме того, существуют виды, не имеющие четких границ распространения, а также виды-космополиты, обитающие на огромных пространствах суши всех континентов или океана (например, растения — пастушья сумка, одуванчик лекарственный, виды рдестов, ряски, тростника, животные-синантропы — постельный клоп, рыжий таракан, комнатная муха). Поэтому географический критерий, как и другие, не является абсолютным.
Экологический критерий основан на том, что каждый вид может существовать только в определенных условиях, выполняя свойственные ему
функции в определенном биогеоценозе. Так, например, лютик едкий произрастает на пойменных лугах, лютик ползучий — по берегам рек и канав, лютик жгучий — на заболоченных местах. Существуют, однако, виды, которые не имеют строгой экологической приуроченности. К ним относятся многие сорные растения, а также виды, находящиеся под опекой человека: комнатные и культурные растения, домашние животные.
Генетический (цитоморфологический) критерий основан на различии видов по кариотипам, т.е. числу, форме и размерам хромосом. Для подавляющего большинства видов характерен строго определенный кариотип. Однако и этот критерий не является универсальным. Во-первых, у многих видов число хромосом одинаково и форма их сходна. Например, некоторые виды семейства бобовых имеют 22 хромосомы (2п = 22). Во-вторых, в пределах одного и того же вида могут встречаться особи с разным числом хромосом, что является результатом геномных мутаций (поли- или анеу-плоидия). Например, ива козья может иметь диплоидное (38) или тетра-плоидное (76) число хромосом.
Биохимический критерий позволяет различать виды по составу и структуре определенных белков, нуклеиновых кислот и др. Особи одного вида имеют сходную структуру ДНК, что обусловливает синтез одинаковых белков, отличающихся от белков другого вида. Вместе с тем у некоторых бактерий, грибов, высших растений состав ДНК оказался очень близким. Следовательно, есть виды-двойники и по биохимическим признакам.
Таким образом, только учет всех или большинства критериев позволяет отличить особей одного вида от другого.
Основной формой существования жизни и единицей классификации живых организмов является вид. Для выделения вида используется совокупность критериев: морфологический, физиологический, географический, экологический, генетический, биохимический. Вид является результатом длительной эволюции органического мира. Будучи генетически закрытой системой, он, тем не менее, исторически развивается и изменяется.