У животных различают внешнее и внутреннее оплодотворения. При внешнем оплодотворении женские и мужские половые клетки выводятся наружу, где и происходит процесс их слияния, как, например, у кольчатых червей, двустворчатых моллюсков, бесчерепных, большинства рыб и многих земноводных. Несмотря на то, что оно не требует сближения размножающихся особей, у подвижных животных возможно не только их сближение, но и скопление, как при нересте рыб.

Внутреннее оплодотворение связано с введением мужских половых продуктов в половые пути самки, и наружу выводится уже оплодотворенная яйцеклетка. Она зачастую имеет плотные оболочки, препятствующие ее повреждению и проникновению следующих сперматозоидов. Внутреннее оплодотворение характерно для подавляющего большинства наземных животных, например, для плоских и круглых червей, многих членистоногих и брюхоногих моллюсков, пресмыкающихся, птиц и млекопитающих, а также для ряда земноводных. Оно встречается и у некоторых водных животных, в том числе у головоногих моллюсков и хрящевых рыб.


Существует и промежуточный тип оплодотворения — наружно-внутренний, при котором самка захватывает половые продукты, специально оставленные самцом на каком-либо субстрате, как это происходит у некоторых членистоногих и хвостатых земноводных. Наружно-внутреннее оплодотворение может рассматриваться как переходное от внешнего к внутреннему.

Как внешнее, так и внутреннее оплодотворения имеют свои преимущества и недостатки. Так, при внешнем оплодотворении половые клетки выделяются в воду или воздух, вследствие чего подавляющее большинство их гибнет. Однако эта разновидность оплодотворения обеспечивает существование полового размножения у таких прикрепленных и малоподвижных животных, как двустворчатые моллюски и бесчерепные. При внутреннем оплодотворении потери гамет, безусловно, гораздо меньше, однако при этом вещество и энергия затрачиваются на поиск партнера, а появившиеся на свет потомки зачастую слишком малы и слабы и требуют длительной опеки родителей.

Онтогенез и присущие ему закономерности. Эмбриональное и постэмбриональное развитие организмов. Причины нарушения развития организмов

Онтогенез и присущие ему закономерности

Онтогенез (от греч. онтос — сущее и генезис — возникновение, происхождение) — это процесс индивидуального развития организма от зарождения до смерти. Данный термин был введен в 1866 году немецким ученым Э. Геккелем (1834–1919).


Зарождением организма считается возникновение зиготы в результате оплодотворения яйцеклетки сперматозоидом, хотя при партеногенезе зигота как таковая не образуется. В процессе онтогенеза происходят рост, дифференцировка и интеграция частей развивающегося организма. Дифференцировкой (от лат. дифферентио — различие) называют процесс возникновения различий между однородными тканями и органами, их изменения в ходе развития особи, приводящие к формированию специализированных тканей и органов.

Закономерности онтогенеза являются предметом изучения эмбриологии (от греч. эмбрион — зародыш и логос — слово, наука). Значительный вклад в ее развитие внесли русские ученые К. Бэр (1792–1876), обнаруживший яйцеклетку млекопитающих и положивший эмбриологические доказательства в основу классификации позвоночных животных, А. О. Ковалевский (1849–1901) и И. И. Мечников (1845–1916) — основоположники теории зародышевых листков и сравнительной эмбриологии, а также А. Н. Северцов (1866–1936), который выдвинул теорию возникновения новых признаков на любом этапе онтогенеза.

Индивидуальное развитие характерно только для многоклеточных организмов, поскольку у одноклеточных рост и развитие заканчиваются на уровне единственной клетки, а дифференцировка и вовсе отсутствует. Ход онтогенеза определяется генетическими программами, закрепившимися в процессе эволюции, то есть онтогенез является кратким повторением исторического развития данного вида, или филогенеза.


Несмотря на неизбежное переключение отдельных групп генов в ходе индивидуального развития, все изменения в организме происходят постепенно и не нарушают его целостности, однако события каждой предыдущей стадии оказывают значительное влияние на протекание последующих стадий развития. Так, любые сбои в процессе развития способны привести к прерыванию процесса онтогенеза на любой из стадий, как это достаточно часто происходит с зародышами (так называемые выкидыши).

Таким образом, для процесса онтогенеза характерно единство пространства и времени действия, поскольку он неразрывно связан с телом особи и протекает однонаправленно.

Источник: studopedia.net

У животных различают наружное (внешнее) и внутреннее оплодотворение. Наружное оплодотворение:

1) происходит во внешней среде;

2) характерно для водных животных (кишечнополостные, рыбы, земноводные);

3) количество гамет велико, т.к. вероятность оплодотворения мала.

Внутреннее оплодотворение:

1) происходит в организме самки, что делает процесс размножения не зависимым от воды;

iv>

2) характерно для настоящих наземных животных (насекомые, пауки, пресмыкающиеся, птицы, млекопитающие);

3) вероятность оплодотворения выше, поэтому количество яйцеклеток в целом меньше.

 

 

Элементы содержания, проверяемые на ЕГЭ:

3.3 Онтогенез и присущие ему закономерности. Эмбриональное и постэмбриональное развитие организмов. Причины нарушения развития организмов.

 

Онтогенез – индивидуальное развитие особи, начиная с момента оплодотворения и заканчивая гибелью. В онтогенезе выделяют два этапа: эмбриональный (зародышевый) – до момента рождения или выхода из яйцевых оболочек, и постэмбриональный.

Основной закономерностью, связывающей онтогенез с филогенезом (эволюцией вида), является биогенетический закон (закон Геккеля-Мюллера): онтогенез – краткое и ускоренное повторение филогенеза, т.е. в ходе индивидуального развития особь в ускоренном темпе повторяет всю историю эволюции своего вида.

Например:

· развитие мха начинается с прорастания споры в тонкую нить, что наталкивает на мысль о происхождении мхов от водорослей;

· заросток папоротника прикрепляется к почве ризоидами, что также указывает на его происхождение от водорослей;

· у человека на ранних стадиях развития имеется хорда, закладываются жаберные карманы и хвостовой отдел позвоночника;

· бабочки в ходе онтогенеза проходят стадию гусеницы, очень напоминающей кольчатого червя;

· головастик лягушки имеет двухкамерное сердце, один круг кровообращения, жабры и боковую линию, очень напоминая рыбку.

 

Внешнее оплодотворение свойственно Внешнее оплодотворение свойственно Стадии эмбрионального развития хордовых. Взаимосвязь онтогенеза и филогенеза.


Стадия онтогенеза Стадия филогенеза (историческое развитие групп организмов) Рисунок
Развитие организма начинается с одной клетки –зиготы (оплодотворенная яйцеклетка). Одноклеточные организмы  
Стадия дробления. Зигота многократно делится. Интерфазы между делениями короткие, поэтому клетки почти не растут. На этой стадии происходит только увеличение количества клеток. Заканчивается дробление образованием бластулы. Зародыш на стадии бластулы представляет собой полый шарик, стенки которого образованы одним слоем клеток (бластодерма). Колониальные или примитивные многоклеточные организмы, состоящие из небольшого числа недифференцированных клеток (вольвокс). Внешнее оплодотворение свойственно
Далее формируется гаструла – двухслойный зародыш. Наружный слой клеток гаструлы называется эктодермой, внутренний – энтодермой. Вход в гаструлу (бластоцель).   На этой стадии строение зародыша очень похоже на строение кишечнополостных, одних из древнейших обитателей морских вод (пресноводная гидра).
>
Внешнее оплодотворение свойственно
На следующей стадии происходит формирование комплекса осевых органов: нервной трубки, хорды и кишечной трубки. Зародыш со сформированным комплексом называется нейрулой. Примерно в это же время образуется мезодерма – третий зародышевый листок (первые два – эктодерма и энтодерма). Низшие хордовые (ланцетник). Внешнее оплодотворение свойственно Внешнее оплодотворение свойственно
  Дальнейшее развитие приводит к формированию органов и тканей (органогенез), и чем позже стадия эмбрионального развития, тем больше зародыш напоминает тот вид, к которому принадлежит данная особь. Из каждого зародышевого листка формируются определенные ткани и органы. Важно для запоминания !!! · Эктодерма → нервная система, органы чувств, эпителий кожи. · Энтодерма → слизистая оболочка кишечника, печень, поджелудочная железа, легкие. · Мезодерма → кровеносная и половая системы, почки, соединительная и мышечная ткань.

 

На развитие зародыша оказывает влияние:

1) генетическая информация;

2) условия внешней среды (температура, влажность, химические соединения, алкоголь, никотин);

3) взаимное влияние частей зародыша друг на друга.

 

 

Источник: studopedia.info

Что такое половое размножение


Размножение является одним из свойств всех живых организмов. Этот процесс обеспечивает преемственность поколений. Половое размножение создает новые комбинации генетического материала, а значит и признаки организмов. Именно этот процесс лежит в основе наследственности и изменчивости.

Половым называют размножение, в ходе которого принимают участие гаметы. Это специализированные клетки, содержащие гаплоидный хромосомный набор. В природе его способны осуществлять как растения, так и животные.

Строение гамет

Процесс слияния гамет — это оплодотворение. Внутреннее или внешнее оплодотворение осуществляется только половыми клетками. Различают мужские и женские гаметы — сперматозоиды и яйцеклетки. Они имеют существенные отличия в строении. Так, женские половые клетки не способны к движению и содержат достаточный запас питательных веществ. Это связано с тем, что именно на основе женских гамет происходит развитие будущего организма. Мужские половые клетки растений также не способны к движению, поэтому процессу оплодотворения у этих организмов предшествует опыление.

Гаметы — это структуры, которые имеют одинарный, или гаплоидный, набор хромосом. И такое строение совсем не случайно. Дело в том, что взрослый организм должен обладать двойным (диплоидным) хромосомным набором. Это возможно только при слиянии гаплоидных гамет.

Наружное и внутреннее оплодотворение


Оплодотворением называют соединение генетического материала половых клеток. В зависимости от места, в котором протекает данный процесс, различают несколько его видов. Наружное оплодотворение протекает вне организма самки. В природе оно встречается у земноводных и рыб. Внутреннее оплодотворение характерно для типично наземных животных: пресмыкающихся, птиц, млекопитающих.

Особенности наружного оплодотворения

Наружное, или внешнее, оплодотворение начинается с выведения половых клеток наружу. Поэтому сближение организмов при этом совсем необязательно. Несмотря на это, в природе часто встречается скопление размножающихся особей. К примеру, рыб или лягушек при нересте.

Наружное оплодотворение, внутреннее или его промежуточный тип начинаются с процесса осеменения. Его суть заключается в сближении половых клеток. Ученые установили, что при наружном оплодотворении практически мгновенно после соприкосновения клеток наступают изменения в электрических импульсах оболочек яйцеклетки. А через 7 секунд содержимое гамет уже соединяется, в результате чего образуется зигота. Она многократно делится и постепенно формируется многоклеточный зародыш.

Самки животных, для которых характерно наружное оплодотворение, одновременно выделяют в воду большое количество яйцеклеток. К примеру, рыбы мечут сразу несколько тысяч икринок. Только малая их часть будет оплодотворена и превратится в мальков. Остальные станут добычей водных животных.

В чем преимущество внутреннего оплодотворения


Внутреннее оплодотворение животных происходит в половых протоках самки. Там и располагается неподвижная яйцеклетка. Сперматозоид приближается к ней в результате полового акта. Уже установлено, что в большинстве случаев в яйцеклетку проникает только ядерное вещество мужской гаметы. Ее цитоплазма практически не участвует в процессе формирования нового организма.

Главным преимуществом внутреннего оплодотворения является то, что зародыш относительно не зависит от неблагоприятных условий окружающей среды. Его развитие определенное время происходит внутри материнского организма. Он и обеспечивает зародыш всем необходимым: теплом, влагой, кислородом, питательными веществами. Кроме того, при оплодотворении внутри организма вероятность слияния гамет значительно повышается, что обусловливает стабильность процесса размножения у таких особей. По этим причинам количество женских гамет, способных к оплодотворению, гораздо меньше по сравнению с животными, которые выделяют их в окружающую среду.

Конкретную яйцеклетку оплодотворяет один сперматозоид. Но почему же у многих организмов на свет появляется сразу несколько особей, а то и десятков? Это возможно двумя путями. В первом случае к оплодотворению выходят сразу несколько яйцеклеток, каждая из которых соединяется с отдельной мужской гаметой. У человека в этом случае рождаются разнояйцевые близнецы. Они могут быть как одного, так и разного пола, а похожи друг на друга не больше, чем родные братья и сестры. Однояйцевые близнецы появляются в результате деления зиготы на несколько частей. В этом случае у человека рождаются дети одного пола, похожие друг на друга как две капли воды.

Половое размножение растений


У цветковых растений также происходит оплодотворение — внутреннее. Представители данной систематической единицы имеют ряд особенностей, проявляющихся в ходе полового процесса. Его осуществляет генеративный орган — цветок. Процессу слияния гамет предшествует опыление. Его суть заключается в переносе мужских половых клеток на рыльце пестика с помощью ветра, насекомых, воды или человека.

Двойное оплодотворение

Далее два спермия вместе с прорастающей зародышевой трубкой опускаются в нижнюю расширенную часть пестика — завязь. Здесь и происходит слияние одного спермия с женской гаметой, а другого — с центральной зародышевой клеткой. Поэтому такое оплодотворение называется двойным. В результате образуется зародыш, окруженный запасным питательным веществом эндоспермом и оболочкой. Другими словами, семя.

Такой процесс обеспечил современным цветковым растениям господствующее положение на планете. Яйцеклетка и зародыш надежно защищены стенками завязи, а семя содержит необходимый запас питательных веществ и воды, необходимых для роста и развития взрослого растения.

Тип оплодотворения и среда обитания животных

Несложно проследить зависимость среды обитания организмов и типа их оплодотворения. Так, слияние гамет во внешней среде происходит в воде, где и первоначально развивается зародыш организмов с наружным оплодотворением. Причем этот процесс возможен только в нейтральной или щелочной среде, а в кислой становится невозможным.

Появление внутреннего оплодотворения в процессе эволюции связано с выходом хордовых животных на сушу. Жизнь представителей этого типа вне воды стала возможна именно благодаря этому признаку. Внутреннее оплодотворение у пресмыкающихся происходит внутри тела самки, где первоначально и развивается зародыш. Он находится в яйце, которое содержит богатый запас веществ и у большинства покрыто плотными оболочками. Увеличение количества желтка компенсирует отсутствие личиночной стадии в онтогенезе пресмыкающихся. А появление плотных оболочек делает возможным развитие яйца на суше и надежно защищает от высыхания и механических повреждений.

Онтогенез многоклеточных животных

Зигота, которая образуется в результате оплодотворения, начинает многократно делиться. Через определенное время она уже состоит из ряда клеток — бластомеров. Далее начинается стадия гаструлы, которая характеризуется закладкой зародышевых листков. Продолжается процесс развития зародыша формированием органов и их систем.

Индивидуальное развитие многоклеточных животных включает эмбриональный и послезародышевый периоды. У организмов с внутренним оплодотворением первый из них происходит в материнском организме или внутри яйца. Это обеспечивает более высокий уровень развития животных, а также их способность к самостоятельной жизни после рождения. С момента появления на свет начинается постэмбриональный период. Оплодотворение, внутреннее или внешнее, определяет будущий тип развития организмов. В первом случае он происходит без стадии личинки. При этом новорожденная особь незначительно отличается от половозрелой. Такой тип развития называется прямым. А вот рыбы и земноводные проходят стадию личинки, в ходе которой дополнительно развиваются, достигая уровня организации взрослых представителей.

Итак, внутреннее оплодотворение — это процесс слияния половых клеток внутри организма самки. По сравнению с наружным оно имеет ряд существенных преимуществ: более высокую вероятность слияния гамет, их независимость от внешних условий и обеспечение более высокой жизнеспособности будущих особей.

Источник: fb.ru

Вспомните!

Какой набор хромосом имеет зигота?

Диплоидный двойной набор

Для каких животных характерно наружное оплодотворение?

Ланцетниковые, рыбы, земноводные

У каких организмов существует двойное оплодотворение?

Растения отдела Покрытосеменные (или Цветковые).

Вопросы для повторения и задания

1. Что такое оплодотворение?

Процесс слияния сперматозоида и яйцеклетки, сопровождающийся объединением их генетического материала, называют оплодотворением.

2. Какие типы оплодотворения вы знаете?

Существует два основных типа оплодотворения — наружное (внешнее) и внутреннее.

3. В чём заключается процесс двойного оплодотворения?

В результате опыления – переноса пыльцы из пыльников на рыльце пестика, пыльцевое зерно – пылинка, начинает прорастать. При участии вегетативной клетки формируется пыльцевая трубка, по которой движется генеративная клетка. Она дает начало двум мужским гаметам спермиям. Спермий – безжгутиковый сперматозоид, не способный к активному движению. Пыльцевая трубка продвигается вниз к завязи и врастает в зародышевый мешок в области пыльцевхода. После этого кончика трубки разрывается и два спермия попадает внутрь зародышевого мешка. Одни из них сливается с яйцеклеткой, образуя зиготу, а другой – с центральным ядром, формируя триплоидное ядро центральной клетки. Из зиготы развивается зародыш с диплоидным набором хромосом, из триплоидной клетки – эндосперм (питательная ткань семени). Из покровов семязачатка закладывается кожура семени, а из стенок завязи – околоплодник. Таким образом, цветок – это укороченный спороносный побег, служащий для образования спор и гамет, для опыления и оплодотворения, после которого образуются плоды и семена.

4. Каково значение искусственного оплодотворения в растениеводстве и животноводстве?

Искусственное оплодотво¬рение — один из ведущих методов селекции, с помощью которого создано преобладающее большинство высококачественных сортов культурных растений и пород домашних животных. Оно используется для разведения племенного скота в крупном мясо-молочном животноводстве, коневодстве, свиноводстве, птицеводстве и др. Искусственное оплодотворение (опыле¬ние) широко используется в растениеводстве для выведения новых сортов растений. На искусственном оплодотворении основано размножение ценных про¬ходных рыб, у которых в естественных условиях далеко не вся икра оказыва¬ется оплодотворенной и огромная часть её погибает. Например, на Амуре во время осеннего нереста кеты потеря икры составляет в среднем до 40%. В конце XIX в. русский рыбовод В. П. Врасский предложил «су¬хой» способ оплодотворения икры. Он основан на том, что в воде спермии быст¬ро теряют подвижность, в итоге часть икры остаётся неоплодотворенной. При использовании метода Врасского икру выпускают в ёмкость, куда затем отцежи¬вают молоки самцов. Содержимое ёмкости осторожно перемешивают так, чтобы молоки равномерно распределились среди икринок и вероятность оплодотворе¬ния стала наибольшей, и только после этого наливают воду. Оплодотворённую та-ким путём икру закладывают в специальные ёмкости с проточной водой, в которых икринки развиваются под постоянным контролем специалистов. Впоследствии мальков выпускают в реку, по которой они скатываются в море.

Подумайте! Вспомните!

1. Как вы считаете, в чём преимущество двойного оплодотворения у покрытосеменных растений по сравнению с оплодотворением у голосеменных?

Как вы считаете, в чём преимущество двойного оплодотворения у покрытосеменных растений по сравнению с оплодотворением у голосеменных?

2. Достаточно ли знать, что в размножении участвует только одна особь, чтобы сделать вывод о том, что это размножение — бесполое?

Нет, есть вариант полового размножения – партеногенез, развития из неоплодотворенной яйцеклетки. Это половое, но однополое размножение, возникшее в процессе эволюции организмов у раздельнополых форм.

3. Объясните, почему при экстракорпоральном оплодотворении часто рождаются близнецы.

Экстракорпоральное оплодотворение (ЭКО) – вид ВРТ (вспомогательные репродуктивные технологии), который предусматривает прохождение процесса оплодотворения яйцеклетки и начальных этапов развития эмбриона в лабораторных условиях. Через несколько дней в матку женщины подсаживают полностью жизнеспособные эмбрионы. Дальнейшее вынашивание происходит аналогично естественному зачатию. Для большей вероятность приживания эмбрионов подсаживают несколько, чтобы увеличить шанс на беременность.

4. Организуйте и проведите дискуссию «Экстракорпоральное оплодотворение: за и против».

Организуйте и проведите дискуссию «Экстракорпоральное оплодотворение: за и против»

Источник: resheba.me

Виды полового размножения

Половое размножение осуществляется двумя способами: оплодотворение внутреннее и оплодотворение внешнее (наружное).

Оплодотворение внешнее

Оплодотворение внешнее предусматривает слияние половых клеток за пределами организма женской особи (самки). Ярким примером может служить оплодотворение у рыб, при котором самка мечет яйцеклетки (икру), а самец сперму (молоку) непосредственно в водоем и там же происходит их слияние.

Оплодотворение внешнее присуще большинству беспозвоночных водных животных и некоторым позвоночным (земноводные, моллюски, черви и пр). Оно требует для эффективности стечения многих внешних факторов, ведь сперматозоиды и яйцеклетки должны выбрасываться во внешнюю среду в одно время и в одном месте. Именно поэтому природа предусмотрела половые поведенческие реакции особей одного вида (например, сбор в определенных местах и время на нерест).

Кроме всего выше перечисленного, оплодотворение внешнее требует образования в организме самки и самца большого количества половых клеток для обеспечения успешного их слияния. Это обусловлено тем, что во внешней среде происходят большие их потери и расточительство, ведь большинство из них никогда не встретятся и просто погибнут. К примеру, лягушка озерная постоянно откладывает порядка 11 000 яйцеклеток (яиц), а рыба-луна около 30 миллионов.

Оплодотворение внутреннее

Любое дополнительное приспособление, которое может повысить вероятность встречи половых клеток особей разного пола, обеспечивает виду большую плодовитость, а следовательно, и выживаемость всего вида. Кроме того затраты, которые производит организм на выработку и созревание половых клеток в значительной мере снижаются.

Оплодотворение внешнее уступает внутреннему типу оплодотворения. Свое название внутреннее оплодотворение получило в связи с тем, что половые клетки мужского пола вводятся непосредственно в организм особи женского пола. Такой тип оплодотворения присущ видам, которые стоят на более высокой ступени эволюционного развития. Внутреннее оплодотворение предусматривает наличие у особей разных полов специальных приспособительных (половых) органов.

Чем выше ступень развития и эволюции, на котором стоит вид животных, тем больше дополнительных половых органов у них имеется. Это и дополнительные половые железы, органы (яйцеводы и пр.).

Примечателен тот факт, что количество образуемых половых клеток у самки напрямую зависит от степени её привязанности к потомству. Чем она выше, тем меньше яйцеклеток и, следовательно, потомков. На примере трески и африканской рыбы теляпии можно отследить эту закономерность наглядно. Первая мечет около 10 миллионов икринок за один раз и никогда больше не возвращается к месту кладки. Теляпия же во рту вынашивает икру в количестве не больше, чем 100 штук. Большинство млекопитающих вообще имеют всего несколько потомков, а их родительское поведение обеспечивает длительную заботу.

Оплодотворение у человека

Человек относится к видам, которым присуще только внутренне оплодотворение. Процесс оплодотворения происходит в маточных трубах, а оплодотворенная половая клетка, в дальнейшем продвигается по маточным трубам в полость матки.

Партеногенез – оплодотворение без оплодотворения

 Еще один вид размножения – партеногенез. Его еще называют оплодотворением без оплодотворения. Он заключается в том, что дочерний организм развивается из генетического материала самой особи (неоплодотворенная яйцеклетка). Таким способом могут образоваться особи только одного пола. Партеногенез присущ пчелам, тле, некоторым низшим ракообразным, даже птицам (индейки) и скальным ящерицам.

В заключение обзорной статьи можно сделать выводы, что оплодотворение внешнее значительно уступает внутреннему оплодотворению и присуще низшим видам. Вместе с эволюционным развитием живых существ на земле и в воде происходило постепенное усовершенствование способов репродукции (продолжения рода). Ведь, как известно, чем больше здорового потомства производит на свет вид, тем больше у него шансов на выживание.

Источник: www.sweetchild.ru


Adblock
detector