Примеры бесполого размножения у животных
Определение
Бесполое размножение – это воспроизводство потомства с участием одного бесполого (не имеющего гаметы) организма. Всю генетическую информацию новый организм получает от одного родителя, поэтому в отсутствии мутаций становится его копией.
Особенностями бесполого размножения являются:
- образование и развитие одноклеточного или многоклеточного организма посредством митоза;
- отсутствие мейоза;
- быстрое увеличение численности потомков.
Бесполое размножение характерно для всех одноклеточных организмов, грибов, примитивных многоклеточных животных, многих типов растений. Этот способ воспроизводства потомства появился намного раньше полового размножения. Условно переходными формами от бесполого к половому размножению являются:
- партеногенез – развитие особи из материнской гаметы;
- гермафродитизм – наличие признаков обоих полов у одного организма.
Рис. 1. Гермафродитизм у улиток.
Виды
Существует несколько способов размножения бесполым путём. Особенности описаны в таблице “Виды бесполого размножения”.
Рис. 2. Споры папоротника.
Клонирование
Явление, при котором человек искусственно получает живой организм бесполым путём, называется клонированием. В природе встречается редко. Один из примеров естественного клонирования – однояйцевые или гомозиготные близнецы. Однако они идентичны только между собой и отличаются от родителей.
Метод воспроизводства идентичных потомков из клетки родителя применим даже к тем организмам, которые в природе размножаются половым путём. Хрестоматийный пример – овечка Долли. Клонирование осуществлялось путём переноса ядра соматической клетки родителя со всей генетической информацией в яйцеклетку донора.
Рис. 3. Овечка Долли.
Источник: obrazovaka.ru
Размножение — присущее всему живому свойство воспроизведения себе подобных. Размножение обеспечивает преемственность и непрерывность жизни.
Выделяют две основные формы размножения: бесполое и половое.
Бесполое размножение
Бесполое размножение осуществляется только одной родительской особью без участия половых клеток. Появление дочернего организма происходит из соматических клеток.
Важно заметить, что обычно потомству передаются только мутации, которые происходят в половых клетках (гаплоидных — n). Однако в случае бесполого размножения потомству передаются мутации в соматических клетках (диплоидных — 2n).
Наиболее распространено бесполое размножение у бактерий, грибов и растений, встречается и у животных. Существует несколько способов бесполого размножения:
- Деление
- Споруляция (греч. spora — посев)
- Вегетативное размножение — развито у растений
- Почкование
- Фрагментация
- Клонирование
Делением материнской клетки на дочерние размножаются все бактерии и простейшие (амеба, эвглена зеленая, инфузории, водоросли).
Обратите внимание, что у ядерных организмов (эукариот) деление клетки подразумевает митоз, а у доядерных (прокариот) — простое бинарное деление (такая разница связана с отсутствием у прокариот ядра).
Часто бесполое размножение помогает быстро увеличить численность вида, оно активируется при благоприятных условиях среды. Осенью, при наступлении неблагоприятных условий становится активно половое размножение.
Споруляция подразумевает размножение с помощью специализированных клеток — спор. Эта форма размножения распространена у растений (водорослей, мхов, папоротников, хвощей и плаунов), грибов и некоторых простейших (споровики — малярийный плазмодий).
У одноклеточной зеленой водоросли — хламидомонады, споры имеют жгутики, вследствие чего называются зооспорами. У растений процесс образования спор происходит в обособленных мешковидных образованиях — спорангиях. Споры покрыты защитной оболочкой, служат для размножения и расселения растений и грибов.
Помимо этого, споры грибов и простейших помогают им пережить влияние неблагоприятных факторов внешней среды, например пересыхание водоема. При наступлении благоприятных условий грибы и простейшие освобождаются от спор и продолжают рост и развитие.
Вариантов вегетативного размножения у растений — масса, им посвящена отдельная статья. Растения размножают с помощью клубнелуковиц, клубней, корнеплодов, корневищ, усов, отводок, черенков, луковиц, делением кустов. Прививка — также является вариантом вегетативного размножения.
В случае вегетативного размножения дочерний организм представляет собой генетическую копию материнского организма, а также имеет шанс унаследовать мутации в соматических клетках.
У некоторых животных дочерние организмы могут появляться из группы клеток — прямо на теле родительской особи. В этом случае небольшой участок тела отделяется от родительского организма и развивается самостоятельно.
Почкованием размножаются многие кишечнополостные, например — пресноводный полип — гидра.
Некоторые живые существа в ходе эволюции развили поразительную способность к регенерации (лат. re — вновь и genus — поколение) — замещению утраченной части организма.
У молочной планарии способность к регенерации развита настолько, что, если разделить ее на несколько частей, то из каждой части восстановится полноценный организм.
Является искусственным методом размножения, которым занимается отдельное направление биологии — биотехнология. Клоном называют дочернюю особь, идентичную в генетическом отношении родительской особи.
На настоящий момент бурно развивается направление выращивания искусственных органов, которые могут заменить «естественные» органы, утратившие вследствие болезней свои физиологические и анатомические свойства.
Половое размножение
Осуществляется с помощью особых половых клеток (гамет). Имеет огромное эволюционное значение, так как в результате него образуются особи с новыми комбинациями генов, новыми признаками. Такие особи являются материалом для естественного отбора.
В результате бесполого размножения появляются генетические копии материнских организмов, которые содержат точно такой же набор генов в ДНК. В этом случае при изменении условий среды, если погибает одна особь, рискуют погибнуть все «генетические копии», так как они не обладают разнообразием, имеют одинаковый генотип, а значит одинаково не приспособлены.
Половое размножение в схожих условиях выигрывает значительно, так как создает генетическое разнообразие.
В ходе гаметогенеза у мужских и женских особей образуются половые клетки (гаметы): сперматозоиды (n) и яйцеклетки (n). При оплодотворении происходит их слияние, образуется зигота (2n). Далее следует эмбриональный период развития, который переходит в постэмбриональный.
У ряда организмов существуют свои особые варианты полового процесса. Таким является процесс конъюгации у инфузорий. Конъюгация (лат. conjugatio — соединение) сопровождается обменом ядер между клетками партнеров при их непосредственном контакте.
Важно заметить, что это пример полового процесса без размножения, так как увеличения числа особей не происходит. Однако две разошедшиеся клетки после конъюгации содержат новые комбинации генов, что в дальнейшем приведет к развитию новых признаков и появлению новых свойств у их потомства.
Партеногенез (греч. παρθένος — дева, девица, девушка + γένεσις — возникновение) — одна из форм полового размножения, так называемое «девственное размножение».
При партеногенезе дочерний организм развивается из неоплодотворенной яйцеклетки. Несмотря на то, что в этом процессе не участвует мужская половая клетка, партеногенез относят к половому размножению, так как дочерний организм развивается из половой клетки — яйцеклетки.
Партеногенез выполняет важную функцию регуляции соотношения полов у пчел: из неоплодотворенной яйцеклетки развиваются самцы, из оплодотворенной — самки. Партеногенез встречается также у муравьев, термитов, тлей.
Говоря о половом размножении нельзя не упомянуть интересное явление в природе — гермафродитизм. Это явление заключается в наличии у особи как мужских, так и женских половых органов (назван по имени мифического обоеполого существа — Гермафродита). Аналогичное явление у растений называется однодомностью: и мужские, и женские цветки в таком случае расположены на одном растении.
Очевидно, что особи гермафродиты вырабатывают два типа половых клеток: и сперматозоиды (мужские гаметы), и яйцеклетки (женские гаметы). Гермафродитизм чаще встречается у низших, более примитивных животных. Гермафродитами являются многие черви, моллюски, кишечнополостные.
Источник: studarium.ru
Бесполое размножение происходит при участии одной только особи. Его можно назвать ростом, выходящим за обыкновенную меру объема особи. Сущность его заключается в том, что от тела взрослого материнского организма тем или другим способом отделяется некоторая часть, которая затем растет и достигает размеров взрослой особи.
Обыкновенно бесполое размножение происходит таким образом, что клеточка, составляющая весь организм, делится на две половины. Такой способ называется делением. Оно встречается только у низших животных: корненожек, инфузорий и других. Самый процесс деления заключается в том, что на теле животного появляется бороздка, в виде кольцеобразного желобка, который постепенно все углубляется и, наконец, разделяет все тело на две части, соединенные между собой лишь небольшой перемычкой; последняя все утончается и, наконец, разрывается, так что животное распадается на две независимые части. Они начинают увеличиваться, приобретают недостающие им снаряды: жгутики, реснички и др., и превращаются во взрослое животное.
Так происходит процесс деления лишь у самых низших животных, в теле которых нет почти никакой дифференцировки, и каждая часть организма подобна другим. У более сложно устроенных одноклеточных организмов, как, напр., инфузорий, процесс этотсильно усложняется. У других животных, в особенности у низших многоклеточных, бесполое размножение происходит таким образом, что на определенных местах их тела образуются небольшие выросты, так называемые почки, которые постепенно отгораживаются от остальной части тела перегородкой и затем отделяются. Такой способ размножения называется почкованием.
Сущность этого процесса состоит в том, что новая особь образуется из маленькой частицы материнского тела, а не из половины, как бывает при делении. Почка у многоклеточных животных всегда состоит из нескольких клеток, чем она существенно отличается от яйца или споры, которые первоначально всегда состоят из одной клетки. Размножение почками широко распространено в животном царстве. Оно встречается у червей и у бескишечных.
Различают два вида почкования: наружное и внутреннее. Наружное почкование встречается чаще; вот как происходит оно, например, у полипов. На поверхности тела этого животного в определенном месте образуется сначала небольшой бугорок. Вскоре в него проникает изнутри небольшой полый отросток туловищной полости материнского организма; бугорок все растет и принимает форму взрослого животного. На наружном конце его образуется отверстие и вокруг него вырастает определенное число щупальцев. В таком состоянии почка совершенно сходна с материнским организмом и отличается от него только меньшей величиной.
Дальнейшая судьба почек бывает различна. Иногда она отры вается, начинает жить самостоятельно и постепенно достигает величины взрослого животного, но у некоторых животных созревшие почки не отпадают, а остаются прикреплснными к телу матери на всю жизнь.
Таким путем происходят колонии животных, образующие сложную систему, напр., в виде древовидного разветвления.
У кольчатых червей почкование происходит несколько иначе. Некоторые из сегментов, лежащие посредине, изменяются таким образом, что становятся совершенно сходными с передним сегментом животного, с головкой. Некоторое время червяк живет в таком виде, но постепенно у изменившихся сегментов вырастают и другие части тела, а затем животное распадается на части, и каждая из них, живя самостоятельно, превращается во взрослую особь и потом сама распадается на несколько частей.
Внутреннее почкование заслуживает особого внимания, так как оно составляет переходную ступень к половому размножению. Этот способ размножения заключается в том, что почки образуются внутри тела на внутренней поверхности его полости. Отделившись от стенок тела, почки в виде отдельных комочков помещаются в полости материнского организма и превращаются в новых особей. Таким образом внутренее почкование отличается от полового размножения, к которому мы дальше перейдем, только тем, что почки состоят из многих клеток, а не из одной, каковы яички и споры.
Внутреннее почкование наблюдается только у плоских червей, и подробности этого процесса будут рассмотрены дальше, в свое время,а теперь обратимся к третьей форме бесполого размножения.
Это наиболее редкая форма бесполого размножения, называемая спорогонией, т.е. размножением посредством спор. Спорогония наблюдается у грегарин и некоторых инфузорий, весьма не редко встреч., также у некоторых лучевиков и радиолярий. Сущность этого способа бесполого размножения заключается в том, что все тело животного распадается на множество мелких частичек, называемых спорами; само животное при этом прекращает свою жизнь, а из каждой споры при благоприятных условиях может развиться новое животное.
Очень интересную форму бесполого размножения представляет копуляция. Сущность ее состоит в том, что две особи соединяются между собою так совершенно, что тела их после этого представляют одно целое, так называемую зизшшо или зиготу. Через некоторое время зигота начинает усиленно размножаться делением или снорогонией. Копуляция весьма интересна потому, что она представляет собой переходную ступень к половому размножению. В большинстве случаев копулирующие организмы ничем не отличаются друг от друга, но у некоторых животных в соединение вступают особи, которые значительно отличаются между собой; одна из них сильно напоминает женскую половую клетку низших животных и растений- яйцо, а другая мужское се-мянное тельце, и этот случай копуляции по существу ничем не отличается от половою размножения низших животных.
Наконец, у некоторых животных наблюдается еще особая форма взаимных отношений, которая очень близка к копуляции и наблюдается у некоторых инфузорий. Процесс этот, называемый конъюгацией, совершается следующим образом: две инфузории прилипают одна к другой и срастаются в месте соприкосновения; через некоторое время они вновь расходятся и каждая по-прежнему продолжает самостоятельную жизнь. Изучая этот процесс под микроскопом, ученые заметили, что за время их соединения во внутренней организации каждой конъюгирующей инфузории происходят весьма сложные изменения. Внутренние органы их уничтожаются, ядро распадается на множество маленьких частичек, которыми обе конъюгаты обмениваются, так что, разъединившись по окончании конъюгации, каждая из них уносит с собой частицу другой особи; внутренние органы у каждой из них вслед за тем восстанавливаются.
Конъюгация точно так же, как и копуляция, имеет огромное значение в жизни животных, которые приступают к этому процессу. Конъюгируют инфузории всегда после продолжительного размножения делением, причем организм их истощается, приходит в дряхлость, так что дальнейшее размножение делением становится уже невозможным. Коньюгация же восстанавливает их силы, и после этого обе инфузории снова на долгое время получают способность к бесполому размножению (делением).
Из всех рассмотренных нами видов бесполого размножения: деления, почкования, спорогонии, копуляции и конъюгации, самыми главными, без сомнения, должно признать первые две формы, а остальные представляют собой лишь различные переходные ступени к половому размножению. Бесполое размножение тесно связано с ростом организма и отличается от него главным образом тем, что образовавшиеся вновь частицы не всегда остаются при материнском организме, а только в очень редких случаях (колонии). Такой связи бесполого размножения с ростом можно дать и теоретическое объяснение, исходя из условий питания по отношению к объему организма.
Источник: www.kalitva.ru
10. Капские пчелы
В мире насчитываются 20 000 видов пчел, но только один вид способен оплодотворяться без участия самцов. Капские пчелы(лат. Apis mellifera capensis) — это Южно Африканский вид пчел, который способен к репродукции через процесс который в Африке называют телутуки. Телотуки — это такой вид партеногенеза, который позволяет пчелам работникам откладывать диплоидные женские яйца. В результате, из таких яиц, всегда рождаются самки.
Но только не большое количество Капских пчел имеют способность к самооплодотворению, они так же могут сохранять популяцию гетерозигодно, это означает, что недавно вылупившиеся пчелы не являются прямыми клонами родителя. Они имеют различные наборы хромосом, что делает их новыми, уникальными особями. Пчелы часто откладывают яйца, когда нужны новые рабочие или когда нужна новая королева.
9. Водяная блоха
Наиболее распространенным видом водяной блохи который встречается во всем мире, является Да́фнии(лат. Daphnia pulex). Этот подвид был первый из ракообразных, который обзавелся собственным геномом. Они так же имеют способность производить потомство с помощью процесса, который называется партеногенез. Данный процесс позволяет чередовать классическое оплодотворение и бесполое воспроизводство потомства.
Наблюдения за Daphnia pulex показали, что вид будет участвовать в циклическом партеногенезе, при благоприятных условиях в воде. Водяная блоха которая решила создать потомство, производит генетически идентичные яйца, состоящие полностью из самок. Генетический код остается тем же самым что у родителя, что способствует большей популяции самок для распространения своих генов. Это приводит к экспоненциальному росту общей популяции.
8.Пауки-Гоблины
Если ваши ночные кошмары не достаточно ужасные, то просто знайте, что есть подвид пауков которые способны к самовоспроизведению. Но не спешите покупать огнемет, пауки-оонопиды, так же известные как пауки-гоблины, имеют размер от 1 до 3 миллиметров. Партеногенезом обладают несколько подвидов, включая подвид, под названием Triaeris stenaspis, который обитает в Иране, но данный вид успел уже распространится по всей Европе. Они достигают всего 2 мм в длину и не представляют угрозы для людей. Среди них никогда не попадаются мужские особи, поэтому ученые считают что они размножаются исключительно с помощью партеногенеза.
Женские особи Triaeris stenaspis размножаются так же, как и Капские пчелы. Они откладывают диплоидное яйцо, которое порождает новую особь женского пола. Каждое последующее поколение демонстрирует более низкие коэффициенты рождаемости, но этот вид продолжает размножаться с достаточным генетическим разнообразием в популяции своих потомков.
7. Улитки Мелании
Владельцы аквариумов должно быть знакомы с маленькой улиткой Tarebia granifera, которая известна как мелания. Эти маленькие пресноводные улитки, обитают в основном в Юго-восточной Азии, но так же успели распространиться по всему миру. Они встречаются преимущественно в теплых водах, в таких местах как Гаваи, Куба, Доминиканская республика, Южная Африка, Техас, Айдахо, Флорида и другие Карибские острова.
Эти особи могут воспроизводить потомство двумя способами: партеногенетически и яйцевидным способом. Это означает, что их эмбрионы не покидают самку, пока они не будут готовы вылупиться. В результате получается улитка, которая воспроизводит потомка-клона. Это приводит к демографическим взрывам в небольших водоемах, например, в аквариумах. В популяциях встречаются самцы, но многие из них имеют не функциональные гениталии. Это говорит о том, что партеногенез является их основным средством размножения.
6.Мраморные раки
Самое интересное в мраморных раках, это не то что у них есть способность к самооплодотворению, а то что данный вид не существовал до 1990 года. Мраморные раки появились благодаря мутации родительского вида. Эти маленькие рачки, появились в 90-х на рынке германии, правда с ними появилась ещё одна проблема, они клонируют себя сотнями!
Одна самка мраморных раков может откладывать сотни яиц за один раз, поэтому через короткое время, помещенные в аквариум, мраморные раки заполоняют его полностью. В результате вид стал инвазивным, особенно участь коснулась острова Мадагаскар, где миллионы мраморных раков угрожают дикой природе и местной экосистеме.
5. Ящерица из Нью Мехико
В мире насчитываются примерно 1500 известных нам видов, которые могут размножатся с помощью партеногенеза, чаще всего это растения, насекомые и членистоногие. Способность к самовоспроизведению редко встречается у позвоночных, но несколько видов ящериц, обладают этим даром.
Ящерица из Нью Мехико Виптеил (англ. Whiptail), очень интересный экземпляр, т.к. весь вид данных ящериц может обходиться без самцов. Данный вид, является гибридом двух видов хлыстохвостых ящериц, у которых есть самцы в популяции. Гибридизация этих видов ящериц, не позволяет сформировать здоровое мужское потомство, но это не мешает новому виду оставлять новое поколение.
В сезон размножения самки начинают совокупляться, и одна из них берет на себя функции самца. Таким образом ящерицы могут откладывать около 4 яиц. А через два месяца рождается новое поколение самок данного гибрида.
4.Съедобные лягушки
Точное название лягушек Pelophylax esculentus, они является обычным европейским видом водяной и зеленой лягушки.
Это основной вид лягушек, чьи лапки используют в качестве еды во Франции. Данные лягушки размножаются путем гибридогенеза, который работает аналогично партеногенезу. Самки создают гибридогенетическое потомство, которое состоит наполовину из родительских генов, и второй половины генов, которые являются клониальными.
При этом процессе размножения берется генетический материал со стороны отца и рекомбинируется во что-то совершенно новое. Хотя этот процесс не совсем является партеногенезом или бесполым размножением, но он находится в этом списке из-за природы потомства. Каждое последующее поколение несет ДНК матери и гибридизированный геном отца. Следующее поколение может производить самцов, но их ДНК, в некотором смысле, является клоном их матери.
3.Вараны — Комодские Драконы
Комодские вараны очаровали людей своими невероятными размерами и схожестью с древними рептилиями, которые давно вымерли.
Они являются самыми крупными ящерицами и могут вырасти до 3 метров в длину и набирать до 70 кг веса. Эти ящерицы охотятся на крупных животных, таких, как олени, свиньи, и могут в исключительных случаях напасть и на человека. Их укус очень токсичен.
Эти рептилии, как известно, не размножались партеногенетически до 2005 года, пока в лондонском зоопарке, самка, которая 2 года не общалась с мужской особью, стала откладывать яйца. То же самое произошло и с другими варанами попавшими в неволю. Самое удивительное, что вылупившееся потомство состоит не только из женских, но и мужских особей.
2.Индейки
Индейки способны размножаться через партеногенез, когда самок отделяют от самцов. Интересно, что самка индейки, помещенная в пределах слышимости самцов, будет самовоспроизводиться намного чаще, чем когда её держат в дали от них. Этот процесс встречается чаще у домашних птиц, выращенных на фермах, нежели у диких индюков.
Что интересно, при партеногенезе всегда рождается мужское потомство. Данные птенцы являются генетическими клонами своей матери, за исключением пола. Производители индейки учли данный факт при селекционировании данного вида, и вывели новый вид индейки с более крупной грудью.
1.Полосатые акулы
Чем сложней организм, тем меньше вероятность что он может дать потомство бесполом способом размножения. Акулы определённо являются сложными организмами, но есть известные случаи размножения полосатых акул, без участия мужской особи. Полосатые акулы, давно изученный человеком вид, но способность к партеногенезу обнаружилась совсем недавно.
Первый случай произошел с акулой по имени Лиони, которая жила в бассейне отдельно от самцов несколько лет. Через четыре года раздельной жизни, она смогла отложить яйца которая дало потомство из трех особей. После тщательного наблюдения за остальными самками полосатой акулы, было доказано что они так же могут воспроизводить потомство без участие самцов. Так же было замечено, что самки способны передавать только свои гены своим потомкам, исключая мужские, даже если в оплодотворение происходило естественным образом. ō
Источник: zen.yandex.ru
