1. Бесполое размножение
Бесполым называется размножение, которое происходит без образования гамет. В нём участвует одна особь, а генотип потомства такой же, как у родительской особи.
При бесполом размножении не нужно искать партнёра, потомство может оставить любая особь в любом месте. Возникает огромное количество потомков.
Недостаток этой формы размножения — идентичность всего потомства. При резком изменении условий все организмы могут погибнуть.
Деление клетки характерно для одноклеточных организмов. Бактерии делятся простым бинарным делением, а протисты (амёбы, эвглены, инфузории и др.) — митозом.
Множественное деление ( шизогония ) приводит к образованию большого числа дочерних клеток из одной исходной. Наблюдается у споровиков, например у малярийного плазмодия. Шизогония следует сразу за попаданием плазмодия в печень. Быстро образуется около тысячи клеток, каждая из которых может проникнуть в эритроциты.
Спорообразование — размножение некоторых одноклеточных и многоклеточных организмов с помощью спор.
Спора — специализированная клетка, состоящая из небольшого количества цитоплазмы и ядра с минимальным запасом питательных веществ, способная дать начало новому организму.
Споры образуются в обычных клетках материнского организма или в специальных органах — спорангиях — и прорастают в новый организм.
Почкование характерно для некоторых многоклеточных организмов. На теле родительской особи образуется небольшой вырост (почка), из которого затем развивается новый организм. У дрожжей и гидроидных дочерний организм отделяется и становится самостоятельным. У губок, коралловых полипов дочерние особи не отделяются, и возникают колонии.
Фрагментация — это размножение многоклеточных организмов частями тела. У грибов, лишайников, водорослей новый организм развивается из участков мицелия или слоевища. В основе фрагментации лежит регенерация — способность живых организмов восстанавливать утраченные части тела. Фрагментация наблюдается также у некоторых животных (кишечнополостных, губок, иглокожих, плоских червей и некоторых кольчатых червей).
Вегетативное размножение — это образование новых особей из вегетативных органов. В его основе тоже лежит регенерация.
Особым видом бесполого размножения является полиэмбриония . В этом случае из одной диплоидной зиготы образуется несколько зародышей.
Образующиеся при делении зиготы бластомеры разделяются, и каждый из них развивается как самостоятельная зигота. Потомки генетически идентичны и всегда одного пола.
Более подробно материал о формах бесполого размножения у растений изложен в теме «Процессы жизнедеятельности растений» (подтема «Размножение растений»).
Источник
12 животных, которые размножаются бесполым путем
Для бесполого размножения требуется только один родительский организм, и в результате получается генетически идентичное потомство (например, клон). Поскольку смешивание генетической информации не требуется, и организмам не нужно тратить время на поиск партнера, популяции могут быстро увеличиваться из-за бесполого размножения. Обратная сторона? Если организм размножается бесполым путем, его популяция обычно лучше всего подходит для одной конкретной среды обитания, что дает всем членам одинаковую уязвимость перед болезнями или хищниками.
В то время как бесполое размножение обычно предназначено для одноклеточных организмов и растений, есть несколько представителей царства животных, которые размножаются бесполым путем. Некоторые могут даже комбинировать или чередовать половое и бесполое размножение в зависимости от обстоятельства, полезный инструмент, чтобы рассказать о преимуществах и недостатках, связанных с отсутствием генетических разнообразие.
Акулы
Партеногенез, форма бесполого размножения, при которой зародыши развиваются из неоплодотворенных яиц, наблюдался у содержащихся в неволе самок животных, которые изолированы от самцов на длительные периоды времени. Первое зарегистрированное свидетельство партеногенеза у хрящевой рыбы (включая акул, скатов и скатов) произошло в 2001 году с акулой-молотом в неволе. Выловленная в дикой природе акула не контактировала с самцом как минимум три года, но все же родила нормально развитую живую самку. Исследования не нашли доказательств генетического вклада отца.
В 2017 году акула-зебра по имени Леони в Австралии родила трех детенышей акул после пяти лет разлуки со своей половинкой. Генетическое тестирование образцов тканей акулы-матери, предполагаемой акулы-отца и потомства показало, что дети несли ДНК только своей матери. Это также была первая демонстрация индивидуального перехода от полового к партеногенетическому воспроизведению у любого вида акул.
Комодские драконы
Обычно Дракон Комодо самцы вступают в агрессивную схватку друг с другом во время брачного сезона. Некоторые самцы даже остаются с самкой в течение нескольких дней после спаривания, чтобы убедиться, что она больше ни с кем не спаривается.
Подобно акулам, драконы Комодо не считались способными к бесполому размножению до недавнего времени, особенно в 2006 году в английском Честерском зоопарке. Дракон Комодо, который никогда в жизни не контактировал с мужчиной, отложил 11 яиц, проверенных только на ее ДНК. Поскольку драконы Комодо перечислены МСОП как «уязвимые», способность к размножению без спаривания может пригодиться для сохранения вида.
Морская звезда
Морские звезды обладают способностью к размножению половым и бесполым путем, но с интересной особенностью. Бесполое размножение у некоторых морских звезд достигается за счет деления, что означает, что животное фактически разделяется на две части и производит два полных организма. В некоторых случаях морская звезда добровольно отламывает одну из своих рук, а затем восстанавливает недостающую часть, в то время как сломанная часть превращается в целую другую морскую звезду. Известно, что из примерно 1800 ныне существующих видов морских звезд только 24 вида размножаются бесполым путем путем деления.
Хлыстохвостые ящерицы
Некоторые ящерицы, такие как хлыстохвост из Нью-Мексико, уникальны тем, что они могут размножаться бесполым путем, но при этом сохраняют изменения ДНК от поколения к поколению. В 2011 году исследователи из Института медицинских исследований Стоуэрса в Канзас-Сити обнаружили, что, хотя это не редкость для бесполых рептилий, для превращения яиц в эмбрионы без оплодотворения клетки самки хлыста набирали в два раза больше хромосом, чем обычно. процесс. Это означает, что яйца хлыстохвоста имеют такое же количество хромосом и, как следствие, генетическое разнообразие, как у ящериц, размножающихся половым путем.
Змеи Python
Первое «непорочное рождение» бирманского питона, самой длинной змеи в мире, было зарегистрировано в 2012 году в зоологическом саду Луисвилля в Кентукки. 20-футовый 11-летний питон по имени Тельма, который постоянно жил с другой змеей-самкой. (соответственно названная Луиза) произвела кладку из 61 яйца, несмотря на то, что не контактировала с самцом. через два года. Яйца содержали смесь здоровых и нездоровых эмбрионов, что в конечном итоге привело к рождению шести здоровых младенцев женского пола. Их ДНК с тех пор была проанализирована учеными из Биологического журнала Линнеевского общества, которые подтвердили, что Тельма является единственным родителем.
Мраморные раки
В мраморные раки попал в заголовки газет в 1995 году, когда владелец немецкого аквариума обнаружил ранее неизведанный вид раков, который, казалось, клонировал себя. Все потомство было самками, что позволяет предположить, что этот новый рак мог быть единственным десятиногим ракообразным (включая крабов, омаров и креветок), способным к бесполому размножению. С тех пор уникальный вид мраморных раков сформировал дикие популяции в пресноводных средах обитания в Европе и Африке, нанося ущерб как инвазивный вид.
Так было до недавнего времени, в 2018 году, когда ученым удалось секвенировать ДНК мраморных раков как из немецкого зоомагазина, откуда они произошли, так и диких особей, пойманных на Мадагаскаре. Они смогли подтвердить, что все раки действительно были клонами, произошедшими от единого организма в результате партеногенезной формы бесполого размножения. Этот вид имел очень небольшое генетическое разнообразие и был эволюционно молодым, что было редкостью среди бесполых размножающихся животных, и время совпадало с первоначальным открытием в Германии. Они также подсчитали, что с 2007 по 2017 год ареал инвазивных мраморных раков увеличился в 100 раз.
Амазонка Молли Фиш
Вид пресноводных рыб, обитающих в Мексике и Техасе, молли-амазонка — все самки. Насколько нам известно, они всегда размножались бесполым путем, что обычно ставило бы вид под угрозу исчезновения из-за потери гена. Однако в случае с этой конкретной рыбой бесполое размножение во многом пошло им на пользу. В исследовании 2018 года было проведено сравнение геномов моллинезий Амазонки с геномами двух аналогичных видов, и было обнаружено, что моллинезии не только выживают, но и процветают. Они пришли к выводу, что геном молли отличается высоким уровнем разнообразия и не обнаруживает широко распространенных признаков геномного распада, несмотря на то, что он полностью женский.
Осы
Осы размножаются как половым, так и бесполым путем. У тех, кто размножается половым путем, самки рождаются из оплодотворенной яйцеклетки, а самцы — от неоплодотворенной. Есть некоторые популяции ос, которые производят только самок из неоплодотворенных яиц, по сути откладывая яйца, оплодотворенные их собственной ДНК. Ученые выяснили, что размножение осы половым или бесполым путем определяется одним геном. Используя эксперименты по скрещиванию тлей на осах, исследователи из Цюрихского университета смогли продемонстрировать, что этот признак передается рецессивно, и ровно 12,5% самок в конкретном поколении воспроизводят бесполым путем.
Муравьи
Некоторые муравьи обладают способностью к размножению как половым, так и бесполым путем. В случае обычных черных муравьев-плотников оплодотворенные яйца станут рабочими самками, а неоплодотворенные — самцами. Mycocepurus smithii, грибной вид муравьев, который обитает в Неотропическом регионе, считается полностью бесполым в большинстве его популяция — что довольно впечатляюще, учитывая, что это самый распространенный и самый густонаселенный из всех грибов, выращивающих муравей. До исследования 2011 г., опубликованного в Труды Национальной академии науксчиталось, что эти муравьи полностью бесполые. В ходе исследования было отобрано 1930 миллионов муравьев-кузнецов из 234 колоний, собранных в Латинской Америке, и было обнаружено, что каждый муравей был женским клоном королевы в 35 из 39 исследованных популяций. В остальных четырех муравьях, обитающих вдоль реки Амазонка, была смесь генов, предполагающих половое размножение.
Тли
Крошечный жук, который питается соком растений, тля размножаются настолько быстро, что могут нанести значительный ущерб посевам в больших количествах. Тля буквально рождается беременной, в ее яичнике один за другим развиваются эмбрионы. с развитыми эмбрионами, содержащими больше эмбрионов, и так далее (подумайте о конвейере или гнездовании кукла). Тля может заменить свои бесполые репродуктивные привычки половым размножением в определенное время года. особенно осенью в регионах с умеренным климатом, чтобы поддерживать естественное разнообразие генетических бассейн.
Hydras
Hydras , разновидность небольших пресноводных организмов, обитающих в умеренных и тропических регионах, известны своим бесполым «почкованием». В гидра развивает почки на их цилиндрических телах, которые в конечном итоге удлиняются, развивают щупальца и отщипывают, чтобы стать новыми. частные лица. Они производят бутоны каждые несколько дней в зависимости от их окружения и, насколько ученые могут сказать, не стареют. Зоологи считают, что гидры впервые появились около 200 миллионов лет назад во времена Пангеи, поэтому они были примерно в то же время, что и динозавры.
Водяные блохи
Водяные блохи, обычно обитающие в мелких водоемах, таких как пруды и озера, представляют собой микроскопические организмы зоопланктона размером от 0,2 до 3,0 мм. Хотя они обычно размножаются бесполым путем, у водяных блох есть особая уловка, предназначенная для трудных времен. Когда популяции угрожают такие условия, как нехватка пищи или волны тепла, они спариваются и откладывают яйца, которые могут оставаться в спящем состоянии в течение десятков лет. Эти яйца содержат оплодотворенные эмбрионы, которые генетически разнообразны, в отличие от потомства, произведенного бесполым путем, которое идентично родителю. Не только это, но и спящие яйца очень долговечны, чтобы выжить в суровых условиях.
Ученые могут использовать эти яйца для изучения эволюции водяных блох в условиях изменения климата, сравнивая более старые яйца с современными. Эти исследования показали, что максимальная температура для активности водяных блох на полградуса выше, чем было 40 лет назад, что свидетельствует о том, что эти крошечные организмы обладают способностью генетически адаптироваться к изменению климата.
Источник