Лекция 7 Бесполое размножение Формы и биологическая роль

Бесполое размножение растений

Размножение является неотъемлемым свойством всех живых существ, обеспечивающим не только увеличение численности особей|особей того или иного вида, но и непрерывность и преемственность жизни на протяжении неопределённо длительного времени.

У высших растений различают два способа размножения: бесполое и половое.

В бесполом размножении участвует только одна особь|особь, способная к образованию спор или отделению жизнеспособных участков вегетативного тела|тела, из которых в благоприятных условиях формируются полноценные дочерние особи. Многие растения образуют специализированные укорочённые участки побега— вегетативные зачатки: выводковые почки, клубеньки, луковички и др. Такой способ бесполого размножения часто называется вегетативным, поскольку формирование новых особей|особей в данном случае происходит из вегетативных органов|органов — корня, стебля, листа.

Вегетативное размножение характерно для большинства групп растений, а у некоторых растений (малины, осины, ивы и др.) оно может даже преобладать над половым (семенным). Примером растения, размножающегося только вегетативно, является двудомная элодея канадская, попавшая в Европу из Северной Америки в форме женских особей|особей, неспособных формировать семена|семёна в отсутствии мужских растений. Однако даже без семенного возобновления элодея эффективно размножается и очень быстро осваивает новые местообитания.

Следует отметить, что у некоторых семенных растений вегетативное размножение (корневыми отпрысками, корневой порослью, стелющимися побегами, корневищами и т. д.) имеет гораздо больший удельный вес, чем размножение семенами|семёнами.

Характерной|Характерной особенностью вегетативного размножения является возможность сохранить у дочерних особей|особей всё|все качества родительских форм. Эта особенность широко используется человеком для сохранения генетически чистых линий в селекции и в практике садоводства. Однако многолетнее размножение растений только вегетативным способом ведёт к снижению функциональной активности их тканей и органов|органов, повышению активности гидролитических ферментов и, как следствие, накоплению конечных продуктов метаболизма, а также к снижению устойчивости к вредителям и болезням. Например, пирамидальные тополя|тополя, когда-то широко применяемые в озеленении на территории Беларуси, к 40—50 годам начали усыхать и отмирать, что является результатом многовекового вегетативного размножения только мужских особей|особей.

В естественных условиях и в культуре многие растения, как правило, размножаются одними и теми же органами|органами. Так, лук, чеснок, лилии, тюльпаны, нарциссы, гладиолусы размножаются луковицами или клубнелуковицами.

Размножение стеблевыми|стеблёвыми и корневыми клубнями свойственно небольшому числу растений (картофель, топинамбур, георгины). Многие виды растений (земляника» костяника, живучка ползучая, будра и др.) размножаются при помощи надземных ползучих или стелющихся побегов — плетей (усов). Годичный прирост каждой плети|плети может достигать до 1,5 м (у земляники), а число новых особей|особей за два сезона увеличивается до 200 и более.

Размножение корневищами наблюдается у большинства многолетних травянистых растений (ветреницы, тысячелистника, хвоща полевого, пырея ползучего, иван-чая и др.). При этом во многих случаях обеспечивается сохранение видового состава растений лугов, часто скашиваемых во время цветения злаков, которые по этой причине не могут размножаться семенами|семёнами.

В практике сельского хозяйства разработано и широко используется множество способов искусственного вегетативного размножения культурных растений. Такой способ размножения применяют, когда растение не образует семян или при семенном размножении не сохраняется генетическая чистота сорта|сорта (у гибридов), а также в случае необходимости быстрого размножения сорта|сорта.

В садоводстве особенно широко распространены формы вегетативного размножения с помощью черенков, делением кустов, отводками и прививки.

Черенок — это искусственно отделённый участок вегетативного органа|органа, используемый с целью его укоренения. Черенки бывают стеблевые|стеблёвые, или побеговые, листовые и корневые. Побе-говыми черенками размножаются виноград, смородина, крыжовник, слива, рябина, черёмуха, тополь, ивы и др. Листовыми черенками, т. е. листьями или даже их частями, способными образовывать придаточные почки и корни, размножаются бегония, сенполия, глоксиния, гиацинты, лилии, корневыми черенками — лишь те немногие растения (хрен, розы, слива, драцены), у которых на корнях могут формироваться придаточные почки.

Декоративные многолетние растения (флоксы, пион, маргаритки, первоцвет и др.) искусственно размножаются делением кустов. При этом материнский куст выкапывают, аккуратно расчленяют на несколько частей, каждую из которых пересаживают на новые места|места.

При размножении отводками нижние ветки материнского растения пригибают дугообразно к почве, надрезают кору под почкой и присыпают землёй. Когда в месте надреза появятся корни и надземные побеги|побеги, молодое растение отделяют от материнского и пересаживают. Отводками можно размножать крыжовник, виноград, шелковицу, лещину и другие растения.

Вегетативное размножение растений: а — различные способы прививки: 1 — копулировка; 2 — окулировка: 3, 4—прививка в расщеп и под кору: б —укоренившийся черенок; в —укоренение отводка.

В садоводстве с давних времён широко используется прививка. Прививкой называют сращивание части (черенка, почки) одного растения с побегами другого. Растение, которое прививают, называется привоем, а то, к которому прививают, — подвоем.

Успех прививки зависит от хорошего сращивания привоя и подвоя, которое лучше получается между сортами, хуже — между видами и тем более между родами|родами. На практике используется несколько десятков способов прививки: глазком, или окулировкой (пересадка кусочка стебля с почкой под кору подвоя), копулировкой (сращивание одинаковых по толщине привоя и подвоя), прививкой в расщеп, прививкой сближением и др.

Прививки позволяют быстро размножать ценные растения и обеспечить их ускоренное развитие при полном сохранении нужных качеств. Многие сортовые растения, не образующие семян, размножаются исключительно с помощью прививок.

Размножение спорами присуще большинству водорослей и высшим споровым растениям (мхам, хвощам, плаунам, папоротникам). При этом споры служат не только для размножения, во и для расселения названных растений.

Бесполое размножение растений

Каждое растение, достигнув определённых размеров и пройдя ряд стадий развития, воспроизводит себе подобные организмы того же вида.

Размножение – увеличение числа|числа особей|особей определённого вида. Это необходимое свойство жизни, присущее всем организмам и обеспечивающее продление существования вида.

У растений различают два типа размножения – бесполое и половое.

Бесполое размножение – это размножение, происходящее без участия половых клеток и полового процесса. В бесполом размножении различают два способа: вегетативное размножение и размножение спорами.

Вегетативное размножение – это отделение частей тела|тела от материнского растения и развитие из него самостоятельных (дочерних) организмов. В нём участвует лишь один родитель, тогда как в половом размножении всегда участвуют два родительских организма: женский и мужской .

Размножение спорами происходит благодаря развитию у организма особых, специализированных клеток – спор. Такое размножение свойственно водорослям, моховидным и папоротниковидным растениям. Споры – это отдельные мелкие клетки. Они содержат ядро, цитопазму, покрыты плотной оболочкой и способны на протяжении длительного времени переносить неблагоприятные условия. Попав в благоприятные условия среды|среды, споры прорастают и образуют новые (дочерние) растения.

При бесполом размножении образующиеся дочерние организмы по своим свойствам одинаковы с материнским растением.

Половое размножение – это размножение, при котором происходит слияние женских и мужских половых клеток, от чего появляются дочерние организмы, качественно иные, чем родительские.

Половые клетки, называемые гаметами (от греч. гаметос – «супруг»), развиваются у двух родительских организмов в разных половых органах|органах. В женских половых органах|органах формируются яйцеклетки. В мужских половых органах|органах (например, в тычинках) образуются мужские половые клетки – неподвижные спермии (у семенных растений) или подвижные|подвижные, со жгутиком – сперматозоиды (у споровых растений).

Источник

Лекция № 7. Бесполое размножение. Формы и биологическая роль

Размножение – универсальное свойство всех живых организмов, способность воспроизводить себе подобных. С его помощью происходит сохранение во времени видов и жизни в целом. Оно обеспечивает смену поколений. Жизнь клеток, составляющих организм, намного короче жизни самого организма, поэтому его существование поддерживается только за счет размножения клеток. Различают два способа размножения – бесполое и половое. При бесполом размножении главным клеточным механизмом, обеспечивающим увеличение числа клеток, является митоз. Родителем является одна особь. Потомство представляет собой точную генетическую копию родительского материала.

1. Биологическая роль бесполого размножения

Поддержание наибольшей приспособленности в малоизменяю-щихся условиях окружающей среды. Оно усиливает значение стабилизирующего естественного отбора; обеспечивает быстрые темпы размножения; используется в практической селекции. Бесполое размножение встречается как у одно-, так и у многоклеточных организмов. У одноклеточных эукариот бесполое размножение представляет собой митотическое деление, у прокариот – деление ну-клеоида, у многоклеточных форм – вегетативное размножение.

2. Формы бесполого размножения

У одноклеточных организмов выделяют следующие формы бесполого размножения: деление, эндогонию, шизогонию (множественное деление) и почкование, спорообразование.

Деление характерно для таких одноклеточных, как амебы, инфузории, жгутиковые. Сначала происходит митотическое деление ядра, затем цитоплазма делится пополам все более углубляющейся перетяжкой. При этом дочерние клетки получают примерно одинаковое количество цитоплазмы и органоидов.

Эндогония (внутреннее почкование) характерно для токсо-плазмы. При образовании двух дочерних особей материнская дает лишь двух потомков. Но может быть внутреннее множественное почкование, что приведет к шизогонии.

Шизогония развивается на основе предыдущей формы. Встречается у споровиков (малярийного плазмодия) и др. Происходит многократное деление ядра без цитокинеза. Затем вся цитоплазма разделяется на части, которые обособляются вокруг новых ядер. Из одной клетки образуется очень много дочерних.

Почкование (у бактерий, дрожжевых грибов и др.). При этом на материнской клетке первоначально образуется небольшой бугорок, содержащий дочернее ядро (нуклеоид). Почка растет, достигает размеров материнской особи, а затем отделяется от нее.

Спорообразование (у высших споровых растений: мхов, папоротников, плаунов, хвощей, водорослей). Дочерний организм развивается из специализированных клеток – спор, содержащих гаплоидный набор хромосом. В царстве бактерий тоже встречается спорообразование. Cпоры, покрытые плотной оболочкой, защищающей ее от неблагоприятных воздействий окружающей среды, не способ размножения, а способ переживания неблагоприятных условий.

3. Вегетативная форма размножения

Характерна для многоклеточных организмов. При этом новый организм образуется из группы клеток, отделяющихся от материнского организма. Растения размножаются клубнями, корневищами, луковицами, корнеклубнями, корнеплодами, корневой порослью, отводками, черенками, выводковыми почками, листьями. У животных вегетативное размножение встречается у самых низкоорганизованных форм. У губок и гидр оно идет путем почкования. За счет размножения группы клеток на материнском теле образуется выпячивание (почка), состоящее из клеток экто– и эндодермы. Почка постепенно увеличивается, на ней возникают щупальца, и отделяется от материнского организма. Ресничные черви делятся на две части, и в каждой из них восстанавливаются недостающие органы за счет неупорядоченного деления клеток. Кольчатые черви могут восстанавливать целый организм из одного членика. Этот вид деления лежит в основе регенерации – восстановления утраченных тканей и частей тела (у кольчатых червей, ящериц, саламандр). Особая форма бесполого размножения – стробиляция (у полипов). Полипоид-ный организм довольно интенсивно растет, при достижении определенных размеров начинает делиться на дочерние особи. В это время он напоминает стопку тарелок. Образовавшиеся медузы отрываются и начинают самостоятельную жизнь.

Источник

Лекция № 7. Бесполое размножение. Формы и биологическая роль

1. Биологическая роль бесполого размножения

2. Формы бесполого размножения

3. Вегетативная форма размножения

Источник

Бесполое размножение — виды, формы и биологическое значение процесса

Бесполым путем размножаются все организмы с одной клеткой, будь то грибы, многие разновидности растений или многоклеточные простейшие животные. Такой тип размножения существовал задолго до полового вида воспроизводства.

Существуют переходные формы от бесполого воспроизводства к половому:

партеногенез — особь образуется из гаметы матери;
гермафродитизм — единственный организм обладает признаками обоих полов.

Существующие виды

Встречается несколько форм бесполого размножения. В таблице отражены следующие виды и их особенности:

Деление. Из единственной родительской клетки в результате деления воспроизводятся множественные дочерние клетки. Их может быть более тысячи. Бинарное деление происходит у прокариотов. Такой вид бесполого размножения — характерная особенность бактерий, хлорелл, амеб.
Спорообразование. Существуют особые органы — спорангии, из которых происходит высвобождение спор. Последние имеют надежную оболочку, однако она разрушается при благоприятных для развития факторах. Представители живой природы, размножающиеся спорами, — водоросли, папоротники, грибы и мхи.
Почкование. Потомство производится из родительской ткани в результате выпячивания и отделения. Пример — гидра.
Фрагментация. Новый живой организм появляется из отдельной части или сегментов родительского тела. Примеры в окружающем мире — кишечнополостные, ленточные черви, водоросли.
Вегетативное воспроизводство. В отличие от других способов размножения, потомство производится из вегетативных органов растений естественным или искусственным путем. Это свойство характерно для следующих биологических представителей: бегония, фиалка, герань. Интересно, что вегетативное размножение может происходить очень разнообразно. У некоторых видов это возможно при помощи усов (побегов, стелющихся по земле).

Искусственное клонирование

Человек способен получить живой организм бесполым методом искусственным путем. Этот процесс получил название — клонирование. В живой природе такое явление происходит крайне редко. Образец настоящего клонирования в биологии — гомозиготные, или однояйцовые близнецы. Однако они аналогичны только по сравнению между собой и сильно отличаются от родительских особей.

В современном мире способно осуществляться даже клонирование тех особей, которые способны воспроизводить потомство половым способом. Простой пример — известная овечка Долли. Ее клонирование производилось методом переноса ядра соматической клетки родительской особи в донорскую яйцеклетку. По сути, любой вид бесполого воспроизводства будет относиться к клонированию, так как в процедуре участвует соматическая клетка вместо половой, а новый организм идентичен родительской особи.

Что касается растений, в пробирках, колбах и чашках Петри человек получает клетки, аналогичные исходным экземплярам. В основе данной схемы находится тотипотентность клеток. Это свойство подразумевает способность клетки делиться и производить клеточные организмы. Такое явление имеет много преимуществ для человека. Можно взять какую-либо часть растения, будь то корень или стебель, поместить его в необходимую среду, и при благоприятных условиях из основы можно получить новый экземпляр.

Однако понятно, что если взять часть человеческого тела и поместить ее в специальную среду, новой особи не появится. Создание клона животного или человека — крайне сложная процедура. Клональное микроразмножение обладает высочайшим коэффициентом воспроизводства потомства. Благодаря вегетативному размножению способно появляться 10−100 растений за один год, клональное микроразмножение позволяет произвести от 5 тыс. до 1 млн единиц в год. в лабораторных условиях.

Создавать клоны растений крайне выгодно при разведении элитных растений, которых существовало всего лишь несколько экземпляров во всем мире. В США, Голландии, Бельгии, Дании и Польше существуют фирмы, которые специализируются на клонировании растений.

Значение митоза

Митоз — это процесс клеточного деления, в ходе которого из исходной соматической клетки получается две дочерние с аналогичным набором хромосом. Деление происходит в следующие стадии:

Профаза. Ядро становится плотным, хроматин, содержащийся внутри, конденсируется и принимает форму спирали. Оболочки и ядра растворяются, хромосомы находятся в цитоплазме и размещаются беспорядочным образом. Центриоли делятся к полюсам, возникает своеобразное веретено клеток, нити прикрепляются к хромосомам и полюсам.
Прометафаза. Хромосомы движутся к близлежащим полюсам.
Метафаза. В начале хромосомы располагаются в экваториальной области веретена, поэтому давление полюсов распределено равномерно. На этой стадии увеличивается количество микротрубочек веретена. Хромосомы строятся парами и образуют спираль вдоль экватора веретена в четкой последовательности. Хроматиды начинают открепляться, однако все еще фиксируются к нитям веретена.
Анафаза.На происходящей стадии возникает удлинение хроматид и они плавно переходят к полюсам. Производятся дочерние хромосомы. По продолжительности это самая быстрая стадия, сестринские хроматиды разделяются и распределяются по разным полюсам.
Телофаза. Заключительная фаза, когда хромосомы увеличиваются в длину, и внутри каждого полюса появляется новая оболочка ядра. Нити, которые образовывали веретено, саморазрушаются. Возникает деление цитоплазмы. После окончания этой стадии производится деление материнской клетки, именуемой цитокинезом.

Роль митоза крайне важна. Благодаря ему происходит поддержание нужного набора хромосом. Произвести идентичную клетку можно только с помощью этого способа.

Именно по такому принципу происходит обновление клеток эпидермиса и эпителия кишечника. Происходит копирование, а значит, сохранение генетического кода.

С помощью этого метода возможно восстановление частей тела у определенных классов организмов, например, лучи у морской звезды. Митоз обеспечивает размножение бесполым путем, пример — вегетативное воспроизведение растений и почкование у гидр. Митоз отличается от мейоза длительностью фаз и особенностями протекающих в них процессов.

Бесполое размножение значительно отличается от однополого воспроизводства. Первый способ не предполагает присутствие гамет вообще. При партеногенезе (однополом размножении) дочерние клетки образуются из яйцеклетки матери. Что касается бесполого воспроизведения, для одноклеточных организмов свойственно деление, а для многоклеточных — почкование, вегетативное размножение, фрагментация, спорообразование. Бесполым способом происходит воспроизводство у одноклеточных грибов, животных и растений. Этот процесс занимает немного времени и позволяет увеличить численность вида в короткие сроки.

Источник