Generasjonsveksling. Begrepet liv. syklus og generasjoner i planter. Grunnleggende mønstre for veksling av generasjoner (endringer i utviklingsfaser) og liv. syklus i planter. reiste seg. spesiell metode for reproduksjon - frø - Funksjoner av strukturen til planter Alternering

Hei kjære blogglesere Unified State Exam-veileder i biologi via Skype

Etter tittelen på denne artikkelen er det ikke alle som forstår hva den handler om. vi vil snakke, er det ikke?

Men jeg forsikrer deg om at dette spørsmålet handler om veksling av generasjoner i den levende verden er viktig for å forstå hvordan den «satte seg inn».

Dessuten, å dømme etter studentenes svar på Unified State Exam, forblir dette spørsmålet fullstendig ubesvart.

Om det er en veksling av generasjoner i planter

Ja, for alger og alle landplanter som formerer seg med både sporer (moser og bregner) og frø (gymnospermer og angiospermer), er det en veksling av to stadier i deres utviklingssyklus, som, kanskje ikke helt korrekt, kalles "veksling av generasjoner."

La oss huske hva disse stadiene kalles. Sporofytt og gametofytt. Hvorfor heter de det?

Sporophyte ("sporo" og "pass" - eller "en plante som produserer sporer") er kalt : 1) den delen av plantens livssyklus som ender med dannelsen av aseksuelle strukturer - sporer; 2) alle sporofyttceller inneholder et normalt (diploid) sett med kromosomer.

Men for et "men" du må huske : sporer, før de renner ut av kapselen (i moser) eller fra sporangium (i bregner) eller sporer av frøplanter (hvorav gametofytter da dannes) - gjennomgår enten reduksjonsdeling, blir haploid (n). Derfor vil alle cellene i plantestrukturen som vil bli dannet fra disse haploide sporene, naturligvis også være haploide.

Nå, angående det du trenger å vite om denne andre delen av plantens livssyklus, kalt gametofytten.

Gametofytt ("gameto" og "fit" - eller "plante som produserer gameter") er kalt : 1) den delen av plantelivssyklusen som ender med dannelsen av seksuelle strukturer - gameter 2) alle gametofyttceller inneholder et halvt (haploid) sett med kromosomer.

Og her bør vi igjen ta hensyn til ett stort "MEN" : hvordan er de dannet reproduktive strukturer på gametofytten - kjønnsceller? Siden alle gametofyttceller er dannet fra haploide sporer, noe som betyr at de er dannet av mitose, dannes det også spesielle kjønnsceller på den. mitoser - de er umiddelbart haploide(hos dyr, husker vi, dannes kjønnsceller ved meiotisk eller reduksjonsdeling).

I planter er altså ikke bare kjønnsceller (kjønnsceller) haploide (n), men også aseksuelle celler - sporer - er også haploide.

Hvorfor er da sporer aseksuelle celler, og kjønnsceller er kjønnsceller?

Hver haploid spore(en) uten å smelte sammen med noen annen celle, det vil si av seg selv, spire, danner en ny organisme(eller rettere sagt en annen livsfase organisme), genetisk identisk med det arvelige apparatet til denne ene sporen.

Dermed danner sporen, som er et produkt av sporofytten, selv den fremtidige gametofytten. Denne typen reproduksjon kalles aseksuell.

Gametofyttvev er haploide (de utviklet seg også fra haploide sporer), kjønnsceller dannes fra dem. Hver haploid kjønnscelle danner ikke en ny organisme. Først etter befruktningsstadiet av en annen kjønnscelle, etter å ha kombinert det genetiske materialet til (n) kvinnelige og (n) mannlige kjønnsceller, dannes en diploid (2n) zygote. Det er denne diploide zygoten som vil gi opphav til en ny fremtidig diploid organisme (sporofytt).

Således vil gameter, som er et produkt av en haploid gametofytt, bare ved å slå seg sammen i par (hann med hunn) sikre den videre utviklingen av organismen. Derfor kalles slik reproduksjon, der to partnere deltar, seksuell.

Hva er en sporofytt og gametofytt i spore (alger, moser og bregner) og frøplanter (gymnospermer og angiospermer)

Vi har kommet til svaret på spørsmålet som skaper mest forvirring. Så hos alger og moser er den viktigste (dominerende) generasjonen i utviklingssyklusen gametofytten. Og hos bregner (selv om de også tilhører sporeplanter) og alle frøplanter er hovedgenerasjonen sporofytten.

La oss undersøke syklusen med veksling av generasjoner i alger ved å bruke eksemplet med den filamentøse grønnalgen Ulotrix. På bildet fra skoleboka ser vi at ulotrix kan formere seg både aseksuelt og seksuelt. Dette betyr at en voksen ulothrix-plante kan betraktes som en spore gametofytt. Under gunstige forhold formerer ulothrix (n) seg ukjønnet ved fireflagellerte zoosporer (n). Under ugunstige forhold reproduserer ulotrix (n) seksuelt og danner biflagellate gameter (n) . Etter kopulering (fusjon) av kjønnsceller dannes en fire-flagellate zygote (2n).

Zygoten flyter først, legger seg deretter til bunnen, mister flageller, produserer et tett skall og en slimete stilk, som den fester seg til underlaget med. Dette er en hvilesporofytt.

Etter en hvileperiode oppstår reduksjonsdeling av zygotekjernen (meiose) og flagellerte sporer dannes i den (n), eller zoosporer (n), som avhenger av typen ulothrix (og det er 25 arter fra disse sporene (eller zoosporene), dannes voksne ulothrix-planter igjen - sporo gametofytter.

Moss har gjøklin,

en voksen vegetativ plante er en gametofytt (n), dannet av en grønn tråd - protonema (forvekst) - (n).

Kukushkin lin er en tobolig plante. Figuren viser at det etter befruktning (n + n) dannes sporekapsler (2n) på den kvinnelige gametofytten.

Den pedunkulerte kapselen er sporofyttstadiet i utviklingssyklusen for gjøklin. Sporer i kapsler dannes som et resultat av meiose. Deretter haploide sporer (n) hell ut av boksen og form en grønn tråd - protonema(P) .

Dermed ser vi at hos moser, som alger, i generasjonssyklusen med veksling, er gametofyttstadiet dominerende over sporofytten.

Og i bregner og alle frøplanter deres viktigste livsform, er selve den vegetative planten en sporofytt

Figuren nedenfor viser et diagram over endringer i forholdet mellom gametofytt (n) og sporofytt (2n) under utviklingen av planter. Den røde linjen skiller bildene av sporofytter (over linjen) og gametofytter (under linjen) i forskjellige grupper. av planter.

På figuren ser vi at bare hos alger og moser er gametofyttstadiet (n) dominerende. Hos bregner er gametofytten representert av en liten prothallus, og hos gymnospermer og angiospermer i det hele tatt redusert til mikroskopisk størrelse.

Det ser ut til at siden bregner, som moser, er sporebærende planter, bør generasjonsvekslingen deres skje på en måte som ligner på moser. Men det viser seg at det er omvendt : Hos sporebregner er syklusen med generasjonsveksling (som betyr hvilken form som er selve den voksne vegetative planten) lik syklusen med generasjonsveksling i frøplanter.

For å gjøre dette faktum lettere å huske, bør det påpekes at moser er en blindveisgren av utviklingen av planteriket. Og at det var fra pteridofytter alle moderne frøplanter oppsto (bare frøplanter stammet ikke fra levende sporebregner, men fra utdødde bregner som allerede hadde frøformering).

Om det er en veksling av generasjoner hos dyr

Ja jeg har. Men hvis veksling av generasjoner er karakteristisk for nesten alle representanter, er dette unntaket snarere enn regelen i dyreriket.

Betydningen av begrepet "generasjonsveksling" hos dyr er den samme som i planteorganismer. Bare her er begrepene "gametofytt" og "sporofytt" uakseptable. Selv om veksling av generasjoner hos dyr er dette også en endring i livsfasene til organismen, seksuell og aseksuell.

VEKSELENDE GENERASJONER VEKSELENDE GENERASJONER

naturlig endring i Livssyklus generasjoners organismer (generasjoner, bionter), som er forskjellige i reproduksjonsmetoden. Hos dyr skilles det mellom primær og sekundær lammelse. Primær kap., karakteristisk for flertall det enkleste, de anser endringen av seksuell generasjon som en generasjon som reproduseres av ikke-reproduktive celler (agametter). Således, i foraminifera, er vekslende generasjoner representert av seksuelle og aseksuelle individer - gamonter og agamonter. Reduksjonsdeling (meiose) skjer før dannelsen av agameter, så den seksuelle generasjonen er haploid, akkurat som gametene, mens zygoten og agamontene er diploide. Hos solsikker og noen flagellater er meiose assosiert med dannelsen av kjønnsceller, som er det eneste haploide stadiet i livssyklusen. De samme forholdene er karakteristiske for alle flercellede dyr. Sekundær kap. finnes hos dyr i to former. Vekslingen av den normale seksuelle prosessen med parthenogenese kalles. heterogoni, og vekslingen av seksuell reproduksjon med aseksuell reproduksjon er metagenese. Heterogoni er karakteristisk for trematoder, noen rundorm og hjuldyr, en rekke leddyr, etc. Metagenese er karakteristisk for kappedyr og coelenterater, der den seksuelle generasjonen er representert av enslige frittsvømmende maneter, og den aseksuelle generasjonen av fastsittende polypper. Hos planter er det en haploid generasjon - seksuell eller gametofytt, og diploid - aseksuell eller sporofytt. Reproduksjonsorganene som danner kjønnsceller utvikler seg på gametofytten, og den kan være biseksuell (sphagnum, homosporøse bregner, klubbmoser) eller toeboer (visse brunalger, heterosporøse bregner, klubbmoser og alle høyerestående planter). På sporofytten utvikles organer for aseksuell reproduksjon (sporangia, zoosporangia), og danner haploide sporer som et resultat av meiose, som deretter spirer til nye seksuelle generasjoner. Gametofytten og sporofytten er de samme morfologisk og i forventet levealder (isomorf ph.) eller skarpt forskjellige (heteromorf ph.). Høyere planter kjennetegnes kun av den heteromorfe typen. Begge former finnes i alger. Med isomorf Med generasjonsskifte er hver av dem representert av et uavhengig levende individ (visse grønne, brune og mange røde alger), slik at det i livssyklusen er to (med en biseksuell gametofytt) eller tre (med en dioecious gametofytt) uavhengige og identiske planter. Med heteromorfe Etter hvert som generasjoner endres, utvikler begge seg enten uavhengig av hverandre (tare, homosporøse bregner, moser, kjerringrokk), eller en av generasjonene, som er fratatt uavhengig utvikling, eksisterer på bekostning av den andre (moser og alle frøplanter), men en av generasjonene råder alltid - enten gametofytt eller sporofytt. I høyere planter er det bare moser som tilhører den gametofytiske evolusjonslinjen (med overvekt i gametofyttens utviklingssyklus), der sporofytten kalles. sporogonous, utvikler seg i form av en boks med sporer på den grønneste planten, som er en gametofytt. Alle andre høyere planter tilhører den sporofytiske evolusjonslinjen (med overvekt i sporofyttens utviklingssyklus). Samtidig er en sporofytt en bladstammet plante som sporangier utvikler seg på, og gametofytten (thallus) er mindre utviklet, kortvarig og representeres av en bifil thallus som lever uavhengig (alle homosporøse bregner, klubbmoser, kjerringrokk) ), eller mikroskopisk. formasjoner som utvikler seg delvis eller fullstendig på sporofytten og på bekostning av den (heterogene bregner og moser, gymnospermer, blomstrende planter). (se SPOROPHYTE, GAMETOPHYTE).

.(Kilde: Biologisk encyklopedisk ordbok." Ch. utg. M. S. Gilyarov; Redaksjon: A. A. Babaev, G. G. Vinberg, G. A. Zavarzin og andre - 2. utgave, rettet. - M.: Sov. Encyclopedia, 1986.)

Generasjonsskifte i organismers livssyklus. Samtidig er generasjoner (generasjoner) forskjellige i deres reproduksjonsmetoder. I noen protozoer (for eksempel foraminifera) erstattes generasjonen som formerer seg ved hjelp av kjønnsceller med en generasjon som formerer seg med ikke-reproduktive celler. Hos tunikater og coelenterates representerer enkle frittsvømmende maneter den seksuelle generasjonen, og polypper (fastsittende eller koloniale former) representerer den aseksuelle generasjonen.
Hos planter uttrykkes generasjonsvekslingen ved en endring i utviklingssyklusen til den haploide - seksuelle generasjonen, eller gametofytt, og diploid - aseksuell, eller sporofytt. Gametofytten utvikler reproduktive organer som danner kjønnsceller; på sporofytten - organer for aseksuell reproduksjon ( sporangia eller zoosporangia), som som et resultat meiose danner haploide sporer, noe som gir opphav til en ny seksuell generasjon. Hos forskjellige planter dominerer enten den seksuelle eller aseksuelle generasjonen i utviklingssyklusen. Når den seksuelle generasjonen dominerer (hos moser), utvikles sporofytten, eller sporogonen, på en grønn plante (gametofytt) i form av en boks med sporer. Når den aseksuelle generasjonen dominerer (hos bregner, moser, kjerringrokk, gymnospermer), er sporofytten representert av en grønn plante som sporangier utvikler seg på, og gametofytten er dårlig utviklet utvekst, vokser separat eller utvikler seg på en sporofytt.

.(Kilde: "Biology. Modern illustrated encyclopedia." Sjefredaktør A. P. Gorkin; M.: Rosman, 2006.)

Se hva "ALTERNATION OF GENERATIONS" er i andre ordbøker:

Hos planter veksler utviklingssyklusen mellom to generasjoner, seksuell (gametofytt) og aseksuell (sporofytt). Hos virvelløse dyr er det en endring i livssyklusen til to eller flere generasjoner av individer som er forskjellige i form, funksjon, livsstil og noen ganger... Stor encyklopedisk ordbok

veksling av generasjoner- Naturlig endring av ulike metoder for reproduksjon av generasjoner i løpet av livssyklusen; hos dyr er det et skille mellom primære parasitter, samt heterogoni og metagenese; i mange planter Ch.p. representert ved dannelsen av gametofytten (seksuell generasjon) og... ... Teknisk oversetterveiledning

VEKSELENDE GENERASJONER- Engelsk generasjonsveksling tysk Generationswechsel Fransk alternance des générations se > … Fytopatologisk ordbok-referansebok

En naturlig endring i generasjoner av organismer som er forskjellige i type reproduksjon. Dyr har en primær og en sekundær tilstand Den primære tilstanden, karakteristisk for mange protozoer, anses å være endringen av seksuell generasjon for generasjon... ... Stor sovjetisk leksikon

veksling av generasjoner- EMBRYOLOGI AV DYR GENASJONSVEKSLING, GENERASJONSSKIFTE - generasjonsskifte med ulike former for reproduksjon i dyrenes livssyklus. De skilles: 1) Generasjonsveksling, der begge generasjonene er ytre umulige å skille, men reproduserer forskjellig... ... Generell embryologi: Terminologisk ordbok

Hos planter veksler utviklingssyklusen mellom to generasjoner, seksuell (gametofytt) og aseksuell (sporofytt). Hos virvelløse dyr, en endring i livssyklusen til to eller flere generasjoner av individer som er forskjellige i form, funksjon, livsstil og noen ganger... ... encyklopedisk ordbok

veksling av generasjoner- kartų kaita statusas T sritis ekologija ir aplinkotyra apibrėžtis Augalų ir grybų haplofazės ir diplofazės kaita per gyvenimo ciklą. atitikmenys: engl. allelobiogenese; allelogenese; metagenese vok. Allelogenese, f; Metagenese, f rus. endring... ...

veksling av generasjoner- kartų kaita statusas T sritis ekologija ir aplinkotyra apibrėžtis Kai kurių bestuburių gyvūnų dauginimosi būdo kaita per jų gyvenimo ciklą – kaitaliojasi lytinė ir nelytinė kartos. atitikmenys: engl. allelobiogenese; allelogenese; metagenese ... ... Ekologijos terminų aiškinamasis žodynas

Endring av generasjon, digenesis, heterogenese veksling av generasjoner. Naturlig endring av ulike metoder for reproduksjon av generasjoner i løpet av livssyklusen; hos dyr er det et skille mellom primær ph.p., samt heterogoni Og … … Molekylbiologi og genetikk. Ordbok.

veksling av generasjoner- kartų kaita statusas T sritis augalininkystė apibrėžtis Raidos cikle dviejų kartų – haploidinės (gametofito) ir nelytinės diploidinės (sporofito) – pasikeitimas. atitikmenys: engl. allobiogenese; heterogenese; metagenese rus. veksling... ... Žemės ūkio augalų selekcijos ir sėklininkystės terminų žodynas

I moderne verden det har blitt vanlig å ringe tekniskebetingelser alt som omgir oss. Mekanismen for reproduksjon ... Dette er nøyaktig hvordan vitenskapelige sinn "døpte" miraklet med fødselen av et nytt liv.

Et mirakel der hver komponent er så harmonisk, mangfoldig og samtidig uerstattelig at noen ganger kan du bare bli overrasket. I mange årtusener har menneskeheten plaget hjernen over spørsmålet om eggets og kyllingens forrang, men naturen har lenge hatt svar på alle spørsmål. Rasjonalisme og variasjon av løsninger for å opprettholde stabiliteten til en bestemt art og samtidig tilegne seg en rekke egenskaper i levende natur er uten sidestykke.

Genetisk livsgrunnlag

En av disse tilpasningene er generasjonsveksling. Variasjon av dyrearter og flora oppnås ved å lage ulike kombinasjoner av genetisk materiale. Generasjonsveksling er en spesiell form for å bevare en art under skiftende forhold eksternt miljø habitat, hovedsakelig funnet i mange planter og lavere virvelløse dyr. Det representerer en endring mellom seksuell og aseksuell reproduksjon.

Hva forårsaker lanseringen av en eller annen metode for reproduksjon og hvilke mål forfølger de? For å svare på dette spørsmålet, må du forstå dypere hva seksuell og aseksuell reproduksjon er og hvordan de er forskjellige, hvilke fordeler og ulemper de har.

Seksuell reproduksjon

Prosessen med seksuell reproduksjon innebærer deltakelse i skapelsen av et nytt liv til to individer, som hver i seg selv er bærere av sitt eget individuelle sett med kromosomer i en dobbel spiralformet DNA-streng. Dette unike settet med genetisk materiale kommer til uttrykk i nærvær av et gitt individ, og bare i henne, visse tegn, som hun delvis gir videre til avkommet.

Når to individer deltar i prosessen med seksuell reproduksjon, som hver gir den potensielle etterfølgeren til arten sitt eget halve sett med kromosomer, vil neste generasjon ha egenskaper til begge foreldreorganismene. Det er derfor generasjonsveksling observeres i både enkle og komplekse livsformer som formerer seg gjennom seksuell reproduksjon.

Hvilket bidrag gir seksuell reproduksjon til genpoolen til en art?

Selv innenfor en relativt liten populasjon kan settet med kombinasjoner av genetisk materiale være uendelig bredt. Denne typen reproduksjon forfølger politikken om å introdusere mangfold i den genetiske bakgrunnen til artspopulasjonen. Mangfold kan også oppnås gjennom bruk innenfor en etablert populasjon av nye eksemplarer av en gitt art, som kan trenge gjennom utenfra på ulike måter. Eller, som for eksempel i planter eller noen coelenterater, gjennom kjønnsceller "levert til ditt hjem" ved hjelp av vind, vann eller insekter.

Et viktig poeng i seksuell reproduksjon er å indikere muligheten for deltakelse av overveiende sunne og sterkeste individer i den. Dermed gjør denne typen reproduksjon det mulig å implementere naturlig utvalg, som bidrar til muligheten for å konsolidere egenskaper som virker til fordel for denne arten.

Aseksuell reproduksjon som en formel for multiplikatoren av antall individer

Generasjonsveksling er et system som brukes for å øke og bevare en art, der aseksuell reproduksjon spiller en viktig rolle. Blant dens fordeler kan vi trygt merke oss evnen til raskt å øke bestandsstørrelsen når forhold som er gunstige for en gitt biologisk art oppstår. naturlige omgivelser. Bevaring og utvidelse av det genetiske fondet til en populasjon ved bruk av multippel kloning av eksisterende genkombinasjoner, noe som betydelig øker artens sjanse for deltakelse av disse kombinasjonene i videre seksuell reproduksjon.

Veksling av fenotyper i forskjellige riker

Generasjonsvekslingen i alger avhenger av temperaturbakgrunnen, kjemisk oppbygning vann (spesielt konsentrasjonen av salt i det), varigheten av den daglige fotoperioden, lysintensiteten og sesongskiftet. Alle disse faktorene regulerer produksjonen av visse reproduktive celler. Noen planter produserer sporer, grunnlaget for aseksuell reproduksjon, og kalles sporofytter. Planter som produserer kjønnsceller for seksuell reproduksjon (en kjønnscelle med et enkelt sett med kromosomer i kjernen) for reproduksjon kalles gametofytter. Det er alger som produserer begge typer reproduktive celler (gameter og sporer), de kalles følgelig gametosporofytter. Alger av alle disse typene kan avvike fra hverandre både morfologisk og biologisk. Dermed ser rødalgen Porphyra Tenera i form av en sporofytt ut som tråder som forgrener seg i en rad, innebygd i underlaget, som kan være kalkholdige bergarter eller bløtdyrskjell.

Sporofytter av denne arten lever på store dyp og foretrekker lite lys. Individer som er involvert i produksjonen av celler for seksuell reproduksjon (gametofytter) lever i form av plater i en sone på grunne dyp under intenst lys. ettersom de er mer organiserte, viser de mangfoldige og mest komplekse utviklingssykluser der det er en endring ulike former eksistensen av organismer av samme art i løpet av livssyklusen - heteromorf utvikling.

Hvem er preget av reproduksjon gjennom gametosporofytter?

Gametosporofytter er typiske for mange arter av grønne, brune og røde alger. Vekslingen av generasjoner observeres i dem i produksjonen av reproduktive celler av begge typer: sporer og gameter, som forekommer i annen tid og forårsaket av endringer i miljøforhold. Konsistens mellom manifestasjoner av egenskaper i fenotypen og tilsvarende endringer i miljøet er den viktigste evolusjonsfaktoren som sikrer kjøreform utvalg.

Generasjonsveksling i planter og dyr: hvordan er de to forskjellige kongedømmene like?

Klassifiseringen som deler den levende verden inn i 4 riker forenkler oppfatningen i stor grad biologisk vitenskap i de tidlige stadiene av studien. Men med et mer dyptgående kurs blir det klart at i eksisterende klassifisering det er mange mellomliggende tilfeller. Dermed er generasjonsvekslingen i coelenterater av spesielt interessant karakter. I livssyklusen har generasjoner med seksuell og aseksuell reproduksjon forskjellig livsstil, fører radikalt forskjellig livsstil, bor forskjellige steder og spiser forskjellig. Ved metagenese oppstår en veksling av livsformer: polypper og maneter. Polypper festet til underlaget fører til polypper preget av aseksuell reproduksjon ved å spire fra mors kropp nye døtre som er identiske i genetisk sammensetning, som også tilbringer livet i form av polypper. Ernæring utføres ved å filtrere vannmasser, med en strøm som fører mikroskopiske partikler av organisk materiale som tjener som mat for kroppen.

Polypper kan organisere enorme samfunn. På lignende måte skaper generasjonsvekslingen i coelenterates koloniale former for polypper i form av korallrev over lang tid. Når visse forhold oppstår, som er individuelle for hver art (endringer i temperatur, årstid, endringer i undervannsstrømmer, månens fase, migrasjonstid osv.), spirer polypper til små maneter. Maneter er mobile, beveger seg lett gjennom vannsøylen og er rovdyr i matvanene. Etter å ha vokst til en alder av seksuell beredskap, fortsetter maneter utviklingssyklusen til arten gjennom seksuell reproduksjon. Bevegelige larver utvikler seg fra befruktede celler, legger seg til bunnen, fester seg til underlaget, mister bevegelighet og vokser til en polypp. Generasjonsveksling er en art som gjennomgår som alltid lukker seg selv, går tilbake til sitt opprinnelige stadium, men med et annet sett med kromosomer, og derfor med forskjellige egenskaper.

Moser formerer seg også seksuelt

Generasjonsveksling observeres blant annet hos moser. Karakteristisk trekk Livssyklusen til denne plantedivisjonen er det faktum at den dominerende livsformen er gametofytten i form av en grønn flerårig plante med bladlignende fremspring og rhizoider som vi observerer. Generasjonsvekslingen i moser er sikret av sporofytten, som er et aseksuelt stadium av utviklingssyklusen, representert av en liten boks på en stilk med sporer, forbundet med gametofytten med føtter, gjennom hvilken den fysiologiske støtten til sporene skjer. Sporofytten har kort levetid og kan ikke slå rot på egen hånd. Tørker ut etter modning og sporer faller ut.

Hvorfor i biologi 1+1=3

Etter å ha uttalt det ovenfor, kan vi konkludere med at begge metodene for reproduksjon har sin egen evolusjonære betydning. Generasjonsvekslingen er en prosess som sikrer konsolidering av de nødvendige egenskapene og avvisningen av unødvendige, manifestert i fenotypen, på grunn av naturlig utvalg. Bare ved aseksuell reproduksjon vil spontane mutasjoner "utsettes" for vurderingen av naturlig seleksjon, og ved seksuell reproduksjon vil det i tillegg til mutasjoner vises tegn på begge foreldreindivider i fenotypen.

Hvorfor inn evolusjonsbiologi, når man snakker om seksuell reproduksjon, er ikke summen av to enheter lik to (1+1≠2)? Fordi som et resultat av befruktning, mottar barnet et sett med gener som ikke er identisk med noen av foreldrene. Individet vil verken bære et mors- eller et farsgen, men vil utvikle seg basert på informasjonen mottatt fra foreldrene. Hun vil være bærer av en tredje, unik og ikke-repeterbar genotype, så biologer løser det matematiske eksemplet litt annerledes. Det er dette som sørger for generasjonsveksling i planter og pattedyr, hvor det for hver ny degenerasjon av genetisk materiale blir mer og mer komplekst, elegant og perfekt!

Essensen av prosessene for reproduksjon og reproduksjon

Avspilling er organismers evne til å danne sin egen type. Reproduksjon er en av livets viktigste egenskaper og er mulig på grunn av organismenes generelle evne til å produsere avkom. Umiddelbare etterkommere er imidlertid ikke alltid like foreldrene sine. Fra bregnesporer vokser for eksempel mange avkom, representert av skudd som ikke ligner den morsporebærende planten. På utveksten, i sin tur, vises en plante i motsetning til den - en sporofytt. Dette fenomenet kalles veksling av generasjoner.

Hvis dannelsen av avkom er ledsaget av en økning i antall individer av en gitt art, er denne prosessen reproduksjon. Reproduksjon er reproduksjon av genetisk like individer av en gitt art, som er preget av en økning i antall individer i dattergenerasjonen sammenlignet med generasjonen til foreldrene.

Reproduksjon sikrer kontinuitet og kontinuitet i livet. Kontinuitet ligger i det faktum at under reproduksjonsprosessen overføres all genetisk informasjon som finnes i foreldregenerasjonen til dattergenerasjonen. Takket være generasjonsskiftet kan visse arter og deres populasjoner eksistere på ubestemt tid, siden reduksjonen i antall på grunn av individers naturlige død kompenseres av konstant reproduksjon av organismer og erstatning av døde med nye. (livets kontinuitet).

Arter av organismer, som er representert av dødelige individer, på grunn av generasjonsskifte bevarer og overfører ikke bare hovedtrekkene til deres struktur og funksjon til etterkommere, men endrer også. Arvelige endringer i organismer i reproduksjon er observert i noen alger og protozoer (foraminifera, sporozoer).

Sporulering finnes i alger, protozoer (sporofytter) og enkelte grupper av bakterier. Denne typen reproduksjon innebærer dannelse av sporer. Spore Det er en celle dekket med en tett membran. Sistnevnte beskytter pålitelig det indre innholdet i cellen mot eksponering for ugunstige forhold. Bakteriesporer ser for eksempel ut til å være svært motstandsdyktige mot høye temperaturer. Hos sporozoer er sporer et spesielt stadium av livssyklusen, som lar dem "overleve" effekten av ugunstige miljøfaktorer. En gang i gunstige forhold spirer sporen og utvikler seg til en ny organisme.

Aseksuell reproduksjon av flercellede organismer. Vegetativ forplantning- en form for aseksuell reproduksjon hos planter, der starten på en ny organisme er gitt av vegetative organer - røtter, stilker, blader eller spesialiserte modifiserte skudd - knoller, løker, jordstengler, stamknopper, etc.

I kjernen fragmentering som i tilfellet med vegetativ forplantning, ligger kroppens evne til å gjenopprette manglende organer og kroppsdeler (regenerering). Med denne reproduksjonsmetoden oppstår nye individer fra fragmenter av mors organisme. For eksempel kan trådalger, sopp, noen flate (cilierte) ormer og annelid-ormer formere seg ved fragmentering.

Spirende karakteristisk for svamper, noen coelenterates (hydra) og tunicater (ascidians), der fremspring (knopper) dannes på grunn av multiplikasjon av en gruppe celler på kroppen. Nyren øker i størrelse, deretter vises rudimentene til alle strukturer og organer som er karakteristiske for mors kropp. Deretter oppstår separasjonen (spirende) av datterindividet, som vokser og når størrelsen på mors kropp. Hvis datterindividene ikke skiller seg fra moren, dannes kolonier (korallpolypper).

Reproduksjon skjer i noen coelenterater strobilasjon. I dette tilfellet vokser polyppen intensivt, og deretter i den øvre delen deles den av tverrgående innsnevringer i datterindivider (strobili). På dette tidspunktet ligner polyppen en stabel med plater. De resulterende datterindividene - maneter - bryter seg løs fra moren og begynner en selvstendig tilværelse.

Aseksuell reproduksjon av encellede organismer. Bakterier og protozoer (amøber, euglena, ciliater, etc.) formerer seg ved å dele cellen i to. Bakterier deler seg ved enkel binær fisjon; protozoer - ved mitose. Etter deling vokser dattercellene og, etter å ha nådd størrelsen på mors kropp, deler de seg igjen.

I naturen er det tilfeller når celler ikke er delt inn i like deler. I dette tilfellet ser det ut til at den mindre cellen spirer fra den større. Denne typen deling (heterotomi) forekommer i gjær og noen bakterier og kalles spirende.

Multippel fisjon (schizogoni) preget av det faktum at med slik reproduksjon observeres flere delinger av kjernen uten deling av cytoplasma. Deretter skilles et lite område av cytoplasma rundt hver av kjernene, og celledeling ender med dannelsen av mange datterindivider. Denne typen generasjon fører til endring i arter eller til fremvekst av nye arter.

Det er vanligvis to hovedtyper av reproduksjon: aseksuell og seksuell. Seksuell reproduksjon er assosiert med dannelsen av kjønnsceller - gameter, deres fusjon (befruktning), dannelsen av en zygote og dens videre utvikling. Aseksuell reproduksjon innebærer ikke dannelse av kjønnsceller.

Seksuell reproduksjon

Seksuell prosess. Seksuell reproduksjon er preget av tilstedeværelsen av en seksuell prosess, som sikrer utveksling av arvelig informasjon og skaper betingelser for fremveksten arvelig variasjon. Som regel deltar to individer i det - en kvinne og en hann, som danner haploide kvinnelige og mannlige reproduksjonsceller - kjønnsceller. Som et resultat av befruktning, dvs. sammensmeltingen av kvinnelige og mannlige gameter, dannes en diploid zygote med en ny kombinasjon av arvelige egenskaper, som blir stamfaren til en ny organisme.

Seksuell reproduksjon, sammenlignet med aseksuell reproduksjon, sikrer utseendet til arvelig mer mangfoldig avkom. Formene for den seksuelle prosessen er konjugering og paring.

Konjugasjon- en særegen form for den seksuelle prosessen der befruktning skjer gjennom gjensidig utveksling av migrerende kjerner som beveger seg fra en celle til en annen langs en cytoplasmatisk bro dannet av to individer. Under konjugering er det vanligvis ingen økning i antall individer, men en utveksling skjer genetisk materiale mellom celler, noe som sikrer rekombinasjon av arvelige egenskaper. Konjugering er typisk for cilierte protozoer (for eksempel ciliater), noen alger (Spirogyra).

Kopulation (gametogami)- en form for den seksuelle prosessen der to celler som er forskjellige i kjønn - kjønnsceller - smelter sammen og danner en zygote. I dette tilfellet danner gametkjernene én zygotekjerne.

Følgende hovedformer for gametogami skilles ut: isogami, anisogami og oogami.

På isogami mobile, morfologisk identiske gameter dannes, men fysiologisk skiller de seg inn i "mannlig" og "kvinnelig". Isogami forekommer i mange alger.

På anisogami (heterogami) mobile gameter som er forskjellige morfologisk og fysiologisk, dannes. Denne typen seksuell prosessen er typisk for mange alger.

Når oogamy kjønnsceller er veldig forskjellige fra hverandre. Kvinnelig kjønnscelle - stor, ubevegelig egg, som inneholder en stor tilførsel av næringsstoffer. Mannlige kjønnsceller - sædceller-- små, oftest bevegelige celler som beveger seg ved hjelp av en eller flere flageller. I frøplanter er mannlige kjønnsceller sperm- ikke har flageller og leveres til egget ved hjelp av et pollenrør. Oogamy er karakteristisk for dyr, høyere planter og mange sopp.

Gametogenese. Prosessen med dannelse og utvikling av kjønnsceller kalles gametogenese. I flercellede alger, mange sopp og høyere sporeplanter skjer dannelsen av kjønnsceller i spesielle organer for seksuell reproduksjon - gametangia. Hos høyere sporeplanter kalles kvinnelige gametangia archegonia, mannlige gametangia kalles antheridia. Hos dyr oppstår gametogenese i spesielle gonader - gonader. Imidlertid mangler for eksempel svamper og coelenterater gonader og gameter oppstår fra forskjellige somatiske celler.

En spesiell form for seksuell reproduksjon er partenogenese, eller jomfru reproduksjon,- utvikling av en organisme fra et ubefruktet egg. Denne formen for reproduksjon er hovedsakelig karakteristisk for arter med kort livssyklus med uttalte sesongmessige endringer.

Parthenogenese kan være haploid eller diploid.

Hos bladlus, dafnia, hjuldyr og noen øgler, diploid (somatisk) partenogenese, hvor hunnens oocytter danner diploide egg. For eksempel i Daphnia er hunnene diploide og hannene haploide. Under gunstige forhold forekommer ikke meiose i Daphnia: diploide egg utvikler seg uten befruktning og gir opphav til hunner. Hos steinøgler, før meiose, oppstår en mitotisk økning i antall kromosomer i cellene i gonadene. Cellene gjennomgår deretter en normal meiosesyklus, som resulterer i dannelsen av diploide egg, som uten befruktning gir opphav til en ny generasjon som kun består av hunner. Dette gjør det mulig å opprettholde antallet individer under forhold hvor det er vanskelig å møte individer av ulike kjønn.

Eksistensen av naturlig partenogenese hos fugler er påvist. En kalkunrase utvikler ofte egg partheno- genetisk, og bare hanner kommer ut av dem.

Parthenogenese kan induseres kunstig. Den sovjetiske vitenskapsmannen B.L. Astaurov eksperimentelt (irriterer overflaten av silkeormegg på forskjellige måter: mekanisk stryke med en børste eller injisere med en nål, kjemisk plassere egg i forskjellige syrer, varme opp eggene) oppnådde effekten av å knuse egg uten befruktning. Deretter oppnådde amerikaneren Gregory Pincus parthenogenetisk voksne frosker og kaniner fra ubefruktede egg.

I naturen forekommer naturlig parthenogenese i en rekke planter (løvetann, haukeved, etc.) og kalles apomixis vanligvis enten utvikling fra et ubefruktet egg, eller fremveksten av et embryo som ikke er fra kjønnsceller i det hele tatt (for eksempel i. blomstrende planter, kan embryoet utvikle seg fra forskjellige embryosekkceller)

Generasjonsveksling.

Det overveldende flertallet av både høyere og høyere lavere planter Det er 2 metoder for reproduksjon: aseksuell og seksuell. Dessuten, for hver plante, er hele livssyklusen for utviklingen bare mulig hvis det er begge reproduksjonsmetodene, som utføres i en viss rekkefølge: en reproduksjonsmetode veksler med en annen, og derfor en viss veksling, eller endring, av generasjoner skjer - aseksuell og seksuell.

Essensen av vekslingen av generasjoner i utviklingssyklusen til en plante er at en generasjon danner organene for seksuell reproduksjon, og den andre generasjonen danner organene for aseksuell reproduksjon. Generasjonen som danner organene for seksuell reproduksjon, der kjønnsceller - kjønnsceller dannes, kalles den seksuelle generasjonen, eller gametofytt. Generasjonen der organer for aseksuell reproduksjon dannes, med sporer som utvikler seg i dem, kalles aseksuell eller sporofytt.

Utviklingen av to generasjoner i bregner kommer veldig tydelig til uttrykk. Begge generasjoner lever uavhengig, og hos noen bregner skiller sporofytten seg kraftig i størrelse fra gametofytten (hannbregne). Den aseksuelle generasjonen av denne bregnen er en stor plante, godt differensiert til individuelle organer, og når 80...100 cm og mer, og den seksuelle generasjonen (gametofytten) er en veldig liten plante i form av en grønn plate på størrelse med en 10-kopek mynt.

Prosessen med vekslende generasjoner av hannbregne er som følger. På undersiden av sporofyttbladet dannes det spesielle organer (sporangier) hvor det dannes sporer. Modne sporer renner ut og, når de er i gunstige forhold, spirer de.

Fra sporen vokser en liten grønn plate, som representerer den seksuelle generasjonen, eller gametofytten, til bregnen. I i dette tilfellet denne seksuelle generasjonen har et spesielt navn - prothallus. Mannlige (antheridia) og kvinnelige (archegonia) kjønnsorganer er dannet på undersiden av prothallus. Mannlige kjønnsceller (spermceller) dannes i antheridia, og kvinnelige kjønnsceller (eggceller) dannes i arkegonia.

Etter befruktning utvikles en aseksuell generasjon av bregne, sporofytten, fra den resulterende zygoten, det vil si at det vokser en vanlig bregneplante, på bladene hvis sporer igjen dannes. Bregnens livssyklus begynner igjen.

Hos hannbregnen vokser således de aseksuelle og seksuelle generasjonene separat og lever uavhengig.

Hos blomstrende planter, som er evolusjonært høyere enn plantene som vurderes, eksisterer det også generasjonsveksling, men det er mindre tydelig uttrykt, siden gametofyttene i disse plantene er sterkt redusert. Blomstrende planter har 2 gametofytter - hann (tocellet pollenkorn) og hunn (embryosekk som inneholder 7 celler). Hos disse plantene lever gametofytten av en aseksuell generasjon, som er en hel plante, og når enorme størrelser hos enkelte representanter (bjørk, eik, etc.), mens hunn- og hanngametofyttene i blomstrende planter er mikroskopisk små.

Samtidig med generasjonsvekslingen skjer en endring av kjernefysiske faser. Dette gjøres som følger. I den aseksuelle generasjonen dannes sporer i sporangier fra sporogent vev. Under dannelsen av sporer oppstår reduksjonsdeling, og sporene har derfor et haploid sett med kromosomer. Gametofytten dannet fra en spore er den seksuelle generasjonen og gametene som dannes på den er også haploide. Når haploide kjønnsceller smelter sammen i den seksuelle generasjonen, dannes en zygote, som allerede bærer et diploid sett med kromosomer. Den haploide fasen av kjernen ble erstattet av en diploid fase. Fra zygoten utvikles en aseksuell generasjon - sporofytten - med et diploid sett av kromosomer. Så, når sporer dannes, halveres antallet kromosomer igjen . Dermed skiller gametofytten og sporofytten seg ikke bare eksternt, men også cytologisk: de har et annet antall kromosomer.

Hos mer eldgamle primitive planter er utviklingssyklusen dominert av den seksuelle generasjonen - gametofytten (haploid fase). Mer høyt organiserte planter, tvert imot, er preget av veksling av generasjoner med en overvekt av den aseksuelle generasjonen - sporofytten (diploid fase), som er spesielt tydelig uttrykt i blomstrende planter der den seksuelle generasjonen har gjennomgått en sterk reduksjon.

Ris. Generasjonsveksling i den mannlige skjoldbregnen:

/ - sporofytt; 2 - en del av et blad med sori; 3. - sorus i snitt; 4 - celle, sporogent vev; 5 - reduksjonsdivisjon; 6 - 2. divisjon; 7 - tetrad; 8- tvister; 9 - åpnet sporangium; 10 - spirende spore; // - prothallus (gametofytt); 12 - arkegonium; /L - antheridium; 14 - sperm; 15 - penetrering av sæd i arkegonium; 16 - deling av zygoten; 17 - en prothallus med en spire av en ung bregne

Generasjonsvekslingen er av stor biologisk betydning, siden den kombinerer 2 former for reproduksjon: aseksuell, givende stort antall individer, og seksuelle, som bidrar til berikelsen av arven til avkommet.

Konseptet med "veksling av generasjoner" bør betraktes som betinget, siden de aseksuelle (sporofytt) og seksuelle (gametofytt) generasjonene, selv om de i mange planter så å si er uavhengige organismer, individuelt ikke kan gi hele syklusen av planteutvikling. En enkelt planteutviklingssyklus utføres bare i totalen av disse 2 generasjonene. Sporofytt og gametofytt representerer ikke 2 uavhengige individer av samme plante, men er det ulike stadier dens utvikling.

Generasjonsveksling er en naturlig endring i generasjonsorganismer som er forskjellige i måten. Organismer av mange arter kan formere seg enten aseksuelt eller seksuelt. I denne forbindelse snakker de om aseksuelle og seksuelle generasjoner av denne arten. Vekslingen av disse generasjonene i planter og dyr har mange fellestrekk. Grensen som skiller seksuelle og aseksuelle generasjoner i utviklingssyklusen er prosessen. I dette tilfellet, som et resultat av sammensmeltingen av haploid (dvs. inneholder et enkelt sett) vises en diploid (dvs. inneholder et dobbelt sett) zygote, og den seksuelle generasjonen blir til aseksuell.

Utviklingssyklus av bryofytter: 1 - gametofytt; 2 - sporofytt; 3 - sporangium; 4 - tvist; 5 - ung gametofytt; 6 - antheridium; 7 - arkegonium; 8 - egg; 9 - sædceller.

Livssyklusen til en hydroid polypp: 1 - hydroid polypp; 2 - dannelse av maneter med testikler og eggstokker gjennom aseksuell spiring; 3 - egg og sæd; 4 - zygote; 5 - utvikling av en ny koloni av polypper.

Utviklingssyklus av angiospermer: 1 - mannlig gametofytt; 2 - kvinnelig gametofytt; 3 - egg; 4 - pollenkorn; 5 - ung sporofytt; 6 - endosperm; 7 - kotyledoner; 8 - ; 9 - mikrosporer; 10 - makrosporer.

Endring av kjernefysiske faser i planter: 1 - brunalger dictyota (gametofytt og sporofytt er like utviklet); 2 — gjøklinmose (gametofytten dominerer); 4 - grønnalge spirogyra (bare zygoter er diploide). GAM - , OPL - , ZIG - zygote, MEY -