Половое размножение

Половое размножение — процесс у большинства эукариот, связанный с развитием новых организмов из половых клеток (у одноклеточных эукариот при конъюгации функции половых клеток выполняют половые ядра).

Первые организмы, размножавшиеся половым путём, относятся к стенийскому периоду мезопротерозоя. В 2015 году палеонтологи получили доказательства того, что половое размножение существовало уже 540 миллионов лет назад. Раскопки проводились на территории острова Ньюфаундленд в Канаде.

Образование половых клеток, как правило, связано с прохождением мейоза на какой-либо стадии жизненного цикла организма. В большинстве случаев половое размножение сопровождается слиянием половых клеток, или гамет, при этом восстанавливается удвоенный относительно гамет набор хромосом. В зависимости от систематического положения эукариотических организмов половое размножение имеет свои особенности, но, как правило, оно позволяет объединять генетический материал от двух родительских организмов и позволяет получить потомков с комбинацией свойств, отсутствующей у родительских форм.

Эффективности комбинирования генетического материала у потомков, полученных в результате полового размножения, способствуют:

1. случайная встреча двух гамет;
2. случайное расположение и расхождение к полюсам деления гомологичных хромосом при мейозе;

кроссинговер между гомологичными хромосомами.Такая форма полового размножения как партеногенез не предусматривает слияния гамет. Но так как организм развивается из половой клетки (ооцита), партеногенез все равно считается половым размножением.

Во многих группах эукариот произошло вторичное исчезновение полового размножения, или же оно происходит очень редко. В частности, отдел дейтеромицетов (грибы) объединяет обширную группу филогенетических аскомицетов и базидиомицетов, утративших половой процесс. До 1888 года предполагалось, что среди наземных высших растений половое размножение полностью утрачено у сахарного тростника. Утрата полового размножения в какой-либо группе многоклеточных животных не описана. Однако известны многие виды (низшие ракообразные — дафнии, некоторые типы червей), способные в благоприятных условиях размножаться партеногенетически в течение десятков и сотен поколений. Например, некоторые виды коловраток на протяжении миллионов лет размножаются только партеногенетически.

У ряда полиплоидных организмов с нечётным числом наборов хромосом половое размножение играет малую роль в поддержании генетической изменчивости в популяции в связи с образованием несбалансированных наборов хромосом в гаметах и у потомков.

Возможность комбинировать генетический материал при половом размножении имеет большое значение для селекции модельных и хозяйственно важных организмов.

Источник: Википедия

Упоминания в литературе

Следует затронуть вопрос о том, что происходит в случае перехода какого-либо вида животных от обоеполого к однополому размножению в отсутствие осеменения. Не вызывает сомнений, что потомство оставят лишь одиночные женские особи, у которых имеется в силу изменчивости способность к полному партеногенезу. Неотъемлемым моментом нового способа полового размножения станет активация яйца отличным от сперматозоида фактором. Это может быть один из компонентов предактивационного процесса, который обеспечивает эффективность активации яйца сперматозоидом до внезапного исчезновения самцов из окружающей среды.

Группа авторов, Секретные результаты опытов клонирования. Сколько их среди нас?, 2007

Откровением для генетиков стал также тот факт, что в составе генома трихомонады есть и гены, необходимые для процесса мейоза, то есть процесса клеточного деления, в ходе которого количество хромосом уменьшается вдвое, образуются гаметы (половые клетки), – прежде паразитологи полагали, что половое размножение трихомонаде не свойственно.

Анастасия Фадеева, Паразиты. Лучшие способы профилактики и очищения, 2011

Но какими бы ни были эволюционные истоки полового размножения, теперь оно преобладает среди многоклеточных организмов и наблюдается почти у всех позвоночных животных: рыб, амфибий, рептилий, птиц и млекопитающих. Поэтому у нас есть все основания полагать, что оно было свойственно и общему предку всех позвоночных, жившему около 500 млн лет назад. При этом возникновение наземных позвоночных (рептилий, птиц и млекопитающих) сопровождалось внедрением важного эволюционного новшества – внутреннего оплодотворения. У рыб и амфибий есть возможность просто выпускать сперматозоиды и яйцеклетки в воду, где и происходит оплодотворение. У общего же предка всех наземных позвоночных возникло внутреннее оплодотворение – одна из важнейших адаптаций к жизни на суше. Большинство рептилий, птицы и однопроходные млекопитающие (утконос, ехидна и проехидны) откладывают яйца, оболочка которых препятствует их высыханию. Сумчатые и плацентарные млекопитающие сделали следующий шаг, перейдя к развитию детенышей внутри материнского организма и живорождению.

Роберт Мартин, Как мы делаем это. Эволюция и будущее репродуктивного поведения человека, 2013

Генеративные мутации, возникающие в половых клетках многоклеточных организмов, не влияют на признаки особи, у которой произошла мутация, а обнаруживаются только у потомков, начиная со следующего поколения. Соматические мутации, напротив, проявляются у данного организма и не передаются при половом размножении. При бесполом размножении (клонировании) мутации могут передаваться потомству, если новые организмы развиваются из соматических клеток, несущих мутировавший ген.

Александр Павлович Горкин, Энциклопедия «Биология». Часть 2. М – Я (с иллюстрациями)

АСКОМИЦЕ́ТЫ(сумчатые грибы), класс грибов. Включает почти половину всех их видов. Для сумчатых грибов характерно наличие особого органа – сумки (аск), в которой происходят три важнейших процесса: слияние ядер, мейоз, образование аскоспор. Мицелий у этих грибов септированный (с перегородками) или представлен почкующимися клетками. Бесполое размножение осуществляется конидиями – спорами, образующимися на мицелии или его выростах. При половом размножении слияние различных в половом отношении клеток не приводит к слиянию ядер. Формируются гифы, содержащие два несестринских ядра, которые способны к синхронному делению. Слияние ядер происходит незадолго до образования сумок или в них самих. К аскомицетам относятся многие дрожжи, спорыньевые, мучнисторосяные, некоторые плесневые грибы, а также грибы, входящие в состав лишайников. К аскомицетам относятся и некоторые съедобные грибы – сморчок, строчок, трюфель и др. Аскомицеты широко используются в микробиологической промышленности.

Александр Павлович Горкин, Энциклопедия «Биология». Часть 1. А – Л (с иллюстрациями)

Наиболее сложное строение свойственно многим красным и бурым водорослям, масса которых внешне напоминает высшие растения и имеет довольно сложное анатомическое строение. У некоторых морских зеленых водорослей строение расчленено на стеблелисто– и корнеподобные органы, но не имеет клеточных перегородок. Весьма разнообразно размножение водорослей от простого деления до полового размножения. Наиболее часто используются человеком зеленые, сине-зеленые, бурые и красные водоросли. Из зеленых водорослей в народной медицине используют нитчатые водоросли – улотрипс, кладофора, скирогира.

Ю. Ю. Елисеев, Осторожно, водоросли!, 2013

На молекулярно-генетическом уровне наибольшее значение в понимании организации живого имеет наследственность – ведущие положения генетики, рассматривающие такие феномены, как генетический код, мутации, различия между бесполым и половым размножением и др. Онтогенетический уровень – это уровень индивидуального развития, начинающийся с клетки, которая является минимальной самостоятельной живой системой. Клетка «заведует» обменным процессом – обеспечивает живой организм необходимыми химическими соединениями и тем самым создает его устойчивость. Помимо феномена клетки на этом уровне рассматривается организм в целом, особое значение приобретают устойчивые взаимоотношения организмов – симбиоз, антибиоз, нейтрализм, хищничество и др., которые «укладываются в механизмы обеспечения устойчивости различных биологических систем» и характеризуются энергетической целесообразностью. При этом определяющее значение, как подчеркивают авторы, имеет полнота взаимодействия живых организмов с окружающей средой, то есть вовлечение в этот процесс обмена максимального числа энергетических взаимодействий между организмом и средой.

С. Н. Николаева, Система экологического воспитания дошкольников, 2011

ГЕНЕРАТИ́ВНЫЕ О́РГАНЫцветковых растений, органы (цветки и плоды), обеспечивающие функцию полового размножения. Вместе с вегетативными органами относятся к репродуктивным, обеспечивающим увеличение численности и расширение ареала вида.

Александр Павлович Горкин, Энциклопедия «Биология» (без иллюстраций)