Половое размножение
Полово́е размноже́ние, форма размножения организмов, связанная с половым процессом – слиянием при оплодотворении двух половых клеток (гамет) с одиночным (гаплоидным) набором хромосом и образованием зиготы, содержащей двойной (диплоидный) набор хромосом. В зиготах (их количество вдвое меньше исходного числа участвующих в половом размножении гамет) в результате оплодотворения объединяется наследственная информация женских и мужских половых клеток, что служит генетической основой внутривидовой изменчивости, создавая благоприятные условия для естественного отбора. Половое размножение – основная, наиболее широко распространённая и эволюционно совершенная форма размножения.
Организмы, у которых мужские и женские гаметы развиваются соответственно в мужские и женские особи, называются разнополыми. Организмы, у которых одна и та же особь способна производить и мужские, и женские гаметы, называют двуполыми, или гермафродитами.
Виды полового процесса
В зависимости от формы, величины и подвижности гамет разного пола различают следующие виды полового процесса:
изогамия – слияние морфологически идентичных гамет;
гетерогамия – слияние подвижных гамет, из которых одни – крупные женские (макрогаметы), другие – мелкие мужские (микрогаметы);
оогамия – слияние макрогаметы – крупной, неподвижной, богатой запасными веществами яйцеклетки и микрогамет – подвижных мелких сперматозоидов.
Половое размножение в жизненном цикле организмов
В жизненном цикле организмов, обладающих половым размножением, происходит правильное чередование гаплоидного и диплоидного поколений. Гаплоидное поколение (представленное гаметами) появляется путём редукционного деления клеток (мейоза), при котором также происходит перекомбинирование наследственных факторов, ещё сильнее увеличивающее комбинативную изменчивость биологического вида.
В жизненном цикле растений наблюдается смена (чередование) поколений, при которой гаплоидное поколение (гаметофит) чередуется с диплоидным (спорофит). При этом половое размножение происходит на стадии гаметофита. У неподвижных растений затруднён обмен гаметами, поэтому у них распространено бесполое размножение.
Упрощённые формы полового размножения
Партеногенез – развитие организма из яйцеклетки без оплодотворения. Среди животных партеногенез встречается у всех беспозвоночных и позвоночных, кроме млекопитающих. Партеногенетически размножаются, например, многие насекомые (в том числе муравьи, пчёлы, осы), в результате чего в их сообществах возникают различные касты (из неоплодотворённых яиц развиваются самцы, а из оплодотворённых – матки и рабочие).
Партеногенез широко представлен у растений. У двудомных растений такая форма полового размножения чаще связана с отсутствием особей мужского пола, а у однодомных – с дегенерацией мужских цветков или отсутствием пыльцы.
Педогенез – способ размножения, присущий ряду беспозвоночных, при котором у личинок развиваются неоплодотворённые яйца, дающие начало новому поколению. Педогенез компенсирует недостаточно высокую плодовитость взрослых форм, расселяющихся пассивно.
У ряда систематических групп живых организмов наблюдается чередование разных форм размножения – бесполого и полового, вегетативного и полового, двуполого и партеногенеза.
Эволюционная роль полового размножения
С эволюционной точки зрения половое размножение – более прогрессивная форма размножения по сравнению с бесполым, поскольку наилучшим образом обеспечивает генетическое разнообразие потомства, формирует множество разнообразных форм организмов в пределах вида и создаёт предпосылки для его выживания при изменении условий среды. Потомство генетически отличается от родительских особей.
Благодаря половому размножению формируется целостная система – биологический вид, несравненно более устойчивая, чем составляющие её отдельные организмы (особи). В этом заключается важнейшее преимущество полового размножения над бесполым, что обусловило его самое широкое распространение (половое размножение присуще в той или иной форме подавляющему большинству видов современных эукариотических организмов).