Бесполое размножение
Беспо́лое размноже́ние (агамогенез), форма размножения организмов, не связанная с половым процессом и осуществляемая без участия половых клеток; происходит посредством деления материнского организма на два или несколько новых (дочерних); путём вегетативного размножения – обособления от материнского организма частей, дающих начало дочерним особям; с помощью спор. В результате возникают генетически однородные особи разных поколений, совокупность которых составляет клон. Бесполое размножение – древнейший способ размножения, свойственный одноклеточным организмам, многоклеточным растениям, грибам и многим животным; отсутствует у первичнополостных червей и моллюсков, очень редко встречается у членистоногих и позвоночных.
Формы бесполого размножения
Одноклеточные организмы размножаются путём деления. В большинстве случаев происходит бинарное деление (монотомия), когда каждая особь (клетка) делится на две дочерние, сходные с родительской. Так размножаются бактерии, большинство простейших, некоторые одноклеточные водоросли (например, эвглена).
При палинтомии происходит несколько быстро следующих друг за другом делений надвое без промежуточных стадий питания и роста подобно дроблению яйца у многоклеточных животных. В результате получаются мелкие, часто дедифференцированные клетки (томиты), которые лишь в результате длительного роста и дифференцировки достигают размеров и строения материнской особи. Палинтомии обычно предшествует довольно длительная стадия гипертрофического роста и усиленного питания, которая часто протекает в инцистированном состоянии. Эта форма размножения широко распространена у жгутиконосцев, а также у некоторых свободноживущих (Ophryoglena) и паразитических инфузорий.
Незавершённое монотомическое или палинтомическое деление приводит к образованию колоний, что особенно часто наблюдается у жгутиконосцев (Synura, Eudorina, Volvox и др.).
У паразитических простейших споровиков наблюдается множественное деление (или шизогония), когда вслед за рядом делений клеточного ядра происходит деление самой клетки на множество (около 1000) дочерних клеток.
Одной из форм бесполого размножения считают полиэмбрионию зародыша, образованного путём полового размножения. При этом происходит разделение зародыша (обычно на стадиях бластулы или гаструлы) на несколько частей, каждая из которых развивается в самостоятельный организм. Полиэмбриония встречается у многих животных, но особенно характерна для некоторых кишечнополостных (гидроидных полипов), паразитических перепончатокрылых насекомых (наездников), из млекопитающих – у броненосцев. У человека в результате полиэмбрионии рождаются однояйцевые близнецы (всегда одного пола). Полиэмбриония цветковых растений (например, цитрусовых) связана с формированием в одном семени нескольких зародышей, которые развиваются из клеток семязачатка, лежащих вне зародышевого мешка.
Бесполое размножение грибов и многих растений происходит путём развития специальных одноклеточных образований – спор. У водорослей и низших грибов они развиваются обычно внутри особых спорангиев, а у высших грибов на поверхности ответвлений таллома – конидиеносцев. У растений, связанных в своём развитии с водной средой, споры подвижные.
Бесполое размножение в широком понимании включает в себя также и вегетативное размножение, характеризующееся тем, что новому организму дают начало многоклеточные комплексы, нередко обладающие сложной тканевой дифференцировкой. Вегетативное размножение всегда вторичное явление, независимо возникающее в разных группах растений и животных.
Вегетативное размножение имеет несколько форм. При фрагментации родительская особь распадается на несколько частей, или от неё отделяются части, а затем каждая из них регенерирует – восстанавливает недостающие части, превращаясь в целый организм. Такая форма бесполого размножения наблюдается, например, у водорослей (спирогира), примитивных морских червей (немертины), многих растений (например, ива ломкая, вербейник монетчатый).
Почкование как форма вегетативного размножения свойственна некоторым сумчатым и базидиальным грибам, печёночным мхам, губкам, кишечнополостным, многим червям, мшанкам и оболочникам. При почковании на материнском организме формируются специализированные выросты – почки, из которых развиваются новые особи. У некоторых видов (у пресноводной гидры) почки отделяются от материнского организма. У большинства морских гидроидных и коралловых полипов почки не отделяются от материнской особи и таким образом возникают колонии.
Вегетативное размножение растений осуществляется с помощью специализированных побегов (корневищ, клубней, столонов, луковиц, клубнелуковиц), корневых отпрысков, опадающих выводковых почек.
В плодоводстве и цветоводстве часто используют искусственное вегетативное размножение черенками и отводками для получения нужных человеку сортов растений, которые при этом сохраняют свои ценные качества. Сравнительно недавно растения начали размножать с помощью культуры тканей – выращивать растения из отдельных кусочков живой ткани и даже из отдельных клеток, помещённых в особую питательную среду.
Место бесполого размножения в жизненном цикле организмов
Спорообразование у высших растений (кроме семенных) является обязательной фазой их жизненного цикла, правильно чередующейся с половым размножением.
У многих простейших устанавливается закономерная связь (чередование поколений) между бесполой шизогонией и половым процессом. Особенно отчётливо она выражена у споровиков, в том числе у кокцидий и малярийного плазмодия.
Чередование вегетативно размножающегося и полового поколений, называемое метагенезом, наблюдается у колониальных гидроидных и коралловых полипов. После формирования колонии возникают особые почки, из которых развиваются не полипы, а свободно плавающее поколение – гидроидные медузы. У последних образуются половые продукты, и в морской воде происходит оплодотворение; из оплодотворённого яйца развивается полип, размножающийся вегетативным путём.
Биологическая роль бесполого размножения
Бесполое размножение не требует затрат энергии на поиск партнёра и образование гамет. В благоприятных условиях бесполое размножение позволяет организмам быстро размножаться и заселять новые территории. Потомки, полученные в результате бесполого размножения, генетически идентичны родительскому организму, что может быть выгодно в стабильных условиях среды, где нет необходимости в генетической изменчивости. Некоторые формы бесполого размножения, такие как спорообразование, позволяют организмам переживать неблагоприятные условия окружающей среды.