Rozmnażanie płciowe istnieje na Ziemi od ponad 3 miliardów lat
Rozmnażanie płciowe- proces u większości eukariontów związany z rozwojem nowych organizmów z komórek rozrodczych (u jednokomórkowych eukariontów podczas koniugacji funkcje komórek rozrodczych pełnią jądra płciowe).
Formularze PR
Jednokomórkowy:
- kopulacja- połączenie dwóch osób w jedną, połączenie i rekombinacja materiału dziedzicznego. Osobnik ten następnie rozmnaża się przez podział.
- koniugacja- w tymczasowym połączeniu dwóch osób w celu wymiany (rekombinacji) materiału dziedzicznego. W rezultacie pojawiają się osobniki różniące się genetycznie od organizmów rodzicielskich. Następnie rozmnażają się bezpłciowo. Ponieważ liczba orzęsków pozostaje niezmieniona po koniugacji, nie ma powodu mówić o rozmnażaniu w dosłownym tego słowa znaczeniu
Schemat koniugacji w orzęskach: 1 - mikrojądro (mi) i makrojądro (ma); 2 - pierwszy podział mikrojąder, w każdym widoczne są 4 chromosomy; 3 - drugi podział, w którym liczba chromosomów zmniejsza się do 2; 4–3 utworzone mikrojądra ulegają zagęszczeniu i obumierają; 5 - trzeci podział mikrojądra; 6 i 7 - wymiana jąder (♂ - jądro ruchome, ♀ - jądro pozostające w komórce; po ich połączeniu przywracany jest podwójny zestaw chromosomów); 8 - 10 - powstawanie nowego makrojądra w wyniku podziału mikrojądra.
Wielokomórkowy:
Z nawożeniem
Dla typu zewnętrznego zapłodnienie następuje w wodzie, a rozwój zarodka następuje także w środowisku wodnym (lancelet, ryby, płazy).
Dla typu wewnętrznego zapłodnienie następuje w żeńskich narządach płciowych, a rozwój zarodka może nastąpić albo w środowisku zewnętrznym (gady, ptaki), albo w ciele matki w specjalnym narządzie - macicy (ssaki łożyskowe, ludzie).
Bez nawożenia
Partenogeneza- tzw. „rozmnażanie dziewicze”, jedna z form rozmnażania płciowego organizmów, w której żeńskie komórki rozrodcze (jaja) rozwijają się w organizm dorosły bez zapłodnienia. Chociaż rozmnażanie partenogenetyczne nie obejmuje fuzji gamet męskich i żeńskich, partenogenezę nadal uważa się za rozmnażanie płciowe, ponieważ organizm rozwija się z komórki rozrodczej. Uważa się, że partenogeneza powstała w procesie ewolucji w formach dwupiennych.
Androgeneza- rozwój komórki jajowej z jądrem męskim wprowadzonym do niej przez plemnik w procesie zapłodnienia.
Androgenezę obserwuje się u niektórych gatunków zwierząt (jedwabnik) i roślin (tytoń, kukurydza) w przypadkach, gdy jądro matczyne obumiera przed zapłodnieniem, co jest nieprawdą, to znaczy jądra żeńskie i męskie nie łączą się (pseudogamia), a tylko samiec jeden uczestniczy w rdzeniu fragmentacyjnym.
Ginogeneza- szczególny przypadek partenogenezy, szczególnej formy rozmnażania płciowego, w której po wniknięciu plemnika do komórki jajowej ich jądra nie łączą się, a jedynie jądro komórki jajowej uczestniczy w późniejszym rozwoju lub nie dochodzi do zapłodnienia. W tym przypadku nie dochodzi do ujednolicenia materiału dziedzicznego rodziców poprzez fuzję jąder ich komórek rozrodczych (pszczoły, mrówki)
Znaczenie biologiczne
Zapewnia znaczną różnorodność genetyczną
Zmienność fenotypowa potomstwa.
Duże możliwości ewolucyjne i ekologiczne (rozprzestrzenianie się w różnych środowiskach).
Połączenie w materiale dziedzicznym potomka informacji genetycznej z dwóch różnych źródeł – rodziców.
Pojawiające się organizmy mogą łączyć korzystne cechy ojca i matki.
Takie organizmy są bardziej żywotne
Reprodukcja- najważniejsza właściwość wszystkich żywych istot. Gatunek rozmnażający się wyłącznie bezpłciowo może prosperować dość długo, jeśli żyje w stosunkowo stałych warunkach. Jeśli w jego środowisku zajdą zmiany powodujące śmierć poszczególnych osobników, jest bardzo prawdopodobne, że wszystkie osobniki wymrą, gdyż są bardzo podobne genetycznie.
Na seksualnie Organizmy matki i ojca wytwarzają wyspecjalizowane komórki rozrodcze. Gamety nieruchliwe żeńskie nazywane są jajami, gamety nieruchliwe męskie nazywane są plemnikami, a gamety ruchome nazywane są plemnikami. Te komórki rozrodcze łączą się, tworząc zygotę, tj. następuje zapłodnienie. Komórki płciowe z reguły mają połowę zestawu chromosomów (), więc po połączeniu przywracany jest zestaw podwójny (diploidalny) i z zygoty rozwija się nowy osobnik. W rozmnażaniu płciowym potomstwo powstaje w wyniku połączenia jąder haploidalnych. Jądra haploidalne powstają w wyniku podziału mejotycznego.
Mejoza powoduje redukcję materiału genetycznego o połowę, dzięki czemu ilość materiału genetycznego u osobników danego gatunku pozostaje stała przez wiele pokoleń. Podczas mejozy zachodzi kilka ważnych procesów: przypadkowa segregacja chromosomów (segregacja niezależna), wymiana materiału pomiędzy chromosomami homologicznymi (crossing over). W wyniku tych procesów powstają nowe kombinacje genów. Ponieważ jądro zygoty po zapłodnieniu zawiera materiał genetyczny obojga rodziców, zwiększa to różnorodność genetyczną w obrębie gatunku. Jeśli istota i znaczenie biologiczne procesu seksualnego są takie same dla wszystkich organizmów, wówczas jego formy są bardzo zróżnicowane i zależą od poziomu rozwoju, siedliska, stylu życia i niektórych innych cech.
Rozmnażanie płciowe Mają go wszystkie grupy roślin. Mchy rosną na darniach. Rośliny męskie i żeńskie znajdują się obok siebie. Woda deszczowa pomaga plemnikom przedostać się na szczyty roślin żeńskich, gdzie łączą się z jajami, tworząc zygotę, z której rozwija się skrzynka zarodników osadzona na długiej łodydze. W komórkach rozrodczych komórki rozrodcze rozwijają się na zarodku powstałym w wyniku kiełkowania zarodników. Na spodniej stronie przedwzgórza narządy żeńskie to archegonia, a narządy męskie to antheridia. W wilgotnym środowisku komórki płciowe łączą się, z zygoty powstaje zarodek, z którego wyrasta młody. U roślin kwitnących najbardziej złożonym rozmnażaniem płciowym jest podwójne zapłodnienie. Pyłek (męskie komórki rozrodcze) ląduje na piętnie (żeński narząd rozrodczy) i kiełkuje. Plemniki przemieszczają się wzdłuż łagiewki pyłkowej w kierunku. Plemniki penetrują woreczek zarodkowy. Jeden łączy się z komórką jajową i daje początek zarodkowi, drugi plemnik łączy się z komórką centralną i powstaje bielmo - źródło składników odżywczych.
Rozmnażanie płciowe ma bardzo duże zalety w porównaniu do aseksualnego. Istotą rozmnażania płciowego jest połączenie w materiale dziedzicznym potomka informacji genetycznej z dwóch różnych źródeł – rodziców. Zapłodnienie u zwierząt może być zewnętrzne lub wewnętrzne. W wyniku fuzji powstaje zygota z podwójnym zestawem chromosomów.
W jądrze zygoty wszystkie chromosomy łączą się w pary: w każdej parze jeden z chromosomów jest ojcowski, drugi matczyny. Organizm potomny, który rozwija się z takiej zygoty, jest w równym stopniu wyposażony w informacje dziedziczne od obojga rodziców.
Biologiczne znaczenie rozmnażania płciowego jest to, że powstające organizmy mogą łączyć przydatne cechy ojca i matki. Takie organizmy są bardziej żywotne. Rozmnażanie płciowe odgrywa ważną rolę w ewolucji organizmów.
Naturalna selekcja. Decyduje, które adaptacje dla danego siedliska są korzystne, a które nie. Jeśli adaptacja będzie korzystna, wówczas organizmy posiadające kodującą tę cechę będą żyły wystarczająco długo, aby móc się rozmnażać i przekazywać swoje geny następnemu pokoleniu.
Aby dobór naturalny mógł zadziałać na populację, musi istnieć różnorodność. Aby uzyskać różnorodność u osobników, wymagana jest różna genetyka i ekspresja. Wszystko to zależy od sposobu rozmnażania konkretnego gatunku.
Rozmnażanie bezpłciowe
Rozmnażanie bezpłciowe to powstawanie potomstwa od jednego z rodziców, któremu nie towarzyszy krzyżowanie ani mieszanie genów. Rozmnażanie bezpłciowe skutkuje klonowaniem rodzica, co oznacza, że potomstwo ma identyczne DNA jak jego przodek. Z reguły brakuje różnorodności gatunkowej z pokolenia na pokolenie.
Jednym ze sposobów uzyskania pewnej różnorodności gatunkowej są mutacje na poziomie DNA. Jeśli w procesie lub kopiowaniu DNA wystąpi błąd, wówczas błąd ten zostanie przekazany potomstwu, prawdopodobnie zmieniając jego cechy. Jednak niektóre mutacje nie zmieniają fenotypu, więc nie wszystkie zmiany w rozmnażaniu bezpłciowym skutkują zmianami u potomstwa.
Rozmnażanie płciowe
Rozmnażanie płciowe zachodzi, gdy żeńska komórka rozrodcza (jajo) łączy się z komórką męską (plemnikiem). Potomstwo to genetyczna kombinacja matki i ojca, przy czym połowa jego chromosomów pochodzi od jednego z rodziców, a druga połowa od drugiego. Gwarantuje to, że potomstwo będzie genetycznie różne od swoich rodziców, a nawet rodzeństwa.
Mutacje mogą również wystąpić u gatunków rozmnażających się płciowo, aby jeszcze bardziej zwiększyć różnorodność potomstwa. Proces tworzenia (komórek płciowych) wykorzystywanych do reprodukcji również pomaga zwiększyć różnorodność. Zapewnia to, że powstałe gamety są genetycznie różne. Niezależna rekrutacja podczas mejozy i przypadkowego zapłodnienia również wpływa na mieszanie genów i pozwala potomstwu lepiej dostosować się do środowiska.
Reprodukcja i ewolucja
Powszechnie uważa się, że rozmnażanie płciowe wnosi większy wkład w ewolucję niż rozmnażanie bezpłciowe, ponieważ ma znacznie więcej. Ewolucję populacji bezpłciowej ułatwia zwykle nagła mutacja.
Kluczowe pytania
Jakie zalety i wady niesie rozmnażanie płciowe dla poszczególnych osobników i całych gatunków zwierząt?
Która forma rozmnażania zapewnia lepszą zdolność przystosowania się do zmian środowiskowych?
Co to jest mutacja?
Jak chromosomy homologiczne wchodzą w mejozę?
Na czym polega koniugacja chromosomów homologicznych w mejozie i jak zachodzi?
Co to jest partenogeneza? Jak zachodzi partenogeneza w populacjach pszczół?
2.1. Znaczenie rozmnażania płciowego polega na tym, że jest to jeden z głównych czynników zmienności cech, z których część może wpływać na przeżycie organizmów
Zdecydowana większość organizmów żyjących na Ziemi - bakterie, rośliny i zwierzęta - rozmnaża się płciowo, chociaż niektóre mogą rozmnażać się bezpłciowo. Nie można od razu odpowiedzieć, dlaczego tak się dzieje, ponieważ rozmnażanie bezpłciowe jest niezwykle skuteczne.
Dlaczego tysiące gatunków organizmów wybrało bardziej ryzykowną metodę rozmnażania, związaną z powstawaniem męskich i żeńskich komórek rozrodczych oraz ich fuzją w odpowiednich warunkach? Osoba, jak nikt inny, powinna rozumieć wszystkie zalety tej metody, z których główną jest to, że rozmnażanie płciowe zwiększa przeżywalność gatunków. W niektórych przypadkach trudno jest zrozumieć biologiczne uzasadnienie niektórych rodzajów rozmnażania płciowego. Na przykład, gdy samica modliszki, pobudzając samca do kopulacji, odgryza mu głowę. Jednak pomimo złożonego, a nawet ryzykownego charakteru rozmnażania płciowego, jest to niezawodny sposób na zapewnienie pomyślnego rozwoju gatunków w stale zmieniającym się środowisku. Dlaczego? Ponieważ rozmnażanie płciowe wytwarza miliony unikalnych kombinacji materiału genetycznego od dwóch nieidentycznych rodziców, zapewniając w ten sposób różnorodność w przyszłych pokoleniach. Niektóre kombinacje mogą być po prostu konieczne do utrzymania żywotności gatunków w zmienionych warunkach środowiskowych. W przypadku rozmnażania bezpłciowego organizmy nie mają takiej samej zdolności adaptacji. Na przykład, gdy wilgotne środowisko, takie jak bagno, zaczyna stopniowo wysychać, gatunki zamieszkujące to środowisko w końcu wymrą, chyba że przetrwające osobniki tych gatunków odporne na suszę rozmnożą się i ponownie zaludnią ten obszar.
2.2. Mutacje mogą zmieniać organizmy rozmnażające się zarówno płciowo, jak i bezpłciowo
Nazywa się dziedziczną zmianę w strukturze cząsteczki DNA, taką jak zmiana spowodowana promieniowaniem mutacja. Takie zmiany są zasadniczo nieodwracalne i wszystkie komórki lub organizmy powstałe ze zmutowanych komórek będą je nosić. U organizmów rozmnażających się bezpłciowo mutacja to nagła zmiana (korzystna lub szkodliwa dla organizmu), która zostanie przekazana kolejnym pokoleniom. Dobrze, jeśli ta zmiana jest przydatna; jeśli jest szkodliwy, potomstwo mutanta zwykle umiera. Jednakże organizmy rozmnażające się płciowo otrzymują materiał genetyczny od obojga rodziców. Zatem mutacje są neutralizowane przez „normalny” materiał genetyczny partnera. Zatem rozmnażanie płciowe ostatecznie zapewnia różnorodność organizmów i zapobiega wystąpieniu nagłych zmian (mutacji) w krótkim czasie.
2.3. Rozmnażanie płciowe polega na rekombinacji chromosomalnego DNA
Informacja genetyczna zawarta jest w skręconych strukturach włóknistych w jądrze komórkowym, tzw chromosomy. Wiele lat temu zauważono, że liczba chromosomów w komórkach jest zwykle stała. Co więcej, prawie wszystkie komórki w organizmie mają tę samą liczbę chromosomów, a liczba ta charakteryzuje wszystkie organizmy danego gatunku. Zauważono, że chromosomy w większości przypadków występują w parach – dwa chromosomy tej samej wielkości i kształtu zawierają podobne geny. Takie chromosomy nazywane są homologiczny.
Badając 46 ludzkich chromosomów, każdą parę homologicznych chromosomów można rozróżnić i oznaczyć odpowiednią liczbą. Za pomocą różnych metod ustalono, że podczas rozwoju nowego organizmu każda para jego homologicznych chromosomów obejmuje po jednym chromosomie od każdego z rodziców. Dla wygody cały zestaw chromosomów w komórce nazywany jest diploidalny. Haploidalny zestaw chromosomów stanowi połowę tej liczby, tj. Zawiera jeden chromosom ze wszystkich par. Podczas zapłodnienia każdy rodzic wnosi haploidalny zestaw chromosomów.
2.4. Chromosomy przekazywane są z pokolenia na pokolenie w jądrach wyspecjalizowanych komórek płciowych zwanych gametami
W prostych organizmach prawie nie ma różnic między płciami. Ich komórki rozrodcze są również bardzo podobne - gamety które nazywają się izogamety, a proces ich łączenia jest nawożenie izogametyczne. W ten sposób rozmnażają się na przykład jednokomórkowe wiciowce Chlamidomonas. W tym przypadku płeć partnerów nie jest określana jako kobieta i mężczyzna, ale jest określana jako typy skrzyżowań.
U organizmów bardziej złożonych, zwłaszcza u ludzi, różnice między płciami są znaczne i każdy organizm wytwarza gamety charakterystyczne dla swojej płci. U zwierząt samica tworzy makrogametę, niezdolną do aktywnego ruchu, zwaną komórką jajową lub jajkiem. U samca rozwija się mała, ruchliwa mikrogameta, czyli plemnik. Makrogameta u roślin wyższych nazywana jest także komórką jajową, a mikrogamety w pyłku to jądra męskich komórek paleniskowych.
Podczas rozmnażania płciowego następuje połączenie dwóch gamet, ale liczba chromosomów u każdego gatunku pozostaje stała we wszystkich pokoleniach. Zatem oczywiście musi istnieć mechanizm, w wyniku którego normalny diploidalny zestaw chromosomów każdego z rodziców zostaje zredukowany do haploidalnego zestawu w gametach. Mechanizm ten nazywa się mejozą i jest częścią gametogenezy – procesu tworzenia gamet.
U zwierząt wielokomórkowych gamety powstają w narządach płciowych - gonady. Gonada żeńska nazywana jest męskim jajnikiem - jądra. Zazwyczaj podział mejotyczny zachodzi w gonadach, zmniejszając o połowę liczbę chromosomów. Tutaj następuje różnicowanie, podczas którego kształtują się specyficzne właściwości komórki jajowej i plemnika. W jajach niektórych gatunków następuje podział mejotyczny jajeczkowanie, uwolnienie komórki rozrodczej z jajnika. Jeżeli komórka jajowa potrzebuje dużego zapasu makrocząsteczek do szybkiego rozwoju po zapłodnieniu, wówczas plemnik musi posiadać struktury zapewniające jego ruchliwość (ryc. 2-1).
2.5. Mejoza składa się z dwóch kolejnych podziałów komórkowych, w wyniku których powstają gamety, z których każda ma haploidalny zestaw chromosomów
Na pierwszy rzut oka oba wyspecjalizowane podziały komórkowe zachodzące w mejozie są podobne do podziałów mitotycznych. Mejoza, podobnie jak mitoza, obejmuje te same etapy podziału jądra (profaza, prometafaza, metafaza itp.) i cytoplazmy (cytokineza).
Istnieje jednak kilka głównych różnic między tymi typami podziału komórek.
1. W pierwszym podziale mejotycznym pary homologicznych chromosomów łączą się i znajdują w bocznych strefach jądra. Proces ten nazywa się koniugacja chromosomów lub synapsa (ryc. 2-3).
2. Materiał genetyczny replikuje się tylko raz podczas dwóch podziałów mejotycznych. Podczas koniugacji materiał genetyczny jest wymieniany pomiędzy homologicznymi chromosomami, lub przechodzić przez. Rycina 2.2 schematycznie pokazuje, jak zachodzi krzyżowanie na chromosomach mejotycznych.
Krzyżowanie się jest powszechnym i bardzo ważnym czynnikiem przyczyniającym się do pojawienia się zmienności genetycznej podczas rozmnażania płciowego. Chromosomy mejotyczne mają specyficzną strukturę zwaną kompleksem koniugacyjnym, który prawdopodobnie przeprowadza ten proces.
To prawda, że nie wiadomo, w jaki sposób zachodzi zbieżność homologicznych chromosomów.
3. Większość organizmów zasadniczo nie ma stadiów interfazy lub profazy przed drugim podziałem mejotycznym.
Podczas rozmnażania płciowego koniugacja homologicznych chromosomów spełnia dwie główne funkcje. Pierwsza funkcja pozwala wszystkim komórkom rozrodczym powstałym w procesie mejozy otrzymać po jednym chromosomie z każdej pary homologicznej. Drugą funkcją jest to, że koniugacja zapewnia zmniejszenie liczby chromosomów dokładnie o połowę (podczas drugiego podziału mejotycznego) poprzez połączenie homologicznych chromosomów w pary, które zachowują się jak jedna jednostka. Ponieważ każdy ze sparowanych homologicznych chromosomów został wcześniej zreplikowany i dlatego składa się z dwóch chromatyd, pary te nazywane są tetrady chromatydowe lub dwuwartościowe chromosomy. Podczas procesu koniugacji diploidalny zestaw replikowanych chromosomów staje się haploidalnym zestawem dwuwartościowych chromosomów, czyli tetrad chromatyd. Podczas drugiego podziału mejotycznego te biwalenty dzielą się na dwie części, tworząc gamety z haploidalną liczbą chromosomów.
Koniugacja chromosomów homologicznych następuje w profazie pierwszego podziału mejotycznego. Powstałe tetrady przemieszczają się do płaszczyzny równikowej, przyczepiają się do włókien wrzeciona, a następnie każda rozpada się na dwie diady (chromosomy składające się z dwóch chromatyd). Następnie następuje cytokineza i powstają dwie komórki z haploidalną liczbą diad. W drugim podziale mejotycznym każda z tych komórek dzieli się bez replikacji materiału genetycznego. W drugim podziale mejotycznym rozdzielają się i tworzą monady, tworząc w ten sposób cztery z jednej pierwotnej komórki. Każdy z nich niesie inną kombinację materiału genetycznego od swoich rodziców, powstałą w wyniku krzyżowania i niezależnej segregacji chromosomów w mejozie.
Jednak błędne jest twierdzenie, że we wszystkich przypadkach mejozy u zwierząt z jednej komórki rozrodczej powstają cztery komórki rozrodcze. Dotyczy to tylko. proces powstawania plemników, podczas którego z jednej komórki, która dzieli się mejotycznie dwukrotnie, powstają cztery plemniki.
Kiedy powstają jaja (oogeneza), każda komórka produkuje tylko
jedno jajo i dwa lub trzy małe ciałka polarne, „komórki ślepej uliczki”, które nie odgrywają znaczącej roli w dalszym rozwoju. W oogenezie powstają nie cztery małe jaja, ale jedno duże, posiadające duży zapas substancji niezbędnych do jego rozwoju po zapłodnieniu. W jednym jajku gromadzą się składniki odżywcze, które można rozdzielić pomiędzy cztery komórki.
2.6. Zapłodnienie to proces połączenia gamet męskich i żeńskich lub dwóch izogamet
W procesie zapłodnienia jądra dwóch gamet, z których każda zawiera haploidalny zestaw chromosomów, łączą się, w wyniku czego przywracany jest normalny diploidalny zestaw chromosomów. Podczas zapłodnienia można zastosować także inną metodę wymiany materiału genetycznego.
Na przykład w przypadku bezkręgowców morskich, takich jak mięczaki, jeżowce i gwiazdy, nawożenie jest procesem bardzo marnotrawnym.
Każdy dorosły organizm zużywa ogromną energię podczas tworzenia dużej liczby komórek jajowych lub plemników. Jednak tylko niektóre z nich biorą udział w nawożeniu.
Dzieje się tak, ponieważ jaja, larwy i młode tych zwierząt są pożywieniem dla innych gatunków. Dlatego tylko jeden procent oryginalnych jaj rozwija się do dorosłości. Choć metoda ta wymaga dużych nakładów energii, jest szeroko rozpowszechniona wśród różnych gatunków, co świadczy o jej dużej efektywności.
Wiele innych zwierząt, zwłaszcza tych żyjących na lądzie, rozwinęło metody zapłodnienia wewnętrznego, które pozwalają uniknąć utraty komórek rozrodczych.
2.7. Partenogeneza to rozwój niezapłodnionych jaj
Wiele organizmów, oprócz rozmnażania płciowego, może wytwarzać jaja, które rozwijają się bez zapłodnienia przez plemniki. Proces ten nazywa się partenogeneza.
Kolonie pszczół składają się z osobników, które rozwinęły się w wyniku rozmnażania płciowego, a także organizmów partenogenetycznych. Obydwa pochodzą z jaj złożonych przez królową pszczół. Królowa pszczół łączy się z dronem tylko raz, a następnie utrzymuje zapas nasienia przez cały okres rozrodczy. Z tych zapłodnionych jaj rozwijają się diploidalne samice – robotnice (i ewentualnie przyszłe królowe). Jaja złożone niestrawione rozwijają się w haploidalne trutnie.
Spontaniczna partenogeneza jest również charakterystyczna dla niektórych zwierząt wyższych. Znane są gatunki jaszczurek i ryb, które nie mają samców. Samice mogą rodzić potomstwo pomimo długotrwałej izolacji od innych zwierząt. Często w niektórych liniach indyków jaja mogą rozwijać się partenogenetycznie. Liczba organizmów, które osiągają dorosłość, jest niewielka i wszystkie to samice, które mogą urodzić potomstwo. W niektórych przypadkach rozwój partenogenetyczny niektórych jaj można wywołać za pomocą stymulacji chemicznej lub fizjologicznej, czego po raz pierwszy dokonał I. Loeb w 1898 roku.
Rozmnażanie zapewnia samorozmnażanie się organizmów żywych, które jest niezbędne do istnienia gatunku. Rozmnażanie opiera się na informacji genetycznej zakodowanej w DNA.
Rozmnażanie może być bezpłciowe i seksualne. Podczas rozmnażania płciowego zachodzi proces płciowy polegający na wymianie materiału genetycznego pomiędzy komórkami. Najczęściej powstają wyspecjalizowane komórki rozrodcze z haploidalnym (pojedynczym) zestawem chromosomów - gamety, po których następuje ich fuzja - zapłodnienie.
Rozmnażanie bezpłciowe może zachodzić poprzez mitozę (u mikroorganizmów i innych organizmów jednokomórkowych), zarodniki (u paproci), pączkowanie (u Hydry), części ciała i narządy wegetatywne (wegetatywne rozmnażanie roślin). Rozmnażanie bezpłciowe zapewnia szybkie powstawanie licznego potomstwa o takich samych cechach jak ich rodzice. Co przydaje się w sprzyjających warunkach, np. w przypadku glonów latem.
Rozmnażanie płciowe prowadzi do powstania nowych kombinacji genów, co zwiększa szansę na przeżycie części potomstwa w przypadku zmiany warunków środowiskowych. Rozmnażanie płciowe umożliwia dobór naturalny oparty na zmienności dziedzicznej, co jest głównym czynnikiem ewolucji.
Człowiek wykorzystuje rozmnażanie wegetatywne roślin owocowych (sadzonki porzeczek, szczepienie jabłoni, pędy korzeniowe malin, wąsy truskawek), aby zachować cenne cechy odmiany, które utracą się podczas rozmnażania płciowego. Rozmnażanie płciowe w takich roślinach jest niezbędne przy hodowli nowych odmian.
Podczas krzyżowania różnych odmian roślin i ras zwierząt dochodzi do zjawiska heterozji - wigoru hybrydy. Takie potomstwo ma zwiększoną wytrzymałość (muł jest hybrydą osła i klaczy), rośnie szybciej (kurczaki brojlery) i jest bardziej produktywny (mieszańce F1 w ogórkach).
2. Kręgowce, ich klasyfikacja. Rosnąca złożoność ssaków w procesie ewolucji. Określ miejsce pospolitego gatunku lisa w systemie świata zwierząt (typ, klasa, rząd, rodzina, rodzaj).
Typ Chordata obejmuje podtyp czaszkowy lub kręgowiec. W ramach zajęć szkolnych realizowane są następujące zajęcia:
- ryby chrzęstne,
- oścista ryba,
- Płazy lub płazy,
- Gady lub Gady,
- Ptaki,
- Ssaki lub zwierzęta.
Klasy podzielone są na rzędy, rodziny, rodzaje i gatunki. Nazwa gatunku składa się z nazwy rodzaju i definicji gatunku. W nauce taksonomia jest używana w języku łacińskim.
Zatem taksonomia lisa będzie następująca:
Gromada Chordata,
Klasa Ssaki,
Skład Drapieżny,
Pies Rodzinny (Wilk)
Rod Lis,
Gatunek: Lis zwyczajny.
Charakterystyczne cechy klasy Ssaki
Ssaki są grupą zaawansowaną ewolucyjnie. Posiadają szereg charakterystycznych cech, które pozwalają im skutecznie przystosować się do środowiska:
- Ssaki to zwierzęta stałocieplne, posiadające stałą temperaturę ciała. Większość z nich jest aktywna przez cały rok. Wysoki poziom metabolizmu osiąga się dzięki obecności płuc pęcherzykowych, czterokomorowego serca i dwóch układów krążenia.
- Rodzą młode, karmią je mlekiem i opiekują się potomstwem.
- Zęby dzielą się na siekacze, kły i zęby trzonowe. Są zamocowane w pęcherzykach płucnych (komórkach w szczękach).
- Włosy i skóra zawierają gruczoły.
- Wysoki poziom rozwoju układu nerwowego, przede wszystkim kory mózgowej, zapewnia złożone zachowanie zwierząt.
3. Ujawnij cechy wymiany gazowej w płucach i tkankach, związek między układem oddechowym i krążeniowym. Jaka jest pierwsza pomoc w przypadku zatrzymania oddechu?
Wymiana gazowa w płucach polega na wzbogacaniu krwi w tlen i usuwaniu dwutlenku węgla z krwi. Taka jest rola układu oddechowego; dalszy transport tlenu do wszystkich komórek organizmu odbywa się za pomocą układu krążenia. W tym przypadku tlen wiąże się z hemoglobiną zawartą w czerwonych krwinkach, co nadaje krwi jasny szkarłatny kolor.
W tkankach tlen krwi wykorzystywany jest do tzw. oddychania tkankowego: substancje organiczne ulegają utlenieniu przy udziale tlenu do dwutlenku węgla i wody, uwolniona energia magazynowana jest w postaci ATP. Powstały dwutlenek węgla jest transportowany przez krew i usuwany przez płuca.
Zatrzymanie oddychania nawet na kilka minut pozbawia tkanki tlenu i prowadzi do nieodwracalnych zmian, przede wszystkim w komórkach mózgowych. W takim przypadku konieczne jest wykonanie sztucznego oddychania. Należy je prowadzić do czasu, aż pacjent zacznie samodzielnie oddychać lub do przybycia karetki pogotowia.
Aby to zrobić, ofiara leży na plecach, z lekko odchyloną głową do tyłu. Następnie powietrze wdychane jest metodą „usta-usta” lub „usta-nos” przez chusteczkę lub specjalną maskę dostępną w apteczce samochodowej. Częstotliwość oddechów wynosi 10–12 na minutę u dorosłych, u dziecka częściej przy płytkim wydechu. (W tym samym czasie do krwi ofiary dostaje się tlen, którego zawartość podczas wydechu wynosi około 16%, a zwiększona zawartość dwutlenku węgla pobudza ośrodek oddechowy).
W starych podręcznikach zalecano oczyszczenie dróg oddechowych z wody i mułu przed rozpoczęciem sztucznego oddychania. W ostatnich latach zaleca się pomijanie tego etapu, gdyż jest on nieskuteczny, aby nie marnować cennych sekund, które mogą uratować życie człowieka.
Jeżeli do wypadku doszło podczas pożaru, poszkodowanego należy wyprowadzić na świeże powietrze; po wznowieniu oddychania warto założyć maskę tlenową.
