Учебник Биология - ВУНМЦ 2000

Глава 4. ОРГАНИЗМЕННЫЙ УРОВЕНЬ ОРГАНИЗАЦИИ ЖИВОГО

4.1. РАЗМНОЖЕНИЕ ОРГАНИЗМОВ

4.1.2. ПОЛОВОЕ РАЗМНОЖЕНИЕ

Половое размножение характеризуется наличием полового процесса, при котором происходит слияние гаплоидных половых клеток (гамет), образовавшихся в результате мейоза.

Следствием этого является неповторимость каждой особи в любой популяции, размножающейся половым путем.

Некоторые одноклеточные и многоклеточные организмы могут размножаться бесполым путем. Другие организмы, чтобы не погибнуть, периодически осуществляют половой процесс.

4.1.2.1. Половой процесс у одноклеточных

Разнообразны формы полового процесса у одноклеточных. Он может осуществляться по типу конъюгации, при которой не образуются специальные половые клетки, и по типу копуляции, когда особи приобретают половые различия, т.е. превращаются в гаметы и полностью сливаются, образуя зиготу.

Конъюгация происходит у инфузорий при неблагоприятных условиях. Инфузории имеют два ядра: макронуклеус и микронуклеус (рис. 79). Макронуклеус отвечает за обменные процессы, микронуклеус принимает участие в половом процессе. При конъюгации две инфузории сближаются, между ними образуется цитоплазматический мостик. Макронуклеус растворяется, микронуклеус делится мейозом. В результате образуются четыре гаплоидных ядра, три из которых растворяются. Оставшееся ядро делится митозом. Образуются гаплоидные стационарное и мигрирующее ядра. Происходит обмен мигрирующими ядрами. После обмена в каждой из инфузорий мигрирующее и стационарное ядра сливаются, образуя синкарион (греч. syn - вместе, karyon - ядро), содержащий диплоидный набор хромосом. После конъюгации инфузории расходятся. Из синкариона формируются макро- и микронуклеусы. В результате конъюгации произошел обмен наследственной информацией, вследствие чего возникли новые комбинации генов, повышающие жизнеспособность особей.

Рис. 79. Конъюгация инфузорий, схема (по Греллю с изменениями). А - начало конъюгации, в левой особи ядерный аппарат без изменений, в правой микронуклеус вздут. Б - первое мейотическое деление микронуклеуса, в левой особи метафаза, в правой - анафаза, начало распада макронуклеуса. В - в левом конъюганте окончание первого деления микронуклеуса, в правом - начало второго деления микронуклеуса, распад макронуклеуса. Г - второе деление микронуклеуса. Д - один микронуклеус в каждой особи приступает к третьему делению, по 3 микронуклеуса в каждом конъюганте дегенерируют. Е - обмен мигрирующими микронуклеусами. Ж - слияние пронуклеусов, образование синкариона. З - эксконъюгант, деление синкариона. И - эксконъюгант, начало превращения одного из продуктов деления синкариона в макронуклеус. К - эксконъюгант, развитие ядерного аппарата закончено, фрагменты старого макронуклеуса резорбировались в цитоплазме.

Копуляция - половой процесс у одноклеточных организмов, при котором полностью сливаются копулирующие особи, выполняющие функции половых клеток (гамет).

Копуляция может быть изогамной (греч. isos - равный, gsmos - брак), если особи, участвующие в копуляции, имеют одинаковые малые размеры, обе подвижны. Так размножается представитель колониальных жгутиковых - политома (рис. 80).

Рис. 80. Жгутиконосец Polytoma, половой процесс (по Догелю): 1 - вегетативные особи, 2 - гаметы, 3-8 - последовательные стадии копуляции гамет, 9, 10 - зигота.

В анизогамной копуляции (греч. anisos - неравный, gamos - брак) участвуют две особи, одна из которых крупная и подвижная, а вторая мелкая и подвижная. Например, анизогамная копуляция характерна для колониальных жгутиковых - пандорины. У пандорины могут сливаться при анизогамной копуляции большая и малая гаметы, или малая с малой, как при изогамной копуляции (рис. 81).

Рис. 81. Pandoria morum, бесполое размножение и половой процесс (по Прингсгейму). А - плавающая колония. Б - бесполое размножение, каждая клетка колонии путем ряда палинтомических делений дает начало новой колонии. В - образование гамет, покидающих колонию. Г - Д - копуляция гамет. Е - молодая зигота. Ж - зигота. 3 - выход зиготы из клеточной оболочки. И - плавающая зооспора - результат развития зиготы. К - развившаяся из зиготы молодая колония.

У колонии вольвокс из класса Жгутиковых происходит оргамная копуляция, при которой большая гамета неподвижна, а малая подвижна (рис. 82).

Рис. 82. Вольвокс. А - Voluox globator - участок колонии с половыми клетками (по Кону). Б - Voluox aureus - колония в процессе бесполого размножения, внутри материнской колонии дочерние колонии (по Клейну). 1 - макрогамета, 2 - микрогаметы, 3 - дочерние колонии.

У многих животных при половом размножении имеет место оогамная копуляция.