Определение и суть процесса почкования: варианты и значение в природе
Размножение почкованием представляет собой вариант бесполого размножения, в результате которого обеспечивается преемственность поколений и отсутствует генетическое разнообразие.
В природе известно несколько вариантов размножения: все они дают возможность генетическому материалу реализоваться.
Существует 2 основных способа размножения:
Конкретный вариант размножения зависит от особенностей строения, жизнедеятельности и классификации организма. Половое размножение осуществляется за счет наличия в организме специализированных клеток или гамет. С их помощью соединяется хромосомный материал двух организмов и обеспечивается перекомбинация генетического материала. Новый организм получает обновленные признаки.
В бесполом размножении гаметы не участвуют. При этом, бесполое размножение может осуществляться несколькими способами. К примеру, многими растениями и грибами для размножения используются бесполыми клетками или спорами. У водорослей эти клетки подвижны и называются зооспорами.
У высших растений реализация бесполого размножения осуществляется с помощью частей собственного тела — вегетативно.
Почкование — это особенный способ бесполого размножения. Среди растений этот вариант размножения встречается достаточно редко. Для растений характерно половое размножение или вегетативное.
Что такое почкование и какие его варианты существуют
Встречается ли почкование у растений? Яркий пример почкования — каланхоэ. По краям листовой пластинки у него формируются бугорки, со временем приобретающие черты взрослого растения. Они довольно маленькие, хотя отличаются высоким уровнем жизнеспособности, имеют корень и побег. У таких растений уже есть способность к фотосинтезированию и добыванию воды из почвы. Достигнув определенного размера, эти почки оказываются в почве и дают начало новому растению.
Почкованием размножаются и некоторые животные. Какое же животное размножается почкованием? Речь идет о кишечнополостных, представителем которых является пресноводная гидра. Это животное отличается прикрепленным образом жизни. На теле гидры периодически появляются выпячивания, со временем превращающиеся во взрослый организм. Как только это происходит, новая почка отщепляется от материнского тела и начинает самостоятельную жизнь.
У остальных кишечнополостных почкование немного отличается. Рост и развитие их почек происходит точно так же, однако они не отрываются на последней стадии созревания. Скапливаясь, они образуют коралловые рифы — они встречаются в различных морях и океанах.
Кишечнополостные — не единственные животные, для которых свойственно почкование. Таким способом размножаются также личинки ленточных червей (финны). Они выпячивают головку, а она, позже, становится головкой взрослого червя-паразита. С помощью этой головки червь прикрепляется к стенке кишечника животного.
Второй этап почкования связан с формированием области шейки личинки и многочисленных члеников тела гельминта.
Какие грибы размножаются почкованием? Такой процесс характерен для многих грибов, но куда интереснее процессы, которые с ним связаны:
- образование на клетке дрожжей небольшого впячивания — оно постоянно увеличивается в размерах;
- возникновение специальной перегородки между материнской и дочерней клетками. Благодаря ей сужается канал между двумя этими клетками;
- самостоятельная жизнь молодой клетки.
Почкование бактерий отличается от того, как и какие грибы размножаются почкованием. В частности, этот процесс у бактерий способствовал развитию мысли о сущности механизмов размножения бактериальной клетки. Обычно говорят о том, что бактерии размножаются, делясь на половину. Но некоторые виды бактерий способны и к почкованию. Среди них — пурпурные бактерии, которые для передвижения используют несколько жгутиков. Однако это больше исключение, чем правило.
Почкование встречается и среди стебельковых бактерий — они ветвятся дихотомически, таким образом формируя новые особи.
Значение почкования в природе
Значение описанного варианта бесполого размножения довольно велико. В процессе почкования клетки делятся при помощи митоза, что приводит к появлению генетически идентичных особей. В таком случае изменения генотипа отсутствуют и обеспечивается преемственность поколений среди представителей большинства видов живых организмов.
Все это позволяет говорить об особенных характеристиках почкования:
- в процессе такого размножения задействуются все слои зародышевых листков;
- такой вариант размножения бывает простым и сложным. В случае простого размножения вырастает только одна почка.
Для множественного почкования свойственно появление одновременно нескольких выпячиваний. Почкование также может быть внутренним и внешним: это деление основано на локализации дочерних особей.
Внешнее почкование встречается чаще, чем внутреннее.
В некоторых случаях при неполном варианте почкования из нескольких поколений образуются колонии — пример, кораллы. Почкованием в природе размножаются одноклеточные дрожжи, стебельковые бактерии, сцифоидные, гидроидные.
У сцифоидных процесс почкования получил название стробиляции.
Частое явление в природе — правильное чередование почкования и полового размножения. Таким образом жизненный цикл приобретает стадийный характер поколений. У образовавшихся почек есть два варианта:
- Сразу же развиваться в организм, подобный материнскому.
- Развиваться в схожий с материнским организм позже. Это покоящиеся почки — как геммулы губок, статобласты мшанок.
Почкование, недошедшее до конца, становится причиной образования колоний, как у губок, мшанок, гидроидных и сцифоидных.
Почкование — прогрессивный вариант размножения живых организмов. Оно составляет конкуренцию прочим вариантам размножения и способствует выведению организма на новый уровень существования. Также благодаря ему открываются новые адаптивные возможности организмов и уменьшается конкуренция в отношении других видов живых организмов.
Источник
2.2 Почкование.
Другой формой бесполого размножения является почкование. Оно встречается как у одноклеточных, так и у многоклеточных организмов. Так, например, размножаются дрожжи – одноклеточные грибы. Вначале на материнской клетке образуется небольшой бугорок – почка, которая растёт, увеличивается в размерах. Ядро в материнской клетке делится, и одно из образовавшихся ядер перемещается в почку. Образуется новая клетка, которая продолжает жить с материнской особью или может отделиться. Подобным образом размножается гидра (тип Кишечнополостные), растение каланхое, на листьях которого есть особые крупные клетки, из которых образуются маленькие растения.
2.3 Спорообразование.
Достаточно широко распространена другая форма бесполого размножения – спорообразование. Спора – это особый тип клетки с очень плотными оболочками. Споры могу длительное время находиться в состоянии покоя. В таком виде они способны пережидать холод, жару, высыхание, избыток влаги. При наступлении благоприятных условий споры прорастают, делятся, и из низ образуются новые особи. Так размножаются некоторые животные, грибы и множество растений (многоклеточные водоросли, мхи, папоротники).
2.4 Вегетативное размножение.
У растений широко распространено вегетативное размножение, при котором новые особи образуются из частей материнского растения (побега, корня) и наследуют при этом все его признаки. Некоторые растения имеют для этого специальные видоизмененные органы: луковицы, клубни, корневища.
Вегетативное размножение многоклеточных объединяют с размножением при помощи одноклеточных зачатков под названием бесполого размножения (в широком смысле слова) по признаку отсутствия полового процесса, хотя по происхождению это две различные формы размножений.
3. Половое размножение.
Половое размножение характерно для большинства обитателей нашей планеты. И это не случайно: ведь этот способ размножения даёт огромные преимущества. Возникновение полового процесса на основе более примитивного бесполого размножения явилось в эволюции прогрессивным фактором, повысившим наследственную изменчивость и, соответственно, темп эволюции. Образовавшиеся в результате полового размножения особи несут наследственные признаки и от одного, и от другого родителя. Поэтому они лучше приспосабливаются к изменению условий среды обитания и, значит, более жизнестойки.
3.1 Половое размножение с помощью оплодотворения.
При половом размножении основной процесс — оплодотворение — слияние гамет. У большинства животных половые клетки бывают двух типов – мужские и женские, соответствующие сперматозоидам и яйцеклеткам. Обычно сперматозоиды – это мелкие подвижные клетки, а яйцеклетки, наоборот, чаще всего неподвижные, крупные, с большим запасом питательных веществ, так как они обеспечивают питательными веществами зародыш. Каждая половая клетка несёт только половинный набор хромосом. Преобразование диплоидного хромосомного комплекса в гаплоидный осуществляется в результате мейоза. Последний у многоклеточных животных предшествует образованию гамет.
Виды животных, у которых различаются особи, способные образовывать только сперматозоиды (мужские особи) или только яйцеклетки (женские особи), называются раздельнополыми.
У некоторых простейших имеет место изогамия — слияние морфологически неразличимых гамет. У других наблюдается более или менее резко выраженная анизогамия — наличие различных гамет, из которых одни — женские, или макрогаметы, крупны и богаты цитоплазмой и резервными веществами, тогда как другие — мужские, или микрогаметы, очень мелки и подвижны. Крайняя форма анизогамии — оогамия, при которой макрогамета представлена крупной, неподвижной, богатой резервными веществами яйцеклеткой, а микрогаметы — подвижными мелкими сперматозоидами.
Встречаются в природе и обоеполые организмы, способные производить одновременно и мужские и женские половые клетки (многие кишечнополостные, все плоские черви, некоторые кольчатые черви, а так же некоторые моллюски и даже рыбы и ящерицы). Обоеполых животных называют гермафродитами (от имён греческих богов Гермеса и Афродиты; в переводе означает – обоеполое мифическое существо). Половые клетки у большинства многоклеточных животных, начиная с червей, образуются в специальных половых органах. У позвоночных животных появляются и особые приспособления, облегчающие процесс слияния половых клеток и обеспечивающие развитие зародыша.
Оплодотворение – это процесс слияния половых клеток. В ходе оплодотворения набор хромосом восстанавливается: образовавшаяся в результате зигота – оплодотворённая яйцеклетка – несёт хромосомы обоих родителей. Оплодотворение бывает как наружное, так и внутреннее.
Для водных животных характерно наружное оплодотворение, когда яйцеклетка и сперматозоиды выделяются из организма непосредственно в воду. При этом много гамет погибает. Поэтому, чтобы повысить вероятность оплодотворения, рыбы, например, вынуждены вымётывать огромные количества икры. Так самки окуня мечут по 200-300 тысяч икринок, а самки трески – до 10 миллионов.
При внутреннем оплодотворении слияние сперматозоида и яйцеклетки происходит внутри тела самки. Это требует согласованных действий самца и самки и наличия у них специальных приспособлений для проникновения сперматозоидов в тело самки.
Источник