Біологія. 8 клас. Тагліна
Тема 9. Розмноження, ріст і розвиток як властивості живого. Особливості розмноження, росту й розвитку людини
§ 42. Різноманітність способів розмноження й розвитку організмів
Поміркуйте й обговоріть ситуацію
Відомо, що на початку еволюції живі організми розмножувалися тільки нестатевим шляхом. На певному етапі розвитку живого з'явилося статеве розмноження. Сьогодні на планеті більшість видів або розмножується статевим шляхом, або використовує життєвий цикл, у якому спостерігається чергування статевого і нестатевого поколінь. Завдяки яким перевагам статеве розмноження стало таким поширеним?
Різноманітність способів розмноження
Здатність до розмноження є однією з основних властивостей живого. Різноманітні види організмів існують у часі саме завдяки розмноженню. Під час розмноження спостерігаються такі властивості живого, як спадковість і мінливість. Спадковість — це здатність організмів передавати нащадкам свої ознаки та властивості, а мінливість забезпечує набуття нових ознак і властивостей, існування в різних формах і варіаціях.
Розмноження (самовідтворення, репродукція) — це біологічний процес, який забезпечує відтворення собі подібних організмів і є основою неперервності й спадковості життя.
Спадкова інформація щодо розвитку організму міститься в молекулах ДНК, які здатні до подвоєння — реплікації (reduplicatio — подвоєння). Саме реплікація забезпечує процес розмноження на молекулярному рівні (мал. 42.1, с. 207).
Анімація «Спадковість і мінливість»
rnk.com.ua/109377
Мал. 42.1. Реплікація молекули ДНК
На клітинному рівні процес поділу евкаріотичної клітини може відбуватися шляхом мітозу або мейозу. У мітозі на одне подвоєння ДНК припадає один поділ, у результаті формуються дві дочірні клітини з такими самими молекулами ДНК, як і материнська клітина. У мейозі на одне подвоєння ДНК припадає два послідовні поділи клітини. Завдяки цьому формуються чотири клітини, у яких кількість ДНК вдвічі менша, ніж у материнської клітини (мал. 42.2).
Анімація «Мітоз»
rnk.com.ua/109378
Мал. 42.2. Мітоз (а) і мейоз (б)
На організмовому рівні існують дві основні форми розмноження. Це статеве розмноження, коли розмноження відбувається за допомогою спеціалізованих статевих клітин — гамет, і нестатеве розмноження, під час якого гамети не формуються, а розмноження відбувається за участю нестатевих клітин (їх іще називають соматичними). У багатьох видів спостерігається життєвий цикл, у якому відбувається чергування статевого й нестатевого поколінь.
Статеве розмноження — це форма розмноження, коли нові організми утворюються за участю спеціалізованих статевих клітин — гамет (мал. 42.3).
Мал. 42.3. Статеве розмноження за допомогою гамет із заплідненням
Відкритий мікрофон
Користуючись схемою «Форми розмноження», порівняйте статеве й нестатеве розмноження. Поясніть, чому форми розмноження організмів мають таке різноманіття.
Нестатеве розмноження дає змогу одному організму залишати велику кількість нащадків, не потребуючи партнера для цього процесу. Це є перевагою нестатевого розмноження перед статевим. Недолік нестатевого розмноження в тому, що всі нащадки є одноманітними за своїми ознаками й характеристиками. Така подібність нащадків знижує їхній адаптивний потенціал у ситуації, коли умови навколишнього середовища швидко змінюються.
Нестатеве розмноження — це форма розмноження, коли нові організми утворюються за участю нестатевих клітин.
Індивідуальна робота
Користуючись малюнком, розкажіть, у який спосіб може відбуватися нестатеве розмноження.
Статеве розмноження дає змогу об’єднувати в нащадках ознаки обох батьків, виникає так звана комбінативна мінливість, різноманіття. Таке різноманіття нащадків підвищує їхній адаптивний потенціал в умовах навколишнього середовища, що швидко змінюються.
Робота в групі
Складіть порівняльну таблицю про переваги статевого й нестатевого розмноження.
Репродуктивні стратегії
У процесі розмноження організми використовують різні репродуктивні стратегії. Є види, які залишають велику кількість нащадків, але не піклуються про них. А є види, котрі мають невелику кількість нащадків, але вони обов’язково про них піклуються. Ці дві репродуктивні стратегії мають назви r-стратегія та К-стратегія (таблиця 11).
Таблиця 11. Характеристика r-стратегії і К-стратегії
|
r-стратегія |
Характеризується репродукцією великої кількості нащадків за короткий проміжок часу. Ці нащадки є невеликими за розмірами, швидко досягають статевої зрілості, живуть недовго, здатні до швидкого поширення й можуть переживати несприятливі умови навколишнього середовища в стані спокою. Ба більше, для r-стратегів притаманна висока смертність, яка компенсується високою плідністю. Про нащадків r-стратеги не турбуються |
|
К-стратегія |
Характеризується репродукцією невеликої кількості нащадків, які є великими за розмірами і живуть довго. К-стратеги виявляють різні форми турботи про нащадків. К-стратеги розмножуються повільно, але їхні нащадки є конкурентоспроможними й адаптованими до умов навколишнього середовища |
Різноманітність розвитку організмів
Ріст і розвиток є такими ж фундаментальними властивостями живого, як і розмноження. Індивідуальний розвиток організму має назву онтогенез. Онтогенез різних груп організмів має певні особливості, які визначаються різними факторами. Одним із таких факторів є спосіб розмноження.
Робота в парі
Розгляньте світлини. Хто із цих тварин є r-стратегами, а хто — К-стратегами? Обґрунтуйте.
Для організмів, які розмножуються статевим шляхом, онтогенез починається з моменту утворення зиготи й триває до природної смерті особини. Такий розвиток охоплює два періоди: ембріональний (зародковий) і постембріональний (післязародковий).
Онтогенез (грец. ontos — те, що існує; істота + genesis — походження, народження) — індивідуальний розвиток особини від її зародження до смерті.
Метаморфоз (від грец. metamorphosis — перетворення) — суттєве перетворення будови організму або окремих його органів, яке відбувається в онтогенезі.
Ембріональний період триває від утворення зиготи до народження або виходу з оболонок яйця. Постембріональний період починається з народження або виходу з оболонок яйця і триває до набуття організмом здатності до розмноження. У репродуктивний період організм здатний до розмноження. Пострепродуктивний період починається від втрати здатності до розмноження і триватиме аж до моменту природної смерті.
Постембріональний розвиток може бути прямим або непрямим. За прямого розвитку організм, що з’явився, загалом схожий на дорослу особину. Проте він має менші розміри й поки не здатний до розмноження. Подальший розвиток цього організму пов’язаний зі збільшенням розмірів і набуттям статевої зрілості.
Непрямий розвиток, або метаморфоз, відбувається із суттєвими змінами (перетворенням) будови організму. За непрямого розвитку організм, що з’явився (личинка), суттєво відрізняється за будовою від дорослої особини. Личинка може мати специфічні органи, які із часом замінюються органами, притаманними дорослому організму.
Відкритий мікрофон
Онтогенез метелика відбувається з метаморфозом. Поясніть, які зміни за таких обставин спостерігаються.
Розрізняють два основні типи розвитку з метаморфозом: неповне перетворення та повне перетворення. Наприклад, комахи з неповним перетворенням проходять у своєму розвитку три стадії: яйце — личинка — доросла комаха (імаго). Личинки відрізняються від дорослих комах лише меншими розмірами, відсутністю крил і нерозвиненістю статевої системи.
Комахи з повним перетворенням проходять у своєму розвитку чотири стадії: яйце — личинка — лялечка — доросла комаха (імаго).
Поміркуйте й обговоріть ситуацію
Які переваги мають комахи, яким притаманний розвиток із повним перетворенням, порівняно з тими, у кого розвиток із неповним перетворенням? Для відповіді скористайтеся схемою про типи розвитку організмів.
Робота в групі
Розгляньте малюнки. Які форми розмноження тут зображені? Який тип розвитку вони мають? Обґрунтуйте свою відповідь.
Опорні точки
У природі існує різноманітність способів розмноження й розвитку організмів. Основними формами розмноження є нестатеве (за допомогою соматичних клітин) і статеве (за допомогою гамет). Індивідуальний розвиток організму — онтогенез — теж відбувається по-різному. Він може відбуватися з метаморфозом або без нього.
Запитання і завдання
- 1. Яке біологічне значення має процес розмноження?
- 2. У чому особливості розвитку організмів із метаморфозом?
- 3. Порівняйте різні репродуктивні стратегії. У яких умовах навколишнього середовища більш ефективною виявляється r-стратегія, а в яких — К-стратегія?
