Чергування поколінь - це ... Чергування поколінь у рослин

У сучасному світі стало звичним називати технічними термінами все, що нас оточує. Механізм розмноження ... Саме так «охрестили» вчені уми диво зародження нового життя.
Чудо, в якому будь-яка складова настільки гармонійна, різноманітна і в той же час незамінна, що часом залишається тільки дивуватися. Багато тисячоліть людство ламає собі голову над питанням про первинність яйця і курки, а у природи вже давно є відповідь на всі питання. Раціоналізм і різноманіття рішень в збереженні стабільності окремого виду і в той же час придбання різноманітності ознак в живій природі не знають собі рівних.

Генетична основа життя

Одним з таких пристосувань є чергування поколінь. Різноманіття видів тваринного і рослинного світу досягається за рахунок створення різних комбінацій генного матеріалу. Чергування поколінь - це особлива форма збереження виду в мінливих умовах зовнішнього середовища проживання, яка трапляється в основному у багатьох рослин і нижчих безхребетних тварин. Вона являє собою зміну статевого і безстатевого розмноження. Що викликає запуск того або іншого способу розмноження і які цілі вони переслідують? Для відповіді на це питання слід більш глибоко розібратися, що собою представляють і чим відрізняються статеве і безстатеве розмноження, які переваги для біологічного виду і мінуси вони несуть.

статеве розмноження

Процес статевого розмноження передбачає участь в створенні нового життя двох особин, які, кожна сама по собі, є носіями свого індивідуального набору хромосом в спіральної подвійний ланцюжку ДНК. Цей унікальний набір генного матеріалу виражається в наявності у даної особини, причому тільки у неї, визначених ознак, які вона частково передає своєму потомству.

За участю в процесі статевого розмноження двох особин, кожна з яких дає потенційному наступнику виду свій половинний набір хромосом, в наступному поколінні будуть притаманні ознаки обох батьківських організмів. Саме тому чергування поколінь спостерігається як у простих, так і у складних форм життя, які здійснюють відтворення за рахунок статевого розмноження.

Відео: Безстатеве розмноження

Який внесок у генофонд виду вносить статеве розмноження

Навіть всередині щодо невеликої популяції набір комбінацій генного матеріалу може бути нескінченно широким. Цей вид розмноження переслідує політику внесення різноманітності в генетичний фон видовий популяції. Різноманітність може бути досягнуто також за рахунок використання всередині усталеної популяції нових екземплярів даного виду, які різними способами можуть проникати ззовні. Або, як, наприклад, у рослин або деяких кишковопорожнинних, за рахунок статевих клітин «з доставкою додому» за допомогою вітру, води або комах.

Важливим моментом при статевому розмноженні необхідно вказати можливість участі в ньому переважно здорових і найбільш сильних особин. Таким чином, цей вид розмноження дає можливість реалізації природного відбору, що сприяє можливості закріплення ознак, які працюють на благо даного виду.

Безстатеве розмноження як формула множника числа особин

Чергування поколінь - це система, задіяна для збільшення і збереження виду, в якій важливу роль відіграє безстатеве розмноження. З його переваг можна сміливо відзначити можливість стрімко наростити чисельність популяції при настанні сприятливих для даного біологічного виду умов природного середовища. Збереження і збільшення генетичного фонду популяції за допомогою множинного клонування вже існуючих комбінацій генів, що помітно збільшує шанс виду на участь цих комбінацій надалі статевому розмноженні.

Чергування фенотипів у різних царств

Чергування поколінь у водоростей залежить від температурного фону, хімічного складу води (особливо концентрації солі в ній), тривалості добового світлового періоду, інтенсивності освітлення, зміни пори року. Всі ці фактори регулюють виробництво тих чи інших репродуктивних клітин. Деякі рослини продукують суперечки, основу безстатевого розмноження, і називаються спорофитов. Рослини, які для репродукції виробляють гамети для статевого розмноження (статевої клітини з одинарним набором хромосом в ядрі), називають гаметофітамі. Є водорості, що виробляють обидва типи статевих клітин (гамети і суперечки), їх, відповідно, назвали гаметоспорофітамі. Водорості всіх цих типів можуть відрізнятися між собою як морфологічно, так і біологічно. Так червона водорість Порфіра Тенере в формі спорофита виглядає як нитки, розгалужені в один ряд, впроваджуються в субстрат, яким можуть служити вапняні скелі або раковини молюсків. Спорофіти цього виду живуть на великій глибині, вважають за краще слабке освітлення. Особи, які беруть участь у виробництві клітин для статевого розмноження (гаметофити), живуть у вигляді пластинок в зоні припливів і відливів на невеликій глибині при інтенсивному освітленні. Червоні водорості, будучи більш високоорганізованим, демонструють різноманітні і найбільш складні цикли розвитку, в яких спостерігається зміна різних форм існування організмів одного виду під час життєвого циклу - гетероморфними розвиток.

Відео: Хвощі і плавуни. Спорові рослини. Урок біології №63

Для кого характерно розмноження за допомогою гаметоспорофітов

Гаметоспорофіти типові для багатьох видів зелених, бурих і червоних водоростей. Чергування поколінь спостерігається у них в виробленні репродуктивних клітин обох типів: суперечка і гамет, що відбувається в різний час і обумовленої змінами в умовах зовнішнього середовища. Узгодженість між проявами ознак в фенотипі і відповідними змінами середовища - основний еволюційний фактор, що забезпечує рушійну форму відбору.

Відео: Документальний фільм про рослини

Чергування поколінь у рослин і у тварин: у чому схожі два різних царства

Класифікація, що розділяє живий світ на 4 царства, значно спрощує сприйняття біологічної науки на ранніх етапах її вивчення. Однак при більш поглибленому курсі стає зрозуміло, що в існуючій класифікації є безліч проміжних випадків. Так, чергування поколінь у кишковопорожнинних носить особливий цікавий характер. В життєвому циклі покоління статевого і безстатевого розмноження мають різний зовнішній вигляд, ведуть радикально відрізняється один від одного спосіб життя, мешкають в різних місцях і по-різному харчуються. У метагенез відбувається чергування життєвих форм: поліпів і медуз. Прикріплені до субстрату поліпи ведуть осілий спосіб життя. Для поліпів характерно безстатеве розмноження шляхом отпочковиванія від материнського організму нових ідентичних за генетичним складом дочірніх особин, які проводять своє життя також у формі поліпів. Харчування здійснюється шляхом фільтрації мас води, з струмом якої приносяться мікроскопічні частинки органіки, службовці харчуванням для організму.

Відео: Біологія. опорний конспект "спорові рослини"

Поліпи можуть організовувати величезні спільноти. Подібним чином чергування поколінь у кишковопорожнинних організмів створює протягом тривалого часу колоніальні форми поліпів у вигляді коралових рифів. Коли настають певні умови, які для кожного виду індивідуальні (зміна температурного режиму, пори року, зміна підводних течій, фаза Місяця, час міграцій та інше), поліпи відгалужується маленьких медуз. Медузи мобільні, легко переміщаються в товщі води, по способу харчування є хижаками. Доростаючи до віку статевої готовності, медузи продовжують цикл розвитку виду за допомогою статевого розмноження. З запліднених клітин розвиваються рухливі личинки, які осідають на дно, прикріплюються до субстрату, втрачають рухливість і виростають в поліп. Чергування поколінь - це життєвий цикл, зазнає видом, який незмінно замикається, повертаючись до своєї вихідної стадії, але вже з іншим набором хромосом, а отже, і з іншими ознаками.

Мохи теж розмножуються статевим способом

Чергування поколінь спостерігається у вищих рослин, в тому числі у мохів. Характерною особливістю життєвого циклу цього відділу рослин є той факт, що домінуючою життєвою формою є гаметофіт у вигляді зеленого багаторічної рослини, що має листкоподібні вирости і Ризоїди, яке ми спостерігаємо. Чергування поколінь у мохів забезпечує спорофит, що є безстатевою стадією циклу розвитку, представлений маленькою коробочкою на ніжці зі спорами, пов`язаний з гаметофитом стопами, через які відбувається фізіологічне забезпечення суперечка. Спорофит має короткий термін життя, що не може вкорінюватися самостійно. Всихає після дозрівання і висипання спор.

Чому в біології 1 + 1 = 3

Констатуючи вищесказане, можна зробити висновок, що обидва способи розмноження мають своє еволюційне значення. Чергування поколінь - це процес, що забезпечує закріплення потрібних ознак і відторгнення непотрібних, що проявилися в фенотипі, за рахунок природного відбору. Тільки у випадку з безстатевим розмноженням «на суд» природного відбору будуть «виставлені» спонтанні мутації, а у випадку з статевим, крім мутацій, в фенотипі проявляться ознаки обох батьківських особин.

Чому ж в еволюційної біології, коли говорять про статеве розмноження, сума двох одиниць не дорівнює двом (1 + 1&ne-2)? Тому що в результаті запліднення дитяча особина отримує набір генів, неідентичних будь-якої батьківської особини. Особина буде нести не материнський і не батьківський ген, але розвиватися виходячи з тієї інформації, яка надійшла від батьків. Вона буде носієм третього, унікального і неповторного генотипу, тому біологи вирішують математичний приклад трохи по-іншому. Саме це забезпечує чергування поколінь у рослин і ссавців, де з кожним новим переродженням генетичного матеріалу він стає все більш складним, витонченим і досконалим!