Reproducere

Meioza (din altă greacă μείωσις  - „reducere”) sau diviziunea celulară de reducere este diviziunea nucleului unei celule eucariote cu o înjumătățire a numărului de cromozomi . Are loc în două etape (stadii de reducere și de ecuație ale meiozei). Meioza nu trebuie confundată cu gametogeneza  - formarea de celule germinale specializate , sau gameți , din celule stem nediferențiate .

Odată cu scăderea numărului de cromozomi ca urmare a meiozei , în ciclul de viață are loc o tranziție de la faza diploidă la faza haploidă . Restaurarea ploidiei (tranziția de la faza haploidă la faza diploidă) are loc ca urmare a procesului sexual .

Datorită faptului că în profaza primei, de reducere, de etapă, fuziune (conjugare) în perechi a cromozomilor omologi , evoluția corectă a meiozei este posibilă numai în celulele diploide sau chiar în celulele poliploide (tetra-, hexaploide etc.). ). Meioza poate apărea și la poliploide impar (celule tri-, pentaploide etc.), dar în acestea, din cauza incapacității de a asigura fuziunea perechi a cromozomilor în profaza I, divergența cromozomilor apare cu tulburări care amenință viabilitatea celulei sau a dezvoltând din acesta un organism haploid pluricelular.

Același mecanism stă la baza sterilității hibrizilor interspecifici . Deoarece hibrizii interspecifici combină cromozomii părinților aparținând unor specii diferite în nucleul celular, cromozomii de obicei nu se pot conjuga. Acest lucru duce la tulburări ale divergenței cromozomilor în timpul meiozei și, în cele din urmă, la non-viabilitatea celulelor germinale sau gameților . Anumite restricții privind conjugarea cromozomilor sunt impuse și de rearanjamente cromozomiale ( deleții la scară largă , dublări , inversiuni sau translocații ).

Reproducerea prin spori

Adesea, reproducerea asexuată a bacteriilor este precedată de formarea de spori. Sporii bacterieni  sunt celule de repaus cu metabolism redus, înconjurate de o membrană multistratificată, rezistente la uscare și alte condiții adverse care provoacă moartea celulelor obișnuite. Sporularea servește atât la supraviețuirea unor astfel de condiții, cât și la răspândirea bacteriilor: odată ajuns într-un mediu adecvat, sporul germinează, transformându-se într-o celulă vegetativă (divizoare).

Reproducerea asexuată cu ajutorul sporilor unicelulari este, de asemenea, caracteristică diferitelor ciuperci și alge . Sporii în multe cazuri sunt formați prin mitoză (mitospori), iar uneori (în special în ciuperci) în cantități uriașe; la germinare, ele reproduc organismul mamă. Unele ciuperci, cum ar fi dăunătorul nociv al plantelor Phytophthora, formează spori mobili, flagelati, numiți zoospori sau vagabonzi. După ce înot în picături de umiditate de ceva timp, un astfel de vagabond „se calmează”, pierde flagelii, devine acoperit cu o coajă densă și apoi, în condiții favorabile, germinează.

Înmulțirea vegetativă

Reproducerea vegetativă  - formarea unui nou individ din partea multicelulară a corpului individului părinte, una dintre metodele de reproducere asexuată , caracteristică organismelor multicelulare. La alge și ciuperci , apare prin separarea secțiunilor nespecializate ale talului sau prin formarea de secțiuni specializate ( muguri de puiet de alge Sphacelaria etc.).

La plantele superioare , apare fie ca o dezintegrare a individului matern în doi sau mai mulți indivizi fiice (de exemplu, când lăstarii târâtori sau rizomii mor , separarea descendenților rădăcinilor ), fie ca separarea de individul matern a rudimentelor fiicelor. (de exemplu, tuberculi , bulbi , muguri de puiet ).

La unele plante, lăstarii despărțiți de planta mamă (în sălcii ) sau frunzele pot înrădăcina [10] . La animale, reproducerea vegetativă (deseori denumită de zoologi asexuată) are loc fie prin fisiune, fie prin înmugurire.

Înmulțirea vegetativă se bazează pe procese similare cu cele de regenerare ; de regulă, în absența capacității de regenerare într-un anumit grup de organisme (de exemplu, rotifere , nematode , lipitori ), reproducerea vegetativă este, de asemenea, absentă și în prezența unei capacități regenerative dezvoltate ( anelide , hidroizi , viermi plati ). , echinoderme ), are loc și reproducerea vegetativă.

Înmugurire

Înmugurirea  este un tip de reproducere asexuată sau vegetativă a animalelor și plantelor, în care indivizii fiice sunt formați din excrescențe ale corpului organismului mamă (rinichi). Înmugurirea este caracteristică multor ciuperci , hepatice și animale ( protozoare , bureți , celenterate , unii viermi , tunicate , unele flagelate , hidre , sporozoare ). La un număr de animale, înmugurirea nu ajunge la sfârșit; indivizii tineri rămân conectați la organismul mamei. În unele cazuri, acest lucru duce la formarea de colonii .

Unele tipuri de unicelulare sunt caracterizate printr-o astfel de formă de reproducere asexuată precum înmugurirea . În acest caz, are loc diviziunea nucleară mitotică . Unul dintre nucleele formate se deplasează în proeminența locală emergentă a celulei mamă , iar apoi acest fragment muguri. Celula fiică este semnificativ mai mică decât celula mamă și este nevoie de ceva timp pentru ca aceasta să crească și să completeze structurile lipsă, după care ia forma caracteristică unui organism matur. Înmugurirea este un tip de reproducere vegetativă. Multe ciuperci inferioare se reproduc prin înmugurire , cum ar fi drojdia și chiar animale multicelulare, cum ar fi hidra de apă dulce . Când mugurii de drojdie, se formează o îngroșare pe celulă, care se transformă treptat într-o celulă fiică de drojdie cu drepturi depline. Pe corpul hidrei, mai multe celule încep să se dividă și treptat crește o mică hidră pe individul mamă, în care se formează o gură cu tentacule și o cavitate intestinală , conectată cu cavitatea intestinală a „mamei”.

Fragmentarea (diviziunea corpului)

Unele organisme se pot reproduce prin împărțirea corpului în mai multe părți, iar din fiecare parte crește un organism cu drepturi depline, asemănător în toate cu părintele ( plate și anelide , echinoderme ).

Reproducerea sexuală

Reproducerea sexuală este asociată cu procesul sexual (fuziunea celulară), precum și, în cazul canonic, cu faptul existenței a două categorii sexuale complementare ( organisme masculine și organismele feminine ).

În timpul reproducerii sexuale, are loc formarea gameților sau a celulelor germinale. Aceste celule au un set haploid (unic) de cromozomi. Animalele sunt caracterizate de un set dublu de cromozomi în celulele obișnuite (somatice), astfel încât formarea gameților la animale are loc în procesul de meioză . În multe alge și în toate plantele superioare, gameții se dezvoltă în gametofit, care are deja un singur set de cromozomi și sunt obținuți prin diviziune mitotică simplă.

În funcție de asemănarea-diferența gameților rezultați, se disting mai multe tipuri de formare de gameți:

• izogamie  - gameți de aceeași dimensiune și structură, cu flageli
• anizogamie  - gameți de dimensiuni diferite, dar similare ca structură, cu flageli
• oogamie  - gameți de diferite dimensiuni și structuri. Gameții masculini mici, flagelari se numesc spermatozoizi , iar gameții feminini mari, fără flageli, se numesc ouă .

Când doi gameți se îmbină (în cazul oogamiei, este necesară o fuziune a diferitelor tipuri de gameți), se formează un zigot , care are acum un set diploid (dublu) de cromozomi. Un zigot se dezvoltă într-un organism fiică, ale cărui celule conțin informații genetice de la ambii părinți.

Hermafroditism

Un animal care are atât gonade masculine cât și feminine este numit hermafrodit (în numele lui Hermafrodit  , o creatură bisexuală mitică). Hermafroditismul este larg răspândit printre animalele inferioare și într-o măsură mai mică printre cele superioare. O caracteristică similară a plantelor este numită monoică (spre deosebire de dioică) și este asociată cu progresul evolutiv general al speciei într-o măsură mai mică decât la animale.

Partenogeneză și apomixă

Partenogeneza  este un tip special de reproducere sexuală în care un nou organism se dezvoltă dintr-un ovul nefertilizat, deci nu există schimb de informații genetice, ca în reproducerea asexuată. Un proces similar în plante se numește apomixis .

Partenogeneza, care este un tip de reproducere sexuală, dar unisexuală, a apărut în procesul de evoluție în organismele dioice. În cazurile în care unele specii sunt reprezentate doar de femele (intotdeauna sau periodic), unul dintre principalele avantaje biologice ale partenogenezei este accelerarea ratei de reproducere a speciei. Taxonii de același sex care se reproduc partenogenetic ocupă adesea periferia gamelor de specii , unde hibridizarea și competiția cu populațiile bisexuale nu împiedică înființarea și răspândirea populațiilor de același sex (femei) [11] . Partenogeneza a fost descrisă pentru afide , daphnie , șopârle , unii pești și alte animale [12] . Partenogeneza nu are loc la mamifere , în care embrionii partenogenetici mor în stadiile incipiente ale embriogenezei [13] .

În timpul partenogenezei, oul poate fi haploid sau diploid. Când se dezvoltă dintr-un ou haploid, indivizii în curs de dezvoltare pot fi doar bărbați, numai femei sau ambele, în funcție de mecanismul de determinare a sexului . De exemplu, la albine , viespi parazite , viermi și acarieni , masculii apar dintr-un ou haploid nefertilizat. Partenogeneza poate fi continuă sau ciclică. La dafnie, afide, rotifere , generațiile partenogenetice alternează cu cele sexuale. În Daphnia în special, femelele sunt diploide, iar masculii sunt haploizi. În condiții favorabile, meioza nu apare în Daphnia , iar ouăle rămân diploide. Se dezvoltă fără fertilizare și dau naștere doar femelelor. În condiții nefavorabile de existență, femelele încep să depună ouă haploide, din care eclozează masculii. Ca urmare a procesului sexual, se formează zigoți diploizi, dând din nou naștere femelelor [14] .

Progeneza

Progeneza este gametogeneza în stadiul larvar. Se împarte în:

• neotenie  - o întârziere temporară a dezvoltării organismului în stadiul larvar, cu dobândirea capacității de reproducere sexuală. De exemplu, la unele specii de ambistomi, amfibieni din familia Ambystomidae din ordinul caudat ( Caudata ), se formează o larvă de axolotl neotenică din cauza unei deficiențe ereditare a hormonului tiroidian .
• pedomorfoză - neotenie cu pierderea completă a capacității de metamorfoză. Apare la amfibienii cu coadă din familia Protea .
• pedogeneza  - reproducere partenogenetică în stadiul larvar, apare adesea când embrionul se află încă în corpul mamei. Acest tip de reproducere este caracteristic unor artropode și viermi plati paraziți - trematode , folosindu-l pentru a crește semnificativ numărul de urmași într-un timp scurt.

Alternarea generațiilor

La multe alge , la toate plantele superioare , la unele protozoare și celenterate , în ciclul de viață are loc alternanța generațiilor, reproducându-se, respectiv, sexual și asexuat - metageneza . La unii viermi și insecte, se observă heterogonie  - alternarea diferitelor generații sexuale, de exemplu, alternarea generațiilor sexuale separate cu hermafrodita sau reproducerea partenogenetică .

Alternarea generațiilor în plante

Gametofitul se dezvoltă dintr-un spor , are un singur set de cromozomi și are organe de reproducere sexuală - gametangia . În organismele eterogene, gametangia masculină, adică producătoare de gameți masculini, se numește anteridii și arhegonia feminină . Deoarece gametofitul, ca și gameții pe care îi produce, are un singur set de cromozomi, gameții sunt formați prin diviziune mitotică simplă.

Când gameții fuzionează, se formează un zigot , din care se dezvoltă sporofitul . Sporofitul are un set dublu de cromozomi și poartă organe de reproducere asexuată - sporangii . În organismele heterospore, gametofiții masculini se dezvoltă din microspori , purtând exclusiv anteridii, și din megaspori  , gametofite feminine. Microsporii se dezvoltă în microsporangii , megasporii în megasporangii . În timpul formării sporilor, are loc reducerea meiotică a genomului și un singur set de cromozomi, caracteristic gametofitului, este restaurat în spori.

Evoluția reproducerii

Evoluția reproducerii a mers, de regulă, în direcția de la forme asexuate la forme sexuale, de la izogamie la anizogamie, de la participarea tuturor celulelor la reproducere la divizarea celulelor în somatice și sexuale, de la fertilizarea externă la dezvoltarea internă cu intrauterin. și îngrijirea urmașilor.

Rata de reproducere, numărul de descendenți, frecvența schimbării generaționale, împreună cu alți factori, determină rata de adaptare a speciei la condițiile de mediu. De exemplu, ratele ridicate de reproducere și schimbările generaționale frecvente permit insectelor să dezvolte rezistență la pesticide într-un timp scurt. În evoluția vertebratelor - de la pești la cu sânge cald - există tendința de a reduce numărul descendenților și de a crește supraviețuirea acestora.

Vezi și

• Partenogeneză
• Clonarea

Note

1. ↑ Reproducere - articol din Marea Enciclopedie Sovietică . 
2. ↑ Benjamin Lewin. Capitolul 13: Repliconul // Genele VIII . - Upper Saddle River, NJ: Pearson Prentice Hall, 2004. - ISBN 0131439812 .
3. ↑ de Boer PA. Progrese în înțelegerea fisiunii celulelor E. coli  (nedefinită)  // Curr Opin Microbiol .. - 2010. - T. 13 . - S. 730-737 . - doi : 10.1016/j.mib.2010.09.015 . — PMID 20943430 .
4. ↑ mitoză: Meioză și Amitoză . The Columbia Electronic Encyclopedia , ediția a 6-a (2007). Data accesului: 9 septembrie 2011. Arhivat din original la 26 februarie 2013. (nedefinit)
5. ↑ Dicţionar enciclopedic biologic / Cap. redactor Gilyarov M. S. - M. : Sov. Enciclopedia, 1986. - 831 p. — 100.000 de exemplare.
6. ↑ Gilbert S. Developmental Biology: in 3 volumes. - M . : " Mir ", 1995. - T. 3. - 352 p. - 5000 de exemplare.  — ISBN 5-03-001833-6 .
7. ↑ Istoria biologiei din cele mai vechi timpuri până la începutul secolului al XX-lea / Editat de S. R. Mikulinsky . - M . : " Nauka ", 1972. - 564 p. - 9600 de exemplare.
8. ↑ Alberts B. și colab.. Biologia moleculară a celulei: În 3 volume - 2nd, revizuit. - M . : " Mir ", 1993. - T. 2. - 539 p. — ISBN 5-03-001987-1 .
9. ↑ Buldakov L.A., Kalistratova V.S. Radiații radioactive și sănătate . - M. : Inform-Atom, 2003. - 165 p. Arhivat pe 2 decembrie 2003 la Wayback Machine
10. ↑ Shank // Dicționar enciclopedic al lui Brockhaus și Efron  : în 86 de volume (82 de volume și 4 suplimentare). - Sankt Petersburg. , 1890-1907.
11. ↑ Viktorov A. G. Partenogeneza geografică la insectele insulare  // Natura . - Stiinta , 2006. - Nr. 9 . - S. 82-83 . (Rusă)
12. ↑ Aslanyan, Soldatova, 2010 , p. 17-19.
13. ↑ Dicţionar enciclopedic biologic / Ch.ed. M.S. Gilyarov. - M . : Sov. Enciclopedia, 1986. - 831 p.
14. ↑ Inge-Vechtomov, 2010 , p. 221-223.

Literatură

• Aslanyan M. M., Soldatova O. P. Genetica și originea sexului. Manual pentru studenții care studiază în direcția „Biologie”. - M . : Academia Autorului; Asociația publicațiilor științifice KMK, 2010. - 114 p. - ISBN 978-5-91902-001-1 .
• Inge-Vechtomov S. G. Genetica cu bazele selecției. - Sankt Petersburg. : Editura N-L, 2010. - 718 p. — ISBN 987-5-94869-105-3.

Link -uri

• Media conexe Reproducere la Wikimedia Commons
• Reproducere - articol din Marea Enciclopedie Sovietică . 

Dicționare și enciclopedii	Mare catalană Mare norvegian Rusă mare Brockhaus și Efron in jurul lumii Micul Brockhaus și Efron Britannica (online) Treccani Universalis Universalis
În cataloagele bibliografice BNF : 11932756h GND : 4017982-5 J9U : 987007531630405171 LCCN : sh85112953 NDL : 00570438 NKC : ph172851