Po čemu se spolno razmnožavanje razlikuje od aseksualnog? Osobine reprodukcije. Osobine seksualne reprodukcije organizama. Faze mejoze Prednosti seksualne reprodukcije u odnosu na aseksualnu reprodukciju

Tema: "REPRODUKCIJA I RAZVOJ ORGANIZAMA
Metode razmnožavanja organizama"

Seminar 2 sata

Opštinska obrazovna ustanova Gimnazija br. 10 u Murmansku
Učitelju: Podmyatnikova L.S. , nastavnik biologije, pobjednik takmičenja za najbolje nastavnike Ruske Federacije (NPPO)

11. razred

Ciljevi:

Studenti moraju naučiti pojmove „aseksualna reprodukcija, seksualna reprodukcija, vegetativna reprodukcija, sporulacija, fragmentacija, pupljenje, gamete, hermafrodizam, konjugacija, partenogeneza, jajnici, testisi, jajašce, sperma, gametogeneza, oogeneza, spermatogeneza, zona vodiča, reprodukcija zona rasta, zona sazrijevanja, oplodnja, zigota, dvostruka oplodnja, mikrospore, megaspore, polenovo zrno, embrionalna vrećica”, poznaju suštinu procesa gametogeneze, oplodnje, prednosti i nedostatke aseksualnog i polnog načina razmnožavanja.

Učenici treba da budu osposobljeni da samostalno rade kroz nastavni materijal, upoređuju biološke procese, daju argumentovan odgovor, izvode zaključke i primenjuju znanja u nestandardnoj situaciji.

Doprinijeti formiranju naučnog pogleda na svijet i komunikacijskih vještina kod učenika.
Reprodukcija je reprodukcija
svoje vrste kroz svoje neslične.

Napredak lekcije.

I. AKTUALIZACIJA ZNANJA, UVOD U TEMU.
U prošloj lekciji smo detaljno proučavali različite metode diobe stanica koje su u osnovi reprodukcije i razvoja ne samo jednoćelijskih, već i višećelijskih organizama.
-Koja je glavna razlika između mitoze i mejoze?
- Koji je biološki značaj mitoze? mejoza?
Sposobnost reprodukcije jedna je od najvažnijih karakteristika živih bića. Tokom procesa reprodukcije, genetski materijal se prenosi sa roditelja na potomstvo. Važnost reprodukcije za vrstu u cjelini sastoji se u kontinuiranom obnavljanju broja jedinki date vrste koje umiru iz različitih razloga. Osim toga, reprodukcija omogućava, pod povoljnim uvjetima, povećanje broja jedinki.
Proces reprodukcije jedan je od najraznovrsnijih u prirodi. U nekim slučajevima, reprodukcija se događa kontinuirano tijekom cijelog života organizma, u drugim - samo jednom. Ponekad reprodukcija počinje nakon što jedinka prestane rasti, a ponekad je moguća tokom procesa rasta. Metode razmnožavanja mogu se podijeliti u dvije grupe: aseksualne i seksualne (slajd 3). . Iako se seksualna reprodukcija s pravom smatra progresivnijom metodom, mnogi organizmi u svom životnom ciklusu zadržali su sposobnost aseksualne reprodukcije (slajd 4).
- Zašto seksualna reprodukcija nije u potpunosti zamijenila aseksualnu reprodukciju?

II. UČENJE NOVOG MATERIJALA
Upoznajmo se sa karakteristikama i oblicima aseksualne reprodukcije
1. Aseksualno razmnožavanje organizama - usmeni odgovor, diskusija
Dakle, aseksualno razmnožavanje je široko rasprostranjeno u prirodi. Karakteristične su sljedeće karakteristike (slajd 5). :

• samo jedna jedinka učestvuje u reprodukciji;
• provodi se bez sudjelovanja zametnih stanica;
• Reprodukcija se zasniva na mitozi i mejozi (formiranje spora u biljkama);
• potomci su identični i tačne su genetske kopije majke.

Oblici aseksualne reprodukcije su raznovrsni (slajd 6).

A). Binarna fisija je dioba u kojoj se formiraju dvije jednake ćelije kćeri (amebe) - (slajd 7).

B) Višestruka fisija ili šizogonija. Matična ćelija se raspada na veliki broj manje ili više identičnih kćernih ćelija (malarijski plazmodijum).

B) Sporulacija. Razmnožavanje putem spora - specijaliziranih stanica gljiva i biljaka. Ako spore imaju flagelum i pokretne su, tada se nazivaju zoospore (Chlamydomonas) (slajd 8).

D) Pupanje. Na matičnoj jedinki formira se izraslina - pupoljak, iz kojeg se razvija nova jedinka (kvasac, hidra) (slajd 9).

D) Fragmentacija je podjela pojedinca na dva ili više dijelova, od kojih se svaki razvija u novu individuu. Kod biljaka (spirogira) i životinja (anneli). Fragmentacija se zasniva na svojstvu regeneracije.

E) Razmnožavanje dijelovima vegetativnih organa. Karakteristično za mnoge grupe biljaka. Tokom vegetativnog razmnožavanja, nova jedinka se razvija ili iz dijela majke ili iz posebnih struktura (lukovica, gomolja, itd.) posebno dizajniranih za vegetativno razmnožavanje.

G) Poliembrionija. Reprodukcija tokom embrionalnog razvoja, u kojoj se iz jednog zigota razvija nekoliko embriona - blizanaca (identičnih blizanaca kod ljudi). Potomstvo je uvijek istog spola (slajd 10).

H) Kloniranje. Umjetna metoda aseksualne reprodukcije. Ne nalazi se u prirodnim uslovima. Klon je genetski identično potomstvo dobijeno od jedne jedinke kao rezultat jedne ili druge metode aseksualne reprodukcije (slajd 11).
Vježba 1. Mogu li potomci proizvedeni aseksualnim razmnožavanjem imati karakteristike koje ih razlikuju od onih iz majčinog organizma?
Provjera napretka.
Hajde da identifikujemo prednosti i nedostatke aseksualne reprodukcije (slajd 12)

1. Seksualna reprodukcija. Metode polne reprodukcije - usmeni odgovor, diskusija
Osobine seksualne reprodukcije (slajd 13):
Uključena 2 roditelja
Formiraju se gamete - polne ćelije
Dolazi do oplodnje
Proces mejoze se zasniva na
Potomci su genetski heterogeni.

2. Struktura gameta. Gametogeneza – usmeni odgovor, diskusija(slajd 14)
Zadatak 2. Razmotrite sliku 1. i popunite tabelu “Formiranje zametnih ćelija”

Slika 1. Šema formiranja zametnih ćelija

Formiranje zametnih ćelija

Koje su glavne sličnosti i glavne razlike u ovim procesima?
Provjera napretka (slajd 15).

Dodaci.

Veličina jaja uvelike varira - od nekoliko desetina mikrometara do nekoliko centimetara (ljudsko jaje je oko 100 mikrona, nojevo jaje, koje ima dužinu sa ljuskom od oko 155 mm, također je jaje).
Tokom oogeneze, jaje akumulira sve potrebne tvari za početne faze embrionalnog razvoja. Metode dobijanja ovih supstanci su različite: kod nižih životinja - fagocitozom susednih ćelija jajetom, kod viših životinja - od folikularnih ćelija preko citoplazmatskih mostova (insekti) ili praznina (kralježnjaci). U ovom slučaju, žumanjak se često sintetizira u organima daleko od jajeta, na primjer, u stanicama jetre. Žumance je obično koncentrisano na vegetativnom polu, a jezgro na životinjskom polu. Osim žumanca, jaje akumulira i neke organele - ribozome (do 10 13). Dolazi do amplifikacije gena r-RNA (milioni kopija). Jajna ćelija formira drugu ljusku na vrhu membrane – primarnu. Sastoji se od glikoproteina i uključen je u specifično prepoznavanje sperme. Kod mnogih životinja se formiraju i sekundarne (izlučuju folikularne ćelije) i tercijarne (luče se zidovima jajovoda) ljuske jajeta.Nastaju nakon oplodnje.Primjer - protein, pergamentna ljuska, ljuska ptičjeg jajeta. Kortikalne granule se nakupljaju ispod Ljuska jajeta - membranske vezikule koje učestvuju u oplodnji.Kod sisara jaja imaju zonu pellucida, na vrhu koje je corona radiata, sloj folikularnih ćelija.
Ćelije koje su završile mitotičku diobu su oociti 1. reda. Kod ljudi, čak i tokom embrionalnog razvoja ženskog tijela, oociti ulaze u profazu 1. diobe mejoze i ostaju u ovoj fazi 12-13 godina – do puberteta. Tek nakon toga, pod uticajem polnih hormona, povremeno neke jajne ćelije završavaju 1. deobu mejoze i postaju haploidne - oocite 2. reda. Oplodnja se javlja u fazi II metafaze. Nakon oplodnje, proces mejoze je završen i oocite postaju zrela jajašca. Ako do oplodnje ne dođe, oocita se uništava.

3. Oplodnja - usmeni odgovor, diskusija(slajd 16, 17)
Dodatak.
Jajne stanice mnogih životinja luče dvije vrste neproteinskih supstanci: prve aktiviraju kretanje spermatozoida, druge uzrokuju njihovo lijepljenje. Spermatozoidi također luče tvari koje usporavaju kretanje drugih spermatozoida. Spermatozoid se vezuje pomoću veznog proteina za glikoproteinske receptore primarne ljuske jajeta. bindini variraju čak i među blisko srodnim vrstama.
Nakon vezivanja spermatozoida, područje primarne membrane se otapa i vanjske membrane spermatozoida i jajne stanice se spajaju. Najčešće se sperma potpuno uvuče u jajnu stanicu; ponekad flagelum ostane vani i odbacuje se. Od trenutka kada spermatozoid prodre u jajnu stanicu, gamete prestaju da postoje, jer formiraju jednu ćeliju - zigotu. U zavisnosti od broja spermatozoida koji prodiru u jajnu stanicu prilikom oplodnje razlikuju se: monospermija - oplodnja pri kojoj u jajnu stanicu prodire samo jedan spermatozoid (najčešća oplodnja) i polispermija - oplodnja u kojoj više spermatozoida prodire u jajnu stanicu. Ali čak i u ovom slučaju, jezgro samo jednog od spermatozoida spaja se s jezgrom jajeta, a preostale jezgre se uništavaju.
Kortikalne granule se spajaju sa vanjskom membranom, a njihov sadržaj se izlijeva ispod primarne membrane. Kao rezultat toga, primarni omotač se odvaja od vanjske membrane i postaje tvrđi. Zove se opna za oplodnju. Ovi procesi sprečavaju polispermiju.

Zadatak 3*.

Općenito, proces oplodnje je sličan za većinu životinja, ali posebno ima prilično značajne razlike, u rasponu od ponašanja pri parenju, načina oplodnje do razlika u mehanizmima prodiranja sperme u jaje. Šta mislite šta je biološko značenje takve raznolikosti?
Zadatak 4*. Eksperimentalno možete uništiti jezgro jajeta rendgenskim ili ultraljubičastim zračenjem, a zatim ga oploditi s dvije sperme. Nakon fuzije njihovih jezgara, može se razviti punopravno potomstvo. Kako će se rezultati takvih eksperimenata razlikovati između ptica i sisara?
Provjera napretka.

4. Dvostruka oplodnja kod cvjetnica - usmeni odgovor, diskusija

Jedna od osnovnih sposobnosti svih živih organizama je reprodukcija. Postoje dvije glavne opcije za formiranje novih pojedinaca. Stručnjaci razlikuju i aseksualnost.

Metode samoreprodukcije

Svaki živi organizam može stvoriti slične jedinke. Mnoge biljke i niže životinje koriste aseksualnu metodu samoreprodukcije. Za proizvodnju potomstva dovoljan je jedan roditelj koji je sposoban formirati ćerke organizme.

Ali ova informacija nije dovoljna da se shvati kako se spolna reprodukcija razlikuje od aseksualne reprodukcije. Ovi oblici reprodukcije su fundamentalno različiti. Dakle, seksualna reprodukcija je moguća samo uz učešće dvije roditeljske jedinke. Seksualni metod karakterizira formiranje gameta. To su posebne reproduktivne stanice s haploidnim skupom kromosoma.

Glavne razlike

Seksualna metoda se smatra progresivnijom u odnosu na aseksualnu. Koristi ga velika većina živih bića za proizvodnju potomstva. Možete razumjeti po čemu se spolna reprodukcija razlikuje od aseksualne ako znate sljedeće.

Prvi oblik reprodukcije zahtijeva učešće dvije roditeljske jedinke. Svaka od njih proizvodi posebne spolne stanice - gamete. Tokom procesa razmnožavanja, oni se spajaju i formiraju zigotu. Od njega se formira novi organizam.

Gamete nisu potrebne u procesu. Nova jedinka se formira iz somatskih ćelija. To je tačna kopija roditeljskog organizma. Ova metoda reprodukcije omogućava brzo dobivanje potomstva.

Osobine aseksualne reprodukcije

Samoreprodukcija novih organizama iz ima svoje prednosti. Poznavajući ih, lako je objasniti kako se spolna reprodukcija razlikuje od aseksualne reprodukcije. Omogućava stvaranje velikog broja pojedinaca u kratkom vremenu. U ovom slučaju, rezultirajuće potomstvo se ne razlikuje od roditeljske jedinke. Ćerki organizmi su tačne kopije.

Ova metoda reprodukcije je korisna za one organizme koji žive u nepromjenjivim uvjetima. Genetske varijacije tokom aseksualne reprodukcije mogu nastati samo kao rezultat genetskih mutacija. U procesu takve samoreprodukcije, stanice se dijele, obično mitozom.

Više životinje ne mogu aseksualno razmnožavati svoju vrstu. Jedini izuzetak je njihovo umjetno kloniranje.

Vrste aseksualnog razmnožavanja

Postoji nekoliko mogućnosti da organizmi stvore svoju vrstu bez sudjelovanja specijaliziranih zametnih stanica. Kada shvatimo kako se spolna reprodukcija razlikuje od aseksualne reprodukcije, ne treba zaboraviti da je potonja metoda reprodukcije potomstva podijeljena u nekoliko tipova.

Odvojeno, razlikuju se podjela, sporulacija, vegetativno razmnožavanje, uključujući pupanje i fragmentacija. Sa svakom od ovih metoda, nova jedinka se formira iz jedne ili grupe somatskih ćelija. Protozoe se razmnožavaju diobom: ameba, paramecij. Ovu metodu koriste i određene bakterije.

Sve grupe zelenih biljaka, gljivica, neke bakterije i protozoe razmnožavaju se sporulacijom. Spore se formiraju u posebnim strukturama - sporogonija.

Kada razjašnjavate razlike između seksualne i aseksualne reprodukcije, ne zaboravite da se ove metode značajno razlikuju. Uostalom, tokom samoreprodukcije bez sudjelovanja gameta, somatske ćelije se počinju dijeliti. Na primjer, moguće je uz pomoć reznica, vitica, korijena, rizoma, gomolja, lukovica, grmlja.

Osobine seksualne reprodukcije

Za dobivanje potomstva ovom metodom potrebne su dvije jedinke iste vrste koje proizvode posebne zametne stanice. Pojava potomaka je moguća kada se spoje i formiraju zigote. To je upravo ono što vrijedi zapamtiti kada kažemo kako se spolna reprodukcija razlikuje od aseksualne reprodukcije.

Gamete sadrže haploidni (jednostruki) skup hromozoma. Ove ćelije nastaju kroz proces mejoze. Uz njihovu pomoć genetske informacije se prenose s oba roditelja na organizme kćeri. Proces fuzije gameta naziva se oplodnja. Kao rezultat, haploidna jezgra se ujedinjuju i formira se zigota, što je osnova za intraspecifičnu varijabilnost organizama.

Kada razjašnjavamo karakteristike aseksualne i spolne reprodukcije, ne smijemo zaboraviti da postoje dvije vrste gameta. Proizvode ih mužjaci i ženke. Ali u prirodi postoje vrste organizama koji mogu istovremeno proizvesti dvije vrste zametnih stanica. Zovu se hermafroditi. Mali rakovi, puževi i neke ribe mogu se razmnožavati na ovaj način.

Mogući izuzeci

Možete razumjeti po čemu se spolna reprodukcija razlikuje od aseksualne ako znate da je prvi način karakteriziran stvaranjem posebnih gameta, a u drugoj metodi se počinju dijeliti somatske stanice roditeljskog organizma.

Važno je da je za aseksualnu reprodukciju dovoljna jedna jedinka, a za polnu reprodukciju dvije. Istina, ne treba zaboraviti na izuzetke. To uključuje hermafroditizam i partenogenezu. Iako prvi naznačeni oblik razmnožavanja često uključuje gamete različitih jedinki, u tijelu se javljaju procesi koji ometaju samooplodnju.

Jedna od vrsta polne reprodukcije je i partenogeneza. Ovom metodom, ženske reproduktivne ćelije mogu da se razviju u novu jedinku bez učešća muških polnih ćelija. I neke životinje i biljke mogu proizvesti potomstvo na ovaj način.

Ovisno o broju hromozoma u ženskim zametnim stanicama razlikuju se diploidna i haploidna partenogeneza. Ovaj reproduktivni mehanizam vam omogućava da regulirate broj potomaka i njihove vrste. Na primjer, matica može položiti jaja, koja će proizvesti ili ženke (matice, radilice) ili mužjake (trutovke). Reprodukcija - seksualna i aseksualna - u klasičnim verzijama nema takve mogućnosti.

Suština seksualne reprodukcije je stvaranje novih genetskih kombinacija. U najtipičnijim slučajevima mužjak i ženka se pare i proizvode jedinke čiji genotipovi nisu identični ni genotipu oca ni genotipu majke.Kod nekih životinja novi genotipovi mogu nastati kao rezultat procesa Kod protozoa kao što je paramecija javlja se autogamija, u kojoj jedna jedinka stvara novi homozigotni genotip. Ostali oblici, uključujući neke pljosnate crve i mekušce, su hermafroditni, odnosno imaju i mužjake (koji proizvode spermu) i ženku (stvaraju jaja). ) gonade.Postoje hermafroditski oblici koji su sposobni za samooplodnju (Bermant, Davidson, 1974.)

Nije svaka reprodukcija seksualna (tj. stvara nove genotipove). Na primjer, paramecije se mogu podijeliti na dva dijela kako bi formirale dva nova ćerka organizma koji su genetski identični originalnoj jedinki. Hidroidni polipi (jedna od grupa koelenterata) mogu proizvesti nove jedinke identične sebi kao rezultat procesa pupanja.U tom slučaju može se formirati nekoliko novih organizama u jednoj zoni pupanja. Druge životinje, uključujući mnoge insekte i neke ribe, sposobne su za partenogenetičku reprodukciju, u kojoj se potomci razvijaju iz neoplođenih jaja (Bermant i Davidson, 1974.)

Ogromna većina životinja, posebno oblika koji su nastali relativno nedavno, razmnožavaju se spolno, odnosno spajanjem muških i ženskih spolnih stanica. Teoretičari se ne slažu o razlozima ove prevlasti spolnog procesa. Budući da seksualna reprodukcija zahtijeva određene troškove, očito mora pružiti neke značajne prednosti. Za objašnjenje su navedeni sljedeći glavni razlozi:

1) evolucijska prednost za populacije koje su sposobne da se mijenjaju brže od drugih zbog spolne reprodukcije; 2) evolucionu prednost zbog činjenice da ovaj način razmnožavanja olakšava specijaciju (nastanak novih vrsta); 3) činjenica da pojedinačne jedinke roditelja mogu stvoriti raznolikost u svom neposrednom potomstvu, olakšavajući njihovu adaptaciju na nepredvidive promjene u okruženju (Stanley, 1975; Williams, 1966; Wilson, 1975).

PONAŠANJA POVEZANA SA SEKSUALNOM REPRODUKCIJOM

Jedna od glavnih karakteristika ciklusa uzgoja mnogih vlda je njegova sezonalnost, odnosno ograničena je na određena doba godine. Kompletan reproduktivni ciklus uključuje udvaranje, parenje, posljedice parenja i brigu o jajima i mladima.

Sezonalnost

Mnoge vrste, posebno one koje se nalaze u umjerenim zonama, razmnožavaju se samo u određeno doba godine. Proljetni vrhunac reproduktivne aktivnosti ptica poslužio je kao izvor inspiracije za mnoge pisce i pjesnike. Druge životinje se, međutim, razmnožavaju u druga doba godine. Mnoge vrste jelena i losa razmnožavaju se u jesen, vukovi i kojoti se razmnožavaju sredinom zime, a neke foke i morski lavovi se razmnožavaju u kasno proljeće i rano ljeto. Unutar date vrste, sezone razmnožavanja često variraju u zavisnosti od geografske širine.Zajednički imenitelj svih ovih različitih sezona razmnožavanja je vrijeme rođenja mladih. Iako se periodi gestacije razlikuju među životinjama, većina rađa svoje mlade u kasno proljeće i rano ljeto. Očigledno, jednaka prednost sezonskosti je u tome što omogućava da se rađanje potomaka poklopi s dobrim vremenom i najvećim obiljem prehrambenih resursa. Čini se da su sezone parenja i gestacije usklađene tako da se kod većine vrsta mladi rađaju u kasno proljeće i rano ljeto (vidi Sadleir, 1969).

Faktori koji su direktno povezani s početkom reproduktivne aktivnosti razlikuju se od vrste do vrste. Uvjeti kao što su temperatura, padavine, razvoj vegetacije i dužina dana variraju s godišnjim dobima, a sve to može utjecati na reproduktivnu aktivnost pojedinih životinja. Očigledno je početak razmnožavanja kod mnogih vrsta određen dužinom dana, "pošto je u mnogim staništima ovaj faktor najpouzdanije povezan sa promjenom godišnjih doba. Na primjer, ako se dalekoistočna prepelica drži u uvjetima kratkog dana (8 sati svjetla i 16 sati mraka), tada se i kod muškaraca i kod žena reproduktivni organi smanjuju i seksualne reakcije nestaju. Odgovarajuće promjene svjetlosnog režima (16 sati svjetla i 8 sati mraka) dovode do obnavljanja oba morfologija i ponašanje (Sachs, 1969; Adkins, 1973).

Udvaranje

Funkcija udvaranja je da spoji dvije životinje različitog spola u uvjetima koji pružaju veću vjerovatnoću uspješnog parenja. Prije svega, potrebno je da životinja može pronaći potencijalnog bračnog partnera. Važnost parenja sa konspecificom i uloga parenja u reproduktivnoj izolaciji razmatraju se u poglavljima 2 i 13. Udvaranje je često složen niz interakcijskih signala (kao što su oni prikazani na slici 5.1) koji bi trebalo da dovedu do parenja datu osobu sa odgovarajućim partnerom. Vrijeme je od velike važnosti za uspješnu reprodukciju; Prilikom parenja i mužjak i ženka moraju biti u dobrom fiziološkom stanju. To se postiže sinhronizacijom ciklusa, što se osigurava interakcijom vanjskih podražaja i ponašanja samih partnera. Predstavnici klasične etologije istakli su da mnogi oblici udvaranja sadrže elemente konflikta, često iz razloga što početna reakcija pojedinca na drugog pojedinca koji se pojavi u blizini može biti agresivna.

Sistemi parenja se jako razlikuju među vrstama. Određene vrste, kao što su neki labudovi i guske, istinski su monogamisti i biraju partnera za cijeli život. Mnoge ptice selice formiraju parove samo jednu sezonu. Neki primati pokazuju sekvencijalnu poligamiju, tj. formiranje parova sa nekoliko partnera u različito vrijeme, u određenom periodu sa svakim od njih. Kod simultane poligamije, jedna osoba je brakom povezana istovremeno sa više osoba drugog pola. Čini se da mnoge vrste sisara karakteriziraju potpuno promiskuitetni seksualni odnosi, odnosno kopulacija s mnogo različitih partnera u potpunom odsustvu parova (vidi Brown, 1975).

Oblici udvaranja među različitim vrstama vrlo su raznoliki. Ispod su neki primjeri.

Slika 51. Dijagram ponašanja leptira u udvaranju, koji ilustruje lanac sekvencijalnih podražaja i reakcija u odnosu između ženke (A) i mužjaka (B). (Brower, Brower, Cranston, 1965.)

Člankonošci. Inicijalno otkrivanje osobe suprotnog spola često se dešava putem čula mirisa. Na primjer, mužjaci svilene bube (Bombyx mori) su neobično osjetljivi na bombi-col, seksualni atraktant koji luči ženka. Ovaj atraktant privlači mužjake na veoma velike udaljenosti; jedan od njegovih molekula dovoljan je da izazove nervni impuls u receptorskoj ćeliji (Schneider, 1974). Cvrčci ispuštaju razne zvukove koji privlače drugove i također igraju ulogu u drugim aspektima ponašanja udvaranja.

Vizuelni signali su takođe uobičajeni. Mužjaci privlačnih rakova (Uca) prave ritualne pokrete specifične za vrstu sa svojim uvećanim kandžama tokom udvaranja. Prilikom udvaranja, pauci skačući također izvode karakteristične vizualne prikaze.

Najspektakularniji vizuelni prikazi uključuju signale parenja krijesnica (slika 5.2). Leteći iznad polja ili šuma, mužjaci proizvode bljeskove svjetlosti koji su po prirodi specifični. Ženke reaguju na signale mužjaka svoje vrste kratkim bljeskom. I latentni period i sam signal su karakteristični za svaku vrstu i također zavise od temperature. Mužjak odgovara na signal ženke tako što joj se sve više približava, a par nastavlja da razmjenjuje signale sve dok mužjak ne siđe i pari se sa ženkom (Lloyd, 1966). Iskusni posmatrač može privući mužjaka koristeći minijaturnu baterijsku lampu da imitira reakciju ženke na ispade mužjaka.

Mnogo rada je posvećeno udvaranju voćnih mušica iz roda Drosophila (vidi Spieth, 1974). Identificiran je niz elemenata ponašanja (vibracija krila, drhtanje nogu, signalizacija krilima, kruženje i lizanje), koji u različitim kombinacijama čine ritual udvaranja kod različitih vrsta.

Riba. Različite vrste riba pokazuju različite oblike udvaranja. Najdetaljniji opis ponašanja jedne od tropskih akvarijskih riba je Tilapia melanotheron, u kojoj su identificirana četiri "čisto parna" oblika ponašanja (koji se ne javljaju ni pod kojim drugim okolnostima): brzi nagibi prema dolje i naprijed, poseban vrsta drhtanja glavom, grizenje podloge i nepomično držanje u gnijezdu (Barlow i Green, 1970). Najizrazitiji prikaz u ceremoniji udvaranja gupija je "sigmoidna", ili S-oblika, poza koju je usvojio mužjak. U sabljarcima, mužjak prilazi ženki postrance, a može joj prići i, ustuknuvši, tresući cijelim tijelom ili mašući gonopodijumom (Clark, Aronson, Gordon, 1954).

Vodozemci i gmizavci. Mužjaci žaba bikova zauzimaju određene teritorije odakle se mogu čuti njihovi glasni horovi. Žene očigledno privlače ovakvi refreni. Mnoge vrste krokodila glasno urlaju.

Ritual udvaranja guštera Anolis carolinensis dobro je poznat mnogim Amerikancima koji imaju parcelu kod kuće. Mužjak ritmično poskakuje, pokazujući jarko crvenu gular vrećicu (nabor kože koji visi ispod brade) (Grews, 1975). Kod većine vrsta zmija glavnu ulogu u postupku udvaranja imaju taktilna stimulacija ženke i olfaktorna stimulacija mužjaka. Pokazalo se da takozvani "plesovi parenja", u kojima su dvije zmije usko uvijene jedna uz drugu, uključuju dva mužjaka, a interakcija između njih će vjerovatno biti agresivna (Porter, 1972).

Ptice. Neki od najupečatljivijih primjera ponašanja pri parenju poznati su kod ptica. Složene ceremonije udvaranja gnjuraca, galebova, pataka, čaplji i drugih ptica bile su omiljeni predmet proučavanja etologa. Pjev ptica i srodne legende također su dobile značajnu pažnju.

Lorenz je proučavao različite oblike ponašanja udvaranja kod zmajeva (slika 5.3); mogu se posmatrati na mnogim patkijim ribnjacima. Zmaj naginje kljun prema vodi i izvija tijelo prema gore; istovremeno maše kljunom i emituje glasan zvižduk, praćen zvukom koji podsjeća na gunđanje. Pozu „glavu gore, rep dole” prati glasan zvižduk. U prikazu gore-dole, grudi uranjaju u vodu, a kljun pravi oštar zamah prema gore i naprijed, podižući fontanu prskanja (vidi McKinney, 1969).

Na sl. Slika 2.1 prikazuje četiri tipa prikaza zelene noćne čaplje. Mužjaci zauzimaju pojedinačna područja. Mužjak koji je zauzeo lokaciju tjera druge mužjake s nje, pribjegavajući ponašanju "punom brzinom". Povici muškaraca privlače ženke. Ženke su u početku odbijene ponašanjem "punom brzinom", ali ne napuštaju područje i na kraju počinje udvaranje u obliku "tresanja" i "izvijanja vrata". Nakon što formiraju par, mužjak i ženka lete po teritoriji, ponekad pokazujući intenzivan let za mahanjem. Naknadno ponašanje dovodi do sve veće blizine sve dok ne dođe do kopulacije (Meyerriecks, 1960).

Kod mnogih ptica, pjevanje služi da otjera druge mužjake sa okupiranog područja i privuče ženke. Priroda pjesme kod nekih vrsta je specifična koliko i njihove vanjske karakteristike.

sisari. Ewer (1968) je pregledao neke oblike ponašanja pri parenju kod sisara. Osjetilo mirisa igra važnu ulogu u reguliranju ovog ponašanja kod mnogih vrsta. Širok”, česte su radnje kao što su pregled anogenitalnog područja i njušenje urinarnih tragova. Kod mnogih vrsta mužjaci, nakon što osete miris ženke, ispoljavaju Flehmenovu reakciju, izraženu istezanjem vrata i podizanjem gornje usne. Čini se da ova reakcija olakšava percepciju mirisa, a ne da služi kao prikaz.

Ženke sisara često potiču mužjaka da jaše, ponekad mu prilaze, njuše ga i ližu, a često i bježe od njega. U mnogim slučajevima, izgleda da bježanje ženke od mužjaka služi da ga privuče, a ne da pobjegne.

Kod dobrih delfina, rituali udvaranja uključuju vokalizaciju, ujedanje partnera, njušenje njegovih genitalija, trljanje jedno o drugo, maženje peraja, otkrivanje bijele donje strane tijela, skakanje, jurenje i udaranje (vidi Puente i Dewsbury, 1976.).

Rice. 5.3. Deset položaja uočeno kod pataka i drugih pataka koje se hrane na površini vode. (Lorenz, 1958.)

/ – početno njihanje kljuna; 2 – zabacivanje glave; 3 – mahanje repom; 4 – zviždanje i tutnjava; 5 – “glava gore – rep gore”; 6 – skretanje prema ženki; 7 – lukovi pri plivanju; 8 – okretanje glave potiljkom prema ženki; 9 – izbočenje grudnog koša; 10 – „gore i dole“.

Uparivanje

Ponašanje pri parenju završava se činom kopulacije, čime se osigurava oplodnja jaja. Oblici kopulacije su gotovo jednako raznoliki kao i oblici udvaranja, a oplodnja može biti unutrašnja ili vanjska. Ovdje će biti opisano nekoliko različitih oblika parenja kao primjer.

Člankonošci. Kod mnogih vrsta, sperma je upakovana u spermatofore, vrstu vrećice ili vrećice koja sadrži spermu. Najveći stepen „bezličnosti“ postiže se kod nekih vrsta grinja, pseudoškorpiona, stonoga i repa; kod ovih oblika mužjak ostavlja spermatofor na podlozi, a kasnije dolazi ženka i uzima ga; u ovom slučaju, mužjak i ženka se možda nikada neće sresti. U mnogim vodenim oblicima oplodnja je vanjska (na primjer, mužjak potkovnjače Limulus pričvrsti se za ženku s leđa i ostaje tamo dok ne položi jaja u pijesak, koje on oplodi). Većina kopnenih vrsta doživljava neki oblik unutrašnje oplodnje, pri čemu se spermatofor unosi direktno u tijelo ženke pomoću neke vrste dodatka (vidi Alexander, 1964).

Riba. Oplodnja kod riba može biti spoljašnja ili unutrašnja. Predstavnici porodice Anabantidae, kao što su gurami ili pijetlovi, grade gnijezdo na površini vode od mjehurića zraka i posebnog sekreta koji luče, a mrijest se obično odvija ispod ovog gnijezda. Jaja i sperma se mrijeste istovremeno, a jaja se oplođuju dok plutaju do gnijezda. Kod drugih riba, poput gupija, sabljarki i komaraca, sperma se unosi u tijelo ženke pomoću gonopodijuma (modificirane analne peraje). Mužjak ajkule bolničarke, hvatajući ženku za zadnji rub jedne od njenih prsnih peraja, okreće je na leđa i u nju ubacuje specijalizovane kopulativne organe, pterygopodije (Budker, 1971.).

Vodozemci i gmizavci. Kod većine repatih vodozemaca, do unutrašnje oplodnje dolazi nakon što ženka uhvati spermatofor koji je deponovao mužjak; Kod nekih vrsta dolazi do vanjske oplodnje i partenogeneze. Za većinu žaba i žaba krastača je karakteristična vanjska oplodnja, koja se događa prilikom polaganja jaja. Izuzetak su repne žabe, koje imaju kopulacijski organ, i afričke živorodne žabe, čija se kloaka dodiruje tokom parenja. U pravilu, spolno zrela ženka žabe ide do mužjaka, koji ispušta zvukove dozivanja; mužjak hvata ženku na poseban način (tzv. “amplexus”). Jaja izlaze i oplođuju se u nekoliko faza. Ako mužjak zgrabi drugog mužjaka ili ženku koja je već iznijela jaja, tada tako pogrešno odabrani partner ispušta poseban zvuk, nakon čega se pušta (Rabb, 1973).

Kod gmizavaca, unutrašnja oplodnja se odvija pomoću kopulacijskih organa. Kod Anolis carolinensis, mužjak hvata ženku za vrat, okreće rep oko njenog i u nju ubacuje jedan od svojih parnih organa za kopulaciju.

Ptice. Za razliku od različitog ponašanja ptica pri parenju, proces kopulacije se kod njih odvija manje-više na isti način. Većina vrsta nema kopulacijski organ, pa se sperma prenosi iz kloake mužjaka u kloaku ženke. Tokom kopulacije, obje kloake dolaze u kontakt. Na primjer, kod dalekoistočnih prepelica, mužjak svojim kljunom hvata perje na vratu ženke, penje se na njena leđa i pokušava dovesti svoju kloaku u kontakt sa kloakom ženke (Sachs, 1969.).

sisari. Većina rada na kopulativnom ponašanju obavljena je na laboratorijskim sojevima sivog štakora (Rattus noruegicus). Stoga će kopulacija kod pacova ovdje biti detaljno opisana. Ako se ženka u stanju pripravnosti za parenje smjesti u kavez u kojem se nalazi mužjak, onda su daljnji događaji sasvim predvidljivi. Nakon početnog rituala udvaranja (šmrkanje, trčanje, provokacija ženke), mužjak počinje juriti ženku u bijegu.Kada ženku uzjaši s leđa, ona zauzima stereotipni položaj zvan lordoza. Istovremeno, njegova glava i stražnji dio tijela su podignuti, leđa savijena prema dolje, a rep povučen u stranu. Obično se primjećuju dvije vrste kopulacija. Jedna vrsta kopulacije, nazvana "intromisija", uključuje mužjak koji ubacuje svoj penis u ženinu vaginu na otprilike četvrtinu sekunde, a zatim brzo sjaha ženku. Prije umetanja penisa, mužjak može napraviti nekoliko potisaka zdjelicom, ali intravaginalno. Nema penisa. Nakon desetak ovih kratkih uvoda, slijedeći jedan drugog u intervalima od minute, mužjak prelazi na drugu vrstu ponašanja, koja se zove "ejakulacija". Prilikom ejakulacije, mužjak pravi grčevite penisom i hvata ženku nekoliko sekundi prije nego što siđe s nje, nakon čega zauzima stereotipni vertikalni položaj. Kompletan set intromisija koji kulminiraju ejakulacijom naziva se "serija". Ejakulacija i, shodno tome, uvođenje sperme nikada ne dolazi bez preliminarnih intromisija. Nakon ejakulacije, seksualna aktivnost privremeno prestaje; nakon otprilike 5 minuta nastavlja se i počinje druga epizoda. Tipično, pacovi završe oko sedam takvih serija prije nego što nastupi zadovoljstvo, a znak toga je odsustvo pokušaja intromisije tokom pola sata (Beach i Jordan, 1956).

Rice. 5.4. Šema klasifikacije tipova kopulativnog ponašanja kod mužjaka sisara. (Dewsbury. 1972.)

Tip ponašanja karakterističnog za svaku vrstu može se klasifikovati u zavisnosti od toga da li 1) dolazi do parenja, 2) da li mužjak pravi intravaginalne potiske, 3) da li je potrebno više intromisija pre ejakulacije i 4) da li se višestruki intromisije dešavaju tokom jednog jajenja. Postoje 24, odnosno 16 mogućih tipova kopulativnog ponašanja.

Muškarac ili žena mogu razviti nasumično odabrani operantni odgovor, koristeći kao pojačanje priliku da se kopuliraju sa osobom drugog spola. Ako zadovoljnom mužjaku daju drugu ženku umjesto svog prethodnog partnera, on može nastaviti seksualnu aktivnost.

Ne kopuliraju se svi sisari na isti način kao kod laboratorijskih pacova. Moguća klasifikaciona šema za kopulativno ponašanje sisara predstavljena je na Sl. 5.4 (Dewsbury, 1972). Ova šema se zasniva na četiri kriterijuma: 1) da li dolazi do „lepljenja“ tokom kopulacije, odnosno da li se penis mehanički drži u vagini; 2) da li se stvaraju intravaginalni potiskici penisa; 3) su preliminarni višestruki uvodi neophodni za ejakulaciju; 4) da li se ponovljene ejakulacije dešavaju u istoj epizodi. Ovaj sistem dozvoljava 24, odnosno 16 vrsta kopulacije i omogućava karakterizaciju bilo koje vrste u tom pogledu. Kod pacova se ne dešavaju ni parenja ni intravaginalni potiski, ali ejakulaciji prethode višestruke intromisije, a ejakulacija se takođe dešava više puta. Dakle, pacovi su tipa 13.

Psi se ponašaju sasvim drugačije kada se kopuliraju od štakora (Hart, 1967). Njihova najkarakterističnija karakteristika je parenje mužjaka sa ženkom: penis mužjaka, dok je u vagini, postaje natopljen krvlju, nakon čega se partneri vrlo teško razdvajaju, čak i ako tome teže. Obično mužjak silazi sa ženke kada se parenje još nije završilo, nakon čega pareni partneri stoje leđima okrenuti jedan drugom. Kopulacija kod pasa često traje oko 20 minuta, za razliku od vrlo kratkih intromisija kod laboratorijskih pacova. Kod pasa dolazi do grickanja i intravaginalnog zabijanja, ali kod njih ejakulaciji ne prethode višestruki intromisije i ima više ejakulacija, pa njihovo ponašanje pripada tipu 3.

Treba imati na umu da se vrste kopulacije razlikuju u mnogim aspektima i shema koja je ovdje predložena predstavlja samo jedan mogući način klasifikacije. Različite vrste koje pripadaju istom tipu u smislu kopulativnog ponašanja mogu se uvelike razlikovati u svojim položajima kopulacije i kvantitativnim aspektima aktivnosti.

Prednosti seksualne i aseksualne reprodukcije

Dajte svojih zadnjih 17 BODOVA SAMO moli Objasnite evolucijsku prednost spolne reprodukcije nad aseksualnom reprodukcijom 2 Koja je biološka uloga aseksualne reprodukcije u evoluciji života 3 Zamijenite izraz istaknutim riječima Spoj dvije susjedne ćelije koje leže jedna pored druge je metoda oplodnje kod mnogih primitivnih organizama Mobilne polne ćelije mužjaka razvijaju se u većini životinja i biljaka, a polne ćelije su još muške samo u testisima

DAĆU SVOJIH POSLJEDNJIH 17 BODOVA SAMO MOLIM
1 Objasnite evolucijsku prednost seksualne reprodukcije nad aseksualnom reprodukcijom
2 Koja je biološka uloga aseksualne reprodukcije u evoluciji živih bića?
3 Zamijenite označene riječi terminom:
Fuzija dviju susjednih, susjednih ćelija je metoda oplodnje kod mnogih primitivnih organizama
Pokretne muške spolne stanice razvijaju se u većini životinja i biljaka, dok se nepokretne muške spolne stanice razvijaju samo u sjemenskim biljkama.

1) Seksualno razmnožavanje ima vrlo veliku evolucijsku prednost u odnosu na aseksualno razmnožavanje, jer baziran na novim kombinacijama gena koji osiguravaju adaptaciju vrste na promjenjive uvjete okoline.
2) Biološka uloga se sastoji u održavanju najveće kondicije u blago promenljivim uslovima sredine; jer osigurava brzu stopu reprodukcije.
3) konjugacija
spermatozoidi su pokretni
spermatozoidi su nepokretni

Evolucija(od latinskog evolutio - "otkrivanje") - proces razvoja svih živih organizama, koji je praćen genetske promjene, adaptacije, modifikacije i izumiranje pojedinih populacija i vrsta, što rezultira promjenama u ekosistemi I biosfera općenito.

Šema evolucije živih organizama na Zemlji.

Danas postoji nekoliko glavnih teorije evolucije. Najčešći je sintetička teorija evolucije(STE) je sinteza Darwinova teorija evolucije i populacionu genetiku.

PREDNOSTI SEKSUALNOG RAZMNOŽAVANJA U ODNOSU NA Aseksualnu reprodukciju

STE objašnjava vezu između način evolucije (genetske mutacije) I mehanizam evolucije (prirodna selekcija prema Darwinu). STE definiše evoluciju kao proces tokom kojeg se učestalost genskih alela mijenja u vremenskom periodu koji značajno premašuje životni vijek jednog člana populacije.

Suština teorije evolucije Charlesa Darwina, koji ju je formulirao u svom radu "Porijeklo vrsta"(1859), je da je glavni "motor" evolucije prirodna selekcija, proces koji se sastoji od tri faktora:

1) U populacijama se rađa više potomaka nego što može da preživi, ​​uzimajući u obzir uslove životne sredine (količina hrane, prisustvo živih bića koja se hrane određenom vrstom, itd.);

2) Različiti organizmi imaju različite osobine koje utiču na njihovu sposobnost preživljavanja i razmnožavanja;

3) Gore navedene osobine se nasljeđuju.

Ova tri faktora objašnjavaju pojavu intraspecifične konkurencije i selektivno izumiranje (eliminaciju) onih jedinki koje su najmanje prilagođene preživljavanju. Tako samo najjači ostavljaju potomstvo, što dovodi do postupne evolucije svih živih bića.

Prirodna selekcija je jedini faktor koji objašnjava prilagođavanje svih živih bića, ali nije jedini uzrok evolucije. Drugi jednako važni razlozi su mutacije, protok gena i genetski drift.

1. Koja je prednost seksualne reprodukcije nad aseksualnom reprodukcijom?

Odgovori. Tokom seksualne reprodukcije, koja se odvija fuzijom dvije polne ćelije gameta, razmjenjuju se genetske informacije roditelja. Kao rezultat toga, potomci izgledaju različiti po svojim karakteristikama, koji mogu nadmašiti svoje roditelje u održivosti, uključujući i kada se promijene uslovi okoline.

2. Navedite primjere organizama koji se razmnožavaju prvenstveno aseksualno.

Odgovori. Aseksualnom reprodukcijom, novi organizam može nastati iz jedne ili više aseksualnih (somatskih) ćelija majke.

Prokariotske ćelije se razmnožavaju dijeljenjem na dva dijela. Mnoge protozoe (ameba, zelena euglena, itd.), jednoćelijske alge (Chlamydomonas) razmnožavaju se normalnom mitotskom diobom stanica. Ostale jednoćelijske i neke niže gljive, alge (hlorela), životinje (malarijski plazmodijum) karakteriše sporulacija. Ona leži u činjenici da se ćelija raspada na veliki broj jedinki jednak broju jezgara koja je prethodno nastala u matičnoj ćeliji kao rezultat ponovljene deobe njenog jezgra.

Pitanja nakon § 32

1. Koja je razlika između konjugacije i kopulacije?

Odgovori. Ako govorimo o metodama seksualne reprodukcije, onda:

tokom kopulacije, dvije jednoćelijske jedinke se spajaju (genetske informacije oba roditelja se kombinuju, a zatim dijele mejozom (povećava se broj jedinki koje su dobile genetske informacije od oba roditelja).

tokom konjugacije, genetske informacije se razmjenjuju bez povećanja broja jedinki. Razlikuju se sljedeći glavni oblici konjugacije: izogamija, anizogamija i oogamija.

Izogamijom se formiraju pokretne, morfološki identične gamete. Izogamija se javlja kod mnogih algi.

S heterogamijom nastaju mobilne gamete koje se razlikuju morfološki i fiziološki. Ovaj tip seksualnog procesa karakterističan je za mnoge alge.

U slučaju oogamije, gamete se veoma razlikuju jedna od druge. Ženska gameta je veliko, nepokretno jaje koje sadrži veliku količinu hranljivih materija. Muške gamete – spermatozoidi – su male, najčešće pokretne ćelije koje se kreću uz pomoć jedne ili više flagela. Oogamija je karakteristična za životinje, više biljke i mnoge gljive.

2. Gdje se formiraju jaja?

Odgovori. Jaje je ženska gameta životinja, viših biljaka, kao i mnogih algi i jednoćelijskih organizama, koje karakterizira oogamija. Kod životinja se jajašca formiraju u ženskim polnim žlijezdama - jajnicima, kod golosjemenjača i kritosjemenjača u sjemenkama, u mahovinama i paprati u arhegonijama

3. Za šta je potreban akrozom sperme?

Odgovori. Tokom oplodnje, u trenutku kontakta spermatozoida sa jajetom, enzimi sadržani u akrozomu se oslobađaju i otapaju jajne membrane, osiguravajući prodor sperme u jaje.

Kod aseksualnog razmnožavanja, nasljedne karakteristike se prenose nepromijenjene kroz niz generacija. Genotip potomaka u ovom slučaju može se promijeniti samo zbog slučajnih mutacija. Promjenjivost takvih organizama je obično beznačajna.

Prednost polne reprodukcije u odnosu na aseksualnu je u tome što se u diploidnoj zigoti kombinuju haploidni setovi hromozoma iz različitih klonova organizama, a osim toga, tokom naknadnog formiranja gameta, homologni delovi hromozoma se razmenjuju između homolognih hromozoma originalni haploidni skupovi (crossing over). Dakle, jedinke koje nastaju seksualnom reprodukcijom imaju nove genotipove koji se međusobno razlikuju. U ovom slučaju postiže se rekombinacija nasljednih svojstava roditelja, što povećava varijabilnost i daje bogatiji materijal za prirodnu selekciju. Prilagodljive sposobnosti i brzina evolucije organizama koji se razmnožavaju spolno su stoga znatno veći.