Miben különbözik az ivaros szaporodás az ivartalan szaporodástól? A szaporodás jellemzői. Az élőlények ivaros szaporodásának jellemzői. A meiózis szakaszai Az ivaros szaporodás előnyei az ivartalan szaporodással szemben

Téma: "SZERVEZETEK SZAPORODÁSA ÉS FEJLŐDÉSE
Az élőlények szaporodásának módszerei"

Szeminárium 2 óra

Városi oktatási intézmény tornaterem No. 10 Murmansk
Tanár: Podmyatnikova L.S. , biológia tanár, az Orosz Föderáció legjobb tanárai versenyének győztese (NPPO)

11. évfolyam

Célok:

A tanulóknak meg kell tanulniuk az ivartalan szaporodás, ivaros szaporodás, vegetatív szaporodás, sporuláció, töredezettség, bimbózás, ivarsejtek, hermafrodizmus, konjugáció, partenogenezis, petefészek, herék, tojás, sperma, gametogenezis, oogenezis, spermatogenezis, vezetőtestek, szaporodási zóna, fogalmait. növekedési zóna , érési zóna, megtermékenyítés, zigóta, kettős megtermékenyítés, mikrospórák, megaspórák, pollenszem, embriózsák”, ismeri a gametogenezis folyamatainak lényegét, a megtermékenyítést, az ivartalan és ivaros szaporodási módok előnyeit és hátrányait.

A tanuló legyen képes önállóan átdolgozni az oktatási anyagot, összehasonlítani a biológiai folyamatokat, indokolt választ adni, következtetéseket levonni, ismereteket nem szabványos helyzetben alkalmazni.

Hozzájárulni a tanulók tudományos világnézetének, kommunikációs készségeinek kialakításához.
A szaporodás szaporodás
a saját fajtájukat a saját nem hasonlókon keresztül.

A lecke előrehaladása.

I. ISMERETEK AKTUALIZÁLÁSA, BEVEZETÉS A TÉMÁBA.
Az utolsó órán részletesen tanulmányoztuk a sejtosztódás különböző módszereit, amelyek nemcsak egysejtű, hanem többsejtű élőlények szaporodásának és fejlődésének hátterében állnak.
-Mi a fő különbség a mitózis és a meiózis között?
- Mi a mitózis biológiai jelentősége? meiózis?
A szaporodási képesség az élőlények egyik legfontosabb jellemzője. A szaporodási folyamat során a genetikai anyag a szülőktől az utódokhoz kerül. A szaporodás jelentősége a faj egésze szempontjából abban áll, hogy az adott faj különböző okokból elpusztuló egyedeinek számának folyamatos pótlása. Ezenkívül a szaporodás kedvező feltételek mellett lehetővé teszi az egyedszám növelését.
A szaporodási folyamat az egyik legváltozatosabb a természetben. Egyes esetekben a reprodukció folyamatosan történik a szervezet élete során, másokban csak egyszer. Néha a szaporodás az egyed növekedésének leállítása után kezdődik, néha pedig a növekedési folyamat során lehetséges. A szaporodási módszerek két csoportra oszthatók: ivartalan és ivaros (3. dia). . Bár az ivaros szaporodás joggal progresszívebb módszernek tekinthető, életciklusa során sok élőlény megőrizte ivartalan szaporodási képességét (4. dia).
- Miért nem váltotta fel teljesen az ivaros szaporodást az ivaros szaporodás?

II. ÚJ ANYAG TANULÁSA
Ismerkedjünk meg az ivartalan szaporodás jellemzőivel, formáival
1. Az élőlények ivartalan szaporodása - szóbeli válasz, megbeszélés
Tehát az ivartalan szaporodás széles körben elterjedt a természetben. A következő jellemzők jellemzőek (5. dia). :

• csak egy egyed vesz részt a szaporodásban;
• csírasejtek részvétele nélkül hajtják végre;
• A szaporodás a mitózison és a meiózison (spórák képződése a növényekben) alapul;
• az utódok azonosak, és az anya pontos genetikai másolatai.

Az ivartalan szaporodás formái változatosak (6. dia).

A). A bináris hasadás olyan osztódás, amelyben két egyenlő leánysejt (amőba) képződik - (7. dia).

B) Többszörös hasadás vagy skizogónia. Az anyasejt nagyszámú többé-kevésbé azonos leánysejtre (malária plazmódium) bomlik.

B) Sporuláció. Szaporodás spórákon keresztül - gombák és növények speciális sejtjei. Ha a spóráknak flagellumjuk van, és mozgékonyak, akkor zoospóráknak (Chlamydomonas) nevezzük (8. dia).

D) Bimbózó. Az anyaegyeden kinövés - rügy - képződik, amelyből új egyed (élesztő, hidra) fejlődik (9. dia).

D) A töredezettség az egyed két vagy több részre osztása, amelyek mindegyike új egyeddé fejlődik. Növényekben (spirogyra) és állatokban (anneli). A töredezettség a regeneráció tulajdonságán alapul.

E) Szaporodás a vegetatív szervek részeivel. Számos növénycsoportra jellemző. A vegetatív szaporítás során vagy az anya egy részéből, vagy speciálisan vegetatív szaporításra kialakított speciális szerkezetekből (hagyma, gumó stb.) fejlődik ki új egyed.

G) Poliembriónia. Szaporodás az embrionális fejlődés során, amelyben egy zigótából több embrió fejlődik ki - ikrek (emberben egypetéjű ikrek). Az utódok mindig azonos neműek (10. dia).

H) Klónozás. Az ivartalan szaporodás mesterséges módszere. Természetes körülmények között nem található. A klón egy genetikailag azonos utód, amelyet egy egyedtől az ivartalan szaporodás egyik vagy másik módszere eredményeként nyernek (11. dia).
1. Feladat. Lehetnek-e az ivartalan szaporodásból származó utódok olyan tulajdonságokkal, amelyek megkülönböztetik őket az anyai szervezettől?
Haladás ellenőrzése.
Nézzük meg az ivartalan szaporodás előnyeit és hátrányait (12. dia)

1. Szexuális szaporodás. Az ivaros szaporodás módszerei - szóbeli válaszadás, megbeszélés
Az ivaros szaporodás jellemzői (13. dia):
2 szülő érintett
Ivarsejtek képződnek - nemi sejtek
Megtermékenyítés történik
A meiózis folyamata azon alapul
A leszármazottak genetikailag heterogének.

2. Az ivarsejtek szerkezete. Gametogenezis – szóbeli válasz, megbeszélés(14. dia)
2. feladat. Tekintsük az 1. ábrát, és töltsük ki a „Csírasejtek képződése” táblázatot!

1. ábra A csírasejtek képződésének sémája

Csírasejtek kialakulása

Melyek a fő hasonlóságok és fő különbségek ezekben a folyamatokban?
Folyamat ellenőrzése (15. dia).

Kiegészítések.

A tojások mérete széles skálán mozog - több tíz mikrométertől több centiméterig (egy emberi tojás körülbelül 100 mikron, a strucctojás, amelynek hossza körülbelül 155 mm héjjal rendelkezik, szintén tojás).
Az oogenezis során a tojás felhalmoz minden szükséges anyagot az embrionális fejlődés kezdeti szakaszához. Ezeknek az anyagoknak a megszerzésének módjai eltérőek: alacsonyabb rendű állatokban - a szomszédos sejtek tojás általi fagocitózisával, magasabb állatokban - tüszősejtekből citoplazmahidakon (rovarok) vagy rés-csatlakozásokon (gerincesek) keresztül. Ebben az esetben a sárgáját gyakran a tojástól távoli szervekben szintetizálják, például a májsejtekben. A tojássárgája általában a vegetatív póluson, a mag pedig az állati póluson koncentrálódik. A tojássárgája mellett néhány organellum - riboszóma - halmozódik fel (legfeljebb 10 13). Megtörténik az r-RNS gének amplifikációja (több millió másolat). A tojás egy másik héjat képez a membrán tetején - az elsődleges. Glikoproteinekből áll, és részt vesz a spermiumok fajspecifikus felismerésében. Sok állatnál másodlagos (tüszősejtek által kiválasztott) és harmadlagos (a petevezetékek falai által kiválasztott) tojáshéjak is képződnek. Példa - fehérje, pergamenhéj, madártojás héja halmozódik fel tojáshéj - membrán hólyagok, amelyek részt vesznek a megtermékenyítésben Az emlősökben a petékben van egy zona pellucida, amelyen a corona radiata, a tüszősejtek rétege található.
A mitotikus osztódást befejező sejtek elsőrendű petesejtek. Emberben még a női test embrionális fejlődése során is a petesejtek belépnek a meiózis 1. osztódásának profázisába, és 12-13 évig – egészen a pubertásig – ebben a szakaszban maradnak. Csak ezután, a nemi hormonok hatására, bizonyos oociták időszakosan befejezik a meiózis első osztódását, és haploidokká válnak - a 2. rendű oociták. A megtermékenyítés a metafázis II szakaszában történik. A megtermékenyítés után a meiózis folyamata befejeződik, és a petesejtek érett petékké válnak. Ha a megtermékenyítés nem történik meg, a petesejtek elpusztulnak.

3. Megtermékenyítés - szóbeli válasz, megbeszélés(16., 17. dia)
Kiegészítés.
Sok állat petéje kétféle nem fehérjeanyagot választ ki: az első aktiválja a spermiumok mozgását, a második pedig azok összetapadását. A spermiumok olyan anyagokat is kiválasztanak, amelyek lelassítják más spermiumok mozgását. A spermium a bindin fehérje segítségével kötődik a tojás elsődleges héjának glikoprotein receptoraihoz. a bindinek még a közeli rokon fajok között is változnak.
A spermiumok rögzítése után az elsődleges membrán területe feloldódik, és a spermium és a tojás külső membránjai egyesülnek. Leggyakrabban a spermium teljesen visszahúzódik a tojásba, néha a flagellum kívül marad, és eldobják. Attól a pillanattól kezdve, hogy a spermium behatol a tojásba, az ivarsejtek megszűnnek létezni, mivel egyetlen sejtet alkotnak - a zigótát. A megtermékenyítés során a tojásba behatoló spermiumok számától függően megkülönböztetik őket: monospermiát - megtermékenyítést, amelyben csak egy spermium hatol be a tojásba (a leggyakoribb megtermékenyítés), és polispermiát - megtermékenyítést, amelyben több spermium hatol be a tojásba. De még ebben az esetben is csak az egyik spermium magja egyesül a petesejt magjával, és a többi mag elpusztul.
A kortikális granulátumok összeolvadnak a külső membránnal, és tartalmukat az elsődleges membrán alá öntik. Ennek eredményeként az elsődleges héj elválik a külső membrántól, és keményebbé válik. Ezt nevezik megtermékenyítő membránnak. Ezek a folyamatok megakadályozzák a polispermiát.

3. feladat*.

Általánosságban elmondható, hogy a megtermékenyítés folyamata a legtöbb állatnál hasonló, de különösen jelentős különbségek vannak, kezdve a párzási viselkedéstől, a megtermékenyítési módszerektől a spermiumok petesejtbe való behatolásának mechanizmusaiig. Ön szerint mi a biológiai értelme az ilyen sokféleségnek?
4. feladat*. Kísérletileg röntgen- vagy ultraibolya sugárzással elpusztíthatja a petesejt magját, majd két spermiummal megtermékenyítheti. Magjuk egyesülése után teljes értékű utódok fejlődhetnek. Hogyan különböznek majd az ilyen kísérletek eredményei madarak és emlősök között?
Haladás ellenőrzése.

4. Kettős trágyázás virágos növényekben - szóbeli válasz, vita

Minden élő szervezet egyik alapvető képessége a szaporodás. Két fő lehetőség van az új egyedek kialakítására. A szakértők megkülönböztetik az aszexuálisokat is.

Az önreprodukciós módszerek

Minden élő szervezet képes hasonló egyedeket létrehozni. Sok növény és alacsonyabb rendű állat ivartalan önszaporodási módszert alkalmaz. Utódok nemzéséhez elegendő egy szülő, amely képes leányszervezetek kialakítására.

Ez az információ azonban nem elegendő ahhoz, hogy megértsük, miben különbözik az ivaros szaporodás az ivartalan szaporodástól. Ezek a szaporodási formák alapvetően különböznek egymástól. Így az ivaros szaporodás csak két szülő részvételével lehetséges. A szexuális módszert az ivarsejtek képződése jellemzi. Ezek speciális reproduktív sejtek haploid kromoszómakészlettel.

Fő különbségek

A szexuális módszer progresszívebbnek tekinthető az aszexuális módszerhez képest. Az élőlények túlnyomó többsége utódnemzésre használja. Megértheti, hogy miben különbözik az ivaros szaporodás az ivartalan szaporodástól, ha ismeri a következőket.

A szaporodás első formája két szülő egyed részvételét igényli. Mindegyikük speciális nemi sejteket - ivarsejteket - termel. A szaporodási folyamat során összeolvadnak és zigótát alkotnak. Ebből jön létre egy új szervezet.

A folyamat során nincs szükség ivarsejtekre. A szomatikus sejtekből új egyed képződik. Ez a szülőszervezet pontos mása. Ez a szaporítási módszer lehetővé teszi az utódok gyors megszerzését.

Az ivartalan szaporodás jellemzői

Az új élőlények önszaporodásának megvannak az előnyei. Ismerve őket, könnyen megmagyarázható, miben különbözik az ivaros szaporodás az ivartalan szaporodástól. Lehetővé teszi nagyszámú egyed létrehozását rövid idő alatt. Ebben az esetben a létrejövő utód nem különbözik a szülő egyedtől. A leányszervezetek pontos másolatok.

Ez a szaporodási módszer előnyös azon szervezetek számára, amelyek változatlan körülmények között élnek. Az ivartalan szaporodás során bekövetkező genetikai variáció csak genetikai mutációk eredményeként jöhet létre. Az ilyen önszaporodás folyamatában a sejtek általában mitózissal osztódnak.

A magasabb rendű állatok nem képesek ivartalanul szaporodni saját fajtájukkal. Az egyetlen kivétel a mesterséges klónozás.

Az ivartalan szaporodás típusai

Számos lehetőség kínálkozik arra, hogy az organizmusok saját fajtájukat hozzanak létre speciális csírasejtek részvétele nélkül. Amikor kitaláljuk, miben különbözik az ivaros szaporodás az ivartalan szaporodástól, nem szabad megfeledkeznünk arról, hogy az utódok szaporításának utóbbi módja több típusra oszlik.

Külön megkülönböztetik az osztódást, a sporulációt, a vegetatív szaporodást, beleértve a rügyezést és a töredezettséget. Ezen módszerek mindegyikével egy új egyed alakul ki szomatikus sejtekből vagy egy csoportból. A protozoonok osztódással szaporodnak: amőba, paramecium. Ezt a módszert bizonyos baktériumok is alkalmazzák.

A zöld növények, gombák, egyes baktériumok és protozoonok minden csoportja sporulációval szaporodik. A spórák speciális szerkezetekben képződnek - sporogony.

Amikor tisztázza az ivaros és az ivartalan szaporodás közötti különbségeket, ne felejtse el, hogy ezek a módszerek jelentősen eltérnek egymástól. Végül is az ivarsejtek részvétele nélküli önreprodukció során a szomatikus sejtek osztódni kezdenek. Például dugványok, indák, gyökerek, rizómák, gumók, hagymák, gumók segítségével lehetséges.

Az ivaros szaporodás jellemzői

Az utódok megszerzéséhez ezzel a módszerrel két azonos faj egyedére van szükség, amelyek speciális csírasejteket termelnek. Az utódok megjelenése akkor lehetséges, ha egyesülnek és zigótákat képeznek. Pontosan ez az, amit érdemes megjegyezni, amikor elmondjuk, miben különbözik az ivaros szaporodás az ivartalan szaporodástól.

Az ivarsejtek haploid (egyetlen) kromoszómakészletet tartalmaznak. Ezek a sejtek a meiózis folyamata során keletkeznek. Segítségükkel továbbítják a genetikai információkat mindkét szülőtől a leányszervezetekhez. Az ivarsejtek fúziójának folyamatát megtermékenyítésnek nevezik. Ennek eredményeként a haploid magok egyesülnek, és zigóta jön létre. Ez az alapja az élőlények fajokon belüli változékonyságának.

Az ivartalan és ivaros szaporodás sajátosságainak tisztázásakor nem szabad megfeledkeznünk arról, hogy kétféle ivarsejt létezik. Hímek és nőstények termelik. De a természetben vannak olyan organizmusok, amelyek egyidejűleg kétféle csírasejtet tudnak termelni. Hermafroditáknak hívják őket. Kis rákfélék, csigák és egyes halak szaporodhatnak így.

Lehetséges kivételek

Megértheti, hogy miben különbözik az ivaros szaporodás az ivartalan szaporodástól, ha tudja, hogy az első módszert speciális ivarsejtek képződése jellemzi, a második módszernél pedig a szülőszervezet szomatikus sejtjei osztódásnak indulnak.

Fontos, hogy az ivartalan szaporodáshoz egy egyed elegendő, de az ivaros szaporodáshoz kettő szükséges. Igaz, nem szabad megfeledkeznünk a kivételekről. Ide tartozik a hermafroditizmus és a partenogenezis. Bár az első jelzett szaporodási forma gyakran különböző egyedekből származó ivarsejteket érint, a szervezetben olyan folyamatok mennek végbe, amelyek megzavarják az önmegtermékenyítést.

Szintén az ivaros szaporodás egyik fajtája a partenogenezis. Ezzel a módszerrel a női reproduktív sejtek a hím ivarsejtek részvétele nélkül képesek új egyeddé fejlődni. Egyes állatok és növények is képesek ilyen módon utódokat létrehozni.

A női csírasejtek kromoszómáinak számától függően megkülönböztetünk diploid és haploid partenogenezist. Ez a szaporodási mechanizmus lehetővé teszi az utódok számának és típusainak szabályozását. Például egy méhkirálynő tojhat tojásokat, amelyekből vagy nőstények (királylányok, munkások) vagy hímek (drónok) születnek. A szaporodás - szexuális és ivartalan - a klasszikus változatokban nem rendelkezik ilyen képességekkel.

Az ivaros szaporodás lényege új genetikai kombinációk létrehozása. A legjellemzőbb esetekben a hím és a nőstény olyan egyedeket hoz létre, amelyek genotípusa nem azonos sem az apa genotípusával, sem az anya genotípusával Egyes állatokban az a Különféle protozoákban, mint például a paramecia, autogámia fordul elő, amelyben egy egyed új homozigóta genotípust hoz létre. Más formák, köztük egyes laposférgek és puhatestűek, hermafroditikusak, azaz hím (spermatermelő) és nőstény (petéktermelő) is van. ) vannak olyan hermafroditikus formák, amelyek képesek önmegtermékenyítésre (Bermant, Davidson, 1974).

Nem minden szaporodás ivaros (azaz új genotípusokat hoz létre például a parameciák képesek kettéosztani két új leányszervezetet, amelyek genetikailag azonosak az eredeti egyeddel (az egyik koelenterátus csoport). a bimbózási folyamat eredményeként önmagukkal azonos egyedeket hozhat létre Ebben az esetben több új élőlény is kialakulhat egy bimbózónában. Más állatok, köztük számos rovar és néhány hal, képesek partenogenetikus szaporodásra, amelyben az utódok megtermékenyítetlen tojásokból fejlődnek ki (Bermant és Davidson, 1974).

Az állatok túlnyomó többsége, különösen azok a formák, amelyek viszonylag nemrégiben keletkeztek, ivarosan szaporodnak, vagyis a hím és nőstény ivarsejtek összeolvadásával. Mivel az ivaros szaporodás bizonyos költségeket igényel, nyilvánvalóan jelentős előnyökkel kell járnia. A következő fő okokat terjesztették elő magyarázatként:

1) evolúciós előny az ivaros szaporodás következtében másoknál gyorsabban változni képes populációk számára; 2) evolúciós előny abból a tényből adódóan, hogy ez a szaporodási mód elősegíti a fajképződést (új fajok megjelenését); 3) az a tény, hogy az egyes szülő egyének diverzitást hozhatnak létre közvetlen utódaikban, megkönnyítve a környezet előre nem látható változásaihoz való alkalmazkodásukat (Stanley, 1975; Williams, 1966; Wilson, 1975).

SZEXUÁLIS SZAPORODÁSHOZ KAPCSOLÓDÓ VISELKEDÉSEK

Sok vlda szaporodási ciklusának egyik fő jellemzője a szezonalitás, vagyis az év bizonyos időszakaira korlátozódik. A teljes szaporodási ciklus magában foglalja az udvarlást, a párzást, a párzás következményeit, valamint a peték és a fiókák gondozását.

Szezonalitás

Sok faj, különösen a mérsékelt égövi övezetekben, csak az év bizonyos szakaszaiban szaporodik. A madarak szaporodási tevékenységének tavaszi csúcspontja sok író és költő ihletforrásaként szolgált. Más állatok azonban az év más időszakában szaporodnak sok szarvas- és jávorszarvasfaj ősszel, a farkasok és a prérifarkasok tél közepén, egyes fókák és oroszlánfókák pedig késő tavasszal és nyár elején. Egy adott fajon belül a költési időszakok gyakran a szélességi foktól függően változnak. A különböző költési időszakok közös nevezője a fiókák születési ideje. Bár a vemhességi időszak állatokonként eltérő, legtöbbjük késő tavasszal és nyár elején hozza világra fiókáit. A szezonalitásnak nyilvánvalóan ugyanilyen előnye, hogy lehetővé teszi, hogy az utódok születése egybeessen a jó időjárással és a legnagyobb mennyiségű táplálékkal. Úgy tűnik, hogy a párzási és a vemhességi időszak összehangolt, így a legtöbb fajnál a fiatalok késő tavasszal és nyár elején születnek (lásd Sadleir, 1969).

A szaporodási tevékenység kezdetével közvetlenül összefüggő tényezők fajonként eltérőek. Az olyan körülmények, mint a hőmérséklet, a csapadék, a növényzet fejlődése és a nappalok hossza évszakonként változnak, amelyek mindegyike befolyásolhatja bizonyos állatok szaporodási tevékenységét. Nyilvánvalóan sok faj szaporodási kezdetét a nap hossza határozza meg, „mivel sok élőhelyen ez a tényező a legmegbízhatóbban korrelál az évszakok váltakozásával. Például, ha a távol-keleti fürjet rövidnapos körülmények között tartják (8 óra fény és 16 óra sötétség), akkor mind a hím, mind a nőstény szaporítószervei leépülnek és a nemi reakciók megszűnnek mind a morfológiában, mind a viselkedésben (Sachs, 1969; Adkins, 1973).

Udvarlás

Az udvarlás funkciója két különböző nemű állat összehozása olyan körülmények között, amelyek nagyobb valószínűséggel párosodnak. Először is szükséges, hogy az állat találjon potenciális házassági partnert. A fajtársaival való párosítás fontosságát és a párosodási viselkedés szerepét a szaporodási izolációban a 2. és 13. fejezet tárgyalja. Az udvarlás gyakran kölcsönható jelek összetett sorozata (például az 5.1. ábrán láthatók), amelyeknek a párzáshoz kell vezetniük. adott egyén megfelelő partnerrel. Az időzítés nagy jelentőséggel bír a sikeres szaporodás szempontjából; Párzáskor a hímnek és a nősténynek is megfelelő fiziológiai állapotban kell lennie. Ez a ciklusok szinkronizálásával érhető el, amelyet a külső ingerek kölcsönhatása és maguk a partnerek viselkedése biztosítanak. A klasszikus etológia képviselői rámutattak, hogy az udvarlás számos formája tartalmaz konfliktuselemeket, gyakran azért, mert az egyén kezdeti reakciója a közelben megjelenő másik egyedre agresszív lehet.

A párzási rendszerek fajonként nagyon eltérőek. Számos faj, például néhány hattyú és liba, igazi monogámia, és egész életére párt választ. Sok vándormadár csak egy szezonra alkot párokat. Egyes főemlősök szekvenciális többnejűséget mutatnak, azaz párokat alkotnak több partnerrel különböző időpontokban, egy bizonyos időszak alatt mindegyikükkel. Az egyidejű többnejűség esetén az egyik egyént házasság köti egyidejűleg több másik nembeli egyedhez. Úgy tűnik, hogy sok emlősfajt teljesen kiváltságos szexuális kapcsolatok jellemeznek, azaz sok különböző partnerrel való párkapcsolat párok teljes hiányában (lásd Brown, 1975).

A különböző fajok közötti udvarlás formái nagyon változatosak. Az alábbiakban néhány példa látható.

51. ábra: Pillangók udvarlási viselkedésének diagramja, amely a szekvenciális ingerek és reakciók láncolatát szemlélteti a nőstény (A) és a hím (B) kapcsolatában. (Brower, Brower, Cranston, 1965.)

Ízeltlábúak. Az ellenkező nemű egyed kezdeti felismerése gyakran a szagláson keresztül történik. Például a hím selyemhernyók (Bombyx mori) szokatlanul érzékenyek a bombi-colra, a nőstények által kiválasztott szexuális vonzerőre. Ez a vonzerő nagyon nagy távolságokra vonzza a hímeket; egyik molekulája elég ahhoz, hogy idegimpulzust keltsen egy receptorsejtben (Schneider, 1974). A tücskök különféle hangokat adnak ki, amelyek vonzzák a társakat, és szerepet játszanak az udvarlási viselkedés más aspektusaiban is.

A vizuális jelek is gyakoriak. A csábító hím rákok (Uca) az udvarlás során megnagyobbodott karmaikkal fajspecifikus rituális mozdulatokat végeznek. Udvaroláskor az ugrópókok jellegzetes vizuális megjelenítést is végeznek.

A leglátványosabb vizuális megjelenítések közé tartoznak a szentjánosbogarak párzási jelei (5.2. ábra). A szántók vagy erdők felett repülve a hímek olyan fényvillanásokat bocsátanak ki, amelyek természetüknél fogva fajspecifikusak. A nőstények rövid villanással reagálnak fajuk hímeinek jelzéseire. Mind a látens időszak, mind a jel maga az egyes fajokra jellemző, és a hőmérséklettől is függ. A hím úgy reagál a nőstény jelzésére, hogy egyre közelebb lép hozzá, és a pár addig folytatja a jelek cseréjét, amíg a hím le nem ereszkedik és párosodik a nősténnyel (Lloyd, 1966). Egy tapasztalt megfigyelő úgy vonzza magához a hímet, ha miniatűr zseblámpával imitálja a nőstény reakcióját a hím kitöréseire.

Sok munkát szenteltek a Drosophila nemzetséghez tartozó gyümölcslegyek udvarlásának (lásd Spieth, 1974). Számos viselkedési elemet azonosítottak (szárnyrezgés, lábremegés, szárnyjelzés, körözés és nyalás), amelyek különböző kombinációkban alkotják az udvarlási rituálét a különböző fajoknál.

Hal. A különböző típusú halak az udvarlás különböző formáit mutatják. Az egyik trópusi akváriumi hal viselkedésének legrészletesebb leírása a Tilapia melanotheron, amelyben négy „tisztán párosodó” viselkedési formát azonosítottak (amelyek más körülmények között nem fordulnak elő): gyors le- és előrehajlás, egy speciális. egyfajta fejrázás, a szubsztrát harapása és mozdulatlan testtartás a fészeknél (Barlow és Green, 1970). A guppi udvarlási ceremóniájának legkifejezőbb megjelenése a „szigma” vagy S-alakú póz, amelyet a hím alkalmaz. A kardfarkúban a hím oldalról közeledik a nőstényhez, és meg is közeledhet hozzá, hátrálva, megrázva az egész testét, vagy integetve a gonopódiumot (Clark, Aronson, Gordon, 1954).

Kétéltűek és hüllők. A hím bikabékák bizonyos területeket elfoglalnak, ahonnan hangos kórusuk hallható. A nők nyilvánvalóan vonzódnak az ilyen kórusokhoz. Sok krokodilfaj hangosan ordít.

Az Anolis carolinensis gyíkok udvarlási rituáléja sok amerikai számára jól ismert, akiknek otthonuk van. A hím ritmikusan ugrál, élénkvörös guláris tasakot jelenít meg (az áll alatt lógó bőrredő) (Grews, 1975). A legtöbb kígyófajnál az udvarlási eljárásban a főszerepet a nőstény tapintható, a hím szaglási stimulációja játssza. Az úgynevezett „párosodási táncokban”, amelyekben két kígyó szorosan össze van tekeredve, kimutatták, hogy két hím vesz részt, és a köztük lévő interakció valószínűleg agresszív (Porter, 1972).

Madarak. A párzási viselkedés legszembetűnőbb példái a madarakban ismertek. A vöcsök, sirályok, kacsák, gémek és más madarak összetett udvarlási szertartásai az etológusok kedvenc tanulmányi tárgyai. A madárdal és a hozzá kapcsolódó legendák is jelentős figyelmet kaptak.

Lorenz az udvarlási viselkedés különféle formáit tanulmányozta drake-ban (5.3. ábra); számos kacsatavakon megfigyelhetők. A drake a víz felé billenti csőrét, és felfelé íveli testét; ugyanakkor csőrével hadonászik, és hangos füttyszót ad ki, amit morgásra emlékeztető hang kísér. A „fej fel, farok le” pózt hangos sípszó kíséri. A felfelé és lefelé mutató kijelzőn a mellkas a vízbe merül, a csőre pedig éles fel- és előrelendítést hajt végre, felemelve a permetforrást (lásd McKinney, 1969).

ábrán. A 2.1. ábra a zöld éjszakai gém négyféle megjelenítését mutatja. A hímek egyedi területeket foglalnak el. Egy hím, aki elfoglalt egy helyet, elűzi onnan a többi hímet, és „teljes sebességgel előre” viselkedéshez folyamodik. A hímek hívásai vonzzák a nőstényeket. A nőstényeket eleinte elriasztja a „teljes sebességgel előre” viselkedés, de nem hagyják el a területet, és végül elkezdődik az udvarlási viselkedés, amely „lebegtetés” és „nyakrángás” formájában jelentkezik. A hím és a nőstény egy párt alkotva repül körül a területen, olykor intenzív csapkodó repülést mutatva. A későbbi viselkedés egyre nagyobb közelséghez vezet, amíg a kopuláció meg nem történik (Meyerriecks, 1960).

Sok madárnál az éneklés arra szolgál, hogy elűzze a többi hímet a lakott területről, és vonzza a nőstényeket. Egyes fajoknál az ének jellege éppoly sajátos, mint a külső jellemzőik.

Emlősök. Ewer (1968) áttekintette az emlősök párzási viselkedésének néhány formáját. A szaglás számos fajnál fontos szerepet játszik ennek a viselkedésnek a szabályozásában. Shirok”, gyakoriak az olyan tevékenységek, mint az anogenitális terület vizsgálata és a vizeletnyomok szippantása. Sok fajnál a hímek, amikor megérzik egy nőstény illatát, Flehmen reakciót mutatnak, amely a nyak nyújtásával és a felső ajak felemelésével fejeződik ki. Úgy tűnik, hogy ez a reakció inkább a szag érzékelését segíti elő, mintsem demonstrációként szolgál.

A nőstény emlősök gyakran biztatják a hímet, hogy szálljon fel, néha közelednek hozzá, megszagolják és megnyalják, és gyakran elfutnak előle. Sok esetben úgy tűnik, hogy a nőstény elmenekülése a hímtől inkább arra szolgál, hogy magához vonzza, mintsem a szökést.

A palackorrú delfinek esetében az udvarlási rituálék közé tartozik a vokálozás, a partner harapása, a nemi szervének szimatolása, egymáshoz való dörzsölés, uszonyok simogatása, a test fehér alsó részének feltárása, ugrálás, egymás üldözése és ütődése (lásd Puente és Dewsbury, 1976).

Rizs. 5.3. Tíz testtartást figyeltek meg tőkés récéknél és más kacsáknál, amelyek a víz felszínén táplálkoznak. (Lorenz, 1958.)

/ – a csőr kezdeti kilengése; 2 – fejdobás; 3 – farokcsóválás; 4 – fütyülés és dübörgés; 5 – „fej fel – farok fel”; 6 – forduljon a nőstény felé; 7 – meghajol úszás közben; 8 – a fej elfordítása a fej hátsó részével a nőstény felé; 9 – a mellkas kiemelkedése; 10 – „fel és le”.

Párosítás

A párzási viselkedés a párosodás aktusával ér véget, ami biztosítja a peték megtermékenyítését. A párosodás formái majdnem olyan változatosak, mint az udvarlás formái, és a megtermékenyítés lehet belső vagy külső. A párosítás számos különböző formáját ismertetjük itt példaként.

Ízeltlábúak. Sok fajnál a spermiumokat spermatoforokba csomagolják, egyfajta tasakba vagy tasakba, amely spermát tartalmaz. A „személytelenség” legmagasabb fokát egyes atkák, pszeudoskorpiók, százlábúak és rugófarkú fajták érik el; ezekben a formákban a hím elhagyja a spermatofort a szubsztrátumon, majd később a nőstény jön és veszi; ebben az esetben előfordulhat, hogy a férfi és a nő soha nem találkozik. Sok vízi formában a megtermékenyítés külső (például a hím patkórák, a Limulus hátulról hozzátapad a nőstényhez, és addig marad ott, amíg a homokba nem tojik, amit megtermékenyít). A legtöbb szárazföldi faj átél valamilyen belső megtermékenyítést, melynek során a spermatofor közvetlenül a nőstény testébe kerül valamilyen függeléken keresztül (lásd Alexander, 1964).

Hal. A halak trágyázása lehet külső vagy belső. Az Anabantidae család képviselői, például a gurámi vagy a kakasok légbuborékokból és az általuk kiválasztott speciális váladékból fészket építenek a víz felszínére, és az ívás általában ez alatt a fészek alatt történik. A peték és a spermiumok egyszerre kelnek, és a peték megtermékenyülnek, amikor a fészekbe úsznak. Más halaknál, például guppinál, kardfarknál és szúnyoghalnál a spermiumokat egy gonopodium (módosított anális uszony) segítségével juttatják be a nőstény testébe. A hím dajkálócápa, amely megragadja a nőstényt az egyik mellúszójának hátsó szélénél, a hátára fordítja, és speciális párzási szerveket, a pterygopodia-t helyez belé (Budker, 1971).

Kétéltűek és hüllők. A legtöbb farkú kétéltűnél a belső megtermékenyítés azután következik be, hogy a nőstény felfogja a hím által lerakott spermatofort; Egyes fajoknál külső megtermékenyítés és partenogenezis fordul elő. A legtöbb békát és varangyot a külső megtermékenyítés jellemzi, amely a tojásrakás során következik be. Ez alól kivételt képeznek a farkú békák, amelyeknek párosodási szervük van, és az afrikai életre kelő varangyok, amelyeknek kloákája párzás közben érintkezik. Általában egy ivarérett nőstény béka megy a hímhez, aki hívó hangokat ad ki; a hím sajátos módon fogja meg a nőstényt (ún. „amplexus”). A peték kijönnek és több szakaszban megtermékenyülnek. Ha egy hím megragad egy másik hímet vagy egy már tojást lerakott nőstényt, akkor egy ilyen hibásan kiválasztott partner sajátos hangot ad ki, ami után elengedik (Rabb, 1973).

A hüllőkben a belső megtermékenyítés a kopulációs szervek segítségével történik. Az Anolis carolinensis-ben a hím megragadja a nőstényt a nyakánál, farkát az övé köré csavarja, és beilleszti az egyik páros párosodási szervét.

Madarak. Ellentétben a madarak változatos párzási viselkedésével, a párzás folyamata többé-kevésbé ugyanúgy megy végbe náluk. A legtöbb fajnak nincs párosodási szerve, így a hím kloákájából a hímek kloákájába kerülnek a spermiumok a nőstény kloákába. A kopuláció során mindkét kloáka érintkezik. Például a távol-keleti fürjnél a hím megragadja a nőstény nyakán lévő tollakat a csőrével, felmászik a hátára, és megpróbálja a kloákáját érintkezésbe hozni a nőstény kloákjával (Sachs, 1969).

Emlősök. A kopulációs viselkedéssel kapcsolatos legtöbb munka szürke patkány (Rattus noruegicus) laboratóriumi törzsein történt. Ezért a patkányok párosítását itt részletesen ismertetjük. Ha egy párzásra kész nőstényt egy ketrecbe helyeznek, amelyben egy hím található, akkor a további események meglehetősen kiszámíthatók. A kezdeti udvarlási rituálé (szimatolás, rohanás, provokáció a nősténytől) után a hím üldözni kezdi a menekülő nőstényt. Ugyanakkor a fejét és a test hátulját megemeljük, a hátát lehajtjuk, és a farkát oldalra húzzuk. Általában kétféle kopuláció figyelhető meg. A kopuláció egyik típusa, az úgynevezett „bevezetés”, amelyben a hím körülbelül negyed másodpercre behelyezi a hímtagját a nőstény hüvelyébe, majd gyorsan leszáll a nőstényről. A hímvessző behelyezése előtt a hím többször is lökést végezhet a medencével, de intravaginálisan. Nincsenek péniszlökések. Körülbelül tucatnyi ilyen rövid bemutatkozás után, percenként követve egymást, a hím a második viselkedéstípushoz, az úgynevezett „ejakulációhoz” lép. Az ejakuláció során a hím görcsös lökéseket hajt végre a péniszével, és néhány másodpercig megragadja a nőstényt, mielőtt leszállna róla, majd sztereotip függőleges helyzetbe kerül. Az ejakulációval végződő bemutatkozások teljes készletét „sorozatnak” nevezik. Az ejakuláció és ennek megfelelően a spermiumok bejuttatása soha nem történik előzetes betekintés nélkül. Az ejakuláció után a szexuális tevékenység átmenetileg leáll; körülbelül 5 perc múlva folytatódik, és elkezdődik a második epizód. Általában a patkányok körülbelül hét ilyen sorozatot fejeznek be, mielőtt az elégedettség beállna, ennek jele az, hogy fél órán keresztül nem próbálták meg a bemutatkozást (Beach és Jordan, 1956).

Rizs. 5.4. A hím emlősök párzási viselkedésének osztályozási sémája. (Dewsbury. 1972.)

Az egyes fajokra jellemző viselkedés típusa aszerint osztályozható, hogy 1) párosodás történik-e, 2) a hím végez-e intravaginális lökéseket, 3) szükséges-e többszöri intromisszió az ejakuláció előtt, és 4) történik-e többszöri intromission egy szerelés során. A kopulációs viselkedésnek 24, azaz 16 lehetséges típusa van.

Egy hím vagy nőstény véletlenszerűen kiválasztott operáns reakciót alakíthat ki, megerősítésként felhasználva a másik nemhez tartozó egyeddel való párosítás lehetőségét. Ha egy elégedett férfinak egy másik nőstényt adnak előző partnere helyett, akkor folytathatja a szexuális tevékenységet.

Nem minden emlős párosodik ugyanúgy, mint a laboratóriumi patkányok. Az emlősök párzási viselkedésének egy lehetséges osztályozási sémája az 1. ábrán látható. 5,4 (Dewsbury, 1972). Ez a séma négy kritériumon alapul: 1) történik-e „ragasztás” a kopuláció során, vagyis hogy a pénisz mechanikusan a hüvelyben van-e; 2) történik-e a pénisz intravaginális lökése; 3) az ejakulációhoz szükséges-e az előzetes többszöri bevezető; 4) ismétlődő magömlés történik-e ugyanabban az epizódban. Ez a rendszer 24, azaz 16 típusú kopulációt tesz lehetővé, és lehetővé teszi bármely faj jellemzését ebből a szempontból. Patkányoknál sem párzási, sem intravaginális lökés nem fordul elő, de a magömlést többszöri behatolás előzi meg, és az ejakuláció is többször előfordul. Így a patkányok 13-as típusúak.

A kutyák nagyon másképp viselkednek párzás közben, mint a patkányok (Hart, 1967). Legjellemzőbb vonásuk a hím és a nőstény párosítása: a hím hímvesszője a hüvelyben tartása közben megtelt vérrel, ami után a partnerek nagyon nehezen válnak el egymástól, még ha erre törekednek is. A hím általában akkor száll le a nőstényről, amikor a párzás még nem ért véget, ezután a párosított partnerek háttal állnak egymásnak. Kutyáknál a párzás gyakran körülbelül 20 percig tart, ellentétben a laboratóriumi patkányok nagyon rövid bemutatkozásával. Kutyáknál előfordul a köszörülés, intravaginális lökdösődés, de náluk a magömlést nem előzi meg többszöri intromisszió és több ejakuláció is van, így viselkedésük a 3. típusba tartozik.

Emlékeztetni kell arra, hogy a kopuláció típusai sok tekintetben különböznek egymástól, és az itt javasolt séma csak egy lehetséges osztályozási módszert képvisel. Az azonos típushoz tartozó különböző fajok párzási viselkedésük szempontjából nagymértékben eltérhetnek párzási testhelyzetükben és tevékenységük mennyiségi vonatkozásaiban.

Az ivaros és ivartalan szaporodás előnyei

Utolsó 17 PONT CSAK CSAK könyörögj! Magyarázd meg az ivaros szaporodás evolúciós előnyét az ivartalan szaporodással szemben 2 Mi az ivartalan szaporodás biológiai szerepe az élet alakulásában 3 Cserélje ki a kifejezést kiemelt szavakkal A két szomszédos, egymás mellett fekvő sejt egyesülése megtermékenyítési módszer sok primitív szervezetben A hímek mozgékony ivarsejtjei a legtöbb állatban és növényben fejlődnek, és az ivarsejtek még mindig csak a herékben hímek

AZ UTOLSÓ 17 PONTOT CSAK KÉREM ADOM
1 Magyarázza el az ivaros szaporodás evolúciós előnyeit az ivartalan szaporodással szemben!
2 Mi az ivartalan szaporodás biológiai szerepe az élőlények evolúciójában?
3 Cserélje ki a kiemelt szavakat a következő kifejezésre:
Két szomszédos, szomszédos sejt összeolvadása számos primitív szervezetben a megtermékenyítés módszere
Mozgó hím ivarsejtek a legtöbb állatban és növényben, míg a mozdulatlan hím nemi sejtek csak magnövényekben fejlődnek.

1) Az ivaros szaporodásnak nagyon nagy evolúciós előnye van az ivartalan szaporodással szemben, mert olyan új génkombinációk alapján, amelyek biztosítják a faj alkalmazkodását a változó környezeti feltételekhez.
2) A biológiai szerep abban áll, hogy enyhén változó környezeti feltételek mellett a legnagyobb fittséget fenntartsuk; mivel biztosítja a gyors szaporodási arányt.
3) ragozás
a spermiumok mozgékonyak
a spermiumok mozdulatlanok

Evolúció(a latin evolutio - „kibontakozás”) - minden élő szervezet fejlődési folyamata, amelyet kísér genetikai változások, az egyes populációk és fajok alkalmazkodása, módosulása és kihalása, ami változásokat eredményez a ökoszisztémákÉs bioszféraáltalában.

A Földön élő szervezetek evolúciójának vázlata.

Ma több fő evolúciós elméletek. A leggyakoribb az szintetikus evolúcióelmélet(STE) a szintézis Darwin evolúciós elméleteés a populációgenetika.

A SZEXUÁLIS SZAPORODÁS ELŐNYEI AZ ivartalan szaporodáshoz képest

STE közti összefüggést magyarázza az evolúció útja (genetikai mutációk)És az evolúció mechanizmusa (a természetes szelekció Darwin szerint). Az STE az evolúciót olyan folyamatként definiálja, amelynek során a gén allélek gyakorisága olyan időtartam alatt változik, amely jelentősen meghaladja a populáció egy tagjának élettartamát.

Charles Darwin evolúcióelméletének lényege, aki ezt művében megfogalmazta "A fajok eredete"(1859) szerint az evolúció fő „motorja” a természetes szelekció, amely folyamat három tényezőből áll:

1) Több utód születik a populációkban, mint amennyi túlélésre képes, figyelembe véve a környezeti feltételeket (táplálék mennyisége, adott fajból táplálkozó élőlények jelenléte stb.);

2) A különböző organizmusok különböző tulajdonságokkal rendelkeznek, amelyek befolyásolják túlélési és szaporodási képességüket;

3) A fent említett tulajdonságok öröklődnek.

Ez a három tényező magyarázza a túléléshez legkevésbé alkalmazkodó egyedek fajon belüli kompetíciójának kialakulását és szelektív kihalását (eliminációját). Így csak a legerősebbek hagynak el utódokat, ami minden élőlény fokozatos fejlődéséhez vezet.

A természetes kiválasztódás az egyetlen tényező, amely megmagyarázza minden élőlény alkalmazkodását, de nem ez az egyetlen oka az evolúciónak. Más, hasonlóan fontos okok mutációk, génáramlás és genetikai sodródás.

1. Mi az előnye az ivaros szaporodásnak az ivartalan szaporodáshoz képest?

Válasz. Az ivaros szaporodás során, amely két ivarsejt fúziójával megy végbe, a szülők genetikai információi kicserélődnek. Ennek eredményeként az utódok jellemzőikben változatosnak tűnnek, ami életképességben felülmúlhatja szüleiket, beleértve a környezeti feltételek változását is.

2. Mondjon példákat elsősorban ivartalanul szaporodó szervezetekre!

Válasz. Az ivartalan szaporodás során új organizmus keletkezhet az anya egy vagy több ivartalan (szomatikus) sejtjéből.

A prokarióta sejtek két részre osztva szaporodnak. Számos protozoa (amőba, zöld euglena stb.), egysejtű alga (Chlamydomonas) szaporodik normális mitotikus sejtosztódással. Más egysejtűek és egyes alsóbbrendű gombák, algák (chlorella), állatok (malária plazmódium) jellemzője a sporuláció. Abban rejlik, hogy a sejt nagy számú egyedre bomlik fel, mint ahány sejtmag az anyasejtben korábban keletkezett magjának ismételt osztódása következtében.

32. § utáni kérdések

1. Mi a különbség a konjugáció és a kopuláció között?

Válasz. Ha a szexuális reprodukciós módszerekről beszélünk, akkor:

párosodás során két egysejtű egyed összeolvad (mindkét szülő genetikai információi egyesülnek, majd meiózissal osztódnak (növekszik azon egyedek száma, akik mindkét szülőtől genetikai információt kaptak).

a konjugáció során a genetikai információcsere az egyedek számának növelése nélkül történik. A következő fő ragozási formákat különböztetjük meg: izogámia, anizogám és oogámia.

Az izogámiával mozgékony, morfológiailag azonos ivarsejtek jönnek létre. Az izogámia számos algában előfordul.

A heterogámiával morfológiailag és élettanilag eltérő mobil ivarsejtek képződnek. Ez a fajta nemi folyamat sok algára jellemző.

Az oogámia esetében az ivarsejtek nagyon különböznek egymástól. A női ivarsejt egy nagy, mozdulatlan tojás, amely nagy mennyiségű tápanyagot tartalmaz. A hím ivarsejtek - spermiumok - kicsi, leggyakrabban mozgékony sejtek, amelyek egy vagy több flagella segítségével mozognak. Az oogámia az állatokra, a magasabb rendű növényekre és számos gombára jellemző.

2. Hol keletkeznek a peték?

Válasz. A tojás az állatok, magasabb rendű növények, valamint számos alga és egysejtű szervezet női ivarsejtje, amelyekre az oogámia jellemző. Az állatokban a peték a női nemi mirigyekben - a petefészkekben, a gymnospermekben és a zárvatermőkben a petesejtekben, a mohákban és a páfrányokban képződnek archegóniában

3. Mire van szükség a sperma akroszómára?

Válasz. A megtermékenyítés során, a spermiumnak a petesejttel való érintkezésének pillanatában az akroszómában lévő enzimek felszabadulnak, és feloldják a petehártyát, biztosítva a spermium behatolását a petesejtbe.

Az ivartalan szaporodás során az örökletes tulajdonságok változatlan formában öröklődnek több generáción keresztül. A leszármazottak genotípusa ebben az esetben csak véletlenszerű mutációk miatt változhat. Az ilyen szervezetek változékonysága általában jelentéktelen.

Az ivaros szaporodás előnye az ivartalan szaporodáshoz képest, hogy egy diploid zigótában az élőlények különböző klónjaiból származó haploid kromoszómakészletek kombinálódnak, és emellett a későbbi ivarsejtek képződése során a homológ kromoszómák kicserélődnek a homológ kromoszómák között. eredeti haploid halmazok (átlépés). Így az ivaros szaporodás útján létrejött egyedek új genotípusokkal rendelkeznek, amelyek különböznek egymástól. Ebben az esetben a szülők örökletes tulajdonságainak rekombinációja valósul meg, ami növeli a változékonyságot és gazdagabb anyagot biztosít a természetes szelekcióhoz. Az ivarosan szaporodó szervezetek alkalmazkodóképessége és evolúciós sebessége tehát lényegesen magasabb.