Cum diferă reproducerea sexuală de reproducerea asexuată? Caracteristicile reproducerii. Caracteristicile reproducerii sexuale a organismelor. Etapele meiozei Avantajele reproducerii sexuale față de reproducerea asexuată

Tema: „REPRODUCEREA ŞI DEZVOLTAREA ORGANISMELOR
Metode de reproducere a organismelor"

Seminar 2 ore

Instituția de învățământ municipal gimnaziul nr. 10 din Murmansk
Profesor: Podmyatnikova L.S. , profesor de biologie, câștigător al concursului pentru cei mai buni profesori ai Federației Ruse (NPPO)

clasa a 11-a

Obiective:

Elevii trebuie să învețe conceptele de „reproducție asexuată, reproducere sexuală, reproducere vegetativă, sporulare, fragmentare, înmugurire, gameți, hermafrodism, conjugare, partenogeneză, ovare, testicule, ovul, spermatozoizi, gametogeneză, oogeneză, spermatogeneză, corpi ghid, zonă de reproducere, zona de creștere, zona de maturare, fecundare, zigot, fertilizare dublă, microspori, megaspori, boabe de polen, sac embrionar”, cunoașteți esența proceselor de gametogeneză, fecundare, avantajele și dezavantajele metodelor asexuate și sexuale de reproducere.

Elevii ar trebui să fie capabili să lucreze în mod independent prin materiale educaționale, să compare procesele biologice, să dea un răspuns motivat, să tragă concluzii și să aplice cunoștințele într-o situație nestandard.

Contribuie la formarea unei viziuni științifice asupra lumii și a abilităților de comunicare la elevi.
Reproducerea este reproducere
propriul lor fel prin propriile lor diferite.

Progresul lecției.

I. ACTUALIZAREA CUNOAȘTERII, INTRODUCERE ÎN TEMA.
În ultima lecție, am studiat în detaliu diferitele metode de diviziune celulară, care stau la baza reproducerii și dezvoltării nu numai a organismelor unicelulare, ci și multicelulare.
-Care este principala diferență dintre mitoză și meioză?
- Care este semnificația biologică a mitozei? meioză?
Capacitatea de a se reproduce este una dintre cele mai importante caracteristici ale viețuitoarelor. În timpul procesului de reproducere, materialul genetic este transferat de la părinți la urmași. Importanța reproducerii pentru specia în ansamblu constă în completarea continuă a numărului de indivizi ai unei anumite specii care mor din diverse motive. În plus, reproducerea permite, în condiții favorabile, creșterea numărului de indivizi.
Procesul de reproducere este unul dintre cele mai diverse din natură. În unele cazuri, reproducerea are loc continuu pe toată durata vieții organismului, în altele - o singură dată. Uneori reproducerea începe după ce individul încetează să crească, iar uneori este posibilă în timpul procesului de creștere. Metodele de reproducere pot fi împărțite în două grupe: asexuate și sexuale (diapozitivul 3). . Deși reproducerea sexuală este considerată pe bună dreptate o metodă mai progresivă, multe organisme în ciclul lor de viață și-au păstrat capacitatea de a se reproduce asexuat (diapozitivul 4).
- De ce reproducerea sexuală nu a înlocuit complet reproducerea asexuată?

II. MATERIAL DE ÎNVĂȚARE NOU
Să ne familiarizăm cu caracteristicile și formele reproducerii asexuate
1. Reproducerea asexuată a organismelor - răspuns oral, discuție
Deci, reproducerea asexuată este larg răspândită în natură. Următoarele caracteristici sunt caracteristice (diapozitivul 5). :

• numai un individ participă la reproducere;
• efectuat fără participarea celulelor germinale;
• Reproducerea se bazează pe mitoză și meioză (formarea sporilor la plante);
• descendenții sunt identici și sunt copii genetice exacte ale mamei.

Formele de reproducere asexuată sunt variate (diapozitivul 6).

A). Fisiunea binară este o diviziune în care se formează două celule fiice egale (amoeba) - (diapozitivul 7).

B) Fisiune multiplă sau schizogonie. Celula mamă se descompune într-un număr mare de celule fiice mai mult sau mai puțin identice (plasmodium malaria).

B) Sporularea. Reproducerea prin spori - celule specializate ale ciupercilor și plantelor. Dacă sporii au flagel și sunt mobili, atunci se numesc zoospori (Chlamydomonas) (diapozitivul 8).

D) Înmugurire. Pe individul-mamă se formează o excrescență - un mugure, din care se dezvoltă un nou individ (drojdie, hidră) (diapozitivul 9).

D) Fragmentarea este împărțirea unui individ în două sau mai multe părți, fiecare dintre acestea dezvoltându-se într-un nou individ. La plante (spirogyra) și animale (anneli). Fragmentarea se bazează pe proprietatea de regenerare.

E) Reproducerea prin părți ale organelor vegetative. Caracteristic multor grupuri de plante. În timpul înmulțirii vegetative, un nou individ se dezvoltă fie dintr-o parte a mamei, fie din structuri speciale (bulb, tubercul, etc.) special concepute pentru înmulțirea vegetativă.

G) Poliembrionie. Reproducerea în timpul dezvoltării embrionare, în care mai mulți embrioni se dezvoltă dintr-un zigot - gemeni (gemeni identici la om). Progeniturile sunt întotdeauna de același sex (diapozitivul 10).

H) Clonarea. O metodă artificială de reproducere asexuată. Nu se găsește în condiții naturale. O clonă este un descendent genetic identic obținut de la un individ ca urmare a uneia sau alteia metode de reproducere asexuată (diapozitivul 11).
Exercitiul 1. Pot descendenții produși prin reproducere asexuată să aibă caracteristici care îi deosebesc de cele ale organismului matern?
Verificarea progresului.
Să identificăm avantajele și dezavantajele reproducerii asexuate (diapozitivul 12)

1. Reproducerea sexuală. Metode de reproducere sexuală - răspuns oral, discuție
Caracteristicile reproducerii sexuale (diapozitivul 13):
2 parinti implicati
Se formează gameți - celule sexuale
Are loc fertilizarea
Procesul de meioză se bazează pe
Descendenții sunt eterogeni genetic.

2. Structura gameților. Gametogeneza – răspuns oral, discuție(diapozitivul 14)
Sarcina 2. Luați în considerare Fig. 1. și completați tabelul „Formarea celulelor germinale”

Fig 1. Schema de formare a celulelor germinale

Formarea celulelor germinale

Care sunt principalele asemănări și diferențe principale în aceste procese?
Verificarea progresului (diapozitivul 15).

Adăugiri.

Mărimea ouălor variază foarte mult - de la câteva zeci de micrometri la câțiva centimetri (un ou uman are aproximativ 100 de microni, un ou de struț, care are o lungime cu o coajă de aproximativ 155 mm, este de asemenea un ou).
În timpul oogenezei, oul acumulează toate substanțele necesare pentru etapele inițiale ale dezvoltării embrionare. Metodele de obținere a acestor substanțe sunt diferite: la animalele inferioare - prin fagocitoza celulelor vecine de către ovul, la animalele superioare - de la celulele foliculare prin punți citoplasmatice (insecte) sau joncțiuni lacunare (vertebrate). În acest caz, gălbenușul este adesea sintetizat în organe departe de ou, de exemplu, în celulele hepatice. Gălbenușul este de obicei concentrat la polul vegetativ, iar nucleul la polul animal. Pe lângă gălbenuș, oul acumulează niște organite - ribozomi (până la 10 13). Are loc amplificarea genelor r-ARN (milioane de copii). Celula ou formează o altă coajă deasupra membranei - cea primară. Constă din glicoproteine ​​și este implicată în recunoașterea specifică speciei a spermatozoizilor. La multe animale se formează și coji de ou secundare (secretate de celulele foliculare) și terțiare (secretate de pereții oviductelor), care se formează după fertilizare. Exemplu - proteine, coajă de pergament, coajă de ou de pasăre. Granulele corticale se acumulează sub coaja de ou - vezicule membranare implicate in fertilizare.La mamifere, ouale au o zona pellucida, deasupra careia se afla corona radiata, un strat de celule foliculare.
Celulele care au terminat diviziunea mitotică sunt ovocite de ordinul I. La om, chiar și în timpul dezvoltării embrionare a corpului feminin, ovocitele intră în profaza primei diviziuni a meiozei și rămân în acest stadiu timp de 12-13 ani - până la pubertate. Abia după aceasta, sub influența hormonilor sexuali, periodic unele ovocite completează prima diviziune a meiozei și devin haploide - ovocite de ordinul 2. Fertilizarea are loc în stadiul de metafaza II. După fertilizare, procesul de meioză este încheiat și ovocitele devin ouă mature. Dacă nu are loc fertilizarea, ovocitul este distrus.

3. Fertilizare - răspuns oral, discuție(diapozitivul 16, 17)
Plus.
Ouăle multor animale secretă două tipuri de substanțe neproteice: primul activează mișcarea spermatozoizilor, al doilea provoacă lipirea acestora. Spermatozoizii secretă, de asemenea, substanțe care încetinesc mișcarea altor spermatozoizi. Spermatozoizii se leagă folosind proteina bindină de receptorii glicoproteici ai cochiliei primare a oului. bindinele variază chiar și între speciile strâns înrudite.
După atașarea spermatozoizilor, zona membranei primare se dizolvă și membranele exterioare ale spermatozoizilor și ale ovulelor se îmbină. Cel mai adesea, sperma este complet retrasă în ovul; uneori flagelul rămâne în exterior și este aruncat. Din momentul în care spermatozoidul pătrunde în ovul, gameții încetează să mai existe, deoarece formează o singură celulă - zigotul. În funcție de numărul de spermatozoizi care pătrund în ovul în timpul fecundației, aceștia se disting: monospermie - fertilizare în care un singur spermatozoid pătrunde în ovul (fertilizarea cea mai frecventă), și polispermie - fertilizare în care mai mulți spermatozoizi pătrund în ovul. Dar chiar și în acest caz, nucleul doar unuia dintre spermatozoizi fuzionează cu nucleul ovulului, iar nucleele rămase sunt distruse.
Granulele corticale fuzionează cu membrana exterioară, iar conținutul lor este turnat sub membrana primară. Ca rezultat, învelișul primar se separă de membrana exterioară și devine mai dur. Se numește membrana de fertilizare. Aceste procese previn polispermia.

Sarcina 3*.

În general, procesul de fertilizare este similar pentru majoritatea animalelor, dar în special are diferențe destul de semnificative, variind de la comportamentul de împerechere, metodele de fertilizare până la diferențele în mecanismele de penetrare a spermatozoizilor în ovul. Care credeți că este semnificația biologică a unei astfel de diversitate?
Sarcina 4*. Experimental, puteți distruge nucleul unui ovul cu raze X sau radiații ultraviolete și apoi îl puteți fertiliza cu doi spermatozoizi. După fuziunea nucleelor ​​lor, se pot dezvolta descendenți cu drepturi depline. Cum vor diferi rezultatele unor astfel de experimente între păsări și mamifere?
Verificarea progresului.

4. Fertilizare dublă la plante cu flori - răspuns oral, discuție

Una dintre abilitățile de bază ale tuturor organismelor vii este reproducerea. Există două opțiuni principale pentru formarea de noi indivizi. Experții disting și asexuat.

Metode de auto-reproducere

Fiecare organism viu poate crea indivizi similari. Multe plante și animale inferioare folosesc o metodă asexuată de auto-reproducere. Pentru a produce urmași, este suficient un părinte, care este capabil să formeze organisme fiice.

Dar aceste informații nu sunt suficiente pentru a înțelege cum diferă reproducerea sexuală de reproducerea asexuată. Aceste forme de reproducere sunt fundamental diferite. Astfel, reproducerea sexuală este posibilă numai cu participarea a doi părinți. Metoda sexuală se caracterizează prin formarea gameților. Acestea sunt celule reproductive speciale cu un set haploid de cromozomi.

Principalele diferențe

Metoda sexuală este considerată mai progresivă în comparație cu metoda asexuată. Este folosit de marea majoritate a ființelor vii pentru a produce urmași. Puteți înțelege cum diferă reproducerea sexuală de reproducerea asexuată dacă știți următoarele.

Prima formă de reproducere necesită participarea a doi părinți. Fiecare dintre ele produce celule sexuale speciale - gameți. În timpul procesului de reproducere, ele fuzionează și formează un zigot. Din aceasta se formează un nou organism.

Gameții nu sunt necesari în acest proces. Din celule somatice se formează un nou individ. Este o copie exactă a organismului părinte. Această metodă de reproducere face posibilă obținerea rapidă a descendenților.

Caracteristicile reproducerii asexuate

Auto-reproducția de noi organisme din are avantajele sale. Cunoscându-le, este ușor de explicat cum diferă reproducerea sexuală de reproducerea asexuată. Face posibilă crearea unui număr mare de indivizi într-un timp scurt. În acest caz, descendența rezultată nu este diferită de individul părinte. Organismele fiice sunt copii exacte.

Această metodă de reproducere este benefică acelor organisme care trăiesc în condiții neschimbate. Variația genetică în timpul reproducerii asexuate poate apărea numai ca urmare a mutațiilor genetice. În procesul unei astfel de auto-reproducție, celulele se divid, de obicei prin mitoză.

Animalele superioare nu pot reproduce propriul lor fel asexuat. Singura excepție este clonarea lor artificială.

Tipuri de reproducere asexuată

Există mai multe opțiuni pentru ca organismele să își creeze propriul tip fără participarea celulelor germinale specializate. Când ne dăm seama cum diferă reproducerea sexuală de reproducerea asexuată, nu trebuie să uităm că ultima metodă de reproducere a descendenților este împărțită în mai multe tipuri.

Separat, se disting diviziunea, sporularea, propagarea vegetativă, inclusiv înmugurirea și fragmentarea. Cu fiecare dintre aceste metode, se formează un nou individ dintr-una sau un grup de celule somatice. Protozoarele se reproduc prin diviziune: ameba, parameciul. Această metodă este folosită și de anumite bacterii.

Toate grupurile de plante verzi, ciuperci, unele bacterii și protozoare se reproduc prin sporulare. Sporii se formează în structuri speciale - sporogonie.

Când clarificați diferențele dintre reproducerea sexuală și cea asexuată, nu uitați că aceste metode diferă semnificativ. La urma urmei, în timpul auto-reproducției fără participarea gameților, celulele somatice încep să se dividă. De exemplu, este posibil cu ajutorul butașilor, rădăcinilor, rădăcinilor, rizomilor, tuberculilor, bulbilor, cormilor.

Caracteristicile reproducerii sexuale

Pentru a obține descendenți prin această metodă, sunt necesari doi indivizi din aceeași specie, care produc celule germinale speciale. Apariția descendenților este posibilă atunci când aceștia se unesc și formează zigoți. Acesta este exact ceea ce merită reținut atunci când spuneți cum diferă reproducerea sexuală de reproducerea asexuată.

Gameții conțin un set haploid (unic) de cromozomi. Aceste celule se formează prin procesul de meioză. Cu ajutorul lor, informațiile genetice sunt transmise de la ambii părinți la organismele fiice. Procesul de fuziune a gameților se numește fertilizare. Ca urmare, nucleii haploizi se unesc și se formează un zigot, care stă la baza variabilității intraspecifice a organismelor.

Când clarificăm caracteristicile reproducerii asexuate și sexuale, nu trebuie să uităm că există două tipuri de gameți. Sunt produse de bărbați și femele. Dar în natură există tipuri de organisme care pot produce simultan două tipuri de celule germinale. Se numesc hermafrodiți. Crustaceele mici, melcii și unii pești se pot reproduce astfel.

Posibile excepții

Puteți înțelege cum diferă reproducerea sexuală de reproducerea asexuată dacă știți că prima metodă se caracterizează prin formarea gameților speciali, iar în a doua metodă, celulele somatice ale organismului părinte încep să se dividă.

Este important ca pentru reproducerea asexuata un individ este suficient, dar pentru reproducerea sexuala este nevoie de doi. Adevărat, nu ar trebui să uităm de excepții. Acestea includ hermafroditismul și partenogeneza. Deși prima formă indicată de reproducere implică adesea gameți de la diferiți indivizi, în organism apar procese care interferează cu autofertilizarea.

De asemenea, unul dintre tipurile de reproducere sexuală este partenogeneza. Cu această metodă, celulele reproducătoare feminine sunt capabile să se dezvolte într-un nou individ fără participarea gameților masculini. Atât unele animale, cât și plante pot produce descendenți în acest fel.

În funcție de numărul de cromozomi din celulele germinale feminine, se disting partenogeneza diploidă și haploidă. Acest mecanism de reproducere vă permite să reglați numărul de descendenți și tipurile acestora. De exemplu, o regină albină poate depune ouă, care vor produce fie femele (regine, lucrătoare), fie masculi (trântori). Reproducerea - sexuală și asexuată - în versiunile clasice nu are astfel de capacități.

Esența reproducerii sexuale este crearea de noi combinații genetice. În cazurile cele mai tipice, un mascul și o femeie se împerechează și produc indivizi ale căror genotipuri nu sunt identice nici cu genotipul tatălui, nici cu genotipul mamei.La unele animale, pot fi create noi genotipuri ca urmare a proceselor unui În protozoare, cum ar fi paramecia, are loc autogamia, în care un individ creează un nou genotip homozigot. Alte forme, inclusiv unii viermi plati și moluște, sunt hermafrodite, adică au atât bărbați (producători de spermatozoizi) cât și femele (producători de ouă). ) gonade.Există forme hermafrodite care sunt capabile de autofertilizare (Bermant, Davidson, 1974)

Nu toată reproducerea este sexuală (adică creează noi genotipuri). De exemplu, paramecii sunt capabili să se împartă în două pentru a forma două noi organisme fiice care sunt identice genetic cu individul original. Polipi hidroizi (unul dintre grupurile de celenterate) pot produce noi indivizi identici cu ei înșiși ca urmare a procesului de înmugurire.În acest caz se pot forma mai multe organisme noi într-o zonă de înmugurire. Alte animale, inclusiv multe insecte și unii pești, sunt capabile de reproducere partenogenetică, în care urmașii se dezvoltă din ouă nefertilizate (Bermant și Davidson, 1974)

Marea majoritate a animalelor, în special a formelor apărute relativ recent, se reproduc sexual, adică prin fuziunea gameților masculi și feminini.Teoreticienii nu sunt de acord cu privire la motivele acestei predominări a procesului sexual. Deoarece reproducerea sexuală necesită anumite costuri, evident că trebuie să ofere câteva avantaje semnificative. Următoarele motive principale au fost invocate pentru explicație:

1) un avantaj evolutiv pentru populațiile care sunt capabile să se schimbe mai repede decât altele datorită reproducerii sexuale; 2) un avantaj evolutiv datorat faptului că această metodă de reproducere facilitează speciația (apariția unor noi specii); 3) faptul că indivizii părinți individuali pot crea diversitate în urmașii lor imediati, facilitând adaptarea acestora la schimbările imprevizibile ale mediului (Stanley, 1975; Williams, 1966; Wilson, 1975).

COMPORTAMENTE ASOCIATE CU REPRODUCEREA SEXUALĂ

Una dintre principalele caracteristici ale ciclului de reproducere a multor vldas este sezonalitatea sa, adică este limitată la anumite perioade ale anului. Ciclul reproductiv complet include curtarea, împerecherea, consecințele împerecherii și îngrijirea ouălor și a puietului.

Sezonalitatea

Multe specii, în special cele găsite în zonele temperate, se reproduc doar în anumite perioade ale anului. Vârful de primăvară al activității reproductive la păsări a servit drept sursă de inspirație pentru mulți scriitori și poeți. Alte animale, însă, se reproduc în alte perioade ale anului. Multe specii de căprioare și elani se înmulțesc toamna, lupii și coioții se reproduc în mijlocul iernii, iar unele foci și lei de mare se reproduc la sfârșitul primăverii și începutul verii. În cadrul unei anumite specii, anotimpurile de reproducere variază adesea în funcție de latitudine.Numitorul comun dintre toate aceste diferite sezoane de reproducere este momentul nașterii puilor. Deși perioadele de gestație variază în funcție de animale, majoritatea își nasc puii la sfârșitul primăverii și începutul verii. Aparent, un avantaj egal al sezonierului este că permite ca nașterea puilor să coincidă cu vremea bună și cea mai mare abundență de resurse alimentare. Sezoanele de împerechere și de gestație par a fi coordonate astfel încât, la majoritatea speciilor, puii se nasc la sfârșitul primăverii și la începutul verii (vezi Sadleir, 1969).

Factorii care sunt direct legați de debutul activității de reproducere variază de la specie la specie. Condiții precum temperatura, precipitațiile, dezvoltarea vegetației și durata zilei variază în funcție de anotimp, toate acestea putând influența activitatea de reproducere la anumite animale. Aparent, debutul reproducerii la multe specii este determinat de lungimea zilei, „deoarece în multe habitate acest factor este cel mai fiabil corelat cu schimbarea anotimpurilor. De exemplu, dacă prepelița din Orientul Îndepărtat este ținută în condiții de zi scurtă. (8 ore de lumină și 16 ore de întuneric), apoi atât la bărbați, cât și la femele organele de reproducere sunt reduse și reacțiile sexuale dispar. Schimbările adecvate ale regimului de lumină (16 ore de lumină și 8 ore de întuneric) duc la restabilirea ambelor. morfologie și comportament (Sachs, 1969; Adkins, 1973).

Curte

Funcția curtarii este de a aduce împreună două animale de sexe diferit în condiții care oferă o probabilitate mai mare de împerechere reușită. În primul rând, este necesar ca animalul să găsească un potențial partener de căsătorie. Importanța împerecherii cu un conspecific și rolul comportamentului de împerechere în izolarea reproductivă sunt discutate în capitolele 2 și 13. Curtea este adesea o secvență complexă de semnale care interacționează (cum ar fi cele prezentate în Fig. 5.1) care ar trebui să conducă la împerecherea un individ dat cu un partener potrivit. Timpul este de mare importanță pentru reproducerea cu succes; La împerechere, atât masculul, cât și femela trebuie să fie în stare fiziologică adecvată. Acest lucru se realizează prin sincronizarea ciclurilor, care este asigurată de interacțiunea stimulilor externi și comportamentul partenerilor înșiși. Reprezentanții etologiei clasice au subliniat că multe forme de curte conțin elemente de conflict, adesea din motivul că reacția inițială a unui individ la un alt individ care apare în apropiere poate fi agresivă.

Sistemele de împerechere variază foarte mult între specii. O serie de specii, cum ar fi unele lebede și gâște, sunt adevărați monogami și își aleg un partener pentru întreaga lor viață. Multe păsări migratoare formează perechi doar pentru un sezon. Unele primate prezintă poligamie secvențială, adică formarea de perechi cu mai mulți parteneri în momente diferite, într-o anumită perioadă cu fiecare dintre ei. Cu poligamia simultană, o persoană este conectată prin căsătorie simultan cu mai multe persoane de celălalt sex. Multe specii de mamifere par a fi caracterizate de relații sexuale complet promiscue, adică de copulație cu mulți parteneri diferiți în absența completă a perechilor (vezi Brown, 1975).

Formele de curte între diferite specii sunt foarte diverse. Mai jos sunt câteva exemple.

Figura 51. Diagrama comportamentului de curte a fluturilor, ilustrând lanțul de stimuli și reacții secvențiale în relația dintre femelă (A) și mascul (B). (Brower, Brower, Cranston, 1965.)

Artropode. Detectarea inițială a unui individ de sex opus are loc adesea prin simțul mirosului. De exemplu, viermii de mătase masculi (Bombyx mori) sunt neobișnuit de sensibili la bombi-col, un atractant sexual secretat de femelă. Acest atractant atrage masculii pe distante foarte mari; una dintre moleculele sale este suficientă pentru a provoca un impuls nervos într-o celulă receptoră (Schneider, 1974). Greierii scot o varietate de sunete care atrag perechea și joacă, de asemenea, un rol în alte aspecte ale comportamentului de curte.

Semnalele vizuale sunt de asemenea comune. Crabii ademenitori masculi (Uca) fac mișcări rituale specifice speciei cu ghearele lor lărgite în timpul curtarii. La curte, păianjenii săritori efectuează și afișări vizuale caracteristice.

Cele mai spectaculoase afișări vizuale includ semnalele de împerechere ale licuricilor (Fig. 5.2). Zburând peste câmpuri sau păduri, masculii produc fulgere de lumină care sunt specifice speciei în natură. Femelele răspund la semnalele de la masculul din specia lor cu o clipire scurtă. Atât perioada latentă, cât și semnalul în sine sunt caracteristice fiecărei specii și depind, de asemenea, de temperatură. Masculul răspunde la semnalul femelei apropiindu-se din ce în ce mai mult de ea, iar perechea continuă să schimbe semnale până când masculul coboară și se împerechează cu femela (Lloyd, 1966). Un observator experimentat poate atrage un bărbat folosind o lanternă în miniatură pentru a imita reacția femelei la izbucnirile masculului.

Multă muncă a fost dedicată curtarii la muștele de fructe din genul Drosophila (vezi Spieth, 1974). Au fost identificate o serie de elemente comportamentale (vibrația aripilor, tremurul picioarelor, semnalizarea aripilor, rotirea și linsul), care în diverse combinații constituie ritualul de curte la diferite specii.

Peşte. Diferite tipuri de pești prezintă diferite forme de curte. Cea mai detaliată descriere a comportamentului unuia dintre peștii tropicali de acvariu este Tilapia melanotheron, în care au fost identificate patru forme de comportament „pur împerechere” (care nu apar în nicio altă circumstanță): aplecări rapide în jos și înainte, o formă specială. fel de scuturare a capului, mușcarea substratului și o postură nemișcată.la cuib (Barlow și Green, 1970). Cea mai expresivă etapă în ceremonia de curte a guppiilor este poziția „sigmoidă”, sau în formă de S, adoptată de mascul. În coada de sabie, masculul se apropie de femela lateral și se poate apropia de ea, dându-se înapoi, scuturându-și tot corpul sau fluturând gonopodiul (Clark, Aronson, Gordon, 1954).

Amfibieni și reptile. Masculii broaște taurin ocupă anumite teritorii de unde pot fi auzite refrenele lor puternice. Femelele sunt evident atrase de astfel de coruri. Multe specii de crocodili scot hohote puternice.

Ritualul de curte al șopârlelor Anolis carolinensis este bine cunoscut de mulți americani care au un complot acasă. Masculul sare într-o manieră ritmică, prezentând o pungă gulară roșie aprinsă (un pliu de piele atârnând sub bărbie) (Grews, 1975). La majoritatea speciilor de șerpi, rolul principal în procedura de curte este jucat de stimularea tactilă a femelei și stimularea olfactiva a masculului. S-a demonstrat că așa-numitele „dansuri de împerechere”, în care doi șerpi sunt strâns încolăciți, implică doi masculi, iar interacțiunea dintre ei este probabil să fie agresivă (Porter, 1972).

Păsări. Unele dintre cele mai izbitoare exemple de comportament de împerechere sunt cunoscute la păsări. Ceremoniile complexe de curte ale grebilor, pescărușilor, rațelor, stârcilor și altor păsări au fost subiectele preferate de studiu pentru etologi. Cântarea păsărilor și legendele conexe au primit, de asemenea, o atenție semnificativă.

Lorenz a studiat diferite forme de comportament de curte la drake (Fig. 5.3); pot fi observate pe multe iazuri de rațe. Dracul își înclină ciocul spre apă și își arcuiește corpul în sus; în același timp, flutură cu ciocul și scoate un fluier puternic, însoțit de un sunet care amintește de un mormăit. Poza „capul sus, coada în jos” este însoțită de un fluier puternic. În afișajul în sus și în jos, pieptul se cufundă în apă, iar ciocul face o măturare ascuțită în sus și înainte, ridicând o fântână de pulverizare (vezi McKinney, 1969).

În fig. Figura 2.1 prezintă patru tipuri de afișaje ale stârcului de noapte verde. Masculii ocupă zone individuale. Un bărbat care a ocupat un loc alungă alți bărbați de la acesta, recurgând la un comportament „cu viteză maximă înainte”. Chemările masculilor atrag femelele. Femelele sunt inițial descurajate de comportamentul „cu viteză maximă înainte”, dar nu părăsesc zona și în cele din urmă începe curtarea sub formă de „smucitură” și „încercarea gâtului”. După ce au format o pereche, masculul și femela zboară în jurul teritoriului, afișând uneori un zbor zburător intens. Comportamentul ulterior duce la creșterea proximității până când apare copulația (Meyerriecks, 1960).

La multe păsări, cântatul servește la alungarea altor masculi dintr-o zonă ocupată și pentru a atrage femelele. Natura cântecului la unele specii este la fel de specifică ca și caracteristicile lor externe.

Mamifere. Ewer (1968) a analizat unele forme de comportament de împerechere la mamifere. Simțul mirosului joacă un rol important în reglarea acestui comportament la multe specii. Shirok”, acțiuni precum examinarea zonei anogenitale și adulmecarea semnelor urinare sunt frecvente. La multe specii, masculii, la simțirea mirosului unei femele, prezintă o reacție Flehmen, exprimată prin întinderea gâtului și ridicarea buzei superioare. Această reacție pare să faciliteze percepția mirosului mai degrabă decât să servească drept afișaj.

Femelele de mamifere încurajează adesea masculul să se încalece, uneori apropiindu-se de el, adulmecându-l și lingându-l și adesea fugind de el. În multe cazuri, fuga femelei de mascul pare să servească mai degrabă pentru a-l atrage decât pentru a scăpa efectiv.

La delfinii cu nas de sticlă, ritualurile de curte includ vocalizări, mușcarea partenerului, adulmecarea organelor genitale, frecarea unul de celălalt, mângâierea aripioarelor, expunerea părții inferioare albe a corpului, sărituri, urmărirea și lovirea (vezi Puente și Dewsbury, 1976).

Orez. 5.3. Zece posturi observate la mallards și alte rațe care se hrănesc la suprafața apei. (Lorenz, 1958.)

/ – balansarea inițială a ciocului; 2 – aruncarea capului; 3 – clătinare a cozii; 4 – șuierat și bubuit; 5 – „capul sus – coada sus”; 6 – întoarcere spre femelă; 7 – se înclină în timp ce înota; 8 – întoarcerea capului cu spatele spre femelă; 9 – proeminență a toracelui; 10 – „în sus și în jos”.

Împerechere

Comportamentul de împerechere se încheie cu actul de copulare, care asigură fecundarea ouălor. Formele de copulație sunt aproape la fel de variate ca și formele de curtare, iar fertilizarea poate fi fie internă, fie externă. Mai multe forme diferite de împerechere vor fi descrise aici cu titlu de exemplu.

Artropode. La multe specii, spermatozoizii sunt ambalați în spermatofori, un tip de pungă sau sac care conține spermatozoizi. Cel mai înalt grad de „impersonalitate” este atins la unele specii de acarieni, pseudoscorpioni, milipede și colaboli; in aceste forme masculul lasa spermatoforul pe substrat, iar ulterior vine femela si il ia; în acest caz, bărbatul și femeia s-ar putea să nu se întâlnească niciodată. În multe forme acvatice, fertilizarea este externă (de exemplu, crabul potcoavă mascul Limulus se atașează de femelă din spate și rămâne acolo până când aceasta depune ouă în nisip, pe care el le inseminează). Majoritatea speciilor terestre experimentează o formă de fertilizare internă, în care spermatoforul este introdus direct în corpul femelei prin intermediul unui fel de apendice (vezi Alexander, 1964).

Peşte. Fertilizarea la pești poate fi fie externă, fie internă. Reprezentanții familiei Anabantidae, cum ar fi gourami sau cocoși, construiesc un cuib la suprafața apei din bulele de aer și o secreție specială pe care o secretă, iar depunerea icrelor are loc de obicei sub acest cuib. Ouăle și spermatozoizii sunt depuse simultan, iar ouăle sunt fertilizate în timp ce plutesc spre cuib. La alți pești, cum ar fi guppies, swordtails și țânțari, spermatozoizii sunt introduși în corpul femelei folosind un gonopodium (o înotătoare anală modificată). Masculul rechin doici, apucând femela de marginea posterioară a uneia dintre aripioarele ei pectorale, o întoarce pe spate și introduce în ea organe copulatorii specializate, pterigopodii (Budker, 1971).

Amfibieni și reptile. La majoritatea amfibienilor cu coadă, fertilizarea internă are loc după ce femela captează spermatoforul depus de mascul; La unele specii au loc fertilizarea externă și partenogeneza. Majoritatea broaștelor și broaștelor râioase se caracterizează prin fertilizare externă, care are loc pe măsură ce sunt depuse ouăle. Excepție fac broaștele cu coadă, care au un organ copulator, și broaștele vivipare africane, a căror cloaca se atinge în timpul împerecherii. De regulă, o broască femelă matură sexual merge la mascul, care scoate sunete de chemare; masculul apucă femela într-un mod special (așa-numitul „amplexus”). Ouăle ies și sunt fertilizate în mai multe etape. Dacă un mascul apucă un alt mascul sau o femelă care a depus deja ouă, atunci un astfel de partener ales în mod eronat emite un sunet special, după care este eliberat (Rabb, 1973).

La reptile, fertilizarea internă are loc cu ajutorul organelor copulatoare. În Anolis carolinensis, masculul apucă femela de gât, îi răsucește coada în jurul ei și introduce în ea unul dintre organele copulatoare pereche.

Păsări. Spre deosebire de comportamentul de împerechere variat al păsărilor, procesul de copulare are loc la ele mai mult sau mai puțin în același mod. Majoritatea speciilor nu au un organ copulator, astfel încât sperma este transferată din cloaca masculului în cloaca femelei. În timpul copulării, ambele cloaci intră în contact. De exemplu, la prepelița din Orientul Îndepărtat, masculul apucă cu ciocul penele de gâtul femelei, se urcă pe spatele ei și încearcă să-și aducă cloaca în contact cu cloaca femelei (Sachs, 1969).

Mamifere. Majoritatea lucrărilor privind comportamentul copulativ au fost efectuate pe tulpini de laborator de șobolan cenușiu (Rattus noruegicus). Prin urmare, copularea la șobolani va fi descrisă aici în detaliu. Dacă o femelă aflată în stare de pregătire pentru împerechere este plasată într-o cușcă în care se află un mascul, atunci evenimentele ulterioare sunt destul de previzibile. După ritualul inițial de curte (adulmecare, alergare, provocare din partea femelei), masculul începe să fugărească femela care fugă.Când o urcă pe femela din spate, aceasta își asumă o poziție stereotipă numită lordoză. În același timp, capul și spatele corpului sunt ridicate, spatele este îndoit în jos, iar coada este trasă în lateral. De obicei se observă două tipuri de copulări. Un tip de copulație, numită „intromisiune”, implică ca bărbatul să-și introducă penisul în vaginul femelei timp de aproximativ un sfert de secundă și apoi să demonteze rapid femela. Înainte de a introduce penisul, masculul poate face mai multe împingeri cu pelvisul, dar intravaginal. Nu există împingeri penisului. După aproximativ o duzină de aceste scurte intromisiuni, urmându-se la intervale de minute, bărbatul trece la al doilea tip de comportament, numit „ejaculare”. Când ejaculează, masculul face împingeri convulsive cu penisul și prinde femela câteva secunde înainte de a descăleca de pe ea, după care își ia o poziție verticală stereotipă. Setul complet de intromisiuni care culminează cu ejaculare se numește „serie”. Ejacularea și, în consecință, introducerea spermatozoizilor nu apar niciodată fără intromisiuni preliminare. După ejaculare, activitatea sexuală se oprește temporar; dupa aproximativ 5 minute se reia si incepe al doilea episod. De obicei, șobolanii completează aproximativ șapte astfel de serii înainte de apariția satisfacției, semn al cărora este absența încercărilor de intromisiune timp de o jumătate de oră (Beach și Jordan, 1956).

Orez. 5.4. Schema de clasificare a tipurilor de comportament copulator la mamiferele masculi. (Dewsbury. 1972.)

Tipul de comportament caracteristic fiecărei specii poate fi clasificat în funcție de dacă 1) are loc împerecherea, 2) dacă masculul face împingeri intravaginale, 3) dacă sunt necesare intromisiuni multiple înainte de ejaculare și 4) dacă apar intromisiuni multiple în timpul unei monturi. Există 24, adică 16 tipuri posibile de comportament copulator.

Un bărbat sau o femeie poate dezvolta un răspuns operant selectat aleatoriu, folosind ca întărire oportunitatea de a copula cu un individ de celălalt sex. Dacă unui bărbat mulțumit i se dă o altă femeie în loc de partenerul său anterior, el poate relua activitatea sexuală.

Nu toate mamiferele copulează în același mod ca la șobolanii de laborator. O posibilă schemă de clasificare a comportamentului copulator al mamiferelor este prezentată în Fig. 5,4 (Dewsbury, 1972). Această schemă se bazează pe patru criterii: 1) dacă „lipirea” are loc în timpul copulării, adică dacă penisul este ținut mecanic în vagin; 2) dacă se produc impulsuri intravaginale ale penisului; 3) sunt intromisiuni multiple preliminare necesare pentru ejaculare; 4) dacă în același episod apar ejaculări repetate. Acest sistem permite 24, adică 16 tipuri de copulare și permite caracterizarea oricărei specii în acest sens. La șobolani, nu apar nici împerechere, nici împingeri intravaginale, dar ejacularea este precedată de intromisiuni multiple, iar ejacularea are loc, de asemenea, de mai multe ori. Astfel, șobolanii sunt de tip 13.

Câinii se comportă foarte diferit atunci când copulează decât șobolanii (Hart, 1967). Trăsătura lor cea mai caracteristică este împerecherea unui mascul cu o femelă: penisul masculului, în timp ce se află în vagin, devine îngrozit de sânge, după care este foarte dificil pentru parteneri să se separe, chiar dacă se străduiesc pentru acest lucru. De obicei, masculul coboară de la femelă când copularea nu sa încheiat încă, după care partenerii împerecheați stau cu spatele unul la altul. Copularea la câini durează adesea aproximativ 20 de minute, spre deosebire de intromisiunile foarte scurte la șobolanii de laborator. La câini apar măcinarea și împingerea intravaginală, dar la ei ejacularea nu este precedată de intromisiuni multiple și există mai multe ejaculare, deci comportamentul lor aparține tipului 3.

Trebuie amintit că tipurile de copulare diferă în multe privințe și schema propusă aici reprezintă doar una dintre modalitățile posibile de clasificare. Diferitele specii aparținând aceluiași tip în ceea ce privește comportamentul copulator pot diferi foarte mult în posturile lor de copulare și aspectele cantitative ale activității.

Avantajele reproducerii sexuale și asexuate

Oferă ultimele 17 PUNCTE NUMAI cersează Explicați avantajul evolutiv al reproducerii sexuale față de reproducerea asexuată 2 Care este rolul biologic al reproducerii asexuate în evoluția vieții 3 Înlocuiți termenul cu cuvinte evidențiate Unirea a două celule adiacente situate una lângă cealaltă este o metodă de fertilizare în multe organisme primitive Celulele sexuale mobile ale masculului se dezvoltă la majoritatea animalelor și plantelor, iar celulele sexuale sunt încă masculine doar în testicule.

VOI DA ULTIMELE MELE 17 PUNCTE DOAR CE CERSI
1 Explicați avantajul evolutiv al reproducerii sexuale față de reproducerea asexuată
2 Care este rolul biologic al reproducerii asexuate în evoluția viețuitoarelor?
3 Înlocuiți cuvintele evidențiate cu termenul:
Fuziunea a două celule adiacente, adiacente, este o metodă de fertilizare în multe organisme primitive
Celulele sexuale masculine mobile se dezvoltă la majoritatea animalelor și plantelor, în timp ce celulele sexuale masculine imobile se dezvoltă numai în plantele cu semințe.

1) Reproducerea sexuală are un avantaj evolutiv foarte mare față de reproducerea asexuată, deoarece bazată pe noi combinații de gene care asigură adaptarea speciei la condițiile de mediu în schimbare.
2) Rolul biologic constă în menținerea celei mai mari aptitudini în condiții de mediu ușor schimbătoare; întrucât asigură rate rapide de reproducere.
3) conjugare
spermatozoizii sunt mobili
spermatozoizii sunt imobili

Evoluţie(din latină evolutio - „desfășurare”) - procesul de dezvoltare a tuturor organismelor vii, care este însoțit modificări genetice, adaptări, modificări și dispariții ale populațiilor și speciilor individuale, având ca rezultat schimbări în ecosistemelorȘi biosferăîn general.

Schema evoluției organismelor vii pe Pământ.

Astăzi există mai multe principale teorii ale evoluției. Cel mai comun este teoria sintetică a evoluției(STE) este sinteza Teoria evoluției lui Darwinși genetica populației.

AVANTAJELE REPRODUCERII SEXUALE COMPARAT CU Reproducerea asexuata

STE explică legătura dintre modul de evoluție (mutații genetice)Și mecanism de evoluție (selecție naturală după Darwin). STE definește evoluția ca fiind procesul în timpul căruia frecvența alelelor genelor se modifică într-o perioadă de timp care depășește semnificativ durata de viață a unui membru al populației.

Esența teoriei evoluției a lui Charles Darwin, care a formulat-o în lucrarea sa „Originea speciilor”(1859), este că principalul „motor” al evoluției este selecția naturală, un proces format din trei factori:

1) În populații se nasc mai mulți descendenți decât pot supraviețui, ținând cont de condițiile de mediu (cantitatea de hrană, prezența unor viețuitoare care se hrănesc cu o anumită specie etc.);

2) Diferitele organisme au trăsături diferite care le afectează capacitatea de a supraviețui și de a procrea;

3) Trasaturile mentionate mai sus sunt mostenite.

Acești trei factori explică apariția competiției intraspecifice și extincția selectivă (eliminarea) acelor indivizi care sunt cel mai puțin adaptați la supraviețuire. Astfel, doar cei mai puternici lasă urmași, ceea ce duce la evoluția treptată a tuturor viețuitoarelor.

Selecția naturală este singurul factor care explică adaptarea tuturor viețuitoarelor, dar nu este singura cauză a evoluției. Alte motive la fel de importante sunt mutații, flux de gene și derivă genetică.

1. Care este avantajul reproducerii sexuale față de reproducerea asexuată?

Răspuns. În timpul reproducerii sexuale, care se realizează prin fuziunea a două celule sexuale ale gameților, se face schimb de informații genetice ale părinților. Drept urmare, descendenții par diverși în caracteristicile lor, ceea ce îi poate depăși pe părinți în viabilitate, inclusiv atunci când condițiile de mediu se schimbă.

2. Dați exemple de organisme care se reproduc în principal asexuat.

Răspuns. În reproducerea asexuată, un nou organism poate apărea din una sau mai multe celule asexuate (somatice) ale mamei.

Celulele procariote se reproduc prin împărțirea în două. Multe protozoare (amoeba, euglena verde etc.), alge unicelulare (Chlamydomonas) se reproduc prin diviziune celulară mitotică normală. Alte ciuperci unicelulare și unele inferioare, algele (chlorella), animalele (plasmodium malaria) se caracterizează prin sporulare. Constă în faptul că celula se descompune într-un număr mare de indivizi egal cu numărul de nuclei formați anterior în celula părinte ca urmare a diviziunii repetate a nucleului său.

Întrebări după § 32

1. Care este diferența dintre conjugare și copulare?

Răspuns. Dacă vorbim despre metode de reproducere sexuală, atunci:

în timpul copulării, doi indivizi unicelulari fuzionează (informația genetică a ambilor părinți este combinată, apoi se împarte prin meioză (numărul de indivizi care au primit informații genetice de la ambii părinți crește).

în timpul conjugării, informațiile genetice sunt schimbate fără creșterea numărului de indivizi. Se disting următoarele forme principale de conjugare: izogamie, anizogamie și oogamie.

Cu izogamie se formează gameți mobili, identici din punct de vedere morfologic. Izogamia apare la multe alge.

Cu heterogamie, se formează gameți mobili care diferă morfologic și fiziologic. Acest tip de proces sexual este caracteristic multor alge.

În cazul oogamiei, gameții sunt foarte diferiți unul de celălalt. Gametul feminin este un ou mare, imobil, care conține o cantitate mare de nutrienți. Gameții masculini - spermatozoizi - sunt celule mici, cel mai adesea mobile, care se mișcă cu ajutorul unuia sau mai multor flageli. Oogamia este caracteristică animalelor, plantelor superioare și multor ciuperci.

2. Unde se formează ouăle?

Răspuns. Oul este gametul feminin al animalelor, al plantelor superioare, precum și al multor alge și organisme unicelulare, care se caracterizează prin oogamie. La animale, ouăle se formează în glandele sexuale feminine - ovare, în gimnosperme și angiosperme în ovule, în mușchi și ferigi în arhegonii

3. Pentru ce este necesar acrozomul spermatozoid?

Răspuns. In timpul fecundarii, in momentul contactului spermatozoizilor cu ovulul, enzimele continute in acrozom sunt eliberate si dizolva membranele ovulului, asigurand patrunderea spermatozoizilor in ovul.

Cu reproducerea asexuată, caracteristicile ereditare sunt transmise neschimbate de-a lungul unui număr de generații. Genotipul descendenților în acest caz se poate schimba numai din cauza mutațiilor aleatorii. Variabilitatea unor astfel de organisme este de obicei nesemnificativă.

Avantajul reproducerii sexuale în comparație cu reproducerea asexuată este că într-un zigot diploid se combină seturi haploide de cromozomi din diferite clone de organisme și, în plus, în timpul formării ulterioare a gameților, secțiunile omoloage ale cromozomilor sunt schimbate între cromozomii omologi ai seturi haploide originale (încrucișare). Astfel, indivizii care apar prin reproducere sexuală au genotipuri noi care diferă unul de celălalt. În acest caz, se realizează o recombinare a proprietăților ereditare ale părinților, ceea ce crește variabilitatea și oferă un material mai bogat pentru selecția naturală. Capacitățile de adaptare și rata de evoluție a organismelor care se reproduc sexual sunt astfel semnificativ mai mari.