Урок 7
Тема: Репродукція як механізм забезпечення безперервності існування видів. Особливості процесів регенерації організму людини.
1. Форми розмноження організмів.
Репродукція — це здатність живих організмів до самовідтворення, утворення ними нащадків, які є засобом збереження видів і які забезпечують безперервність їхнього існування. Здатність до самовідтворення — це одна з ключових ознак живого, яка відрізняє живі організми від неживих систем.
Репродукція живих організмів відбувається у формі розмноження у різний спосіб. Слід відзначити, що здатність до репродукції мають не тільки клітинні організми, але й такі неклітинні форми життя, як віруси. Здатність до розмноження (утворення нового покоління особин того ж виду) — одна з основних особливостей живих організмів. Під час розмноження відбувається передача генетичного матеріалу від батьківського покоління до наступного. Існують дві основні форми розмноження — нестатеве і статеве.
2. Способи нестатевого розмноження
Нестатеве розмноження відбувається без утворення гамет, у ньому бере участь лише один організм. За нестатевого розмноження зазвичай утворюються ідентичні нащадки. Різнитися вони можуть лише внаслідок випадкової мутації.
Існує кілька типів нестатевого розмноження:
- поділ клітини навпіл, за якого утворюються дві ідентичні материнській клітини (властиве, наприклад, бактеріям та одноклітинним еукаріотам — саркодовим, джгутиковим, інфузоріям);
- множинний поділ, за якого після низки повторних поділів батьківського ядра та поділу самої клітини утворюються численні дочірні клітини (властиве малярійному плазмодію);
- розмноження спорами (приклади — мукор та пеніцилін);
- брунькування (приклади — дріжджі, прісноводна гідра);
- вегетативне розмноження — цибулинами, бульбоцибулинами, бульбами, кореневищами, пагонами тощо (властиве рослинам);
- фрагментація тіла (плоскі та кільчасті черви, голкошкірі).
Переваги нестатевого розмноження:
• потрібна лише одна батьківська особина (за статевого — дві);
• утворюються генетично ідентичні нащадки; якщо вид добре пристосований до свого середовища, це є перевагою;
• сприяє розселенню та поширенню виду;
• швидке розмноження.
Недоліки нестатевого розмноження:
• відсутність генетичної мінливості серед нащадків;
• марна втрата енергії та речовин за розмноження спорами, велика частина з яких не потрапляють у сприятливе місце для проростання;
• загроза перенаселення та виснаження поживних речовин в одному місці існування.
3. Способи статевого розмноження
За статевого розмноження нащадки утворюються внаслідок злиття двох гаплоїдних гамет з утворення диплоїдної зиготи, з якої розвивається новий організм. Процес злиття гамет називають заплідненням. Під час запліднення зливаються ядра гамет, і це призводить до об’єднання двох наборів хромосом — батька та матері.
Чоловічі та жіночі особини утворюють різни типи гамет. Існують види, у яких і чоловічі, і жіночі гамети утворюють один і той же організм, який має і жіночі, і чоловічі репродуктивні органи (гермафродитні, або двостатеві, організми), а також види, у яких окремо існують чоловічі та жіночі особини (роздільностатеві).
Поліембріонія — процес розвитку кількох зародків з однієї заплідненої яйцеклітини. Поліембріонія досить поширена серед різних груп тварин (війчасті та кільчасті черви, іноді у членистоногих, риб, птахів і ссавців). Вона притаманна деяким комахам (наприклад, їздцям) і ссавцям (наприклад, броненосцям). У людини в разі поліембріонії народжуються однояйцеві близнята, які мають ідентичний набір спадкової інформації.
Партеногенез (дівоче розмноження) — одна з форм статевого розмноження, за якого жіночі статеві клітини розвиваються без запліднення. Характерний здебільшого для комах та скельних ящірок.
Переваги статевого розмноження:
• нащадки отримують комбінацію ознак батьків; за сприятливої комбінації підвищується життєздатність та покращується пристосованість нащадків до умов середовища, що змінюється;
• внаслідок комбінативної мінливості надає більше матеріалу для еволюції.
Недоліки статевого розмноження:
• необхідність пошуку партнера;
• частина видів потребує спеціальних механізмів запліднення (запилення рослин птахами, комахами, вітром);
• частина нащадків за невдалої комбінації ознак виявляються менш життєздатними, ніж батьківські особини;
• менша кількість нащадків, ніж за нестатевого розмноження;
• менша швидкість розмноження, ніж за нестатевого.
4. Регенерація та її різновиди
Регенерація — це здатність живих організмів відновлювати свої пошкоджені або втрачені структури. Вона є однією з фундаментальних властивостей живих організмів, хоча й проявляється у різних організмів у різній мірі. Якщо одні організми можуть самовідновитися навіть після дуже сильних пошкоджень (гідри, планарії тощо), то інші здатні до регенерації у незначній мірі (нематоди). Важливу роль для регенерації відіграють стовбурові клітини, оскільки вони ще не мають спеціалізації і можуть замінити будь-які клітини організму (наприклад еритроцити крові чи гепатоцити печінки).
Регенераційні властивості організму людини не є найвидатнішими, але він усе ж таки здатний до відновлення своїх пошкоджень. На рівень регенераційних властивостей впливає те, що людина є високорозвиненим видом зі складною поведінкою. А в процесі еволюції регенераційні властивості таких видів зменшувалися. Це було пов’язано з тим, що добре розвинена нервова система значно знижувала ризик отримання пошкоджень, для ліквідації яких і була потрібна регенерація.
Розрізняють дві форми регенерації
1) Внутрішньоклітинна відбувається всередині клітин за рахунок молекулярних механізмів і відновлює потрібні клітині органели та молекулярні структури.
2) Клітинна регенерація відбувається на рівні організму за рахунок поділу клітин, що дозволяє повністю або частково відновлювати тканини й органи.
Залежно від задач, які вирішує в організмі людини процес регенерації, розрізняють фізіологічну й репаративну регенерацію.
Фізіологічна регенерація призначена для відновлення структур організму, які зазнають пошкоджень в ході нормальних фізіологічних процесів. Цей тип регенерації відбувається протягом усього життя людини. Наприклад, за рахунок фізіологічної регенерації відбувається постійна зміна епітелію кишкового тракту та покривного епітелію; цей самий процес є основою оновлення еритроцитів крові, час існування яких досить обмежений через відсутність ядра в клітині, тощо.
Але існують тканини, у яких оновлення шляхом клітинного поділу є неможливим. Наприклад, вузькоспеціалізовані клітини, такі, як нейрони. У цих випадках регенерація відбувається шляхом поступової заміни органел (є внутрішньоклітинною).
Репаративна регенерація розпочинається у випадку пошкодження або загибелі структур організму, які не є наслідком нормальних фізіологічних процесів. Такі пошкодження виникають в результаті захворювань або травм. У цьому випадку звичайна фізіологічна регенерація суттєво підсилюється і стає репаративною.
Репаративна регенерація може бути повною і неповною. У випадку повної регенерації пошкоджена тканина повністю замінюється новою і пошкодження зникає безслідно. У випадку неповної регенерації відновлення функцій відбувається за рахунок навколишніх тканин, а саме місце пошкодження заповнюється сполучною тканиною, яка формує рубець.
5. Домашнє завдання
1) Зробити конспект
2) Виконати тестові завдання
Немає коментарів:
Дописати коментар