Охарактеризуйте биологическое значение бесполого размножения растений в природе кратко

Обновлено: 06.07.2024

Размножениеявляется неотъемлемым свойством всех живых существ, обеспечивающим не только увеличение численности особей того или иного вида, но и непрерывность и преемственность жизни на протяжении неопределенно длительного времени.

У высших растений различают два способа размножения: бесполое и половое.

Бесполое размножение растений его сущность и биологическое значение.

Существует несколько вариантов бесполого размножения:

Спорообразование - при спорообразовании в специальных образ-ованиях спорангияхосуществляется образованиеспор.Спорами размножается большинство низших растений (водорослей), а также высшие споровые растения (мхи, плауны, хвощи, папоротники). Споры – это специализированные клетки, возникающие путем митоза (у многих водорослей) или мейоза (у высших растений). Споры формируются внутри спорангия. У водорослей спорангии одноклеточные. Содержимое этой клетки делится и формирует споры, которые выходят наружу при разрыве стенок спорангия. Споры низших растений, как правило, имеют жгутики, с помощью которых они передвигаются в воде. Их называют зооспорами.

У высших растений спорангий многоклеточный и имеет 1-2-слойную стенку. Внутри спорангия находится спорогенная ткань, при редукционном делении клеток которой образуются гаплоидные споры. Споры высших растений не имеют жгутиков и разносятся ветром. Они защищены от высыхания плотной оболочкой.

Вегетативное размножение характерно для большинства групп растений, а у некоторых растений (малины, осины, ивы и др.) оно может даже преобладать над половым (семенным). Примером растения, размножающегося только вегетативно, является двудомная элодея канадская, попавшая в Европу из Северной Америки в форме женских особей, неспособных формировать семена в отсутствии мужских растений. Однако даже без семенного возобновления элодея эффективно размножается и очень быстро осваивает новые местообитания.

Потомство одной особи за один вегетационный период, полученное при вегетативном размножении называют куртинами(кислица, седмичник, ландыш, черника, брусника). Потомство одной особи, полученное при вегетативном размножении на протяжении всей жизни называют клоном.

У высших растений различают два способа размножения: бесполое и половое.

Бесполое размножение растений его сущность и биологическое значение.

Существует несколько вариантов бесполого размножения:

Увеличение количества особей своего вида – важнейшая задача любого организма. Именно поэтому наряду с половым размножением появилось бесполое. Растения по-своему приспособились к эффективному распространению, используя для этого органы своего тела. В чем заключается биологическое значение бесполого размножения? Каковы преимущества и недостатки этого способа?

Что такое бесполое размножение?

Одна из целей существования живого организма – воспроизведение себе подобных. Для решения этой задачи растения, животные, бактерии и другие представители биологического мира нашли свои способы для увеличения численности. Не зря размножение относят к одному из параметров всего живого наряду с ростом, обменом энергии, постоянством внутренней среды и т. д.

Бесполое размножение – это способ, при котором участие половых клеток не требуется. Гаметы играют исключительную роль в образовании нового генетического материала зародыша, однако, не всегда существует возможность перейти на половой способ репродукции. В чем состоит биологическое значение бесполого размножения?

Для некоторых организмов, например, бактерий – это единственный способ увеличения численности популяции. Для остальных же представителей животного и растительного мира бесполое и половое размножение нужны в равной степени. Если первое используется для количественного увеличения численности, то второе – для качественного (то есть изменение генетического материала).

Виды бесполого размножения

Воспроизведение себе подобных с большой скоростью – вот в чем заключается биологическое значение бесполого размножения организмов. Этот тип репродукции является более древним, и поэтому пик его доминирования приходится на низко развитые организмы. Далее будут представлены виды бесполого размножения, которые могут встречаться у разных таксономических групп.

В чем заключается биологическое значение бесполого размножения растений?

Царство Растения условно делится на споровые и семенные. К первым относятся мхи, хвощи, плауны, папоротники, а ко вторым – голосеменные и покрытосеменные. Бесполое размножение споровых растений заключается преимущественно в образовании спор. У голосеменных и покрытосеменных спорообразование осталось как промежуточный этап в появлении гамет (микроспоры и мегаспоры). Воспроизводство с помощью органов тела – вот в чем заключается биологическое значение бесполого размножения у растений.

Вегетативное размножение характерно только для высокоразвитых представителей флоры, и оно же является единственным типом бесполого размножения. У споровых подобный способ встречается крайне редко. Вот, собственно, еще один аспект, в чем заключается биологическое значение бесполого размножения у растений.

Каким образом осуществляется репродукция особей вегетативно?

Видоизменения стебля. Сюда относят луковицы, клубнелуковицы, корневища, столоны, клубни, усы. На таких органах растения образуются зачаточные почки, из которых вырастают новые побеги. Этот способ размножения можно встретить у тюльпана, нарцисса, лука, ежевики, ириса, земляники, картофеля и т. д.
Корневые клубни (корнеклубни). Эти органы представляют собой придаточные корни, в которых запасаются питательные вещества. Корнеклубнями размножаются фиалка, топинамбур, георгина.
Черенками. Черенок – это любая часть стебля, которая содержит хотя бы один узел с придаточными почками. Иногда для размножения хватает просто листа без стебля. Примеры растений: бегония, фуксия, драцена и т. д.

Биологическая роль бесполого размножения растений

Процесс образования гамет зависит от множества факторов. Зачастую бесполое размножение может быть эффективнее, ведь его можно осуществить без участия гамет. Для споровых растений это и вовсе является главной составляющей жизненного цикла. Для семенных – это вегетативное размножение, при котором можно легко увеличить численность особей.

В чем заключается биологическое значение бесполого размножения? Это не только быстрота, но и легкость в осуществлении процесса. Если для полового размножения необходимы оптимальные условия среды, зрелость самого растения, то бесполое может наблюдаться практически в любое время жизни особи.

Однако вегетативное размножение обладает своими недостатками. Например, при таком типе репродукции не происходит обмен генетической информацией. Это значит, что растение не приспосабливается в ряду поколений к новым условиям среды, и это может привести к потере популяции полученных клонов.

Применение бесполого размножения растений человеком

Процесс репродукции активно используется в хозяйственной деятельности. Вегетативное размножение растений позволяет засеивать огромные участки земли картофелем, луком, свеклой, морковью, земляникой, клубникой и т. д.

Также вегетативное размножение дает возможность увеличивать количество ценных кормовых, овощных, декоративных культур, усиливать стойкость растения к неблагоприятным условиям среды с помощью прививок.

Биология

При бесполом размножении у растений воспроизводятся особи, подобные им. В биологии таким путем поддерживается преемственность между классами разных поколений и численность популяций на одном уровне. В процессе участвует только одна клетка. Его особенность — отсутствие гамет. Новый организм образуется у одних видов в определенных органах, а у других — из материнских клеток.

Основные понятия

Есть несколько способов бесполого размножения: вегетативное, спорообразование, почкование, полиэмбриония, деление, фрагментация. В процессе участвуют одноклеточные и многоклеточные растения. Для представителей цветковых характерно размножение семенами (половая схема) и вегетативными органами (бесполым путем). С примерами вегетативного размножения растений, их деления и спорообразования можно ознакомиться в таблице.

Способ	Описание
Деление	Осуществляется только у одноклеточных. В основе метода находится митоз (при непрямом делении в дочерних клетках равное число хромосом). Растение делится на несколько частей. Многократное деление осуществляется под одной оболочкой и называется шизогонией. Подобные схемы свойственны для таких растительных организмов, как хлорелла и плеврококк
Спорообразование	Процесс образования большого количества спор осуществляется в специальных органах спорангиях. В результате созревания происходит прорыв и рассеивание спорых (клеток с защитной оболочкой) по территории. Объясняя, какие растения размножаются спорами, биологи выделяют такие названия, как папоротники, мхи, хвощ, многоклеточные водоросли
Вегетативное размножение	Регенерация — путь размножения растений. Органами, через которые преимущественно осуществляется процесс, являются побег и корень. При создании благоприятных условий прорастают листья, стебли, клубень. Виды растительных организмов, которые можно относить к вегетативному размножению: клубника, ива

Проиллюстрировать половое размножение можно на примере канадской элодеи. В Европе встречаются только женские особи растения.

Его особенность — возможность образовывать семена и рассеиваться по водоемам вегетативным путем. Части элодеи разносят птицы. Плюсы бесполого размножения:

отсутствие необходимости в затрате энергии на поиск мужской особи;
быстрое размножение.

Из минусов процесса биологи выделяют наличие большинства видов организмов, которые при изменении природных условий становятся менее пластичными. В таком случае они уступают более сильным растительным организмам. Одноклеточные размножаются с помощью бинарного и митотического деления. Рассматривая, с помощью чего размножаются растения многоклеточные, стоит выделить специализированные и неспециализированные части материнских организмов.

Бинарное и митотическое размножение

Между бактериями происходит бинарное деление, в результате которого образуются 2 одинаковые по размеру дочерние клетки. При этом удваивается кольцевая ДНК. Одновременно с делением образуются септы (перегородки между клетками).

Для одноклеточных характерна простая схема деления.

В таком случае появляются 2 новых организма. Подобная методика наблюдается у амебы. До деления происходит рост и созревание организма.

Многообразие других процессов, предшествующих делению:

усиленный синтез органических компонентов, способствующих построению новейших органоидов;
репликация ДНК-структур.

Предварительно делится ядро, а затем удваиваются жгутики. На последнем этапе осуществляется цитокинез (расформирование цитоплазмы на части).

Для некоторых растений с корневищем, листьями, побегом и другими частями характерно последовательное многократное деление (шизогония).

Явления протекают под одной оболочкой. В конце образуется несколько клеток. Подобная схема наблюдается у хламидомонад.

В конце процесса образуются 4 клетки.

При делении малярийного плазмодия формируется более десяти новых организмов. Шизогония — основная причина, почему в мире насчитывается большое количество инфузории ихтиофтириуса (за одно деление появляется более 1 тыс. клеток). Подобный процесс осуществляется по специальной форме — циста.

Формирование спор

Водоросли, грибы и другие многоклеточные размножаются через споры (одноклеточное образование, находящееся в покое). Для плесневых грибов характерно деление внешних спор. Они образуются на кончиках гиф и выглядят как цепочки.

У некоторых видов грибов подобные образования находятся в спорангиях. Они представлены в виде расширенных гифов с оболочкой. Внутри формируются споры. Когда спорангия (оболочка) ломается, они рассыпаются. Споры легко образуются в простых клетках, к примеру, как у нитчатых водорослей.

Улотрикс участвует в двух митозах, что способствует появлению четырех новых спор со жгутиками (зооспор). Им свойственно плавать в воде до прикрепления к любой поверхности или предмету.

Затем они растут, а после многочисленных митозов формируют нить.

Вегетативный способ

Новый организм появляется от любого вегетативного органа, включая корень, побег. В каждой части растения присутствуют неспециализированные клетки, которым свойственно делиться. Их потомки способны превращаться в разные виды тканей, давая начало новым растениям. Кроме природного вегетативного размножения существует искусственное, например, черенкование. Оно используется в сельском хозяйстве.

При почковании дочерние клетки напоминают материнский организм. Они растут, формируя нужные структуры, отделяясь и развиваясь самостоятельно. Такое размножение характерно для пекарских дрожжей. На них формируется маленький вырост. К нему прикрепляется ядро, провоцируя митоз. Одно ядро движется к почке. В результате роста оно отделяется от клетки-матери, начиная самостоятельную жизнь.

Схему почкования можно составить для многоклеточных, к примеру, пресноводных гидр. Почка появляется в качестве выпячивания, в которое проникает кишечная полость. Позже вырастают щупальца и рот. Происходит самостоятельное питание. На следующем этапе образуется подошва. После этого можно наблюдать отторжение дочернего организма от материнского. Почкование наблюдается у некоторых видов кольчатых червей. Для других беспозвоночных характерна фрагментация:

тело распадается на фрагменты, которые по отдельности достраивают недостающие части;
процесс начинается на фоне механического повреждения первоначального организма.

В основе явления находится регенерация — восстановление тканей. Примеры такого размножения — водоросли, кишечнополостные.

Сельское хозяйство

Вегетативное размножение используется фермерами для увеличения количества выращиваемых культур и декоративных растений. С его помощью сокращается время прорастания, предоставляется гарантия выживаемости организмов. В сельском хозяйстве используются следующие способы размножения:

Черенкование. В процессе участвуют стебель (виноград, смородина), листья (лилия, бегония), корень (слива, роза).
Использование клубней (картофель, георгины).
Луковицы и клубнелуковицы (тюльпаны, гладиолусы).
Корневища (иван-чай).
Прививки для сращивания частей (вишня, яблоня).
Деление кустиков (пионы, маргаритки).
Отводки. Пригибается ветка к земле. Вблизи почки выполняется надрез. Насыпается земля. Если корень прорастает, выполняется его отделение от родительского организма (крыжовник).

В результате вегетативного размножения появляется клон, то есть растение, идентичное родительскому организму по генетическим признакам. В процессе деления и спорообразования происходит мутация, спровоцированная изменением окружающей среды.

Бывает два способа воспроизводства организмов — половое и бесполое размножение. В первом случае происходит слияние гамет, а во втором — развитие из соматической клетки. При воспроизведении потомства с участием единственной не обладающей гаметой (бесполой) особи появившееся на свет растение или животное наследует гены одного родителя, а потому при отсутствии мутации будет являться его точной копией.

Основное определение

Процесс воспроизведения с участием одного родителя отличается от размножения, в котором задействованы две особи. Выделяют следующие особенности бесполого размножения:

многоклеточный или одноклеточный организм воспроизводится и развивается с помощью митоза;
в данном процессе мейоз отсутствует;
число потомства стремительно увеличивается.

Бесполым путем размножаются все организмы с одной клеткой, будь то грибы, многие разновидности растений или многоклеточные простейшие животные. Такой тип размножения существовал задолго до полового вида воспроизводства.

Существуют переходные формы от бесполого воспроизводства к половому:

партеногенез — особь образуется из гаметы матери;
гермафродитизм — единственный организм обладает признаками обоих полов.

Существующие виды

Встречается несколько форм бесполого размножения. В таблице отражены следующие виды и их особенности:

Деление. Из единственной родительской клетки в результате деления воспроизводятся множественные дочерние клетки. Их может быть более тысячи. Бинарное деление происходит у прокариотов. Такой вид бесполого размножения — характерная особенность бактерий, хлорелл, амеб.
Спорообразование. Существуют особые органы — спорангии, из которых происходит высвобождение спор. Последние имеют надежную оболочку, однако она разрушается при благоприятных для развития факторах. Представители живой природы, размножающиеся спорами, — водоросли, папоротники, грибы и мхи.
Почкование. Потомство производится из родительской ткани в результате выпячивания и отделения. Пример — гидра.
Фрагментация. Новый живой организм появляется из отдельной части или сегментов родительского тела. Примеры в окружающем мире — кишечнополостные, ленточные черви, водоросли.
Вегетативное воспроизводство. В отличие от других способов размножения, потомство производится из вегетативных органов растений естественным или искусственным путем. Это свойство характерно для следующих биологических представителей: бегония, фиалка, герань. Интересно, что вегетативное размножение может происходить очень разнообразно. У некоторых видов это возможно при помощи усов (побегов, стелющихся по земле).

Искусственное клонирование

Человек способен получить живой организм бесполым методом искусственным путем. Этот процесс получил название — клонирование. В живой природе такое явление происходит крайне редко. Образец настоящего клонирования в биологии — гомозиготные, или однояйцовые близнецы. Однако они аналогичны только по сравнению между собой и сильно отличаются от родительских особей.

В современном мире способно осуществляться даже клонирование тех особей, которые способны воспроизводить потомство половым способом. Простой пример — известная овечка Долли. Ее клонирование производилось методом переноса ядра соматической клетки родительской особи в донорскую яйцеклетку. По сути, любой вид бесполого воспроизводства будет относиться к клонированию, так как в процедуре участвует соматическая клетка вместо половой, а новый организм идентичен родительской особи.

Что касается растений, в пробирках, колбах и чашках Петри человек получает клетки, аналогичные исходным экземплярам. В основе данной схемы находится тотипотентность клеток. Это свойство подразумевает способность клетки делиться и производить клеточные организмы. Такое явление имеет много преимуществ для человека. Можно взять какую-либо часть растения, будь то корень или стебель, поместить его в необходимую среду, и при благоприятных условиях из основы можно получить новый экземпляр.

Однако понятно, что если взять часть человеческого тела и поместить ее в специальную среду, новой особи не появится. Создание клона животного или человека — крайне сложная процедура. Клональное микроразмножение обладает высочайшим коэффициентом воспроизводства потомства. Благодаря вегетативному размножению способно появляться 10−100 растений за один год, клональное микроразмножение позволяет произвести от 5 тыс. до 1 млн единиц в год. в лабораторных условиях.

Создавать клоны растений крайне выгодно при разведении элитных растений, которых существовало всего лишь несколько экземпляров во всем мире. В США, Голландии, Бельгии, Дании и Польше существуют фирмы, которые специализируются на клонировании растений.

Значение митоза

Митоз — это процесс клеточного деления, в ходе которого из исходной соматической клетки получается две дочерние с аналогичным набором хромосом. Деление происходит в следующие стадии:

Профаза. Ядро становится плотным, хроматин, содержащийся внутри, конденсируется и принимает форму спирали. Оболочки и ядра растворяются, хромосомы находятся в цитоплазме и размещаются беспорядочным образом. Центриоли делятся к полюсам, возникает своеобразное веретено клеток, нити прикрепляются к хромосомам и полюсам.
Прометафаза. Хромосомы движутся к близлежащим полюсам.
Метафаза. В начале хромосомы располагаются в экваториальной области веретена, поэтому давление полюсов распределено равномерно. На этой стадии увеличивается количество микротрубочек веретена. Хромосомы строятся парами и образуют спираль вдоль экватора веретена в четкой последовательности. Хроматиды начинают открепляться, однако все еще фиксируются к нитям веретена.
Анафаза.На происходящей стадии возникает удлинение хроматид и они плавно переходят к полюсам. Производятся дочерние хромосомы. По продолжительности это самая быстрая стадия, сестринские хроматиды разделяются и распределяются по разным полюсам.
Телофаза. Заключительная фаза, когда хромосомы увеличиваются в длину, и внутри каждого полюса появляется новая оболочка ядра. Нити, которые образовывали веретено, саморазрушаются. Возникает деление цитоплазмы. После окончания этой стадии производится деление материнской клетки, именуемой цитокинезом.

Роль митоза крайне важна. Благодаря ему происходит поддержание нужного набора хромосом. Произвести идентичную клетку можно только с помощью этого способа.

Именно по такому принципу происходит обновление клеток эпидермиса и эпителия кишечника. Происходит копирование, а значит, сохранение генетического кода.

С помощью этого метода возможно восстановление частей тела у определенных классов организмов, например, лучи у морской звезды. Митоз обеспечивает размножение бесполым путем, пример — вегетативное воспроизведение растений и почкование у гидр. Митоз отличается от мейоза длительностью фаз и особенностями протекающих в них процессов.

Бесполое размножение значительно отличается от однополого воспроизводства. Первый способ не предполагает присутствие гамет вообще. При партеногенезе (однополом размножении) дочерние клетки образуются из яйцеклетки матери. Что касается бесполого воспроизведения, для одноклеточных организмов свойственно деление, а для многоклеточных — почкование, вегетативное размножение, фрагментация, спорообразование. Бесполым способом происходит воспроизводство у одноклеточных грибов, животных и растений. Этот процесс занимает немного времени и позволяет увеличить численность вида в короткие сроки.

Читайте также: