В чем отличие конъюгации от копуляции кратко

Обновлено: 05.07.2024

Разнообразные формы полового процесса у одноклеточных организмов можно объединить в две группы: конъюгацию, при которой специальные половые клетки (половые особи) не образуются, и гаметическую копуляцию, когда формируются половые элементы и происходит их попарное слияние.

Конъюгацая — своеобразная форма полового процесса, существующая у инфузорий. Инфузории — животные типа простейших. Характерной чертой их является наличие двух ядер: большого — макронуклеуса и малого— микронуклеуса. Инфузории обычно размножаются делением надвое. При этом микронуклеус делится митотически. При половом процессе — конъюгации — инфузории сближаются попарно, между ними образуется протоплазматический мостик. Одновременно в ядерном аппарате каждого из партнеров совершаются сложные процессы: макронуклеус растворяется, а из микронуклеуса в результате ряда перестроек в конце концов формируются стационарное и мигрирующее ядра. Каждое из них содержит гаплоидный набор хромосом. Мигрирующие ядра переходят в цитоплазму партнера. В каждом из них стационарное и мигрирующее ядра сливаются, образуя так называемый синкарион (тр. syn — вместе, karyon — ядро), содержащий диплоидный набор хромосом. После ряда сложных перестроек из синка-риона формируются обычные макро- и микронуклеусы.

После конъюгации инфузории расходятся; каждая из них сохраняет самостоятельность, но благодаря обмену кариоплазмой наследственная информация каждой особи изменяется, что, как и в других случаях полового процесса, может привести к появлению новых комбинаций свойств и признаков.

Для бактерий характерно размножение почкованием, но обнаружен и половой процесс. У некоторых видов бактерий существуют особи, которые можно назвать женскими (реципиентными) и мужскими (донорскими). Между такими особями периодически осуществляется конъюгация. Она резко отличается от конъюгации инфузорий. У бактерий две особи образуют между собой протоплазматический мостик, через который часть нити ДНК переходит из донорской клетки в реципиентную. Явление конъюгации у бактерий также приводит к комбинативной изменчивости.

Образование гамет и гаметическая копуляция. Копуляцией (лат. copulatio — совокупление) называется половой процесс у одноклеточных организмов, при котором две особи приобретают половые различия, т. е. превращаются в гаметы и полностью сливаются, образуя зиготу. В процессе эволюции степень различия гамет нарастает. На первом этапе полового размножения гаметы еще не наблюдается морфологической дифференцировки, т. е. имеет меcто изогамия. Примером может служить размножение

раковинной корненожки полистомеллы (Ро1уstomella) и жгутиконосца поли-томы (Ро1уtoma). У этих одноклеточных животных ядро делится мейо-зом, три гаплоидные ядра лизируются, а клетка, приобретая пару жгутиков, становится подвижной изогаметой.

Дальнейшее усложнение процесса связаное с дифференцировкой гамет на крупные и мелкие клетки, т. е. появлением анизогамии (гр. anisos— неравный). Наиболее примитивная форма ее существует у некоторых колониальных жгутиконосцев. У Pandorinamorum образуются как большие, так и малые гаметы, причем и те, и другие подвижны. Более того, сливаться попарно могут не только большая гамета с малой, но и малая с малой, однако большая гамета с большой никогда не сливается. Следовательно, у пандорины наряду с появлением анизогамии еще сохраняется изогамия. У другого колониального жгутиконосца Eudarinaelegans и хламидомонад макро- и микрогаметы еще подвижны, но сливаются лишь разные гаметы, т. е. проявляется исключительно анизогамия.

Наконец, у вольвокса (Volvoxglobator) большая гамета становится неподвижной; она во много раз крупнее мелких подвижных гамет. Такая форма анизогамии, когда гаметы резко различны, получила название овогамии. У многоклеточных животных при половом размножении имеет место лишь овогамия.

Развитие гамет у многоклеточных животных происходит в половых железах — гонадах (гр. gone — семя). Различают два типа половых клеток: мужские (сперматозооны) и женские (яйцеклетки). Сперматозооны развиваются в семенниках, яйцеклетки — в яичниках.

Если мужские и женские половые клетки развиваются в одной особи, такой организм называется гермафро-дитным. Гермафродитизм свойствен многим животным, стоящим на сравнительно низких ступенях эволюции органического мира: плоским и кольчатым червям, моллюскам. Как патологическое состояние он может встречаться и в других группах животных и у человека. У человека это обычно следствие нарушений эмбрионального развития. Описаны случаи и мозаи-цизма, когда в одних соматических клетках набор хромосом XX, в других — ХY.

При естественном гермафродитизме мужские и женские половые железы могут функционировать одновременно на протяжении всей жизни данной особи, например у сосальщиков, ленточных и кольчатых червей. В таких случаях организмы, как правило, имеют ряд приспособлений, препятствующих самооплодотворению.

У некоторых моллюсков половая железа периодически продуцирует то яйцеклетки, то сперматозооны. Это зависит как от возраста особи, так и от условий существования. Например, у устриц это может быть обусловлено преобладанием белкового или углеводного питания.

Половые клетки развиваются из первичных половых клеток, обособляющихся на ранних стадиях зародышевого развития; у аскариды, ракообразных, насекомых и лягушки — уже в процессе дробления, у пресмыкающихся и птиц — на стадии гаструлы, у млекопитающих и человека — во время раннего органогенеза. Первичные половые клетки имеют ряд морфологических и биохимических особенностей в отличие от соматических кле- ток. Если у зародыша разрушить первичные половые клетки, то гаметы у него не формируются.

Конъюгация (от лат. conjugatio — соединение) — биологический термин, которым обозначается ряд процессов.
Конъюгация у водорослей — половой процесс, происходящий при слиянии двух вегетативных клеток.
Конъюгация у инфузорий — обмен половыми ядрами (микронуклеусами) с последующим их попарным слиянием в синкарион. Впоследствии синкарион делится с образованием новых половых и вегетативных ядер.
Конъюгация у бактерий — процесс переноса части генетического материала (плазмид, бактериальной хромосомы) при непосредственном контакте двух бактериальных клеток.
Конъюгация хромосом — слияние гомологичных хромосом, которая в норме наблюдается в профазе первого деления мейоза.

Копуляция (от латинского copulatio - соединение) ,

Половой процесс, слияние двух половых клеток (гамет) , преимущественно в микробиологии, например, у дрожжей.
Соединение двух компонентов (подвоя и привоя) при прививке, например винограда.
Соединение двух особей при половом акте.

Если речь идет о способах полового размножения одноклеточных, то:
при копуляции две одноклеточные особи сливаются (происходит объединение генетической информации обоих родителей) , а затем делятся мейозом (происходит увеличение числа особей, которые получили генетическую информацию от обоих родителей) . Пример - хламидомонада.
при конъюгации - обмен генетической информацией без увеличения количества особей (например, инфузории).

Половое размножение у одноклеточных организмов имеет ряд особенностей. Размножение характеризуется половым процессом. Благодаря ему происходит обмен информацией, передаваемой по наследству от организма к другому организму и, как следствие, изменения в ходе эволюции. В размножении принимают участие особи мужского и женского пола. Различают 2 вида размножения: конъюгация и копуляция. Статья поможет разобраться, что представляет каждый вариант и какая разница между ними.

Что такое конъюгация

Понятие описывает форму контакта с обменом генетическими материалами методом формирования контакта 2 организмов. С преимущественной частотой процесс встречается у организмов наиболее склонных к физиологически разным по структуре клеткам:

Бактерии. Процесс размножения регулируется фактором фертильности. Зигота с положительным фактором является донором, а с отрицательным — реципиентом. При конъюгации 2 особей появляется цитоплазматический мостик и фактор фертильности переходит от донора к реципиенту. Итог — обмен частями молекул ДНК и генетическая рекомбинация. Иногда (применимо к диатомовым водорослям и грибам) 2 похожие безжгутиковые клетки сливаются, одна переходит в другую и образует зиготу. Новообразовавшейся зиготе необходимо время для покоя, после чего она начинает делиться.
Инфузории. В отличие от бактерий по цитоплазматическому мостику происходит обмен гаплоидными мужскими ядрами. Женские ядра, по сути, неподвижны и когда мужские доходят до них, происходит слитие. В результате клетки несколько раз делятся, после чего восстанавливают исходный, свойственный для них, набор ядер.
Водоросли. У водорослей происходит слитие безжгутиковых вегетативных клеток.

При конъюгации количество не увеличивается, происходит обмен генетическим материалом.

Понятие копуляция

Копуляция — это контакт во время которого пара разнополых гамет объединяются для создания одного ядра (зиготы):

Копуляция делится на несколько. Формируются одинаковые визуально гаметы. Однако по физиологии — одна мужская, вторая женская.
Анизогамия. В отличие от изогамии гаметы по морфологии и по физиологии отличаются. Оба действия присущи большинству водорослей.
Оогамия. Действие отличается от 2 предыдущих — гаметы разные. Женские — это довольно крупные яйцеклетки, мужские — мелкие сперматозоиды со жгутиками (у растений — спермии на которых жгутики отсутствуют, оплодотворяют яйцеклетку при помощи пыльцевой трубы). Оогамия присуща высшим растениям, животным и большему видов грибов.

В чем преимущество полового размножения

Научно известный факт, что бесполое деление сильно проигрывает противоположному. Оно характерно самым простейшим одноклеточным, некоторым видам грибов и водорослей. В результате такого процесса копируется исходный материал, то есть из поколения в поколение изменений нет.

Бесполое деление — удобный вариант. Не нужно искать партнера, проявлять заботу о потомстве, тратить излишнюю энергию.

Половое кардинально отличается — потеря огромного количества половых клеток, много энергозатрат, потомство появляется с меньшей скоростью. Почему все-таки высшие организмы выбирают половой способ размножения? Особь, появившаяся таким способом уникальна за счет рекомбинации родительских генов. Гамета несет эксклюзивный генетический код, соответственно у женской один, а у мужской другой в результате появляется третий — с новым набором генов.

Половое деление дает потомству не только новый облик, а еще и набор новых свойств. Например, кто-то плохо переносит мороз, кто-то его любит, кто-то болезненный, а кто-то нет.

Половое деление дает возможность организмам укрепляться, получать новые свойства, повышать жизнеспособность и выносливость видов. Окружающая среда динамична и регулярно терпит изменения и всегда нужны те, кто могут к этому приспособиться и быстро адаптироваться. По этой причине в процессе эволюции постоянно есть материал для работы.

Основные отличия

Отличия у конъюгации и копуляции довольно очевидные. При первом действии материнские клетки обмениваются геномами, при этом увеличение количества организмов не происходит. При втором процессе происходит наоборот — образуется значительное количество дочерних.

Половое размножение по сравнению с бесполым обеспечивает появление наследственно более разнообразного потомства. Формами полового процесса являются конъюгация и копуляция.

Конъюгация — своеобразная форма полового процесса, при которой оплодотворение происходит путем взаимного обмена мигрирующими ядрами, перемещающимися из одной клетки в другую по цитоплазматическому мостику, образуемому двумя особями. При конъюгации обычно не происходит увеличения количества особей, но происходит обмен генетическим материалом между клетками, что обеспечивает перекомбинацию наследственных свойств. Конъюгация типична для ресничных простейших (например, инфузорий), некоторых водорослей (спирогиры).

Копуляция (гаметогамия) — форма полового процесса, при которой две различающиеся по полу клетки — гаметы — сливаются и образуют зиготу. При этом ядра гамет образуют одно ядро зиготы.

Различают следующие основные формы гаметогамии: изогамия, анизогамия и оогамия.

При анизогамии (гетерогамии) формируются подвижные, различающиеся морфологически и физиологически гаметы. Такой тип полового процесса характерен для многих водорослей.

В случае оогамии гаметы сильно отличаются друг от друга. Женская гамета — крупная неподвижная яйцеклетка, содержащая большой запас питательных веществ. Мужские гаметы — сперматозоиды - мелкие, чаще всего подвижные клетки, которые перемещаются с помощью одного или нескольких жгутиков. Оогамия характерна для животных, высших растений и многих грибов.

Мейоз представляет собой 2 деления, следующих друг за другом. В результате чего образуются, как правило, четыре клетки (за исключением например, овогенеза, где после первого деления, вторая клетка дальше не делится, а редуцируется сразу).

В результате мейоза как правило три клетки из четырех редуцируются, остается одна, то есть происходит естественный отбор.

Интерфаза первого деления: клетка переходит из состояния 2n2c в 2n4c, так как произошла репликация ДНК.

Профаза:
В первом делении происходит важный процесс – кроссинговер. В профазе I мейоза, каждая из уже скрученных двухроматидных хромосом, унивалентов тесно сближается с гомологичной ей. Это называется конъюгация. Пара сблизившихся гомологичных хромосом называется бивалентом. Затем хроматида перекрещивается с гомологичной (несестренской) хроматидой на соседней хромосоме. Места скрещивания хроматид называется хиазмами. А потом кусочек хроматиды отрывается в месте хиазмы и перескакивает на другую (несестренскую) хроматиду. Произошла рекомбинация генов.
Результат: часть генов перекочевало с одной гомологичной хромосомы на другую.

До кроссинговера одна гомологичная хромосома обладала генами от материнского организма, а вторая от отцовского. А после обе гомологичные хромосомы обладают генами как материнского так и отцовского организма.
Значение кроссинговера таково: в результате этого процесса образуются новые комбинации генов, следовательно, больше наследственная изменчивость, следовательно, больше вероятность появления новых признаков, которые могут оказаться полезными.

Конъюгация при мейозе происходит всегда, а вот кроссинговер может и не произойти. Из-за этих всех процессов: конъюгация, кроссинговер профаза I более продолжительна, чем профаза II.

Метафаза: основное отличие первого деления мейоза от митоза - в митозе по экватору выстраиваются двухроматидные хромосомы, а в первом делении мейоза биваленты гомологичных хромосом, к каждой из которых прикрепляются нити веретена деления.

Анафаза: из-за того, что по экватору выстроились биваленты, происходит расхождение гомологичных двухроматидных хромосом. В отличие от митоза, в котором расходятся хроматиды одной хромосомы.

Телофаза: образовавшиеся клетки из состояния 2n4c становятся n2c, чем опять таки отличаются от клеток, образовавшихся в результате митоза: во-первых, они гаплоидны. Если в митозе по завершении деления образуются абсолютно идентичные клетки, то в первом делении мейоза каждая клетка содержит только одну гомологичную хромосому.

Интерфаза между первым и вторым делением — либо очень короткая, либо ее нет вовсе. Поэтому перед вторым делением не происходит репликация ДНК.

Читайте также: