I den moderna världen har det blivit vanligt att kalla allt som omger oss i tekniska termer. Mekanismen för reproduktion … Så här "döpte" forskare miraklet med födelsen av ett nytt liv.
Ett mirakel där vilken komponent som helst är så harmonisk, mångsidig och samtidigt oersättlig att man ibland bara kan bli förvånad. I många årtusenden har mänskligheten förbryllat frågan om äggs och kycklingars företräde, och naturen har länge haft svar på alla frågor. Rationalism och mångfald av lösningar för att upprätthålla stabiliteten hos en enskild art och samtidigt förvärva en mängd olika egenskaper hos vilda djur är oöverträffade.
Livets genetiska grund
En av dessa enheter är generationsväxlingen. Mångfalden av djur- och växtarter uppnås genom skapandet av olika kombinationer av genetiskt material. Generationsväxling är en speciell form av artbevarande under föränderliga miljöförhållanden, som främst finns hos många växter och lägre ryggradslösa djur. Den representerar förändringen av sexuell och asexuell reproduktion.
Vad orsakar lanseringen av en eller annan metod för reproduktion och vilka mål strävar de efter? För att svara på denna fråga är det nödvändigt att förstå djupare vad sexuell och asexuell reproduktion är och hur de skiljer sig åt, vilka fördelar och nackdelar de medför för en biologisk art.
Sexuell reproduktion
Processen för sexuell reproduktion involverar deltagande i skapandet av ett nytt liv för två individer, som var och en i sig är bärare av sin individuella uppsättning kromosomer i en spiralformad dubbelsträng av DNA. Denna unika uppsättning genetiskt material uttrycks i närvaron hos denna individ, och endast i henne, av vissa egenskaper, som hon delvis överför till sin avkomma.
När två individer deltar i processen för sexuell reproduktion, som var och en ger artens potentiella efterträdare dess halva uppsättning kromosomer, kommer nästa generation att ha egenskaperna hos båda föräldraorganismerna. Det är därför generationsväxlingen observeras i både enkla och komplexa livsformer som reproducerar genom sexuell fortplantning.
Vilket bidrag ger sexuell reproduktion till genpoolen hos en art
Även inom en relativt liten population kan uppsättningen av kombinationer av genetiskt material vara oändligt bred. Denna typ av reproduktion driver en politik för att införa mångfald i artpopulationens genetiska bakgrund. Mångfald kan också uppnås genom användning inom en etablerad population av nya exemplar av en given art, som är olika.sätt kan penetrera från utsidan. Eller, som till exempel i växter eller några coelenterater, på bekostnad av könsceller "med hemleverans" med hjälp av vind, vatten eller insekter.
En viktig punkt i sexuell fortplantning är att ange möjligheten till deltagande i den för övervägande friska och starkaste individer. Således möjliggör denna typ av reproduktion implementering av naturligt urval, vilket bidrar till möjligheten att fixa egenskaper som fungerar till förmån för denna art.
Asexuell reproduktion som en formel för multiplikatorn av antalet individer
Generationsväxling är ett system som används för att öka och underhålla en art, där asexuell reproduktion spelar en viktig roll. Av dess fördelar kan man säkert notera förmågan att snabbt öka populationsstorleken när miljöförhållanden som är gynnsamma för en given biologisk art uppstår. Bevarande och förbättring av befolkningens genetiska fond genom multipel kloning av redan existerande genkombinationer, vilket avsevärt ökar chansen för en art att delta i dessa kombinationer i ytterligare sexuell reproduktion.
Alternation av fenotyper i olika riken
Växlingen av generationer i alger beror på temperaturbakgrunden, vattnets kemiska sammansättning (särskilt s altkoncentrationen i det), varaktigheten av den dagliga ljusperioden, belysningens intensitet och årstidernas förändring. Alla dessa faktorer reglerar produktionen av vissa reproduktionsceller. Vissa växter producerar sporer, grunden för asexuellareproduktion, och kallas sporofyter. Växter som producerar könsceller för sexuell reproduktion (en könscell med en enda uppsättning kromosomer i kärnan) för reproduktion kallas gametofyter. Det finns alger som producerar båda typerna av könsceller (gameter och sporer), och de kallas därför gametosporofyter. Alger av alla dessa typer kan skilja sig från varandra både morfologiskt och biologiskt. Så den röda algen Porphyra Tenera i form av en sporofyt ser ut som trådar som förgrenar sig i en rad och tränger in i substratet, vilket kan vara kalkstenar eller blötdjursskal.
Sporofyter av denna art lever på stora djup, föredrar svagt ljus. Individer som är involverade i produktionen av celler för sexuell reproduktion (gametofyter) lever i form av plattor i ebb- och flodzonen på grunda djup under intensiv belysning. Röda alger, som är mer organiserade, uppvisar de mest olikartade och mest komplexa utvecklingscyklerna, där det sker en förändring i olika former av existens av organismer av samma art under livscykeln - heteromorf utveckling.
Vem kännetecknas av reproduktion genom gametosporofyter
Gametosporofyter är typiska för många arter av gröna, bruna och röda alger. Växlingen av generationer observeras i dem i produktionen av reproduktionsceller av båda typerna: sporer och gameter, som förekommer vid olika tidpunkter och på grund av förändringar i miljöförhållanden. Överensstämmelse mellan manifestationer av egenskaper i fenotypen och motsvarandeförändringar i miljön - den främsta evolutionära faktorn som ger en drivande form av urval.
Växling av generationer i växter och djur: vad är likheterna mellan två olika riken
Klassificering, som delar upp den levande världen i 4 kungadömen, förenklar avsevärt uppfattningen om biologisk vetenskap i de tidiga stadierna av dess studie. Men med en mer fördjupad kurs blir det tydligt att det i den befintliga klassificeringen finns många mellanfall. Sålunda är generationsväxlingen i coelenterater av särskilt intressant karaktär. I livscykeln har generationer av sexuell och asexuell reproduktion ett annat utseende, leder en radik alt annorlunda livsstil, bor på olika platser och äter olika. Vid metagenes sker en växling av livsformer: polyper och maneter. Polyper fästa vid substratet leder en stillasittande livsstil. Polyper kännetecknas av asexuell fortplantning genom att nya dotterindivider spirar från moderns organism med identisk genetisk sammansättning, som också tillbringar sina liv i form av polyper. Näring utförs genom att filtrera massor av vatten, med vars ström mikroskopiska organiska partiklar förs, vilka tjänar som föda för kroppen.
Polyper kan organisera enorma samhällen. På samma sätt skapar generationsväxlingen i coelenterates under lång tid koloniala former av polyper i form av korallrev. När vissa förhållanden uppstår, som är individuella för varje art (förändring i temperatur, tidår, förändringar i undervattensströmmar, månens fas, tiden för migrationer etc.), polyper knoppar små maneter. Maneter är rörliga, rör sig lätt i vattenpelaren och är rovdjur i sitt sätt att äta. Maneter växer upp till en ålder av sexuell beredskap och fortsätter artens utvecklingscykel genom sexuell reproduktion. Rörliga larver utvecklas från befruktade celler, som sätter sig på botten, fäster vid substratet, förlorar sin rörlighet och växer till en polyp. Generationsväxling är en livscykel som genomgår en art som ständigt stängs och återgår till sitt ursprungliga stadium, men med en annan uppsättning kromosomer och därför med olika karaktärer.
Mossor reproducerar sig också sexuellt
Växling av generationer observeras i högre växter, inklusive mossor. Ett karakteristiskt drag för denna växtavdelnings livscykel är det faktum att den dominerande livsformen är gametofyten i form av en grön perenn växt med bladliknande utväxter och rhizoider, vilket vi observerar. Generationsväxlingen i mossor tillhandahålls av sporofyten, som är ett asexuellt stadium av utvecklingscykeln, representerat av en liten låda på en stjälk med sporer, förbunden med gametofyten av fötterna, genom vilken den fysiologiska tillförseln av sporer sker. Sporofyten har en kort livslängd och kan inte slå rot på egen hand. Torkar ut efter mognad och utslag av sporer.
Varför i biologi 1+1=3
Med det ovanstående kan vi dra slutsatsen att båda metoderna för reproduktion har sin egen evolutionära betydelse. Generationsväxlingen är en processsäkerställa konsolideringen av de nödvändiga egenskaperna och avvisandet av onödiga, manifesterade i fenotypen, på grund av naturligt urval. Endast vid asexuell fortplantning kommer spontana mutationer att "underkastas bedömningen" av naturligt urval, och vid sexuell fortplantning, förutom mutationer, kommer tecknen från båda föräldrarnas individer att visas i fenotypen.
Varför i evolutionsbiologin, när man talar om sexuell reproduktion, är summan av två enheter inte lika med två (1+1≠2)? För som ett resultat av befruktningen får barnet en uppsättning gener som inte är identisk med någon förälder. En individ kommer inte att bära en moderlig eller faderlig gen, utan kommer att utvecklas baserat på informationen som kom från föräldrarna. Hon kommer att vara bärare av den tredje, unika och oefterhärmliga genotypen, så biologer löser det matematiska exemplet lite annorlunda. Det är detta som säkerställer generationsväxlingen i växter och däggdjur, där det för varje ny pånyttfödelse av det genetiska materialet blir mer komplext, elegant och perfekt!
