Пластиды. Вегетативное размножение

Из стромы импортируемые  белки согласно дополнительным сигнальным последовательностям могут включаться в мембраны пластиды (тилакоиды, ламеллы стромы, внешняя и внутренняя мембраны) или локализоваться в строме, входя в состав рибосом, ферментных комплексов цикла Кальвина и др.

Удивительное сходство структуры  и энергетических процессов у  бактерий и митохондрий, с одной  стороны, и у синезеленых водорослей и хлоропластов – с другой, служит веским аргументом в пользу теории симбиотического происхождения этих органелл. Согласно этой теории, возникновение эукариотической клетки прошло через несколько этапов симбиоза с другими клетками. На первой стадии клетки типа анаэробных гетеротрофных бактерий включили в себя аэробные бактерии, превратившиеся в митохондрии. Параллельно этому в клетке-хозяине прокариотический генофор формируется в обособленное от цитоплазмы ядро. Так могли возникнуть гетеротрофные эукариотические клетки. Повторные эндосимбиотические взаимоотношения между первичными эукариотическими клетками и синезелеными водорослями привели к появлению в них структур типа хлоропластов, позволяющих клеткам осуществлять автосинтетические процессы и не зависеть от наличия органических субстратов. В процессе становления такой составной живой системы часть генетической информации митохондрий и пластид могла изменяться, перенестись в ядро. Так, например две трети из 60 рибосомных белков хлоропластов кодируется в ядре и синтезируются в цитоплазме, а потом встраивается в рибосомы хлоропластов, имеющие все свойства прокариотических рибосом. Такое перемещение большой части прокариотических генов в ядро привело к тому, что эти клеточные органеллы, сохранив часть былой автономии, попали под контроль клеточного ядра, определяющего в большей степени все главные клеточные функции.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2. Размножение как одно из свойств живого организма. Вегетативное размножение

Организмы обладают важным биологическим свойством - способностью размножаться, т. е. воспроизводить потомство. Благодаря этой способности поддерживается и продолжается существование всех форм живых существ. Через размножение  же осуществляется и их развитие и  совершенствование. Так, возникающие  в родительском поколении изменения  и новые ценные свойства через  размножение наследуются потомством.

Размножение дает начало жизни  новым организмам, новым поколениям и тем самым оно сохраняет  и поддерживает жизнь живых существ.

В процессе эволюции живой  природы тип размножения не остается постоянным, а изменяется, переходя от простых форм размножения к  более сложным формам.

Выделяют два типа размножения - бесполое и половое.

Бесполый тип размножения  более прост и его биологическая  роль в процессе эволюции меньше, чем  полового.

Бесполое размножение  широко распространено у бактерий, водорослей. При нем происходит деление  бактерии, представляющей собою организм, состоящий из одной клетки, на две  новые клетки.

Бесполое размножение  может осуществляться также путем  побегов, корневищ, отводков, что распространено у многих высших растений. Так, например, всем известно, как трудно бороться с такими сорняками, как пырей  и осот, потому что кусочек корневища, оставшийся в земле, может воспроизвести  новый организм бесполым размножением. В садоводстве и полеводстве  часто используют этот способ для  быстрого размножения полезных растений.

Бесполое размножение  простым делением встречается, но значительно  реже, и у животных (у одноклеточных  животных вроде амебы и инфузорий, у некоторых червей). На рис. 3 изображено бесполое деление амебы и червя.

 
Рис. 3. Размножение простейших животных делением

При вегетативном размножении  жизнь организма, из которого образовалось потомство, как бы продолжается, а  не возникает заново.

Так, поставленная в воду срезанная ветка даст корни и  будет продолжать развитие с того состояния, в котором находилось дерево, с которого она была взята. Ветка, срезанная с дерева весной, распустит почки и будет зеленеть; ветка, срезанная осенью, даст опадание листьев.

Более сложный и биологически более полезный в эволюционном отношении  тип размножения - половой. При этом типе размножения в различных организмах (мужских и женских) вырабатываются специальные половые клетки: в женском организме - яйцеклетки, в мужском - живчики. Слияние женских клеток с мужскими создает новый организм. При этом размножении жизнь возникает заново и создавшийся при половом размножении организм должен пройти вновь все этапы развития, присущие данному виду растений или животных.

Так, например, в оплодотворенном  яйце курицы развивается при определенных температурных условиях куриный  зародыш, который вылупляется из яйца в виде цыпленка, развивающегося затем в половозрелое животное, - таким образом, половые клетки родителей создали новый организм.

Для возникновения нового организма необходимо не только наличие  специальных половых клеток, но также  необходим очень сложный процесс  их слияния, объединения, получивший название оплодотворения.

Объединением яйцеклетки с живчиками начинается первый этап индивидуального развития нового организма, с которого человек уже направленно  может влиять на него и формировать  желательные свойства. Вот почему в мичуринской биологии одним  из главных разделов является раздел, разрабатывающий теоретические  основы управления развитием организма  через оплодотворение в процессе полового размножения.

Биологическую роль полового размножения вскрыл впервые Ч. Дарвин. Под влиянием идеалистических теорий менделизма-морганизма-вейсманизма  эти исследования Дарвина были забыты многими биологами. И только благодаря  работам наших отечественных  ученых К. А. Тимирязева и особенно И. В. Мичурина и академика Т. Д. Лысенко  труды Дарвина по оплодотворению были углублены и достигнуто правильное понимание значения полового размножения  и биологической сущности процесса оплодотворения.

Биологическое значение полового размножения в процессе эволюции заключается в том, что оно  создает более сильное, более  жизненное потомство, чем потомство, получаемое от бесполого размножения.

Как мы уже говорили, организм, полученный от вегетативного размножения, продолжает тот этап развития, в  котором находился организм, отделивший этот новый, т. е. срезанная ветка  дерева, превращенная в самостоятельный  организм, будет иметь тот же возраст  и тот же этап развития, какие  имело дерево, от которого ее отделили. У потомства, полученного от вегетативного  размножения, обнаруживается понижение  жизненности и как бы преждевременное  одряхление.

Интересным примером этого  служит работа Т. Д. Лысенко с пирамидальным  тополем. Это быстро растущее дерево, очень нужное для полезащитных насаждений, имеет один большой недостаток - оно быстро стареет и начинает суховершинить. Академик Т. Д. Лысенко вскрыл причину этого и нашел меры борьбы. Ранняя суховершинность, т. е. раннее старение объясняется тем, что пирамидальный тополь размножается у нас ветками и черенками, т. е. вегетативным бесполым путем. Разводя его так многие столетия, мы получаем с каждым поколением все менее жизненные организмы. Половым же путем тополь не размножался, так как деревьев, имеющих женские цветки, в Советском Союзе оказалось очень мало, а деревья с мужскими цветками после цветения не могут оставить потомства. Вот почему размножения тополя семенами не происходило.

По заданию академика  Т. Д. Лысенко были отысканы редко  встречающиеся экземпляры деревьев с женскими цветками. Было произведено  искусственное опыление этих цветков  пыльцой и получены семена. Из полученных семян выращены были еще перед  Великой Отечественной войной тополевые  сеянцы, обладающие крепостью, скорым ростом и выносливостью. Такое потомство от полового размножения тополя будет более долголетним и не имеет преждевременной суховершинности.

Из этого примера видно, что половое размножение имеет  большое значение в создании крепкого, жизненного потомства. Это означает, что половое размножение биологически полезно в жизни животных и  растений.

Чем же это можно объяснить?

Биологическая польза полового размножения связана с тем, что  в новом организме, полученном от объединения половых клеток родительского  поколения, создается более широкая  приспособленность к условиям жизни, чем у каждого из родителей  в отдельности. Это происходит вследствие того, что в результате оплодотворения объединяются приспособленность к  одним условиям через половые  клетки отца и приспособленность  к другим условиям жизни - через половые  клетки матери. Потомство от полового размножения, более широко приспособленное к условиям жизни, будет и более выносливым, более крепким, более жизненным. Учение о жизненности разработано Т. Д. Лысенко.

 

Вегетативное размножение -  образование новой особи из части родительской, один из способов бесполого размножения, свойственный многоклеточным организмам. Некоторые биологи противопоставляют вегетативному размножению бесполому размножению одноклеточных как возникшее вторично и независимо в разных группах организмов.

Вегетативное размножение, так же как и бесполое размножение одноклеточных, приводит к образованию клонов — генетически однородных групп особей. У растений и грибов вегетативное размножение происходит путём отделения неспециализированных участков таллома (у мн. водорослей и высших грибов) или образования специализированных участков таллома (выводковые почки водоросли сфацелярии, клубеньки харовых водорослей, соредии и изидии у лишайников, споры у грибов и т. д.).

У высших растений в основе вегетативное размножение лежит способность к регенерации. Естественное неспециализированное вегетативное размножение осуществляется у них при распадении материнской особи на 2 или более дочерних вследствие перегнивания протонемы или слоевища (у моховидных), разрушения старых участков наземно-ползучих и полегающих побегов (у плауна, голосеменных и цветковых растений) и неспециализированных эпигеогенных корневищ (у папоротников и цветковых растений).

Специализированное вегетативное размножение — отделение от материнской особи развитых дочерних особей или их зачатков (опадающие пазушные почки, придаточные почки на листьях или корнях, выводковые корзиночки моховидных), возникающих из специализированных побегов размножения (клубни, луковицы, клубнелуковицы, столоны, гипогеогенные корневища). У цветковых растений с опадающими пазушными или придаточными почками В. р. осуществляется ежегодно, у одно- или двулетних растений, размножающихся клубнями, луковицами, корневищами,— ежегодно или раз в 2—3 года, у многолетних растений с длительно существующими подземными побегами — 1 раз в несколько лет (от 5—10 у сныти обыкновенной до 100—150 у липы). У видов, обладающих специализированными побегами, вегетативное размножение сопровождается вегетативным разрастанием и освоением дочерними особями новых территорий (например, мать-и-мачеха). Различные сочетания способов вегетативного размножения и вегетативного разрастания приводят к появлению клонов разных типов, которые используются в растениеводстве.

У животных вегетативное размножение осуществляется либо путём деления (обособление частей тела, принадлежащих ранее единому индивидууму, причём каждая часть дополняет себя до состояния целого индивидуума), либо посредством почкования. Способностью к вегетативному размножению среди многоклеточных обладают губки, кишечнополостные, плоские черви, мшанки, некоторые кольчецы, из хордовых — оболочники.

 Рис. 4. Вегетативное размножение: 1 — выводковыми почками (на слоевище мха маршанции); 2 — придаточными почками (лист брионии); 3 — придаточными почками (на корневой системе осота полевого); 4 — ползучими стеблями (земляника).

 

Список  использованной литературы

 

1. Биологический энциклопедический словарь. Гл. ред. М. С. Гиляров; Редкол.: А. А. Бабаев, Г. Г. Винберг, Г. А. Заварзин и др. — 2-е изд., исправл. — М.: Сов. Энциклопедия, 1986.
2. Биология. Пособие для поступающих в вузы / А.Г. Мустафин, Ф.К. Лагнуев, Н.Г. Быстренина и др., под ред. В.Н. Ярыгина. – М.: Высшая школа, 2008.
3. Биология. Современная иллюстрированная энциклопедия.» Гл. ред. А. П. Горкин; М.: Росмэн, 2006.
4. Биология. Справочник студента / А.А. Каменский, А.И. Ким, Л.Л. Великанов, О.Д. Лопина, С.А. Баландин, М.А. Валовая, Г.А. Беляков. – М.: Физиологическое общество «СЛОВО» ОО Изд-во АСТ», 2006.
5. Биология. Справочник школьника и студента / Под ред. З. Брема, И. Мейнке. – М.: Дрофа, 2009.
6. Васильев А.Е., Воронин Н.С., Еленевский А.Г., Серебрякова Т.И., Шорина Н.И. Ботаника: морфология и анатомия растений. – М: «Просвещение», 1988.
7. Вахненко Д.В., Гарнизоненко Т.С., Колесников С.И. Биология с основами экологии. Учебник для вузов / Д.В. Вахненко, Т.С. Гарнизоненко, С.И. Колесников. – Ростов-на-Дону: Феникс, 2009.
8. Краснодембский Е. Г. Общая биология: Пособие для старшеклассников и поступающих в вузы. М., 2010.
9. Яковлев Г.П., Челомбитько В.А. Ботаника – СПб.: СпецЛит, Издательство СПХФА, 2003.