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Kapitel 2. Reproduktion und individuelle Entwicklung von Organismen

Nachdem Sie dieses Kapitel gelesen haben, werden Sie Folgendes lernen:

wie sich verschiedene Arten lebender Organismen vermehren;

Wie teilt sich eine Zelle?

wie Gameten gebildet werden und die Befruchtung stattfindet;

wie sich der Embryo entwickelt.

Die Fortpflanzung ist eine der wichtigsten Eigenschaften lebender Organismen. Ausnahmslos alle Lebewesen sind zur Fortpflanzung fähig. Nur die Vermehrung, also die Vermehrung der eigenen Art, ermöglicht das Überleben aller Arten von Bakterien, Pilzen, Pflanzen und Tieren.

Die Fortpflanzungsmethoden in verschiedenen Organismen können sehr unterschiedlich sein, aber die Zellteilung ist die Grundlage jeder Art der Fortpflanzung.

Die Zellteilung erfolgt jedoch nicht nur bei der Vermehrung von Organismen, wie sie bei einzelligen Lebewesen - Bakterien und Protozoen - vorkommt. Die Entwicklung eines vielzelligen Organismus aus einer einzelnen Zelle umfasst Milliarden von Zellteilungen. Darüber hinaus übersteigt die Lebensdauer eines vielzelligen Organismus die Lebensdauer der meisten seiner konstituierenden Zellen. Daher müssen sich fast alle Zellen mehrzelliger Lebewesen teilen, um absterbende Zellen zu ersetzen. Eine intensive Zellteilung ist bei Verletzungen des Körpers erforderlich, wenn es darum geht, beschädigte Organe und Gewebe wiederherzustellen.

§ 31. Formen der Fortpflanzung von Organismen. asexuelle Reproduktion

1. Welche Art der Reproduktion ist die älteste?

2. Sind alle Lebewesen zur Fortpflanzung fähig?

Reproduktion - Dies ist eine universelle Eigenschaft lebender Organismen, die in der Fähigkeit besteht, ähnliche Individuen ihrer eigenen Art zu produzieren. Dank der Fortpflanzung gibt es einen endlosen Generationswechsel jeder Art. Bei der Reproduktion können einzigartige Kombinationen von genetischem Material auftreten, die zum Auftreten erblicher Veränderungen im Körper führen. So entsteht die genetische Vielfalt von Individuen innerhalb derselben Art und es werden die Grundlagen für die Variabilität und Weiterentwicklung der Art gelegt.

Fortpflanzung ist eine notwendige Bedingung für die Existenz des Lebens auf der Erde.

Asexuelle Reproduktion. Die älteste Form der Fortpflanzung auf unserem Planeten ist die asexuelle Fortpflanzung. Es besteht in der Teilung eines einzelligen Organismus (oder einer oder mehrerer Zellen eines vielzelligen Organismus) und der Bildung von Tochterindividuen. Häufiger findet sich diese Fortpflanzungsform bei Prokaryoten, Pflanzen, Pilzen und Protozoen, sie wird auch bei einigen Tierarten beobachtet.

Arten der asexuellen Fortpflanzung. Betrachten Sie die wichtigsten Arten der asexuellen Fortpflanzung.

Reproduktion nach Teilung. In Prokaryoten verdoppelt sich vor der Teilung das Einzelringchromosom, eine Trennwand erscheint zwischen den beiden Tochterchromosomen und die Zelle teilt sich in zwei Teile.

Viele einzellige Algen (z. B. Chlamydomonas, grüne Euglena) und Protozoen (Amöben) teilen sich durch Mitose und bilden zwei Zellen.

Fortpflanzung durch Sporen. Kontroverse- Dies sind spezialisierte haploide Zellen von Pilzen und Pflanzen (nicht zu verwechseln mit Bakteriensporen!), die der Vermehrung und Ansiedlung dienen. Bei Pilzen und niederen Pflanzen werden Sporen durch Mitose gebildet, bei höheren Pflanzen durch Meiose.

In Samenpflanzen haben Sporen die Besiedlungsfunktion verloren, sind aber ein notwendiger Schritt im Reproduktionszyklus.

Vegetative Reproduktion. Die oben vorgestellten Methoden der asexuellen Fortpflanzung verbindet die Tatsache, dass sich in all diesen Fällen aus einer einzelnen Zelle eines ein- oder mehrzelligen Elternteils ein neuer Organismus entwickelt. Bei der asexuellen Fortpflanzung vielzelliger Organismen entwickelt sich der Nachwuchs jedoch sehr häufig aus einer Gruppe von Elternzellen. Diese Art der asexuellen Fortpflanzung nennt man vegetativ. Es gibt verschiedene Arten der vegetativen Vermehrung. Der erste ist Vermehrung von Pflanzen durch Teile vegetativer Organe(Teil von Thallus, Stengel, Wurzelstiel) oder spezielle Modifikationen von Trieben(Rhizom, Knolle, Knolle).

Eine andere Art der vegetativen Vermehrung ist Zersplitterung, ist ein Prozess, der auf Regeneration basiert. So entsteht beispielsweise aus einem Fragment des Körpers eines Regenwurms ein ganzes Individuum. Allerdings ist zu beachten, dass eine Fragmentierung unter natürlichen Bedingungen insbesondere bei Polychaetenwürmern, Schimmelpilzen und einigen Algen (Spirogyra) selten ist.

Die dritte Art der vegetativen Vermehrung - Knospung. In diesem Fall beginnt sich eine Gruppe von Zellen des Elternindividuums gemeinsam zu teilen, wodurch ein Tochterindividuum entsteht, das sich für einige Zeit als Teil des Mutterorganismus entwickelt und sich dann von ihm trennt (Süßwasserhydra) oder Kolonien bildet viele Individuen (Korallenpolypen).

Bedeutung der asexuellen Fortpflanzung. Die asexuelle Fortpflanzung ermöglicht es Ihnen, die Anzahl der Individuen dieser Art unter günstigen Bedingungen schnell zu erhöhen. Aber bei dieser Fortpflanzungsmethode haben alle Nachkommen einen identischen Genotyp wie die Eltern. Bei asexueller Fortpflanzung kommt es folglich praktisch zu keiner Zunahme der genetischen Vielfalt, was bei Bedarf zur Anpassung an veränderte Lebensbedingungen sehr nützlich sein könnte. Aus diesem Grund reproduziert sich die überwiegende Mehrheit der lebenden Organismen periodisch oder ständig sexuell.

Asexuelle Reproduktion. Vegetative Reproduktion.

1. Welche Art der Fortpflanzung wird als asexuell bezeichnet?

2. Welche Arten der asexuellen Fortpflanzung werden unterschieden?

3. Welche biologische Bedeutung hat die asexuelle Fortpflanzung?

Eine besondere Art der vegetativen Vermehrung von Organismen ist Polyembryonie. Dabei wird der Embryo (Embryo) höherer Tiere kurz nach der Entstehung in mehrere Fragmente geteilt, die sich jeweils unabhängig voneinander zu einem vollwertigen Individuum entwickeln. Eine solche Teilung von Embryonen findet man beispielsweise bei Gürteltieren. Polyembryonie umfasst auch die Bildung von eineiigen Zwillingen beim Menschen. In diesem Fall bildet die durch gewöhnliche Befruchtung entstandene Zygote, die sich aufteilt, einen Embryo, der aus noch nicht vollständig verstandenen Gründen in mehrere Teile geteilt wird. Jeder dieser Teile durchläuft den Weg der normalen embryonalen Entwicklung, was zur Geburt von zwei oder mehr praktisch identischen Babys führt, die immer das gleiche Geschlecht haben. Die Geburtenrate eineiiger Zwillinge übersteigt nicht eine von 250 normalen Geburten. Aber manchmal ist die Trennung des sich entwickelnden Embryos unvollständig. Dabei entstehen Organismen, die gemeinsame Körperteile oder innere Organe haben. Solche eineiigen Zwillinge werden gewöhnlich Siamesen genannt, zu Ehren von Chang und Eng Bunker, die in Thailand (damals Siam) geboren wurden (Abb. 50). Chang und Eng waren im Brustbereich durch ein dichtes, ca. 9 cm dickes Band verbunden, das wohl schon damals operativ getrennt werden konnte, womit sie aber nicht einverstanden waren. Nachdem sie zwei amerikanische Schwestern geheiratet hatten, wurden sie wohlhabende Bauern. Ihre Frauen hatten insgesamt 22 Kinder.

Manchmal macht die Natur schwerwiegendere Fehler. In Frankreich wurde ein junges Mädchen, das an Anämie und Wirbelsäulenverkrümmung litt, während einer medizinischen Untersuchung unerwartet in der Bauchhöhle eines Babyfötus gefunden. Dieser Embryo befand sich jedoch nicht in der Gebärmutter, sondern war durch Blutgefäße mit den Gefäßen der Bauchhöhle verbunden, da der Embryo schnell wuchs, musste er chirurgisch entfernt werden, sonst wäre seine „Mutter“ gestorben. Der Embryo erreichte eine Länge von 30 cm. Wie konnte ein solcher Naturfehler entstehen? Anscheinend begann sich eine der Zellen der Bauchhöhle des Mädchens zu teilen, wie sich eine Zygote nach der Befruchtung aufteilt, und es entstand ein neuer menschlicher Organismus. Der Fötus war jedoch von vornherein zum Scheitern verurteilt und hätte niemals ein vollwertiges, gesundes Kind werden können, da er sich an der falschen Stelle entwickelt und nicht mit den notwendigen Hormonen und Nährstoffen versorgt wurde. Nach der Entnahme des Embryos erholte sich das Mädchen schnell und ihre inneren Organe, die durch den wachsenden Embryo zusammengedrückt wurden, begannen sich normal zu entwickeln.

Reis. 50. Siamesische Zwillinge

Diskutieren Sie, welche Schlussfolgerungen aus der Analyse dieser Informationen gezogen werden können.

§ 32. Formen der Fortpflanzung von Organismen. sexuelle Fortpflanzung

1. Was ist der Vorteil der sexuellen Fortpflanzung gegenüber der asexuellen?

2. Nennen Sie Beispiele für Organismen, die sich hauptsächlich ungeschlechtlich vermehren.

Methoden der sexuellen Fortpflanzung. Während der sexuellen Fortpflanzung entstehen Individuen jeder nächsten Generation als Ergebnis der Fusion zweier spezialisierter haploider Zellen - Gameten. Am häufigsten werden Gameten in speziellen Organen männlicher und weiblicher Individuen gebildet. Die biologische Bedeutung der sexuellen Fortpflanzung besteht darin, die genetischen Informationen der elterlichen Individuen zu kombinieren und dadurch die genetische Vielfalt der Nachkommen und ihre Lebensfähigkeit zu erhöhen.

Anscheinend historisch ältere bisexuelle Tiere - Hermaphroditen, wie Hohltiere, Flach- und Ringelwürmer, einige Weichtiere. Aber im Laufe der Evolution begann sich durchzusetzen getrennte Arten.

Der sexuelle Prozess ist vor sehr langer Zeit entstanden. Seine einfachsten Formen werden in Bakterien und Protozoen beobachtet. Zum Beispiel wird in Ciliaten-Schuhen der sexuelle Prozess genannt Konjugation. Dabei nähern sich zwei Wimpertierchen einander an und tauschen Teile des Erbguts miteinander aus. Gleichzeitig erwerben beide Ciliaten neue Eigenschaften, die für das Überleben unter veränderten Umweltbedingungen nützlich sind. Die Anzahl der Individuen nimmt jedoch nicht gleichzeitig zu, weshalb die Konjugation bei Ciliaten als sexueller Prozess und nicht als Fortpflanzung bezeichnet wird.

Bei einigen einzelligen Organismen wird eine Art sexueller Prozess beobachtet, der als bezeichnet wird Kopulation. Bei der Kopulation verwandeln sich ganze Zellorganismen in nicht voneinander zu unterscheidende Gameten und verschmelzen zu einer Zygote. In den ältesten Organismen wird nur eine Art von Gameten gebildet; Sie können nicht sagen, ob sie weiblich oder männlich sind. Diese Art des sexuellen Prozesses wird genannt Isogamie. Im Laufe der Evolution traten jedoch signifikante Unterschiede zwischen weiblichen Gameten (Eiern) und männlichen Gameten (Spermatozoen) auf. Derzeit sind die Eier der überwiegenden Mehrheit der Tiere groß und unbeweglich, während die Spermien sehr klein und bewegungsfähig sind. Diese Art von sexuellem Prozess (bei dem zwei Arten von Gameten gebildet werden) wird genannt Heterogamie.

Eizellen. Bei Tieren werden Eier in den weiblichen Keimdrüsen produziert. Eierstöcke. Normalerweise sind Eier rundliche, relativ große Zellen, die im Zytoplasma einen Nährstoffvorrat in Form eines Eigelbs enthalten. In den Kernen der Eizellen befinden sich neben DNA auch Ersatz-mRNAs, in denen die Struktur einiger der wichtigsten Proteine ​​​​des zukünftigen Embryos aufgezeichnet ist. Tierische Eier werden je nach Menge und Verteilung des Eigelbs in der Zelle in mehrere Arten eingeteilt. Bei Weichtieren und Lanzetten ist beispielsweise das Eigelb gleichmäßig in der Zelle verteilt, der Zellkern befindet sich in der Mitte und das Ei selbst ist klein. Einige Fische, Vögel, Reptilien und eierlegende Säugetiere haben viel Eigelb in der Zelle, und das Zytoplasma mit dem Zellkern ist zu einem der Pole der Zelle verschoben. Das Ei selbst kann bei diesen Tieren sehr groß sein. Bei Plazentasäugern sind die Eier klein und haben einen Durchmesser von 0,1–0,2 mm. Sie enthalten praktisch kein Eigelb, und der zukünftige Embryo kann sich nur auf Kosten des Körpers der Mutter ernähren.

Spermatozoen. Bei Tieren werden Spermien in den männlichen Keimdrüsen gebildet - Hoden. Bei den meisten Säugetieren, einschließlich des Menschen, befinden sich die Hoden in einem speziellen Vorsprung der Bauchdecke - dem Hodensack. Der Hodensack spielt die Rolle eines "physiologischen Kühlschranks", denn dank ihm halten die Hoden eine niedrigere Temperatur als im ganzen Körper - 33-34 ° C. Diese Temperatur ist Voraussetzung für die Reifung normaler Spermien.

Spermien sind normalerweise sehr kleine Zellen. Beispielsweise beträgt die Länge des menschlichen Spermienkopfes nur 4,5–5,5 Mikrometer. Es besteht aus einem Kopf, der fast vollständig von einem Zellkern mit haploidem Chromosomensatz besetzt ist; Hals, in dem es eine ähnliche Struktur wie Zentriolen und Mitochondrien gibt; ein Schwanz, der aus Mikrotubuli besteht und die Mobilität des gesamten Spermiums gewährleistet. Vor dem Spermienkopf befindet sich ein modifizierter Golgi-Komplex, der sogenannte Golgi-Komplex Akrosom. Es speichert ein spezielles Enzym, das notwendig ist, um die Eihülle aufzulösen, ohne die eine Befruchtung nicht möglich ist.

Gameten. Hermaphroditen. Konjugation. Kopulation. Isogamie. Heterogamie. Eierstöcke. Hoden.

1. Was ist der Unterschied zwischen Konjugation und Kopulation?

2. Wo werden die Eier gebildet?

3. Wozu dient das Spermienakrosom?

Die Eizelle des Quastenflossers hat einen Durchmesser von etwa 10 cm und der Knorpelfisch des Heringshais bis zu 23 cm.

§ 33. Entwicklung der Keimzellen

1. In welchen Drüsen entwickeln sich Gameten?

2. Welchen Chromosomensatz haben Gameten?

Gametogenese. Der Prozess der Bildung von Keimzellen - Gameten - wird genannt Gametogenese. Die Bildung von Eiern heißt Oogenese, und Spermien Spermatogenese.

Es gibt viele Gemeinsamkeiten zwischen diesen beiden Prozessen (Abb. 51), und es werden mehrere Phasen in ihnen unterschieden.

Die erste Phase der Gametogenese wird genannt Zuchtphase. Während dieser Phase teilen sich Urkeimzellen wiederholt durch Mitose, wobei ein diploider Chromosomensatz in den Kernen erhalten bleibt. Dadurch steigt die Zahl der zukünftigen Gameten. Bei männlichen Säugetieren (einschließlich Menschen) setzt sich dieser Prozess vom Beginn der Pubertät bis ins hohe Alter fort. Aber bei weiblichen Säugetieren teilen sich primäre Keimzellen nur während der intrauterinen Entwicklung des Fötus und bleiben bis zur Pubertät in Ruhe.

Die zweite Phase der Gametogenese Wachstumsphase. Während dieser Zeit nehmen zukünftige Spermien und Eier an Größe zu, es findet eine DNA-Replikation statt und es werden Substanzen gespeichert, die für nachfolgende Teilungen erforderlich sind.

Die dritte Phase der Gametogenese wird genannt Reifephase. Während dieser Phase teilen sich zukünftige Gameten durch Meiose, wodurch aus jeder diploiden Zelle 4 haploide Zellen entstehen.

Merkmale der Spermatogenese und Oogenese. Bei der Bildung von Spermien ist jede der vier Tochterzellen vollständig und in der Lage, die Eizelle zu befruchten. Aber während der Reifung von Eizellen verläuft die meiotische Teilung anders: Das Zytoplasma wird ungleichmäßig zwischen den Tochterzellen verteilt. In diesem Fall wird nur eine der vier gebildeten Zellen zu einem lebensfähigen Ei, und die anderen drei Tochterzellen werden zu sogenannten Leitkörper mit einem minimalen Nährstoffgehalt (siehe Abb. 51), die dann zerstört werden. Die Bedeutung der Bildung von Richtkörpern besteht darin, die Anzahl reifer befruchtungsfähiger Eier zu verringern. Und als Ergebnis hat ein reifes Ei eine ausreichende Menge an Nährstoffen.

Bei der Spermatogenese wird noch eine letzte Phase unterschieden - Gründungsphase. Sein Wesen liegt darin, dass in Spermien, insbesondere einem Flagellum, spezifische Anpassungen entstehen und sie Mobilität erlangen.

Obwohl sehr viele Eier in den weiblichen Embryo gelegt werden, werden nur wenige von ihnen reif. In der Zeit, in der eine Frau gebärfähig ist, werden schließlich etwa 400 Eizellen gebildet. Und viele Spermien reifen während seines Lebens im Körper eines Mannes - bis zu 10 10.

Reis. 51. Schema der Gametogenese beim Menschen

Wie wir bereits gesagt haben, beginnt die Oogenese bei einem zukünftigen Mädchen im Embryonalstadium, und zum Zeitpunkt der Geburt hat ihr Körper bereits einen vollständigen Satz zukünftiger Eier. Sie werden bis zur Pubertät im Ruhezustand in den Eierstöcken gespeichert und gelangen dann unter der Wirkung von Hormonen jeden Monat in das Lumen der Eileiter und bewegen sich in Richtung Gebärmutter. An diesem Punkt kann es zu einer Befruchtung kommen. Vor der Freisetzung des Eies aus dem Eierstock endet die erste Teilung der Meiose und die zweite Teilung erreicht die Metaphase. Sie endet erst nach der Befruchtung, falls vorhanden.

Zum Zeitpunkt der Teilung sind Keimzellen besonders empfindlich gegenüber der Wirkung verschiedener schädlicher Faktoren: Strahlung, Chemikalien (Alkohol, Drogen, Gifte usw.). Eine Strahlendosis, die keine merklichen Veränderungen im Körper verursacht, kann zu erheblichen Gametenschäden führen. Besonders gefährlich sind die negativen Auswirkungen auf die Eier. Schließlich beginnen sich diese Zellen bereits im Embryo zu bilden, und ihr Vorrat kann während des Lebens nicht wieder aufgefüllt werden. Daher steigt mit jeder schädigenden Wirkung auf die Eier die Wahrscheinlichkeit genetischer Anomalien bei den Nachkommen.

Gametogenese. Oogenese. Spermatogenese. Führungskörper.

1. Wo werden bei Tieren Keimzellen gebildet?

2. Was bestimmt in der Regel die Größe der Eier?

3. Was sind die Phasen der Gametogenese?

4. Was sind die strukturellen Merkmale des Spermiums?

5. Wann und wo endet die Mitose während der Eireifung?

6. Was sind Zielkörper? Was ist der Zweck ihrer Ausbildung?

7. Was kann den normalen Prozess der Gametogenese stören?

Dass die in der Samenflüssigkeit enthaltenen Spermien für die Befruchtung der Eizelle notwendig sind, wurde im 18. Jahrhundert nachgewiesen. Der italienische Abt Lazzaro Spallanzani. Er zog während der Paarungszeit spezielle Seidenhöschen für männliche Kröten und Frösche an, und die Samenflüssigkeit konnte die Eier der Weibchen nicht befruchten. Daher kam es nicht zur Entwicklung von Kaulquappen.

§ 34. Befruchtung

1. Bei welchen Tieren kommt es zur äußeren Befruchtung?

2. Welche Pflanzen haben eine doppelte Befruchtung?

3. In welchem ​​Teil der Blüte entwickelt sich das Ei?

Befruchtung und ihre Arten. Der Prozess der Verschmelzung von Gameten wird genannt Düngung. Als Ergebnis der Befruchtung werden die Chromosomen der Eizelle und des Spermiums im selben Zellkern gebildet Zygote die erste Zelle eines neuen Organismus.

Je nach Befruchtungsort werden zwei Arten davon unterschieden.

Extern Die Befruchtung erfolgt außerhalb des Körpers des Weibchens, normalerweise in der aquatischen Umgebung. Es ist charakteristisch für Fische, Amphibien, die meisten Weichtiere und einige Würmer.

Fast alle terrestrischen und einige aquatische Lebewesen sind dadurch gekennzeichnet intern Befruchtung, bei der das „Aufeinandertreffen“ von Samenzelle und Eizelle im weiblichen Genitaltrakt stattfindet.

Bei Säugetieren findet die Befruchtung in den Eileitern des Weibchens statt. Auf dem Weg zur Gebärmutter trifft die Eizelle dort auf die Spermien, und ihr Kontakt wird durch spezielle Chemikalien erleichtert, die von der Eizelle abgesondert werden. Diese Substanzen aktivieren die Spermien und ermöglichen ihnen, die Eizelle zu „erkennen“. Beim Kontakt mit der Eizelle wird das Spermienakrosom zerstört, während das Hyaluronidase-Enzym darin beginnt, die Eizellmembran aufzulösen (Abb. 52). Die Menge an Hyaluronidase, die von einem Spermatozoon abgesondert wird, reicht dafür jedoch nicht aus; Es ist notwendig, dass das Enzym aus Tausenden von Spermien freigesetzt wird. Nur in diesem Fall kann einer von ihnen in das Ei eindringen. Sobald die Penetration erfolgt ist, bildet sich eine besonders starke Hülle um die Eizelle herum, die verhindert, dass andere Spermien in sie eindringen.

Der Kern der Spermien im Zytoplasma der Eizelle wächst ungefähr auf die Größe des Eikerns an. Die Kerne bewegen sich aufeinander zu und verschmelzen. So wird in der resultierenden Zelle - der Zygote - der diploide Chromosomensatz wiederhergestellt und seine Fragmentierung beginnt.

Beim Menschen wird also nur ein Spermium zur Befruchtung benötigt. Eine Befruchtung ist jedoch erst möglich, wenn etwa 300 Millionen Spermien gleichzeitig in den weiblichen Genitaltrakt gelangen! Selbst wenn es 2 Millionen von ihnen gibt, findet keine Befruchtung statt. Warum brauchst du so viel Sperma?

Reis. 52. Schema der Befruchtung bei Säugetieren

Spermatozoen haben eine lange und schwierige Reise durch die Gebärmutter und den Eileiter. Nicht alle Spermien schaffen es, sie zu überwinden. Wenn wir die Größe eines Spermiums und einer Person vergleichen, muss Letzterer 10 km laufen, um einen ähnlichen Weg wie ein Spermium zurücklegen zu können. Außerdem bewegen sich Spermien entlang des Eileiters in Richtung des Flüssigkeitsflusses, was zusätzliche Hindernisse für sie schafft. Um schließlich eine ausreichende Menge an Hyaluronidase freizusetzen, die die Eihülle auflöst, werden auch viele Spermien benötigt.

Doppelte Befruchtung. Eine besondere Art der Befruchtung kennzeichnet die zahlreichste und wohlhabendste Pflanzengruppe - die Angiospermen. Das nennt man doppelte Befruchtung.

In den Staubbeuteln der Staubblätter der Mutterzellen infolge Meiose haploid Mikrosporen. Jede Mikrospore teilt sich und bildet zwei ebenfalls haploide Zellen - vegetativ und generativ, welches Formular Pollenkorn. Das Pollenkorn ist mit zwei Schalen bedeckt. Das Pollenkörner ist männlicher Gametophyt. Wenn Pollenkörner auf die Narbe des Stempels treffen (Abb. 53), keimt die vegetative Zelle und bildet sich Pollenschlauch, die in ihrem Wachstum zum Eierstock neigt. Die generative Zelle bewegt sich in den Pollenschlauch, teilt sich und bildet zwei unbewegliche Sperma.

Reis. 53. Doppelbefruchtung bei Angiospermen

Im Eierstock werden durch Meiose aus der Mutterzelle vier haploide Zellen gebildet. Megasporen. Drei von ihnen sterben ab, und einer teilt sich weiter und formt sich Embryosack mit mehreren haploiden Zellen, von denen eine ist Ei. Zwei haploide Zellen verschmelzen zu einer Form zentral diploid Zelle. Der Embryosack ist weiblicher Gametophyt. Nachdem der Pollenschlauch in die Eizelle keimt, befruchtet eines der Spermien das Ei und es bildet sich eine diploide Zygote. Das andere Spermium verschmilzt mit der zentralen Zelle des Embryosacks. Somit treten bei Angiospermen während der Befruchtung zwei Verschmelzungen auf, d. h. eine doppelte Befruchtung. Als Folge der ersten entsteht eine Zygote, aus der sich ein diploider Samenembryo entwickelt, und als Folge der zweiten eine triploide Zentralzelle, aus der dann eine Endosperm(Reservierung von Nährstoffgewebe), wodurch sich der sich entwickelnde Embryo einer neuen Pflanze ernährt. Dieser Prozess wurde 1898 vom russischen Botaniker S. G. Navashin entdeckt.

Die Rolle der asexuellen und sexuellen Fortpflanzung. Aus dem Vergleich zweier Fortpflanzungsmethoden - asexuell und sexuell - kann geschlossen werden, dass asexuelle Fortpflanzung zum Auftreten von Individuen führt, die genetische Kopien des Elternteils sind. Diese Methode ist ideal für die Zucht unter stabilen, unveränderlichen Umweltbedingungen. Im Gegenteil, die sexuelle Fortpflanzung fördert die Rekombination elterlicher Gene und damit die Vielfalt der Nachkommen. Diese Art der Fortpflanzung ist sehr wichtig für den evolutionären Fortschritt der Art in sich ständig ändernden Existenzbedingungen.

Düngung. Zygote. Doppelte Befruchtung. Mikrosporen. Pollenkorn. Megasporen. Embryosack.

1. Welcher Vorgang wird als Befruchtung bezeichnet?

2. Welchen Chromosomensatz hat die Zygote?

3. Warum wird der Befruchtungsprozess bei Angiospermen doppelt genannt? Was ist der Vorteil der doppelten Befruchtung bei Angiospermen?

4. Was ist der Chromosomensatz in Angiosperm-Endospermzellen?

Parthenogenese. Eine besondere Form der sexuellen Fortpflanzung ist die Parthenogenese, die bei einigen Pflanzen, Insekten, Würmern, Reptilien und Vögeln vorkommt. Bei dieser Fortpflanzungsmethode erfolgt die Entwicklung vollwertiger Individuen aus einem unbefruchteten Ei. Parthenogenese wird normalerweise bei Tieren mit hoher Sterblichkeitsrate oder bei Arten beobachtet, die unter Bedingungen leben, bei denen es für Weibchen schwierig ist, Männchen zu treffen. Zum Beispiel Drohnen - männliche Bienen - parthenogenetisch entwickeln. Wissenschaftler haben die Möglichkeit der künstlichen Aktivierung einer menschlichen Eizelle und der Entwicklung eines kindlichen Körpers daraus ohne Befruchtung nachgewiesen, es ist jedoch unmöglich, das Erscheinen eines vollwertigen Kindes zu erwarten, und solche Experimente sind verboten.

Merkmale der Befruchtung bei einigen Tieren. Normalerweise erfolgt die Befruchtung kurz nachdem das Sperma in den Körper der Frau gelangt ist. Bei Fledermäusen findet die Paarung jedoch im Herbst statt, Spermatozoen leben den ganzen Winter im Körper der Maus, und die Befruchtung findet erst im Frühjahr statt, wenn die Eier reifen.

Einige Meeresschildkröten paaren sich alle paar Jahre einmal, aber nach dieser Paarung legen die Weibchen viele Jahre lang Eier mit sich normal entwickelnden Embryonen.