Кому свойственно внутреннее оплодотворение рыбам



Внутреннее оплодотворение — Internal fertilization

Внутреннее оплодотворение — это соединение яйцеклетки и сперматозоида во время полового размножения внутри женского тела. Внутреннее оплодотворение, в отличие от внешнего оплодотворения , дает самке больше контроля над воспроизводством. Чтобы произошло внутреннее оплодотворение, самец должен иметь способ ввести сперму в репродуктивный тракт самки. У млекопитающих , рептилий и некоторых других групп животных это происходит путем совокупления , когда интромитентный орган вводится во влагалище или клоаку . У большинства птиц используется клоакальный поцелуй , когда два животных сжимают клоаки вместе, передавая сперму. Саламандры , пауки , некоторые насекомые и некоторые моллюски осуществляют внутреннее оплодотворение, передавая сперматофор , пучок сперматозоидов, от самца к самке. После оплодотворения эмбрионы откладываются в виде яиц в яйцекладущих организмах или продолжают развиваться в репродуктивном тракте матери, чтобы позже родиться живыми молодыми у живородящих организмов.

СОДЕРЖАНИЕ

Способы внутреннего оплодотворения

Оплодотворение, которое происходит внутри женского тела, называется внутренним оплодотворением, у животных оно осуществляется следующими способами:

  • Копуляция , которая включает введение полового члена или другого интромитентного органа во влагалище (у большинства млекопитающих ) или в клоаку у монотрем , большинства рептилий , некоторых птиц , хвостатых лягушек-амфибий и некоторых рыб , исчезнувших динозавров , а также другие беспозвоночные животные .
  • Клоакальный поцелуй , который заключается в том, что два животных соприкасаются друг с другом своими клоаками, чтобы передать сперму самца самке. Он используется у большинства птиц и у туатаров , у которых нет внутреннего органа.
  • Через сперматофор — колпачок, содержащий сперму, помещенный самцом в клоаку самки. Обычно сперма хранится в сперматеках на крыше клоаки до тех пор, пока она не понадобится во время откладки яиц. Его используют некоторые виды саламандр и тритонов , паукообразные , некоторые насекомые и некоторые моллюски .
  • В губках сперматозоиды попадают в воду для оплодотворения яйцеклеток, которые у некоторых видов также высвобождаются (внешнее оплодотворение), а у других сохраняются «матерью» (внутреннее оплодотворение).

Изгнание

В какой-то момент необходимо изгнать растущее яйцо или потомство . Есть несколько возможных режимов воспроизведения . Они традиционно классифицируются следующим образом:

  • Яйцеклетка , как и у большинства беспозвоночных и рептилий, однопозвоночных , динозавров и всех птиц, откладывающих яйца, которые продолжают развиваться после кладки и вылупляются позже.
  • Живородство , как и почти у всех млекопитающих (таких как киты , кенгуру и люди ), вынашивающих детенышей живьем. Развивающееся молодняк пропорционально больше времени проводит в репродуктивном тракте самки. Молодой позже выпустили , чтобы выжить самостоятельно, с различным количеством помощи от родителей (ов) из вида .
  • Яйцеклад , как у подвязочной змеи , большинства гадюк и мадагаскарского шипящего таракана , у которых есть яйца (с скорлупой ), которые вылупляются во время откладывания, что делает его похожим на живорождение.

Преимущества внутреннего оплодотворения

Внутреннее оплодотворение позволяет:

  • Выбор самки , который дает самке возможность выбирать партнера до и после спаривания. Самка не может этого сделать при внешнем оплодотворении, потому что у нее может быть ограниченный контроль над тем, кто оплодотворяет ее яйца и когда они оплодотворяются.
  • Принятие решения об условиях воспроизводства, таких как место и время. При внешнем оплодотворении самка может выбирать только время, в которое она выпускает свои яйца, но не время, когда они оплодотворяются. Это похоже на загадочный женский выбор .
  • Защита яиц на суше. В то время как яйцекладущие животные имеют либо желеобразную яйцеклетку, либо твердую оболочку, покрывающую яйцо, животные, оплодотворяющие изнутри, выращивают яйца и потомство внутри себя. Это обеспечивает защиту от хищников и обезвоживания на суше. Это дает больше шансов на выживание, когда у матери есть регулируемая температура и защищенная зона.

Недостатки внутреннего оплодотворения

  • Вынашивание беременности может добавить к матери дополнительные риски. Дополнительные риски, связанные с беременностью, связаны с дополнительными потребностями в энергии.
  • Наряду с внутренним оплодотворением в большинстве случаев происходит половое размножение . Половое размножение также сопряжено с некоторыми рисками. Риски, связанные с половым размножением, связаны с половым актом, это нечасто и хорошо работает только во время пика фертильности . В то время как животные, оплодотворяющие извне, могут выпускать яйцеклетки и сперму, обычно в воду, не нуждаясь в конкретном партнере для воспроизводства.
  • В результате внутреннего оплодотворения рождается меньше потомства по сравнению с внешним оплодотворением. Причина в том, что мать не может содержать и вырастить столько потомства, сколько яиц, и мать не может обеспечить и получить достаточно ресурсов для большего количества потомства.

Некоторые виды рыб, такие как гуппи, обладают способностью к внутреннему оплодотворению, этот процесс происходит, когда самец вставляет трубчатый плавник в репродуктивное отверстие самки, а затем вносит сперму в ее репродуктивный тракт. Есть и другие виды рыб, у которых есть рот, что означает, что одна рыба кладет икру в рот для инкубации. Определенный вид рыб, которые являются родоначальниками рта, называется цихлидами, и многие из них являются родоначальниками ротовой полости. Самка откладывает яйцо и берет его в рот. Затем самцы будут поощрять самку открывать рот, чтобы они могли оплодотворить яйца, пока они находятся во рту самки. Внутреннее оплодотворение у хрящевых рыб имеет то же эволюционное происхождение, что и рептилии, птицы и млекопитающие, которые оплодотворяют внутренне. Также у этих внутренне оплодотворяющихся рыб, когда сперма передается в репродуктивный тракт, не наблюдается заметного изменения тональности.

Амфибии

У большинства земноводных есть внешнее оплодотворение, но есть исключение для некоторых, таких как саламандры, которые в основном имеют внутреннее оплодотворение. У самцов саламандр нет пениса, чтобы вставлять и откладывать сперму внутрь самок. Их альтернатива этому состоит из заключенной в оболочку капсулы спермы и питательных веществ, называемой сперматофором. Самец кладет сперматофор на землю, а самка поднимает его своей клоакой (совмещенным мочевым и генитальным отверстием) и оплодотворяет им свои яйцеклетки. Со временем было обнаружено, что амфибии эволюционируют и увеличивают внутреннее оплодотворение. Внутри земноводных высокоразвитые позвоночные обычно оплодотворяются из-за перехода от воды к суше во время эволюции позвоночных. Преимущество для земноводных, осуществляющих внутреннее удобрение, позволяет выбрать время и место для размножения.

Птицы

У большинства птиц нет пенисов, но они достигают внутреннего оплодотворения через контакт с клоакой (или «поцелуй клоаки»). У этих птиц самцы и самки контактируют вместе своими клоаками, обычно кратковременно, и передают сперму самке. Однако у водоплавающих птиц, таких как утки и гуси, есть пенисы, и они могут использовать их для внутреннего оплодотворения. Поскольку это единственный таксон позвоночных с внутренним оплодотворением, интромитентный фаллос птицы у большинства видов утрачен. Фаллос — это пенис, и, поскольку это происходит в результате эволюции без этого, их необходимо оплодотворять изнутри.

Источник

Процесс спаривания рыб: краткое строение половой системы, способы размножения рыбок

Основной способ размножения рыб – половой. Именно половым путем размножается абсолютное большинство видов рыб. Вместе с тем у рыб встречается, хотя и редко, партеногенез и гиногенез.

Партеногенез – это такой способ размножения, когда развитие икры происходит без ее оплодотворения самцами. При этом, развитие икринок обычно доходит только до стадии дробления, как например у сельди, осетровых, лососевых и карповых. Замечено, что неоплодотворенные икринки у лососей, оказавшись в нерестовом бугре вместе с оплодотворенными икринками, часто развиваются партеногенетически. Благодаря этому они сразу же не загнивают, из-за чего и вся кладка яиц не погибает, а из оплодотворенных яиц вылупляются мальки. У налима и салаки развитие икры может в исключительных случаях идти до стадии личинки, но последние доживают только до рассасывания желточного мешка. Таким образом, в большинстве случаев партеногенетическое развитие не приводит к получению жизнеспособной молоди рыб. Исключение составляет иссыккульский чебачок, у которого при партеногенетическом развитии икры получается нормальное потомство.

Читайте также:  Если нельзя есть рыбу чем заменить

Гиногенез – это рождение из неоплодотворенных самцами данного вида икринок только самок. При этом, развитие икринок стимулируют сперматозоиды самцов близких видов рыб, которые способны проникнуть в икринку, однако при этом настоящего их оплодотворения не происходит. В результате гиногенезного пути размножения в потомстве наблюдаются одни самки. Так, в водоемах Средней Азии, Западной Сибири и Европы нередко встречаются популяции серебряного карася, в которых практически отсутствуют самцы. Здесь развитие икры карасей стимулируют сперматозоиды карпов, плотвы и некоторых других близких видов. В водоемах Мексики встречаются популяции моллинезии, относящиеся к отряду карпозубообразные, также состоящие почти из одних самок.

Большинство видов рыб, как правило, однополые, хотя встречаются среди них и настоящие гермафродиты. К видам гермафродитам среди костистых рыб относится каменный окунь, у которого в половых гонадах развиваются как икра, так и сперматозоиды. Однако созревание половых продуктов обычно происходит поочередно, благодаря чему не происходит самооплодотворения икры. У красного пагелла в течение жизни происходит реверсия пола, т.е. изменение пола на противоположный. Если у молодых особей красного пагелла гонады функционируют как яичники, то у особей более старших возрастов – как семенники. Кроме того, гермафродитизм изредка встречается у некоторых представителей сельдевых, лососевых, карповых, окуневых рыб.

Что касается способов оплодотворения икры у рыб, то встречается наружное и внутреннее оплодотворение икры. Наружное оплодотворение встречается у большинства видов рыб и происходит оно во внешней водной среде. Внутреннее оплодотворение встречается чаще встречается у хрящевых рыб, хотя характерно и некоторым костистым рыбам, в частности, морскому окуню, бельдюге; многиим карпозубообразным (гамбузии, гуппи, меченосцам и др.).

По месту развития икры у рыб можно условно различить такие три группы: яйцекладущие, яйцеживородящие и живородящие. Большинство видов рыб относится к яйцекладущим – они откладывают яйца (икринки) непосредственно во внешнюю водную среду. У рыб из группы яйцеживородящих, оплодотворенные яйца задерживаются в задних отделах яйцеводов и там развиваются вплоть до вымета молоди. Т.е. практически в момент рождения икринки происходит их разрыв и тут же на свет появляются мяльки. К яйцеживородящим относится большинство хрящевых рыб, как катран, белая акула, лисья акула, пилонос и другие. У таких видов, как например, у ската-хвостокола, стенки задних отделов яйцеводов, выполняющей роль «матки», имеются даже особые выросты, по которым в ротовую полость эмбрионов через специальные брызгальца поступает питательная жидкость.

У живородящих рыб в задних отделах яйцеводов («матке») образуется структура, в некоторой степени сходная с плацентой млекопитающих, благодаря которой эмбрион получает питательные вещества вместе с кровью матери. Живорождение характерно для многих видов акул, особенно глубоководных, и в частности для голубой, куньих, кошачьих и др. акул.

Приспособительное значение живорождения и яйцеживорождения рыб заключается в том, что при внутриутробном развитии обеспечивается большая выживаемость молоди.

В зависимости от характера (кратности) размножения рыб их разделяют на моноцикличных и полицикличных. Моноцикличные рыбы размножаются только один раз в жизни и после однократного икрометания все погибают. К моноцикличным рыбам относится речной угорь, тихоокеанские лососи, речная минога, байкальская голомянка и некоторые другие. Большинство видов рыб – полицикличные, т.е. они в течение жизни размножаются многократно, а количество циклов размножения зависит в основном от продолжительности их жизни.

Возраст же наступления половой зрелости у различных видов рыб может колеблебаться в значительных пределах – от 1 – 2 месяцев у мелких видов, как например, у гамбузии, и до 15 – 30 лет у осетровых. Обычно быстрее созревают рыбы, имеющие короткий жизненный цикл: в возрасте около 1 года созревает тюлька, снеток и некоторые бычки. Рыбы, имеющие продолжительный жизненный цикл становятся половозрелыми много позже. Так, атлантическая треска созревает в 7–10 лет, морской окунь – в 12–15 лет и т.д.

При этом возраст полового созревания рыб зависит не только от видовой принадлежности, но и условий обитания рыбы, и в первую очередь от условий откорма. Поэтому наступление половой зрелости у рыб происходит как правило при достижении определенной длины. Отсюда следует, что чем лучше питается рыба, тем она быстрее растет, и следовательно, быстрее созревает. Самцы у большинства видов рыб обычно созревают раньше самок.

Важное влияние на скорость созревания оказывают и климатические условия. К примеру, в Аральском море половая зрелость у леща наступает в возрасте 3–4 года, в Северном Каспии – в 3–6 лет, тогда как на Средней Волге в 6–7 лет, а в Ладожском озере только в 8–9 лет.

Для определения размера изъятия (вылова) рыбы из определенного водоема и оценки сырьевых ресурсов важное значение имеет возраст наступления половой зрелости. Поэтому, для короткоцикличных рыб, которые созревают на 2–3-м году жизни, допустимое промысловое изъятие из популяции может составить 40–60% (кильки, шпроты, сардины и др.), в то время как у долгоживущих рыб ежегодное изъятие не должно превышать 5–20%.

Особенности размножения рыб. Стадии развития, прямое и непрямое развитие, забота о потомстве

В зависимости от вида размножения, рыб делят на икромечущие, яйцеживородящие, живородящие.

Икромечущие – основная группа рыб, которые выметывают икру в толщу воды, где происходит ее оплодотворение.

Яйцеживородящие – оплодотворение внутреннее, зародыш развивается в теле самки в специальных расширениях яйцеводов, но питается за счет питательных веществ желточного мешка, а организм матери служит только защитой от внешних факторов.

Живородящие – у этих рыб соединение яйцеклетки и сперматозоида происходит в половых путях самки, идет формирование плаценты, которая обеспечивает связь материнского организма с зародышем и поставляет питательные вещества.

Живорождение редкое явление, характерно для аквариумных рыбок (гуппи, меченосцы), акул. Стадия личинки отсутствует, в яйцеводах самки развивается зародыш, а рождается уже сформированный малек, который способен к самостоятельному существованию.

Особенности размножения рыб

Рыбы раздельнополые животные. Самки образуют яйцеклетки – икринки, которые развиваются в яичниках, имеют тонкую, полупрозрачную мембрану для быстрого и легкого оплодотворения. Передвигаясь по яйцеводах, выходят через наружное отверстие расположенное вблизи ануса.

Окунь

Самцы формируют сперматозоиды, в парных семенниках – молоках, представляют собой систему канальцев, которые впадают в выводной проток. В семяпроводе есть расширенная часть – это семенной пузырек. Выметывание икры и выделение семенной жидкости происходит почти одномоментно.

Исключение — каменный окунь, обладает половыми железами двух полов, но созревают они не одновременно, что предотвращает самооплодотворение.

Каменный окунь

Для рыб характерно только половое размножение, путем слития мужских и женских половых клеток.

Процесс откладывания икры самками и оплодотворение ее сперматозоидами самцов называется нерестом. На период нереста рыбы ищут благоприятные условия для развития потомства, поэтому часто уходят из привычных мест обитания. Одни перемещаются из морей, в устья впадающих в них рек, другие наоборот устремляются к морям.

Если в связи с неблагоприятными условиями рыбам не удалось отнереститься, им свойственна резорбция икры и молок (постепенное рассасывание полового материала).

Оплодотворение в большинстве случаев внешнее, развивается личинка вне организма самки (живорождение встречается редко).

Рыбы откладывают икру в огромных количествах (от 100 тыс. до миллионов икринок). Такая плодовитость обеспечивает сохранение рода, ведь не все икринки будут оплодотворены, а часть вовсе погибнет.

Стадии развития рыб

Когда яйцеклетки выметаны, сперматозоиды могут попасть в икринку через специальное отверстие – микропиле. После слияния половых клеток мембрана икры становится более проницаемой (адсорбирует воду), прочной.

После завершения оплодотворения в икринках образуется зигота, в которой идет многократное деление с формированием многоклеточного зародыша. В брюшной области сохраняются остатки желточного мешка, который обеспечивает питание личинки в первые дни.

Читайте также:  Бар рыба красное село

Стадия личинки начинается с разрыва оболочек икринки, когда сформированная особь выходит наружу и начинает самостоятельно питаться (одноклеточными, рачками, водорослями). Форма тела вытянутая, большие глаза, плавники отсутствуют.

Личинка в первые дни неподвижно висит, прикрепившись к какому-то субстрату, после исчерпания запасов питательных веществ начинает активно передвигаться в поисках пищи. В этот период начинает закладываться чешуя. У маленьких рыб функционируют временные органы, нужны для выживания в новой среде:

  • Плавниковая складка;
  • дополнительные внешние жабры;
  • кровеносные сосуды.

Эта стадия названа также критической, если личинки не сможет найти еду, то случится их массовая гибель.

Для стадии малька характерно редуцирование временных органов и формирование строения как у взрослых особей. С этого этапа рыба выглядит как все представители вида, только меньших размеров. Тело полностью покрывается чешуей, образуются плавники всех видов.

Взрослая рыба имеет полностью сформированные системы и органы, покрыта слизью и чешуей, имеет железы, органы чувств. Обретая половую зрелость, вскоре начинают размножаться.

Какое же развитие у рыб: прямое или непрямое?

Непрямое развитие встречается у личинок, которые выйдя из яйца не похожи на взрослую особь. Такие организмы развиваются постепенно, приобретают черты родителей через ряд последовательных стадий, отличающихся способом питания, образом жизни.

После дозревания икры из нее выходит личинка, с неразвитыми плавниками, чешуей, и по внешнему виду не сходна с взрослой особью. Поэтому такие рыбы относятся к организмам с непрямым типом развития (преимущественно костистые рыбы).

Когда рождаются детеныши похожие на взрослые организмы только меньших размеров и не полностью сформированными органами, такое развитие называется прямым. Так, рыбы, которым присуще живорождение (например, акулы) развиваются прямым способом.

Забота о потомстве

Выметывание икры в больших количествах обусловлено тем, что рыбам не свойственна забота о своем потомстве. Оставленные икринки гибнут от врагов, пересыханий, неблагоприятных условий, только сравнительно небольшая часть может дожить до стадии зрелой особи.

Некоторые рыбы, которые заботятся о потомстве, выбирают места для нереста в расщелинах, сооружают гнезда для защиты, или же носят икринки во рту. Так, самка лососевых хвостовым плавником расчищает место для откладывания икры, делая углубление на песчаном дне, затем забрасывает икринки песком (защищая от хищников и промерзания).

Родители обеспечивают постоянный доступ кислорода для потомства, с помощью плавников аэрируют воду. Чтобы избежать пересыхания икринок, самец поливает их водой изо рта. Проявления заботы у рыб находятся на инстинктивном уровне, когда личинки способны самостоятельно добывать пищу, могут хорошо плавать, родители их оставляют.

3 вида размножения рыбок в аквариуме

Самый известный способ размножения рыбы – метание игры. Но некоторые рыбы размножаются производя самостоятельных мальков на свет.

Как размножаются рыбки

Есть моногамные и полигамные, ответственные родители и питомцы, поедающие икру.

Источник

Как размножаются рыбы? Часть 1. Половой диморфизм

Вот так и тянет написать «с удовольствием», но давайте не будем во-первых, переносить свои чувства на рыб, а во-вторых, учтём наличие у меня восьмилетнего подписчика ( @tayadorog привет!), хотя я бы ему этот текст показывать не стала.
Поскольку на данный момент в мире известно 35 122 вида рыб (и число вновь открытых видов всё растёт), то и единообразия в способе пополнить рыбонаселение нет.
Большинство видов рыб — двуполые, т.е. есть рыбы-девочки, и рыбы-мальчики.
Внешне они чаще всего мало различимы, разве что одни покрупнее, другие помельче.

Различие у этих скромников только внутреннее.

Как же они тогда различают друг друга? А по запаху. Помните, мы с вами уже обсуждали, для чего у рыб ноздри, если они ими не дышат? Вот для этого в том числе. Когда рыбка готова к размножению, она выделяет в воду феромоны. Самцы чуют этот запах издалека и приплывают на свидание. В случае, если рыба территориальная, и у хозяйственного мужчины есть свой участок, иногда даже с домом-норкой, или гнездом, то территорию метит уже он, а девочки слетаются к его холостяцкой берлоге.
Самец колюшки строит гнездо.

Хотя есть и рыбы, пол которых отличить легко, даже нам с вами. Это и есть половой диморфизм — отличие самца и самки одного биологического вида. Например, всем известные аквариумные рыбки — сиамские петушки, гуппи, меченосцы. Хлопцы у них намного красивее.
Расфуфыренный пижон на фото — мальчик, его подруга куда скромнее. Просто Золушка в домашнем платье на фоне принца.

У некоторых видов — например, у фронотоз ( в нашем океанариуме живут в аквариуме «Африка») у самца на голове имеется большой жировой нарост. И чем он больше, тем привлекательнее этот рыб для прелестниц в чешуе.
Красавец-мужчина с большим жировым наростом на голове в отдельном жилье. Фото с интернета.

Иногда самец и самка похожи, но в сезон размножения парни в меняют цвет (у лосося появляются чёрные и малиновые пятна, у самца колюшки краснеет брюшко) или форму (у горбуши растёт горб).

Другие рыбы похожи в целом, но имеют важное отличие. Они предпочитают открыто заявлять о том, какого они пола — никакого унисекса, всё должно быть предельно ясно. Как правило, это рыбы хрящевые — акулы и скаты. Их самцы имеют птеригоподии — парные копулятивные органы, заменящие собой пенис. Это у тех рыб, у которых оплодотворение внутреннее, к этому моменту мы ещё вернемся.

Крайне редко, но иногда бывает, половой диморфизм выражен настолько сильно, что по внешнему виду самца и самки сложно отнести их к одному и тому же виду. Самый яркий пример — удильщики. Живут эти не самые симпатичные рыбки, на такой глубине, куда свет практически не проникает. Вероятность встречи с добычей очень мала. А встречи с партнёром ещё меньше, ибо, в конце концов, схомячить можно кого угодно, а вот для любви нужен самец своего вида.
Проблему удильщики решили оригинально, изящно и оооочень романтично — один раз встретившись, они больше не расстаются. При этом самка крупнее самца раз в 60, и в 500 000 раз тяжелее — это у глубоководных удильщиков. У других удильщиков разброс не так велик, но тоже впечатляет.

Удильщик и удильщица оснащены по разному. Крупная самка (от 5 см до 1 метра, в зависимости от вида) умеет охотиться на крупную же добычу: рыб, кальмаров, членистоногих. Для этого у неё есть светящаяся «удочка» — вырост на голове «иллиций» и выдвигающаяся челюсть с загнутыми назад зубами. У мелкого (от 16 мм до 4 см) самца все этого нет, и питается он соответственно: веслоногими рачками и всякой мелочью. Зато, как у всякого альфонса, у него прекрасно развита чуйка: у него огромные глаза и ноздри с хорошо развитым обонянием. Учуяв прекрасную даму по феромонам, он радостно плывёт навстречу рыбе своей мечты. Встретив её, и осознав масштаб катастрофы, он не приступает к исполнению супружеских обязанностей (попробуйте-ка оплодотворить даму, которая больше вас в 60 раз!), а с горя кусает её в бок, возможно целуя на прощание. Но, мадам Удильщик не для того столько лет ждала этой встречи, чтобы просто так отпустить незадачливого кавалера. Она начинает вырабатывать энзимы, растворяющие её собственную кожу в месте укуса и губы самца. Затем их кожные покровы срастаются.

Со временем у самца редуцируются почти все органы: губы, зубы, кишечник, кровеносные сосуды его и самки срастаются. Питаться сам он больше не может. Единственное, что у него остается своего, это жабры, и способность вырабатывать сперму. Утратив самостоятельность, он становится придатком самки. Раз прикрепившись к ней, он уже не может покинуть супругу, получая от неё все питательные вещества через кровь. Называется такое явление «самцовый паразитизм».

Читайте также:  Умывающийся мальчик пойманная рыба разобранный забор

Источник

Кому свойственно оплодотворение внутреннее? В чем преимущество внутреннего оплодотворения?

Кому свойственно внутреннее оплодотворение, в чем суть этого процесса, и каково его биологическое значение? На эти и многие другие вопросы вы сможете ответить, когда познакомитесь с нашей статьей.

Что такое половое размножение

Размножение является одним из свойств всех живых организмов. Этот процесс обеспечивает преемственность поколений. Половое размножение создает новые комбинации генетического материала, а значит и признаки организмов. Именно этот процесс лежит в основе наследственности и изменчивости.

Половым называют размножение, в ходе которого принимают участие гаметы. Это специализированные клетки, содержащие гаплоидный хромосомный набор. В природе его способны осуществлять как растения, так и животные.

Строение гамет

Процесс слияния гамет — это оплодотворение. Внутреннее или внешнее оплодотворение осуществляется только половыми клетками. Различают мужские и женские гаметы — сперматозоиды и яйцеклетки. Они имеют существенные отличия в строении. Так, женские половые клетки не способны к движению и содержат достаточный запас питательных веществ. Это связано с тем, что именно на основе женских гамет происходит развитие будущего организма. Мужские половые клетки растений также не способны к движению, поэтому процессу оплодотворения у этих организмов предшествует опыление.

Гаметы — это структуры, которые имеют одинарный, или гаплоидный, набор хромосом. И такое строение совсем не случайно. Дело в том, что взрослый организм должен обладать двойным (диплоидным) хромосомным набором. Это возможно только при слиянии гаплоидных гамет.

Наружное и внутреннее оплодотворение

Оплодотворением называют соединение генетического материала половых клеток. В зависимости от места, в котором протекает данный процесс, различают несколько его видов. Наружное оплодотворение протекает вне организма самки. В природе оно встречается у земноводных и рыб. Внутреннее оплодотворение характерно для типично наземных животных: пресмыкающихся, птиц, млекопитающих.

Особенности наружного оплодотворения

Наружное, или внешнее, оплодотворение начинается с выведения половых клеток наружу. Поэтому сближение организмов при этом совсем необязательно. Несмотря на это, в природе часто встречается скопление размножающихся особей. К примеру, рыб или лягушек при нересте.

Наружное оплодотворение, внутреннее или его промежуточный тип начинаются с процесса осеменения. Его суть заключается в сближении половых клеток. Ученые установили, что при наружном оплодотворении практически мгновенно после соприкосновения клеток наступают изменения в электрических импульсах оболочек яйцеклетки. А через 7 секунд содержимое гамет уже соединяется, в результате чего образуется зигота. Она многократно делится и постепенно формируется многоклеточный зародыш.

Самки животных, для которых характерно наружное оплодотворение, одновременно выделяют в воду большое количество яйцеклеток. К примеру, рыбы мечут сразу несколько тысяч икринок. Только малая их часть будет оплодотворена и превратится в мальков. Остальные станут добычей водных животных.

В чем преимущество внутреннего оплодотворения

Внутреннее оплодотворение животных происходит в половых протоках самки. Там и располагается неподвижная яйцеклетка. Сперматозоид приближается к ней в результате полового акта. Уже установлено, что в большинстве случаев в яйцеклетку проникает только ядерное вещество мужской гаметы. Ее цитоплазма практически не участвует в процессе формирования нового организма.

Главным преимуществом внутреннего оплодотворения является то, что зародыш относительно не зависит от неблагоприятных условий окружающей среды. Его развитие определенное время происходит внутри материнского организма. Он и обеспечивает зародыш всем необходимым: теплом, влагой, кислородом, питательными веществами. Кроме того, при оплодотворении внутри организма вероятность слияния гамет значительно повышается, что обусловливает стабильность процесса размножения у таких особей. По этим причинам количество женских гамет, способных к оплодотворению, гораздо меньше по сравнению с животными, которые выделяют их в окружающую среду.

Конкретную яйцеклетку оплодотворяет один сперматозоид. Но почему же у многих организмов на свет появляется сразу несколько особей, а то и десятков? Это возможно двумя путями. В первом случае к оплодотворению выходят сразу несколько яйцеклеток, каждая из которых соединяется с отдельной мужской гаметой. У человека в этом случае рождаются разнояйцевые близнецы. Они могут быть как одного, так и разного пола, а похожи друг на друга не больше, чем родные братья и сестры. Однояйцевые близнецы появляются в результате деления зиготы на несколько частей. В этом случае у человека рождаются дети одного пола, похожие друг на друга как две капли воды.

Половое размножение растений

У цветковых растений также происходит оплодотворение — внутреннее. Представители данной систематической единицы имеют ряд особенностей, проявляющихся в ходе полового процесса. Его осуществляет генеративный орган — цветок. Процессу слияния гамет предшествует опыление. Его суть заключается в переносе мужских половых клеток на рыльце пестика с помощью ветра, насекомых, воды или человека.

Двойное оплодотворение

Далее два спермия вместе с прорастающей зародышевой трубкой опускаются в нижнюю расширенную часть пестика — завязь. Здесь и происходит слияние одного спермия с женской гаметой, а другого — с центральной зародышевой клеткой. Поэтому такое оплодотворение называется двойным. В результате образуется зародыш, окруженный запасным питательным веществом эндоспермом и оболочкой. Другими словами, семя.

Такой процесс обеспечил современным цветковым растениям господствующее положение на планете. Яйцеклетка и зародыш надежно защищены стенками завязи, а семя содержит необходимый запас питательных веществ и воды, необходимых для роста и развития взрослого растения.

Тип оплодотворения и среда обитания животных

Несложно проследить зависимость среды обитания организмов и типа их оплодотворения. Так, слияние гамет во внешней среде происходит в воде, где и первоначально развивается зародыш организмов с наружным оплодотворением. Причем этот процесс возможен только в нейтральной или щелочной среде, а в кислой становится невозможным.

Появление внутреннего оплодотворения в процессе эволюции связано с выходом хордовых животных на сушу. Жизнь представителей этого типа вне воды стала возможна именно благодаря этому признаку. Внутреннее оплодотворение у пресмыкающихся происходит внутри тела самки, где первоначально и развивается зародыш. Он находится в яйце, которое содержит богатый запас веществ и у большинства покрыто плотными оболочками. Увеличение количества желтка компенсирует отсутствие личиночной стадии в онтогенезе пресмыкающихся. А появление плотных оболочек делает возможным развитие яйца на суше и надежно защищает от высыхания и механических повреждений.

Онтогенез многоклеточных животных

Зигота, которая образуется в результате оплодотворения, начинает многократно делиться. Через определенное время она уже состоит из ряда клеток — бластомеров. Далее начинается стадия гаструлы, которая характеризуется закладкой зародышевых листков. Продолжается процесс развития зародыша формированием органов и их систем.

Индивидуальное развитие многоклеточных животных включает эмбриональный и послезародышевый периоды. У организмов с внутренним оплодотворением первый из них происходит в материнском организме или внутри яйца. Это обеспечивает более высокий уровень развития животных, а также их способность к самостоятельной жизни после рождения. С момента появления на свет начинается постэмбриональный период. Оплодотворение, внутреннее или внешнее, определяет будущий тип развития организмов. В первом случае он происходит без стадии личинки. При этом новорожденная особь незначительно отличается от половозрелой. Такой тип развития называется прямым. А вот рыбы и земноводные проходят стадию личинки, в ходе которой дополнительно развиваются, достигая уровня организации взрослых представителей.

Итак, внутреннее оплодотворение — это процесс слияния половых клеток внутри организма самки. По сравнению с наружным оно имеет ряд существенных преимуществ: более высокую вероятность слияния гамет, их независимость от внешних условий и обеспечение более высокой жизнеспособности будущих особей.

Источник