§ 37. Статеве розмноження. Гаметогенез

• До змісту відповідей

БІОЛОГІЧНИЙ ДЕТЕКТИВ

За статевого розмноження лише половина особин (жіноча стать) народжує нащадків. Тому темпи розмноження значно повільніші, ніж за нестатевого розмноження. Але більшість видів багатоклітинних організмів розмножуються статево. То в чому його перевага?

Головна перевага статевого розмноження полягає в забезпеченні генетичного різноманіття нащадків завдяки рекомбінації ДНК під час мейозу та злиття гамет. Це дозволяє виду ефективніше пристосовуватися до змін навколишнього середовища, підвищує виживаність та забезпечує матеріал для природного добору.

ТРЕНУЙСЯ ДУМАТИ

1. Риба-місяць і акула-молот є рибами (мал. 37.1). Але вони використовують зовсім різні стратегії розмноження. В чому полягає ця відмінність?

Відмінність полягає у застосуванні r-стратегії та K-стратегії розмноження. Риба-місяць застосовує r-стратегію: вона відкладає сотні мільйонів дрібних ікринок із зовнішнім заплідненням і не піклується про нащадків, з яких виживає лише невелика частка. Акула-молот застосовує K-стратегію: для неї характерне внутрішнє запліднення та живородіння, вона народжує незначну кількість добре сформованих малят із високим рівнем виживаності.

2. Партеногенез — розвиток організму з незаплідненої яйцеклітини. Тож запліднення не відбувається. До якої групи розмноження — статевого чи нестатевого — можна віднести партеногенез? Вікіпедія українською зазначає: «Партеногенез — особлива форма статевого розмноження». Англійською: «Партеногенез — особлива форма нестатевого розмноження». Поміркуй і наведи якомога більше підтверджень першого і другого тверджень. Вислови власну думку із цього приводу.

Підтвердження віднесення партеногенезу до статевого розмноження:

• Новий організм розвивається зі спеціалізованої статевої клітини (яйцеклітини), яка формується у статевих залозах.
• Утворенню яйцеклітини передує мейоз, під час якого відбувається рекомбінація генетичного матеріалу.

Підтвердження віднесення партеногенезу до нестатевого розмноження:

• У процесі відсутнє запліднення і злиття двох гамет.
• Для відтворення потрібна лише одна батьківська особина (самка).
• Нащадки часто є генетичними копіями материнського організму.

Партеногенез є особливою формою статевого розмноження, оскільки в його основі лежить утворення статевих клітин унаслідок мейотичного поділу, навіть за відсутності подальшого запліднення.

ЗАПИТАННЯ І ЗАВДАННЯ

1. Яке розмноження називають статевим?

Статевим називають розмноження, під час якого утворюються спеціалізовані статеві клітини (гамети) та відбувається статевий процес, що забезпечує поєднання генетичного матеріалу батьківських організмів.

2. Склади перелік характерних особливостей статевого розмноження.

• У розмноженні зазвичай беруть участь дві особини протилежної статі або утворюються чоловічі й жіночі гамети в одному організмі.
• Обов’язковим є утворення спеціалізованих статевих клітин — гамет (яйцеклітин і сперматозоїдів) із гаплоїдним набором хромосом.
• В основі утворення гамет лежить процес мейозу, який забезпечує рекомбінацію генетичного матеріалу.
• Відбувається статевий процес — запліднення (злиття гамет) або кон’югація, у результаті чого відновлюється диплоїдний набір хромосом у зиготі.
• Нащадки отримують нову комбінацію генів від обох батьків, що забезпечує генетичне різноманіття та підвищує пристосованість виду до змін довкілля.

3. Порівняй будову яйцеклітини та сперматазоїда.

4. Склади перелік відмінностей між мітозом і мейозом.

5. У тварин залози, які виробляють чоловічі і жіночі клітини, можуть формуватися в однієї особини (явище гермафродитизму). Які переваги й недоліки має гермафродитизм у тварин порівняно з наявністю двох статей?

Переваги гермафродитизму:

• Висока ймовірність розмноження за низької щільності популяції або при малорухомому і паразитичному способі життя, оскільки кожна зустрінута особина виду є потенційним статевим партнером.
• Можливість самозапліднення в умовах відсутності інших особин, що гарантує збереження та виживання виду.

Недоліки гермафродитизму:

• При регулярному самозаплідненні знижується рівень генетичного різноманіття нащадків порівняно з перехресним заплідненням.
• Потреба у витраті значної кількості енергії та поживних речовин на одночасний розвиток і функціонування двох статевих систем.
• Підвищується ризик прояву шкідливих рецесивних мутацій у нащадків при систематичному самозаплідненні.

6. Виконай в e-ДОДАТКУ завдання 37.1.

Завдання 37.1 передбачає визначення відповідності між стадіями гаметогенезу та процесами, які на них відбуваються:

1. Стадія розмноження: первинні статеві клітини (сперматогонії й овогонії) інтенсивно діляться шляхом мітозу із збереженням диплоїдного набору хромосом (2n).
2. Стадія росту: утворені клітини збільшуються у розмірах (овоцити накопичують запас поживних речовин) і перетворюються на сперматоцити І порядку та овоцити І порядку.
3. Стадія дозрівання: відбуваються два послідовні мейотичні поділи. Під час сперматогенезу формуються 4 однакові гаплоїдні сперматиди (n), а під час овогенезу — 1 велика гаплоїдна клітина (n) та 3 дрібні полярні тільця, які надалі відмирають.
4. Стадія формування: характерна для сперматогенезу, під час якої сперматиди втрачають більшу частину цитоплазми, формують джгутик та акросому, перетворюючись на зрілі сперматозоїди.

СКЛАДАЄМО БІОЛОГІЧНІ ПАЗЛИ (РЕФЛЕКСІЯ)

1. Назви три факти, які ти дізнався/дізналася після опанування параграфа.

• У результаті овогенезу з однієї первинної клітини формується лише одна повноцінна яйцеклітина, тоді як три полярні тільця відмирають.
• Сперматозоїд має спеціальну органелу — акросому із травними ферментами, яка розчиняє оболонку яйцеклітини під час запліднення.
• Партеногенез є особливою формою розмноження, за якої новий організм розвивається з незаплідненої яйцеклітини, що характерно для бджіл, попелиць та деяких ящірок.

2. Закінчи одне з речень: Я став/стала більш обізнаним/обізнаною щодо… Мене здивувало… Я побачив/побачила зв’язок…
Я став більш обізнаним щодо етапів гаметогенезу та зрозумів біологічні причини відмінностей у будові та розмірах чоловічих і жіночих статевих клітин.

3. З якими перешкодами ти зіткнувся/зіткнулася під час опанування параграфа? Як ти подолав/подолала труднощі?
Найбільшою перешкодою було розрізнення етапів мейотичного поділу під час сперматогенезу та овогенезу. Подолати труднощі допомогв розгляд порівняльної схеми в підручнику та аналіз таблиці стадій гаметогенезу.

4. Де і як ти зможеш використати знання і набутий досвід?
Засвоєні знання допоможуть краще зрозуміти біологічні основи збереження репродуктивного здоров’я людини, а також принципи штучного запліднення та селекції у сільському господарстві.