Размножение и индивидуальное развитие организма: деление клеток, филогенез и онтогенез

Размножение и индивидуальное развитие организма

Размножение как особенность живого организма

Живая материя отличается от неживой в первую очередь способностью к воспроизводству себе подобных. Эта способность является ключевой, так как любой организм рано или поздно погибает. Без нее жизнь на нашей планете прекратилась бы.

Что же такое размножение?

У всех живых организмов есть способность к размножению: как у вирусов или бактерий, так и у людей. Без размножения невозможны существование какого-либо вида живых организмов и передача качественных признаков из поколения в поколение.

Размножение существует даже на уровне молекул — достаточно посмотреть на уникальную способность молекулы ДНК к редупликации. При помощи деления в клетках могут размножаться митохондрии и хлоропласты.

Однако процесс размножения клеток — основа процесса размножения на организменном уровне, к которому стоит присмотреться внимательнее.

Особенности деления клеток

Деление — способ размножения клеток живых организмов. Есть несколько разновидностей механизма этого процесса, а весь промежуток времени — от одного деления до следующего — называется клеточным циклом.

Для некоторых простейших характерно размножение при помощи простого деления клеток. Происходит удлинение клетки, расхождение содержимого клетки к разным полюсам, вытягивание и разделение ядра, а также образование мембраны между дочерними клетками.

Митоз — главный способ деления клеток эукариот. Митоз состоит из 4 следующих одна за другой фаз:

• профазы;
• метафазы;
• анафазы;
• телофазы.

Интерфаза — период между делениями клеток. У разных организмов процесс митоза протекает от нескольких минут до нескольких часов.

Начало процесса митоза связано с уплотнением хроматина в профазе. Происходит сокращение нитей хроматина, их спирализация с образованием хромосомы. После ядерная оболочка исчезает — распадается на фрагменты. Так хромосомы попадают в толщу цитоплазмы. Параллельно с этим в клетке происходит формирование веретена деления, нити которого протягиваются между центромерами и хромосомами.

В моменте метафазы хромосомы размещаются в центральной части клетки — в одной плоскости. Позже происходит отделение одна от другой хроматид каждой хромосомы.

Хромосомы расходятся к разным полюсам клетки в анафазе. Наличие только одной нитки хроматиды в каждой хромосоме обеспечивает одинаковое, равномерное распределение генетического материала между дочерними клетками.

В телофазе происходит деспирализация хромосом — с этого момента их уже нельзя увидеть в микроскоп. В дочерних клетках исчезает веретено деления и происходит формирование ядерной оболочки. Завершающий этап митоза — образование двух дочерних клеток с одинаковым набором хромосом.

Мейоз представляет собой особый вариант деления клеток эукариотических организмов, который приводит к уменьшению хромосомного набора в два раза.

Мейоз сопровождается двумя следующими один за другим делениями — между ними практически не наблюдается интерфаза. У каждого из этих делений, как и у митоза, присутствует 4 фазы.

Профаза первого деления связана с конъюгацией хромосом, также в этот период может наблюдаться кроссинговер. Через определенное время происходит расхождение хромосом. В каждой хромосоме имеются 2 нити хроматид. Гомологические хромосомы размещаются одна над другой, а не в одной плоскости, как это происходит при митозе. Гомологичные хромосомы расходятся к разным полюсам клетки при помощи веретена деления. Конечный этап телофазы I — формирование двух дочерних клеток с половинным набором хромосом в сравнении с материнской клеткой.

Отсутствие интерфазы между двумя последовательными делениями в мейозе обеспечивает новое деление после телофазы I — профаза II. В этом случае механизм деления схож с предыдущим за одним исключением: к полюсам клетки расходятся нити хроматид.

В процессе мейоза одна материнская клетка дает начало четырем дочерним клеткам — но у них в два раза меньше хромосом. В ходе мейоза происходит обмен наследственной информацией, а также комбинация генов в хромосомах.

Филогенез и онтогенез

Что называют индивидуальным развитием организма?

Онтогенез состоит из:

• зародышевого развития или эмбриогенеза;
• постэмбрионального развития.

Продолжительность эмбриогенеза — с момента оплодотворения яйцеклетки до момента рождения организма. Постэмбриональное развитие — это время от рождения до смерти.

Постэмбриональное развитие человека состоит из нескольких этапов:

• детство;
• юность;
• зрелость;
• старость.