Для появи нового життя не завжди потрібні двоє батьків. Ви вже бачили це на прикладі картоплі з вічок або гідри з маленькою брунькою на боці. Це і є нестатеве розмноження — швидкий спосіб отримати нащадків без гамет.
Що таке нестатеве розмноження та як воно працює
Нестатеве розмноження — це форма розмноження, за якої новий організм розвивається з однієї або групи нестатевих клітин материнської особини. Гамети не утворюються. Запліднення не відбувається. У процесі бере участь лише один батьківський організм.
В еукаріотів основою процесу є мітоз. Ви пам’ятаєте його суть: кількість хромосом зберігається. Материнська клітина ділиться на дві однакові за спадковою інформацією. У бактерій-прокаріотів усе ще простіше. Веретена поділу в них немає, кільцева ДНК подвоюється, а клітина перешнуровується навпіл.
Генетично нащадки — копії матері, клони. Вони отримують той самий набір генів. Абсолютної тотожності все ж немає. Іноді виникають спонтанні мутації, тому клон може трохи відрізнятися від материнської особини.
На тестах не плутайте нестатеве розмноження з партеногенезом. Партеногенез — це розвиток із незаплідненої яйцеклітини. Яйцеклітина — це гамета, жіноча статева клітина. Тому в шкільній програмі партеногенез розглядають як видозмінену форму статевого розмноження, а не як нестатеве. Орієнтир простий: бачите слово «гамета» — це вже не нестатеве розмноження.
У зошиті ви можете записати формулу для самоперевірки: один батько + соматичні клітини + мітоз = нестатеве розмноження. Якщо в умові з’являються яйцеклітина, сперматозоїд або зигота, шукайте іншу відповідь.
Основні форми нестатевого розмноження одноклітинних і багатоклітинних
Поділ навпіл ви добре знаєте з прикладу бактерій. Клітина росте, подвоює спадковий матеріал і ділиться на дві дочірні. Так само ділиться амеба протей, тільки в неї є ядро. Евглена зелена ділиться поздовжньо. З однієї материнської клітини виходять дві самостійні особини.
Множинний поділ називають шизогонією. Спочатку багато разів ділиться ядро, а цитоплазма лишається спільною. Потім вона одразу розпадається на багато дочірніх клітин. Так розмножується малярійний плазмодій в організмі людини — у клітинах печінки та в еритроцитах.
Брунькування виглядає інакше. На тілі материнської особини з’являється виріст-брунька. Вона росте, збільшується і відокремлюється. У дріжджів це маленька клітина-брунька. У гідри прісноводної — молода гідра, яка спочатку сидить на материнській, а потім відпадає. У губок бруньки теж можуть залишатися разом і утворювати колонію.
Спороутворення — це розмноження спеціалізованими клітинами, спорами. Спори легкі, їх розносить вітер і вода. Так розселяються мохи, папороті, хвощі та плауни. Серед грибів спори утворюють мукор і пеніцил, ви бачили їхній наліт на хлібі та фруктах. У бактерій ендоспори — зовсім інша історія. Це форма переживання холоду, посухи чи спеки, а не розмноження. Одна бактерія утворює одну спору і потім з неї ж відновлюється.
Фрагментація починається з пошкодження. Тіло розпадається на частини. Кожна частина добудовує втрачене. Нитчаста водорість спірогіра розривається на короткі нитки, і кожна росте далі. Плоский черв планарія може відновитися навіть з невеликого шматочка. Морська зірка відрощує ціле тіло з одного променя, якщо на ньому лишилася частина центра.
Поліембріонія — поділ зародка на ранній стадії. Один зародок дає початок кільком. У дев’ятипоясного броненосця зазвичай народжуються четверо однакових дитинчат. У ссавців, включно з людиною, так з’являються монозиготні близнята. Вони мають однаковий генотип. Це виняток із правила про зиготу: сам зародок виник статевим шляхом, а нестатевим є лише його поділ.
Способи вегетативного розмноження рослин
Вегетативне розмноження — це розвиток нової рослини з вегетативних органів: стебла, кореня, листка або їхніх видозмін. Насіння тут не потрібне. Дочірня рослина повторює ознаки материнської. Саме тому садівники так зберігають сортові якості яблунь, троянд і картоплі.
- Кореневищами: пирій, конвалія — підземні пагони з бруньками та запасом поживних речовин.
- Бульбами: картопля — потовщені підземні пагони з вічками-бруньками.
- Цибулинами: тюльпан, цибуля, часник — укорочені підземні пагони із соковитими лусками.
- Вусами: суниця лісова, полуниця — довгі повзучі пагони, що вкорінюються вузлами.
- Живцями: смородина, троянда — стебловими, бегонія, сенполія — листковими.
Живець смородини чи троянди ви ставите у воду або вологий ґрунт, і він дає придаткові корені. Листок сенполії дає маленькі розетки біля основи черешка. Молода рослина, отримана таким шляхом, зацвітає раніше, ніж сіянець з насіння.
Відмінності між нестатевим і статевим розмноженням
Біологічне значення нестатевого шляху — швидкість. Не треба шукати партнера. Не треба витрачати час на утворення гамет. За сприятливих умов бактерії, дріжджі або пирій захоплюють територію дуже швидко. Одна суниця за літо дає десятки вкорінених розеток з вусів.
Зворотний бік — однаковість. Нащадки несуть той самий генотип, тому популяція гірше реагує на зміни. Прийшла нова хвороба чи посуха — страждають усі клони одразу. Статеве розмноження дає комбінації генів, і хоч хтось виявляється стійкішим.
| Критерій порівняння | Нестатеве розмноження | Статеве розмноження |
|---|---|---|
| Кількість батьківських організмів | Один | Зазвичай два |
| Участь статевих клітин і запліднення | Не беруть участі, запліднення відсутнє | Утворюються гамети, відбувається запліднення |
| Клітинний механізм | Мітоз в еукаріотів, прямий бінарний поділ у прокаріотів | Мейоз при утворенні гамет та мітоз зародка |
| Генетична подібність нащадків | Ідентичні копії батьківського організму | Комбінативна мінливість, унікальний генотип |
У природі багато видів поєднують обидва шляхи. Гідра влітку брунькується, а восени переходить до статевого процесу. Картопля цвіте і дає насіння, але в полі її розмножують бульбами. Запам’ятайте цю логіку для тестів: стабільні умови вигідні для клонів, мінливі — для нащадків з новими комбінаціями генів.