Половое размножение Следующее поколение развивается из половых клеток

Половое размножение Следующее поколение развивается из половых клеток – гамет, обычно после их слияния в зиготу 1 родительская особь Сливаются 2 гаметы от обоеполого родителя - самооплодотворение Партеногенез – развитие потомка из 1 гаметы 2 родительские особи, их гаметы соединяются, оплодотворение перекрестное Достоинства полового размножения: - если сопровождается отбором половых партнеров – до размножения допускаются особи, наиболее приспособленные к данным условиям среды, они передают свои гены потомству – потомство разнообразно за счет комбинативной изменчивости, причины которой: - кроссинговер при мейозе - случайная ориентация гомологов в метафазе I мейоза, в результате они случайно сочетаются в дочерних клетках - случайное сочетание гамет при оплодотворении (этого нет при партеногенезе) Недостатки полового размножения: Нужен мейоз в жизненном цикле и обычно нужно найти полового партнера. За половое размножение приходится платить двукратным снижением эффективности передачи генов потомству – это называют «двойной ценой пола» .

Половое размножение — весьма «дорогое удовольствие» с точки зрения естественного отбора. При бесполом размножении вы передаете каждому потомку все свои гены, а при половом — только половину. За половое размножение приходится платить двукратным снижением эффективности передачи генов потомству. Джон Мэйнард Смит назвал этот парадокс «двойной ценой пола» Суть полового процесса, характерного для большинства высших организмов (эукариот), состоит в перемешивании (рекомбинации) генов (точнее, участков ДНК) разных особей. Гены, входящие в состав генома, благодаря регулярной рекомбинации перестают быть намертво связанными друг с другом. Перемешивание генетического материала позволяет естественному отбору работать на уровне отдельных генов, а не целых геномов. Это радикально увеличивает эффективность отбора и способствует быстрой адаптивной (приспособительной) эволюции. Например, если у какой-то особи в одном гене возникла полезная мутация, а в другом — вредная, то благодаря половому процессу первая из этих мутаций получает шанс распространиться в генофонде независимо от второй, а вторая, скорее всего, будет благополучно отбракована отбором независимо от первой

Половой процесс – передача генетического материала, обычно между особями одного вида, не связанными прямым родством (т. е. передача генов по горизонтали) Варианты полового процесса, приводящего к размножению: Гаметогамия - Изогамия; Гетерогамия; Оогамия Аскогон и антеридий

Слияние концов гиф – гаметангиогамия Слияние вегетативных клеток соматогамия Простейший случай соматогамии — хологамия (слияние двух одноклеточных организмов), у некоторых дрожжеподобных грибов.

Половой процесс, который не сопровождается размножением – конъюгация, трансдукция, трансформация, Конъюгация

Еще 2 варианта полового процесса: - трансдукция – перенос генетического материала с помощью бактериофага - трансформация – поглощение фрагмента ДНК из внешней среды

Эволюция полового размножения и стратегии размножения во всех царствах эукариот: к оогамии, внутреннему оплодотворению, улучшению заботы о потомстве – неизбежно в связи с повышением уровня его организации

Мейоз – деление клетки эукариот, в результате которого плоидность дочерних клеток уменьшается вдвое по сравнению с материнской, чтобы при последующем половом размножении не происходило прогрессивного увеличения числа наборов хромосом Кроссинговер – обмен участками между гомологичными хромосомами, происходит в профазе I мейоза

Стадии мейоза, плоидность – для разбора проверочной работы

Лептотена – стадия тонких нитей Зиготена – конъюгация, образование бивалентов – комплексов из 2 -х гомологов Пахитена – стадия толстых нитей, идет кроссинговер, сопровождается репаративным синтезом ДНК (1% от генома) Диплотена – гомологи в зоне центромер отталкиваются, видны хиазмы и 4 нити бивалента Диакинез – переход к метафазе I

Роль кроссинговера в комбинативной изменчивости

Роль случайной ориентации гомологов друг относительно друга в метафазе I При другой ориентации гомологов - другое их сочетание в дочерних клетках

Сравнительная характеристика митоза и мейоза Признак Митоз Мейоз Плоидность исходной клетки Любая – 1 n, 2 n, … Четное число наборов - 2 n, 4 n, … Количество делений клетки Одно Два Что расходится при делении Сестринские хроматиды 1 - Гомологичные хромосомы 2 - Сестринские хроматиды Плоидность образовавшихся клеток Равна исходной 1– в 2 раза меньше исходной 2 – та же Роль процесса Обеспечивает размножение одноклеточных, рост и регенерацию многоклеточных Обеспечивает комбинативную изменчивость и возможность полового размножения в последующей части жизненного цикла Характер изменчивости у дочерних клеток Идентичны материнской, возможна только мутационная изменчивость Отличаются от материнской за счет комбинативной изменчивости, причины которой – кроссинговер и случайная ориентация гомологов в метафазе первого деления

Место мейоза в жизненном цикле редукция гаметическая 1 n 1 n гаметы 2 n зиготическая промежуточная 1 n зигота 1 n 1 n 2 n 2 n мейоз 2 n Мейоспоры Многоклеточный организм 1 n 2 n мейоз Гифы, их ядра по 1 n мейоз Гаплоидные гаметы спорофит Гаплоидные споры гаметы 1 n гаметофит гаметы

Место мейоза в жизненном цикле