Capitolul 9 Regimurile de evoluție lamarckian, darwinian și wrightian, evoluția evoluției, fiabilitatea sistemelor biologice și rolul creator al zgomotului în evoluție Per. D. Tulinova Drama lamarckismului După cum sa menționat deja în prefața acestei cărți, una dintre realizările cheie

Căile de evoluție sunt predeterminate la nivel molecular. În prezent, dezvoltarea rapidă a biologiei moleculare a dus la faptul că multe modele biologice importante, inclusiv fenomenul de evoluție paralelă, s-au dovedit temporar a fi, parcă, dincolo de sfera de aplicare. de „adevărat serios

19. Reproducerea: asexuată și sexuală Amintiți-vă!Care sunt cele două tipuri principale de reproducere în natură?Ce este reproducerea vegetativă?Ce set de cromozomi se numește haploid; diploid? În fiecare secundă, zeci de mii de organisme mor pe Pământ. Unul de la bătrânețe

Reproducerea sexuală Reproducerea sexuală este reproducerea prin intermediul celulelor germinale specializate numite gameți. De obicei, în timpul reproducerii sexuale, gameții a două organisme parentale fuzionează în timpul procesului de fertilizare. Astfel, se creează o nouă combinație

Reproducerea sexuală la cel mai înalt nivel O mare parte din ceea ce prezice teoria bolilor infecțioase a lui Hamilton este în concordanță cu teoria mutației a lui Alexei Kondrashov, pe care am întâlnit-o în capitolul anterior (conform căreia, reproducerea sexuală este necesară pentru

Capitolul 1. De ce avem nevoie de reproducere sexuală Un sex este bun, dar doi este mai bun Omul a fost întotdeauna interesat de întrebarea: ce factori determină sexul unui individ? Oamenii au ghicit și au oferit diverse modalități de a programa sexul viitorilor descendenți.

Reproducerea asexuata si sexuala Ce este sexul din punct de vedere biologic? Este împărțirea conform principiului sexual o proprietate universală a tuturor ființelor vii de pe Pământ sau unele organisme nu au sex? De ce avem nevoie de diferențele de sex ca atare?

În cadrul unuia dintre tipurile de plante moderne - algele verzi - există specii care pot fi aranjate într-o anumită secvență, arătând în ce direcție ar putea merge evoluția. Cu toate acestea, chiar și după studierea acestor specii, rămâne neclar dacă reproducerea sexuală a apărut pentru prima dată în algele verzi și dacă evoluția sexului a avut loc într-adevăr în acest fel.

Cele mai simple alge verzi, precum Protococcus, se reproduc doar asexuat - prin simpla diviziune celulara. În majoritatea celorlalte alge verzi, reproducerea asexuată se dezvoltă dintr-o celulă vegetativă într-una sau mai multe celule de reproducere specializate numite zoospori. Fiecare zoospor este echipat cu unul sau mai mulți flageli și este bine adaptat pentru a asigura distribuția speciei.

Celula vegetativă a Chlamydomonas, găsită în iazuri, lacuri și pământul umed, are doi flageli și este protejată de un perete puternic de celuloză. Fiecare celulă conține un cloroplast în formă de cupă, care conține un pirenoid, care este implicat în formarea amidonului; în plus, celula are un „ochi” (o pată pigmentară roșie) și două vacuole contractile situate lângă bazele a doi flageli.

În timpul reproducerii asexuate, o astfel de celulă se divide cu formarea a 2 până la 8 zoospori în interiorul peretelui celulozei.Ca urmare a ruperii acestui perete, zoosporii sunt eliberați și înoată în direcții diferite, reprezentând plante independente. Din când în când, are loc reproducerea sexuală: celula se divide, formând de la 8 până la 32 de gameți, care seamănă cu zoospori sau celule adulte, dar au dimensiuni mai mici. Doi dintre acești gameți fuzionează, pornind de la originea flagelului și formează un zigot. La început, zigotul are 4 flageli (2 din fiecare gamet), dar în timp aceștia dispar. Celula se rotunjește, secretă un perete celular gros și poate suporta perioade lungi de condiții externe adverse în această stare. De îndată ce condițiile devin potrivite pentru creștere din nou, zigotul se împarte meiotic pentru a forma patru celule, peretele celular se crapă, flagelii apar în celulele astfel eliberate și devin plante independente.

Reproducerea sexuală a Chlamydomonas este extrem de primitivă, deoarece gameții săi sunt celule nespecializate, în exterior nu diferă de zoospori și celulele adulte. La majoritatea speciilor Chlamydomonas, ambele celule confluente sunt identice ca mărime și structură; această formă de reproducere se numește izogamie. La unele specii se formează gameți din două genuri, dintre care unul este mai mare decât celălalt, dar toți au flageli; Ca rezultat al fuziunii a doi gameți de dimensiuni diferite, se formează un zigot. Această formă de reproducere se numește heterogamie.

Un alt tip primitiv de reproducere sexuală este observat la spirogyra, care constă din filamente lungi de celule haploide conectate la capete. Toamna, când are loc de obicei reproducerea, două fire sunt amplasate unul lângă altul, paralel unul cu celălalt, iar celulele situate una lângă cealaltă formează excrescente bombate îndreptate una spre alta. Aceste excrescențe cresc, fuzionează și se transformă într-un tub care conectează ambele celule între ele. Una dintre celule se rotunjește, curge încet prin tub și se conectează cu o altă celulă. Nucleii ambelor celule fuzionează apoi și fertilizarea este încheiată. Celula rezultată, sau zigotul, este înconjurată de un perete celular gros și poate petrece iarna în această formă. Primavara, zigotul se divide meiotic si formeaza patru nuclei haploizi, dintre care trei nuclei degenereaza. Se păstrează al patrulea nucleu și, după ruperea peretelui gros, se divide mitotic, dând naștere unui nou filament haploid. Reproducerea sexuală a spirogirei este primitivă, deoarece celulele nespecializate participă la ea (orice celulă dintr-un fir poate fuziona cu o celulă dintr-un fir adiacent), care nu diferă unele de altele (izogamie).

Folosind o altă algă verde filamentoasă, Ulothrix, ca exemplu, se poate urmări următorul pas presupus în evoluția reproducerii sexuale. La această plantă, fiecare celulă vegetativă haploidă din lanțul filamentos conține un cloroplast în formă de guler și mai multe pirenoide. Când o celulă se împarte, se formează 8 zoospori, fiecare poartă 4 flageli; zoosporii sunt eliberați și ulterior dau naștere la noi fire. Una dintre celulele firului poate suferi mai multe diviziuni, în urma cărora se formează numeroși gameți mici identici, care seamănă cu zoospori, dar diferă de aceștia prin prezența a doi flageli în loc de patru.

Ca și în Chlamydomonas, două dintre aceste forme care plutesc liber fuzionează pentru a forma un zigot, care are inițial patru flageli. După ce înot pentru ceva timp, zigotul pierde flageli, secretă un perete celular gros și, în această formă, este capabil să reziste la frig și uscare. Ulterior, zigotul se divide meiotic și dă naștere la patru celule. Acestea din urmă sunt eliberate în cele din urmă de peretele vechiului zigot și se dezvoltă în fire noi. Astfel, la Ulothrix, reproducerea sexuală este izogamă și are loc prin fuziunea a două celule identice, dar aceste celule sunt specializate și diferite de celulele vegetative obișnuite.

Reproducerea sexuală, observată la o altă algă filamentoasă, Oedogonium, pare să reprezinte a treia etapă de evoluție. Celulele care se unesc pentru a forma un zigot nu sunt aceleași: una dintre ele este un ovul rotund, imobil, bogat în substanțe de rezervă, celălalt este un mic spermatozoid mobil. Reproducerea sexuală prin fuziunea gameților inegali, numită heterogamie, este caracteristică majorității plantelor superioare. Orice celulă vegetativă se poate transforma fie într-un ovogon, o celulă care formează un ou, fie într-un anteridiu, care formează spermatozoizi. Celulele care formează ouăle sunt mari și sferice; protoplasma lor se îndepărtează de peretele celular solid și formează un ou rotunjit, imobil, plin de substanțe nutritive.

Ca urmare a diviziunii repetate a unei alte celule vegetative, se formează un număr de celule scurte în formă de disc, dând spermatozoizi. În același timp, protoplasma fiecăreia dintre aceste celule se divide și dă naștere la doi spermatozoizi mici, purtând o corolă de flageli la capătul anterior. Spermatozoizii înoată până la ovul, atrași de substanțele chimice pe care le eliberează. Printr-un gol din peretele celular, spermatozoizii intră în ovul și se contopesc cu acesta din urmă. Atât ovulul, cât și spermatozoidul sunt haploizi, iar atunci când se unesc, se formează un zigot diploid. Zigotul secretă în jurul său un perete celular gros, iar sub această formă poate îndura perioade nefavorabile creșterii. În cele din urmă, zigotul suferă meioză cu formarea a patru celule haploide, fiecare poartă o corolă de flageli la capătul anterior și seamănă cu zoospori - celule care servesc pentru reproducerea asexuată. Zoosporii de origine sexuală și asexuată germinează, se divid și produc un nou filament de Oedogonium.

Ultima etapă în evoluția reproducerii sexuale poate fi găsită în studiul altor alge, precum Volvox, precum și al plantelor și animalelor superioare, în care gameții specializați sunt produși numai de celule specializate ale corpului - organele sexuale, și nu de celule vegetative, ca la Ulothrix sau Oedogonium. Volvox este o algă colonială care are forma unei bile goale, care constă din celule, fiecare purtând câte doi flageli și conectate la celulele învecinate prin filamente subțiri de protoplasmă. Într-o astfel de colonie pot exista până la 40.000 de celule, dintre care majoritatea sunt aceleași și au doar funcții vegetative. Spermatozoizii mobili de dimensiuni mici cu doi flageli sunt formați numai din organe speciale - anteridii (acest termen este folosit și pentru a se referi la organele plantelor superioare care produc spermatozoizi). Singurul ou mare imobil se formează în interiorul unui organ special - ogoniul.

După părăsirea anteridiului, spermatozoizii mobili înoată până la ovul; ca urmare a fuziunii lor se obține un zigot diploid; în jurul zigotului se formează un perete celular gros care îl poate proteja de influențele externe negative. În timpul germinării, zigotul se divide meiotic pentru a forma celule haploide. Acestea din urmă, după o serie de diviziuni mitotice, dau naștere unei noi colonii. Unele specii de Volvox au atât anteridii, cât și ovogonie în aceeași colonie; la alte specii, fiecare colonie are fie numai anteridii, fie doar ovogonie, iar în funcție de aceasta se numește „mascul” sau „femelă”. În astfel de forme, evoluția reproducerii sexuale a ajuns în stadiul de diferențiere de sex.

Evoluția a procedat astfel în direcții diferite, fiecare dintre acestea ducând la un fel diferit de specializare. Prima direcție este trecerea de la formarea gameților identici (izogamie) la formarea gameților diferiți (heterogamie); aceasta oferă avantaje clare favorabile supraviețuirii speciei: abundența și mobilitatea spermatozoizilor asigură întâlnirea acestora cu oul, iar dimensiunea mare și rezervele de nutrienți ale oului asigură hrana zigotului până când acesta devine capabil să se hrănească singur. A doua direcție de evoluție este specializarea celulelor unei colonii sau unui corp pluricelular, astfel încât unele celule îndeplinesc doar funcții vegetative, în timp ce altele îndeplinesc doar funcții de reproducere. A treia direcție de dezvoltare a dus la diferențierea sexelor. La plantele considerate primitive, aceeași plantă se poate reproduce atât sexual, cât și asexuat, în funcție de condițiile de mediu. A patra direcție de evoluție a dus la reținerea unui ou imobil fertilizat în corpul plantei mamă. La cele mai bine organizate alge și la toate plantele superioare se observă o alternanță clar definită și regulată a generației de plante cu reproducere sexuală și generarea reproducerii asexuate - spori. Apariția unei astfel de schimbări de generații este rezultatul celei de-a cincea direcții de evoluție, al cărei început ar trebui căutat în algele verzi. Astfel, „sapata de mare” Ulva este reprezentată de plante de două feluri, identice ca mărime și structură. Cu toate acestea, unele dintre aceste plante sunt sporofite diploide care formează zoospori haploizi prin meioză, care se dezvoltă în gametofite haploide. Acestea din urmă (a doua formă) produc gameți care fuzionează pentru a forma un zigot diploid care se dezvoltă într-un sporofit diploid.

Ciclul de dezvoltare al unei anumite specii este înțeles ca procesele biologice de dezvoltare care au loc între o anumită etapă din calea vieții unui organism și aceeași etapă din calea de viață a descendenților săi. Bacteriile, algele albastre-verzi si protococii, care se reproduc prin simpla diviziune, au un ciclu de dezvoltare foarte simplu. Algele verzi filamentoase, cum ar fi Ulothrix, se reproduc asexuat colonii haploide pentru cea mai mare parte a ciclului lor de viață. Diviziunile mitotice ale acestor celule duc la formarea fie de noi celule de filament vegetativ, fie de gameti haploizi, fie, cu reproducerea asexuata, de zoospori haploizi, care, dupa o serie de diviziuni, dau nastere la noi colonii haploide. Singura celulă diploidă este zigotul, care se divide meiotic pentru a forma celule vegetative haploide.

Sistemele organelor de reproducere la diverse animale sunt construite după un plan de bază, deși cu numeroase variații. Glandele sexuale și canalele lor pot fi simple, pereche sau multiple. Spermatozoizii formați în testicule ies prin canale în mediul extern; adesea sunt suspendate în lichidul seminal secretat de glandele accesorii ale sistemului reproducător.

Alexandru Markov

Spermatozoizii se pot uni în stoluri mici și dense, ceea ce le permite să depășească concurenții singuri. Acesta este un exemplu de asistență reciprocă cu elemente de altruism, deoarece din întregul turmă, doar un spermatozoid va putea în cele din urmă să fertilizeze ovulul. După cum s-a dovedit, la hamsterii americani Peromyscus maniculatus, în care femelele se împerechează cu mai mulți masculi la rând, spermatozoizii sunt capabili să distingă rudele de străini și să se unească în principal cu „ale lor”. La speciile monogame strâns înrudite P. polionotus, spermatozoizilor le lipsește o astfel de selectivitate, ceea ce corespunde pe deplin cu predicțiile teoriei selecției rudelor.

Konstantin Popad'in

Femelele majorității speciilor de animale aleg în mod activ masculii pentru ei înșiși, ghidate de trăsături neadaptative precum dimensiunea cozii (la păuni), cântecul și culoarea (la păsări), a căror severitate este asociată cu „calitatea” masculului. Cu toate acestea, atunci când femela nu are de ales (de exemplu, în cazul însămânțării forțate), ea poate investi în urmași o cantitate diferită de energie în funcție de calitatea masculului.

Richard Dawkins

Cartea lui Dawkins arată într-o formă populară și lucidă cum din Simplitatea primordială, fără participarea vreunei ființe inteligente superioare, poate apărea Complexitatea extrem de organizată. ceasornicarul menționat în titlul cărții este preluat din binecunoscutul tratat al teologului din secolul al XVIII-lea William Paley, care susținea că ceasurile nu pot apărea spontan și spontan, ci doar ca rodul minții și al eforturilor unei ființe conștiente ( ceasornicar); astfel, ființele vii și mai complexe (decât ceasurile) pot fi create doar de voința și mintea Creatorului. Dawkins în cartea sa arată că selecția naturală, operând pe variații spontane ale formelor inițiale simple, pe parcursul a sute și mii de generații, poate produce o complexitate nu mai puțin impresionantă. Cartea arată, de asemenea, mecanismele specifice din spatele acestei selecții incrementale și oferă răspunsuri la întrebările frecvente despre evoluție.

proces sexual

conjugarea gametilor

proces sexual, sau fertilizare, sau amfimixis (altul grecesc ἀμφι- - un prefix cu sensul de reciprocitate, dualitate și μῖξις - amestecare) - procesul de fuziune haploid celule germinale, sau gameti conducând la formare diploid celule zigoti. Acest concept nu trebuie confundat cu actul sexual(întâlnirea partenerilor sexuali în multicelulare animalelor).

Procesul sexual are loc în mod natural în ciclu de viață toate organismele care au meioză. Meioza duce la o scădere a numărului de cromozomi la jumătate (tranziție de la diploid stare la haploidă), procesul sexual - pentru a restabili numărul de cromozomi (trecerea de la o stare haploidă la una diploidă).

Există mai multe forme ale procesului sexual:

• izogamie- gameții nu diferă între ei ca mărime, mobili, flagelati sau ameboizi;
• anizogamie (Heterogamie)- gameții diferă unul de celălalt ca mărime, dar ambele tipuri de gameți (macrogameți și microgameți) sunt mobili și au flageli ;
• oogamie - unul dintre gameți ou) este mult mai mare decât celălalt, nemișcat, împărțitor meioză, care duc la formarea sa, sunt puternic asimetrice (în loc de patru celule, se formează un ou și două „corpi polari” abortivi); altul (sperma sau sperma) este mobil, de obicei flagelat sau ameboid.

Semnificația biologică a amfimixisului este direct legată de esența biologică a anumitor aspecte ale procesului de fertilizare. Darwin, care a descoperit „marea lege a naturii”, a vorbit despre semnificația progresivă a apariției procesului sexual în istoria lumii organice, considerând totodată polenizarea încrucișată ca o sursă de îmbogățire a eredității. Datorită moștenirii biparentale (maternă - din ouăși paternă - din spermatozoizi) ca urmare a amfimixisului se obțin organisme mai viabile, cu spectru mai larg variabilitate comparativ cu plantele apomictice.

Alte utilizări ale termenului

Uneori sub proces sexual implică nu atât de multă fertilizare cât recombinare informații genetice între indivizii aceleiași specii și nu neapărat asociate cu reproducere. În acest caz, la soiuri proces sexual referi conjugare la protiștiși proces parasexual la bacterii, numit si conjugare.

Vezi si

Legături

Note

Fundația Wikimedia. 2010 .

Vedeți ce este „Procesul sexual” în alte dicționare:

proces sexual- EMBRIOLOGIA ANIMALELOR PROCES SEXUAL - un ansamblu de evenimente care duc la o astfel de modificare a aparatului nuclear, care se încheie cu o modificare a materialului ereditar al celulei. Procesul sexual oferă variabilitate combinativă ca unul dintre fundamentele... Embriologie generală: Dicţionar terminologic

Edouard Henri Avril Relații sexuale (de asemenea copulație, act sexual, copulație sau pix... Wikipedia

Coitus de bărbat și femeie într-o secțiune (c. 1492) Reprezentarea lui Leonardo da Vinci ca artist a ceea ce se întâmplă în interiorul corpului uman în timpul actului sexual. Relațiile sexuale (coitus sexuale în latină) la oameni sunt contactul genital a doi indivizi cu ... ... Wikipedia

PENIS- PENIS, penis (în latină literalmente coadă), membrum virile, penis masculin. P. h. organ cu dubla fizio l. funcția: actul de copulare cu eliberarea de material seminal și excreția de urină din vezică. În P. masculin al unei persoane, se distinge unul din spate ......

ÎNTREBARE DE SEX- (problema sexuală, problema sexuală) acoperă o gamă largă de probleme legate de fiziologie, psihologie, psihopatologie, eugenie, etnologie, drept, sociologie și igiena socială a vieții sexuale în prezent în țările burgheze. P. în. în…… Marea Enciclopedie Medicală

SELECȚIA SEXUALĂ, procesul de viață al animalelor, bazat pe căutarea cu succes a unei perechi și producerea de urmași. Selecția sexuală este similară cu SELECTIA NATURALĂ, totuși, spre deosebire de aceasta, CARACTERISTICILE SEXUALE SECUNDARE sunt de mare importanță. ... ... Dicționar enciclopedic științific și tehnic

- (factor F, factor de fertilitate) plasmidă (vezi Plasmide), care controlează sinteza pili sexuale, conjugarea și transferul genelor cromozomiale și plasmidelor netransmisibile de la un donator la un receptor. Celulele care conțin P.f. sunt desemnate tulpini P + care nu îl conțin F ... ... Dicţionar de microbiologie

I Penisul este organul genital extern masculin. Este format din două corpuri cavernose și unul spongios. Deosebiți capul, corpul și rădăcina P. h. Corpurile cavernoase au formă cilindrică. Capetele lor posterioare sunt ascuțite, diverge în lateral sub formă de ... ... Enciclopedia medicală

Acest articol conține informații despre anatomia umană. Pentru anatomie generală, consultați articolul: Sistemul reproducător. Sistemul reproducător este un complex de organe și sisteme care sunt implicate în producerea de produse sexuale, asigură procesul ... ... Wikipedia

Cărți

• Recuperarea rapidă a sănătății unui bărbat. Gânduri care creează frumusețea și tinerețea unei femei. Crearea unei noi tinereți a unui bărbat (număr de volume: 3), Sytin Georgy, Restabilirea rapidă a sănătății unui bărbat. Puterea masculină este sinonimă cu sănătatea, tinerețea și succesul unui bărbat în viață. Îl puteți returna și îl puteți păstra mulți ani fără a utiliza medicamente și... Categorie: Întinerire. Longevitate Serie: Editura: All,
• A crea o nouă tinerețe pentru un bărbat, Georgy Sytin, A rămâne un bărbat tânăr, puternic și atrăgător până la 100 de ani și mai mult - sună ca o fantezie și, cu toate acestea, astăzi o astfel de perspectivă este reală pentru oricine. Georgy Sytin, autor... Categorie:

Secrete sexuale [Bărbat și femeie în oglinda evoluției] Butovskaya Marina Lvovna

Mecanisme de apariție a reproducerii sexuale

La animalele cu reproducere sexuală, în organele genitale se produc doar două tipuri de gameți - mascul (mic și mobil) și femela (mari și imobil). În niciun caz celulele germinale nu sunt de tip intermediar, combinând proprietățile gameților masculin și feminin.

De ce în procesul evoluției s-au format două sexe - masculin și feminin? De ce nu trei, patru sau mai multe? Și de ce, de fapt, celulele germinale nu pot avea o dimensiune intermediară? L. Miele, R. Trivers și alții dau următoarea explicație. Faptul este că reproducerea sexuală s-a format sub influența unei forme speciale de selecție naturală (selecția sexuală), în care indivizii care produceau celule germinale de dimensiuni intermediare au fost eliminați în mod constant din populația inițială (Fig. 1.2). Acest lucru s-a întâmplat deoarece indivizii care produceau gameți mici au fost selectați doar cu condiția ca aceștia să aibă relații sexuale cu indivizi purtători de gameți mari și invers. Selecția pentru dimensiunea gameților a avut loc în combinație cu selecția pentru selectivitatea partenerului sexual.

Orez. 1.2. Evoluția anizogamiei prin selecția disruptivă pentru dimensiunea gameților. Abscisa arată mărimile gameților, ordonata arată frecvența de apariție a tipului părinte de gameți. (Dat din Mealey. 2000).

Să presupunem că există o specie de animal cu reproducere sexuală în care unii indivizi produc gameți mari, bogați în nutrienți, alții mici și mobili, iar alții gameți intermediari. Indivizii care produc gameți mici pot produce mult mai mulți dintre aceștia decât indivizii care produc gameți mari sau mijlocii. Ei sunt capabili să se înmulțească mult mai des decât producătorii de gameți mari și medii. Prin urmare, treptat în populația acestei specii ar trebui să se înregistreze o creștere a proporției de indivizi care produc celule germinale mici, sărace în nutrienți.

Cu toate acestea, gameții mici au un dezavantaj semnificativ: combinarea cu celule germinale de aceeași dimensiune practic nu oferă zigotului nicio șansă de supraviețuire. Chiar dacă astfel de „proto-masculi” se împerechează semnificativ mai des decât „proto-femele” producând gameți mari, succesul lor în a lăsa urmași este scăzut. Într-o populație plină de proto-masculi, orice proto-femelă va avea avantaje semnificative: la urma urmei, au o mulțime de „cavaleri”, iar șansele de supraviețuire a oului lor fecundat de dimensiuni mari sunt cele mai mari. Ca urmare, în populație, vectorul de selecție se deplasează în cealaltă direcție - indivizii care produc gameți mari încep să fie selectați. Pe acest fond, gameții de dimensiuni medii nu primesc niciun avantaj în niciun scenariu și sunt îndepărtați treptat din populație.

Condiții preliminare pentru apariția cinologiei medicale. Analiză interdisciplinară Metoda propusă de cinologie terapeutică are un aspect interdisciplinar. De aceea am dori să abordăm descrierea acestei probleme din unghiuri diferite, deoarece nu pare

Condiții preliminare pentru apariția cinologiei medicale. Analiză interdisciplinară Metoda propusă de cinologie terapeutică are un aspect interdisciplinar. De aceea am dori să abordăm descrierea acestei probleme din unghiuri diferite, deoarece nu este posibil