Чередование поколений

Закономерная смена в жизненном цикле организмов генераций, различающихся способом размножения. В этом случае одно или несколько бесполых поколений организмов сменяется поколением организмов, размножающихся половым путем.

Характерно для организмов, размножающихся как половым, так и бесполым путем.

Различают чередование поколений:

· первичное

· вторичное

Первичное чередование поколений заключается в регулярном чередовании полового и бесполого поколений

Встречается:

- простейших

- водорослей

- высших растений.

Жизненный цикл фораминифер
Цикл развития фораминиферы Myxotheca arenilega (пo Грелю): 1 - одноядерный гамонт, 2 - гамонт после образования ядер гамет, 3 - копуляция гамет, 4 - зигота, 5 - молодой агамонт, 6 - растущий агамонт, 7 - мейоз (момент редукции); 8 - образование агамет, 9 - молодая агамета (гамонт)	Жизненный цикл фораминифер распадается на два основных этапа: шизогонию, или агамогонию - бесполое воспроизведение со стадией образования мерозоитов (эмбрионов) и заканчивающееся образованием гаплоидного поколения - мегасферических гамонтов; и гамогонию - половое воспроизведение, в конечном итоге которого восстанавливается диплоидное состояние - образуются микросферические шизонты; этот второй этап сопровождается образованием многочисленных половых элементов - гамет и попарным слиянием этих последних.

Малярийный плазмодий (Plasmodium)

При укусе комар вводит в ранку слюну, в которой содержатся спорозоиты (клетки, получающиеся в результате образования спорогонии в течение жизненного цикла. Содержимое зиготы, образующейся при слиянии половых клеток, подвергается повторному делению, в результате которого образуется несколько спорозоитов). С током крови они попадают в печень и внедряются в клетки эпителия, где размножаются путем шизогонии (тип размножения простейших класса споровиков, характеризующийся многократным делением ядра и последующим распадением клетки на множество дочерних клеток (мерозоитов) Следующее поколение клеток (мерозоиты) внедряются в эритроциты. В эритроците вначале одноядерный, затем многоядерный шизонт питается гемоглобином. После деления паразита эритроциты лопаются, а продукты обмена веществ попадают в кровь и вызывают лихорадочное состояние. Размножение паразитов при отсутствии лечения неизбежно заканчивается смертью. Больные малярией являются источником заражения комаров. Часть мерозоитов в эритроцитах превращается в гаметоциты (гамонты, стадии подготовки к половому процессу). В кишечнике комара, напившегося крови больного, микрогаметоциты дают начало микрогаметам (мужским половым клеткам), а макрогаметоциты - женским макрогаметам. Гаметы копулируют, подвижная зигота внедряется в стенку и выходит на внешнюю поверхность кишечника комара, где образует цисту. Деление паразита под защитой оболочки название спорогонии, а мелкие дочерние клетки соответственно называют спорозоитами. Из лопнувшей цисты масса спорозоитов поступает в слюнные железы и накапливается, ожидая следующего кровососания. Виды малярийных плазмодиев различаются сроками развития в эритроцитах, а поскольку размножение паразитов происходит синхронно, малярия сопровождается четко выраженными приступами; соответственно различают трехдневную (Plasmodium vivax), четырехдневную лихорадки (P. malariae) и наиболее тяжелую (смертельную) форму, с нерегулярными приступами - тропическую малярию (P. falciparum)

У растений половое поколение представлено гаметофитом, бесполое— спорофитом.

Чередование поколений у высших споровых растений Механизм первичного чередования заключается в том, что на растениях спорофитного поколения развиваются споры, которые на основе мейоза дают гаплоидные мужские и женские гаметофиты. На последних развиваются спермии и яйцеклетки. Оплодотворение яйцеклетки дает начало диплоидному спорофиту. Таким образом, клетки гаметофита содержат гаплоидный набор хромосом, а спорофита — диплоидный набор, т. е. у растений чередование поколений связано со сменой гаплоидного и диплоидного состояний.

Схема изменений соотношения гаметофита (n) и спорофита (2n) в эволюции растений. 1 - водоросли 2 - мхи 3 - папоротники 4 - голосеменные 5 - покрытосеменные (цветковые) В ходе эволюции развитию подвергался спорофит, тогда как для гаметофитов характерна редукция. Примеры: Мхи - преобладающим является гаметофит (гаплоидное поколение), на котором живет спорофит. Папоротникообразные - преобладающим является спорофит (диплоидное поколение) в виде хорошо развитого растения со стеблями и корнями, а гаметофит представлен слоем клеток, которые образуют пластину, прикрепляющуюся к почве с помощью ризоидов. Голосеменные - гаметофит уменьшается до небольших количеств клеток Покрытосеменные - мужской гематофит представлен лишь двумя клетками, женский — семью, тогда как спорофитом у голосеменных и покрытосеменных является само растение.

Проросшие споры (стадия протонемы)

Сорус папоротника

Жизненный цикл папоротника

	Папоротник: 1 — внешний вид папоротника (бесполое поко­ление) ; 2 — долька листа с нижней стороны (видны сорусы, одетые покрывалом);3 —разрез соруса (с — спорангии, п —покрывало); 4 —отдельный спорангий, из которого вы­сыпаются споры.
Спорангии с сорусами

Гаметофиты (заростки) с прорастающими на них ювенильными спорофитами

Женские шишки   Мужские шишки

Схема строения репродуктивных органов хвойных на примере сосны (Pinus): А - строение и расположение мужских шишек: 1 - часть побега с мужскими шишками в пазухах кроющих чешуй; 2 - мужская шишка (микростробилы); 3 - микроспорофилл со спорангием (внутри тетрады микроспор); 4 - микроспора; к.ч - кроющая чешуя; в.л - нижний вегетативный лист; мс - микроспоро.филл; сп - спорангий; Б - строение и расположение женских шишек (констробилов): 1 - часть побега с женскими шишками; 2 - женская шишка; 3 - комплекс кроющей и семенной чешуи - шишечный комплекс разных сроков развития: а - с тетрадой мегаспор; б - с женским гаметофитом (эндоспермом); в - с зародышем.

	Строение семяпочки цветкового растения

Чередование поколений:

· изоморфное - сходство по морфологии и продолжительности жизни между спорофитом и гаметофитом

· гетероморфное - различия по этим признакам

Изоморфная смена поколений (ульва)	Гетероморфная смена поколений плаун)