Половое размножение. Его биологическое значение

Бесполое размножение позволяет формам, генотипы которых хорошо приспособлены к имеющимся условиям, быстро размножиться и занять максимально возможное жизненное пространство. Однако при изменении условий может оказаться, что данное сочетание генов будет уже неоптимальным. Для преодоления этого у организмов возникло половое размножение.

Определение

Половым размножением называется такой вид размножения, когда в геноме одного организма объединяются гены разных организмов — двух родителей. Это объединение геномов происходит в ходе оплодотворения — процесса слияния особых половых клеток (гамет).

Диплоидность дает организмам определенные преимущества. В диплоидных организмах не проявляются вредные рецессивные аллели, находящиеся гетерозиготном состоянии. Кроме того, диплоидный организм имеет два разных аллеля одного гена, что расширяет возможности адаптации. Однако для того чтобы половой процесс мог повторяться, должен существовать механизм, переводящий клетки из диплоидного состояния (2n) в гаплоидное (n). Ясно, что простое уничтожение половины хромосом могло бы привести к потере ценных генов. Поэтому процесс уменьшения числа хромосом осуществляется путем деления клеток, в результате которого половина дочерних клеток имеет один аллель, а половина — другой. Например, у гетерозиготы Аа половина гамет имеет аллель А, а вторая половина — аллель а. Такое деление называется мейозом.
В результате мейоза происходит редукция — двукратное уменьшение плоидности. Обычно мейоз имеет место при образовании спор или гамет. Таким образом, половой цикл представляет собой чередование гапло- и диплофазы. Гаплофаза длится от мейоза до оплодотворения, а диплофаза — от оплодотворения до следующего мейоза.

У животных гаплофаза представлена только гаметами, которые образуются путем мейоза. У растений гаплофаза — это многоклеточный гаметофит, который может иметь вид растения зеленого мха, заростка папоротника, зародышевого мешка или пыльцевого зерна цветковых. От мохообразных к цветковым происходит редукция гаплоидной фазы в жизненном цикле, все больше и больше преобладает диплоидная фаза.