Rozmnażanie i rozwój
Każda komórka powstaje z innej komórki, każdy organizm – z innego organizmu. Rozmnażanie, w odróżnieniu od pozostałych czynności życiowych, nie jest konieczne do przetrwania pojedynczego osobnika. Jakie jest więc jego znaczenie?
jakie podstawowe procesy są niezbędne do przeżycia organizmu;
jak nazywa się proces, który umożliwia pozostawienie po sobie potomstwa.
Wyjaśnisz istotę rozmnażania.
Poznasz sposoby rozmnażania płciowego i bezpłciowego.
Przedstawisz sposoby rozmnażania wegetatywnego roślin oraz dokonasz obserwacji rozmnażania wegetatywnego u ziemniaka.
Podzielisz zwierzęta na jajorodne i żyworodne.
1. Rozmnażanie jako proces życiowy
Życie każdego osobnika jest ograniczone w czasie. Znacznie dłużej niż pojedynczy osobnik pozostaje na Ziemi gatunek, do którego on należy. Gatunek obejmuje wszystkie podobne i spokrewnione osobniki żyjące w przeszłości oraz te, które pojawią się w następnych pokoleniach. RozmnażanieRozmnażanie prowadzi do zwiększenia liczby osobników, a tym samym warunkuje ciągłość istnienia gatunku.
Wyróżnia się dwa rodzaje rozmnażania: bezpłciowebezpłciowe i płciowepłciowe. Rozmnażanie bezpłciowe prowadzi do powstania osobników prawie identycznych z osobnikami rodzicielskimi. W wyniku rozmnażania płciowego powstają zaś organizmy o cechach najczęściej innych niż te, które posiadają osobniki rodzicielskie.
2. Rozmnażanie bezpłciowe
Rozmnażanie bezpłciowe prowadzi do wytwarzania osobników potomnych, które powstają z jednego osobnika rodzicielskiego i są niemalże jego wiernymi kopiami. Ten rodzaj rozmnażania nie wymaga poszukiwania partnera do rozrodu. Rozmnażanie bezpłciowe może być korzystne dla gatunku przy obfitości pokarmu i braku zagrożeń.
Najprostsza i najszybsza forma takiego rozmnażania to podział komórki na dwie komórki potomne. Innym sposobem rozmnażania bezpłciowego jest pączkowaniepączkowanie. Występuje ono u niektórych jednokomórkowych grzybów i organizmów wodnych prowadzących osiadły tryb życia. Grzyby, mchy i paprocie rozmnażają się, wytwarzając zarodnikizarodniki. Dość często spotykanym sposobem rozmnażania bezpłciowego jest także podział ciała (fragmentacja), występujący u części roślin, grzybów, porostów, protistów i u niektórych zwierząt. Rośliny rozmnażają się bezpłciowo przez rozrost i podział organów nadziemnych lub podziemnych.
Galeria zdjęć i rysunków organizmów rozmnażających się bezpłciowo
Blaszki świeżych pieczarek na spodniej stronie kapelusza są białe, ale w miarę starzenia się grzyba brązowieją. Jeśli położysz kapelusz grzyba na białej kartce papieru, to po pewnym czasie pojawi się pod nim brązowy pył, który wysypał się z blaszek. Wyjaśnij, w jakim celu wytwarza go pieczarka.
Opisanie bezpłciowego sposobu rozmnażania ziemniaka.
Problem badawczy: W jaki sposób mogą się rozmnażać ziemniaki?
bulwa ziemniaka
talerzyk
woda
Nalej na talerzyk wodę do wysokości 1 centymetra.
Połóż w wodzie na talerzyku bulwę ziemniaka.
Umieść talerzyk w jasnym i ciepłym miejscu.
Zadbaj, aby woda nie wyparowała.
Obserwuj przez dwa tygodnie zmiany i prowadź ich dokumentację.
Policz, ile roślin mogłoby powstać z tej bulwy, gdyby pociąć ją na kawałki –każdy z nowym pędem.
R1ZzisZFb4u4g 
Z bulwy ziemniaka wyrastają nowe rośliny.Źródło: donnamarijne, Flickr, licencja: CC BY-SA 2.0.
3. Rozmnażanie płciowe
Rozmnażanie płciowe u zwierząt odbywa się najczęściej z udziałem dwóch osobników rodzicielskich. Poprzedza je wytworzenie komórek rozrodczych zwanych gametamigametami. Osobniki żeńskie wytwarzają gamety żeńskie, czyli komórki jajowekomórki jajowe, osobniki męskie –gamety męskie, czyli plemnikiplemniki. Połączenie się jądra plemnika z jądrem komórki jajowej jest nazywane zapłodnieniemzapłodnieniem. W wyniku tego procesu powstaje nowy osobnik o indywidualnym, niepowtarzalnym zestawie cech odziedziczonychodziedziczonych po rodzicach.
Dzięki temu, że potomstwo różni się od swoich rodziców, w zmieniających się warunkach środowiska (takich jak ocieplenie klimatu) część osobników, która będzie posiadała przydatną cechę – przetrwa. Taka różnorodność sprawia, że organizmy rozmnażające się płciowo zyskują przewagę nad organizmami rozmnażającymi się bezpłciowo.
Płciowo rozmnażają się także rośliny i grzyby.
Większość zwierząt jest rozdzielnopłciowarozdzielnopłciowa, co oznacza, że pojedynczy osobnik jest albo samicą, albo samcem. Istnieją jednak gatunki, u których ten sam osobnik wytwarza gamety zarówno żeńskie, jak i męskie. Taki organizm to obojnakobojnak.
4. Zapłodnienie
U zwierząt do zapłodnienia może dojść w dwojaki sposób. Zapłodnienie wewnętrzne występuje wtedy, gdy połączenie gamet zachodzi wewnątrz ciała organizmu rodzicielskiego. Taki rodzaj zapłodnienia jest charakterystyczny głównie dla zwierząt lądowych. Zapłodnienie zewnętrzne odbywa się poza ciałem organizmów rodzicielskich, z reguły w środowisku wodnym. Polega ono na wydzielaniu gamet przez samce i samice do wody. Dzieje się to najczęściej w tym samym czasie. Taki sposób zapłodnienia jest spotykany na przykład u większości ryb i płazów.
Wyjaśnij, dlaczego zwierzęta, u których występuje zapłodnienie zewnętrzne, produkują znacznie więcej komórek jajowych niż zwierzęta, u których do zapłodnienia dochodzi we wnętrzu organizmu.
5. Rozwój po zapłodnieniu
Połączenie plemnika z komórką jajową prowadzi do powstania zygotyzygoty, z której u organizmów wielokomórkowych rozwija się zarodekzarodek. Podczas rozwoju zarodka zachodzi wiele intensywnych przemian. Z pojedynczej komórki, jaką jest zygota, wykształcają się wszystkie komórki i narządy osobnika wielokomórkowego.
Rozwój zarodka wymaga dużych nakładów energii. U niektórych zwierząt zapas pokarmu niezbędny do rozwoju zarodkowego może być gromadzony w żółtku, u innych jest dostarczany naczyniami krwionośnymi z organizmu matki. Jeżeli dane zwierzę wytwarza bardzo dużo jaj, na ogół jaja te zawierają niewielkie ilości żółtka. Z tego powodu osobniki, które się z nich wylęgają, nie są w pełni rozwinięte. Po wykluciu się, zanim staną się dorosłe, muszą samodzielnie żerować. Na tym etapie rozwoju są nazywane larwami.
U roślin nasiennych zarodek rozwija się w nasionie – organie wypełnionym zapasem substancji odżywczych i osłoniętym łupiną nasienną. W odpowiednich warunkach nasiono kiełkuje i z zarodka rozwija się nowa roślina.
Zwierzęta możemy dodatkowo podzielić na jajorodne i żyworodne w zależności od miejsca, w którym rozwija się zarodek.
Zarodek zwierząt jajorodnych rozwija się poza organizmem matki. Duża ilość wody i substancji odżywczych zawartych w żółtku zapewnia mu samowystarczalność do momentu wyklucia się z jaja i rozpoczęcia samodzielnego życia. Osłonki jajowe chronią zarodek przed uszkodzeniem. Do zwierząt jajorodnych należą owady, ryby, płazy, gady i ptaki.
Zarodek zwierząt żyworodnych rozwija się wewnątrz ciała matki, otrzymując od niej substancje odżywcze, wodę i tlen. Do zwierząt żyworodnych należą wszystkie ssaki z wyjątkiem stekowcówstekowców.
Większość gatunków ryb nie interesuje się losem swojego potomstwa. Jednak niektóre ryby, np. ciernik, sandacz, sum czy różanka, są troskliwymi rodzicami. Dbają o złożone jaja, a czasem również o narybek. Jak sądzisz, czy więcej jaj składają samice gatunków ryb opiekujących się ikrą czy te, które się ikrą nie opiekują? Uzasadnij swoją odpowiedź.
Podsumowanie
Rozmnażanie jest warunkiem istnienia gatunków.
W rozmnażaniu płciowym biorą udział komórki rozrodcze (gamety) wytworzone przez organizmy rodzicielskie.
Dzięki rozmnażaniu płciowemu osobniki różnią się od siebie, co zwiększa szanse przeżycia gatunku.
W wyniku rozmnażania bezpłciowego z jednego organizmu rodzicielskiego powstaje wiele osobników potomnych w znacznym stopniu podobnych do organizmu rodzicielskiego i do siebie nawzajem.
Rośliny mogą się rozmnażać wegetatywnie. Nowa roślina powstaje z fragmentów rośliny rodzicielskiej i jest taka sama jak organizm rodzicielski. Na przykład ziemniaki rozmnażają się wegetatywnie za pomocą bulw.
Zwierzęta jajorodne to owady, ryby, płazy, gazy, ptaki i stekowce, a żyworodne – większość ssaków.
Praca domowa
Wymień dwie najważniejsze różnice między rozmnażaniem płciowym a rozmnażaniem bezpłciowym.
Słownik
przejmowanie po rodzicach różnych cech
komórka rozrodcza żeńska (jajo) lub męska (plemnik)
żeńska komórka rozrodcza (gameta żeńska) wyposażona w substancje zapasowe potrzebne do rozwoju zarodka
inaczej obupłciowość; występowanie u jednego organizmu zarówno męskich, jak i żeńskich organów płciowych
sposób rozmnażania bezpłciowego; na ciele osobnika rodzicielskiego powstaje uwypuklenie, które rośnie i przekształca się w osobnika potomnego; ten może pozostać w kontakcie z osobnikiem rodzicielskim, w wyniku czego powstaje kolonia, lub oderwać się od niego i prowadzić niezależne życie
męska komórka rozrodcza (gameta męska), która przemieszcza się w poszukiwaniu gamety żeńskiej i zapładnia ją
występowanie w obrębie gatunku osobników różniących się płcią: dzielących się na żeńskie i męskie; osobniki żeńskie mają organy płciowe produkujące komórki jajowe, osobniki męskie w organach płciowych wytwarzają plemniki
wytwarzanie nowych organizmów przez organizmy rodzicielskie; jedna z podstawowych cech organizmów zapewniająca ciągłość istnienia gatunku; wyróżnia się rozmnażanie płciowe i rozmnażanie bezpłciowe
inaczej rozmnażanie wegetatywne; zachodzi bez udziału gamet – nowy organizm powstaje z części oddzielonych od organizmu rodzicielskiego; typowe dla większości roślin, grzybów, protistów i wielu bezkręgowców
rozmnażanie odbywające się z udziałem gamet; jest podstawą zmienności organizmów; typowe dla zwierząt wielokomórkowych, roślin wyższych, wielu protistów i grzybów
grupa jajorodnych ssaków reprezentowana przez dziobaka australijskiego, kolczatkę australijską i prakolczatkę, które występują w Australii i Nowej Gwinei
połączenie się dwóch gamet (komórek płciowych): żeńskiej i męskiej; w wyniku zapłodnienia powstaje zygota, z której rozwija się nowy organizm
zawiązek nowego organizmu rozwijający się z zapłodnionej komórki jajowej (zygoty); początkowe stadium rozwoju organizmu
komórka rozrodcza służąca do rozmnażania bezpłciowego; z zarodnika bez zapłodnienia rozwija się nowy organizm, np. u mchów, paproci i grzybów
komórka powstała z połączenia dwóch komórek płciowych – plemnika i komórki jajowej
Zadania
Uzupełnij luki, wybierając brakujące elementy z listy.
płciowe, identycznych, bezpłciowym, bezpłciowe, różnych, płciowym, zarodników, gamet, wymaga, nie wymaga
W rozmnażaniu ........................ organizmy potomne powstają z jednego osobnika macierzystego. Ten rodzaj rozmnażania prowadzi do powstawania ........................ osobników potomnych i ........................ poszukiwania partnera do rozrodu. Rozmnażanie ........................ odbywa się przy udziale dwóch osobników rodzicielskich różnej płci i polega na łączeniu się .........................
Połącz w pary nazwy typów rozmnażania bezpłciowego z ich opisami.
pączkowanie, podział organizmu, podział komórki
| Osobnik potomny wyrasta z ciała organizmu macierzystego. | |
| Oddzielona część organizmu macierzystego staje się niezależnym organizmem. | |
| Jednokomórkowy organizm macierzysty dzieli się na dwie części, z których powstają organizmy potomne. |
Oceń prawdziwość poniższych zdań i zaznacz odpowiedź Prawda lub Fałsz.
| Prawda | Fałsz | |
| Jaja składają organizmy jajorodne i jajożyworodne. | □ | □ |
| Larwy występują u niektórych organizmów jajorodnych. | □ | □ |
| Zarodek zwierząt żyworodnych rozwija się w jaju, wewnątrz ciała matki. | □ | □ |
Uporządkuj etapy rozwoju złożonego, zaczynając od gamet.
- zygota
- gamety
- larwa
- osobnik dorosły