Здатність будь-яких живих організмів утворювати собі подібних називається самовідтворенням. Уявлення про цей процес на клітинному рівні сформувалося у біологів лише у середині ХІХ століття.
Необхідність самовідтворення
Здатність організмів створювати собі таких називають розмноженням, чи репродукцією. Саме за її допомогою підтримується видова різноманітність.
Перш ніж з'ясовувати, що таке самовідтворення живих організмів, треба зрозуміти, що це їхня фундаментальна особливість. Вона характеризується широкою різноманітністю механізмів та форм, які забезпечують можливість розмноження.
Необхідно самовідтворення у тому, щоб види могли продовжувати існувати, оскільки тривалість життя кожного конкретного організму обмежена. Репродукція дозволяє компенсувати природний процесвідмирання живих особин. У процесі еволюції методи розмноження зазнавали змін. Тому зараз є кілька варіантів того, як здійснюється розмноження живих організмів.
Клітинні особливості
Здатність різних особин створювати собі подібних ґрунтується на унікальних властивостях нуклеїнових кислот. Саме вони можуть самовідтворюватись. Також важливий і феномен матричного синтезуДНК. Це є основою для утворення нових білків та молекул нуклеїнових кислот. Саме їх своєрідні комбінації визначають специфіку різних організмів.
Лише на початку XX століття вдалося визначити, що таке самовідтворення живих організмів і розібратися, як відбувається мітоз клітин. За допомогою мікроскопів було встановлено, що їх поділ передує розщеплення хромосом. Вони, у свою чергу, рівномірно поділяються між новими клітинами, що сформувалися. Хромосоми материнських та дочірніх клітин за будовою однакові.
Особливості статевого розмноження
Найбільш прогресивний вид самовідтворення передбачає, що при ньому відбувається злиття двох статевих клітин – жіночої та чоловічої. Генетичний матеріал, який дали обоє батьків, об'єднується. У особини, що вийшла, можуть комбінуватися властивості, формуватися нові особливості, які були відсутні у попередників.
Інформація про це дозволяє зрозуміти, що таке самовідтворення живих організмів, і як воно може проходити. Процес об'єднання гамет називається заплідненням. У живих організмів може бути зовнішнім чи внутрішнім. Перший вид характерний для особин, які проживають у водному середовищі- Риб, амфібій. Більшість тварин запліднення проходить усередині материнського тіла. У рослин цей процес можливий у спеціально призначеному органі.
Дає можливість живим організмам займати більша кількістьекологічних ніш, вони ширше поширюються Землею. Під час створення нових особин генетичний матеріал оновлюється, нащадки удосконалюються. Вони відрізняються кращою пристосовністю до умов, що змінюються.
Самовідтворення- Здатність живого організму, його органу, тканини, клітини або клітинного органоїду або включення до утворення собі подібного. Самовідтворення у живих організмів відбувається за рахунок розмноження.
[ред.] Види самовідтворення
Основна стаття:Розмноження
- Самовідтворення організмів:
- Безстатеве розмноження - форма розмноження, не пов'язана з обміном генетичної інформацією між особами - статевим процесом.
- Статеве розмноження- Розмноження, пов'язане зі злиттям статевих клітин.
- Самовідтворення клітин в багатоклітинних організмахвідбувається шляхом їхнього поділу.
- До самовідтворення здатні мітохондрії, пластиди та центріолі.
- До самовідтворення усередині живих клітин здатні віруси.
Унікальною особливістю організмів як відкритих системє їхня здатність до самовідтворення, тобто до створення копій самих себе.
Реакцію синтезу ДНК за участю ДНК-полімерази (наприклад у ПЛР) часто називають самовідтворенням ДНК, а молекулу ДНК - єдиною молекулою, що самовідтворюється. Насправді самовідтворення - властивість набагато більше складних систем. Справді, у реплікації ДНК обов'язкова участь ДНК-полімерази, причому цей фермент не тільки каталізує утворення 3",5"-фосфодіефірного зв'язку, а й визначає, поряд з ДНК-матрицею, правильний вибірчергового нуклеотиду. Інакше кажучи, ДНК не сама відтворюється, а синтезується апаратом, що містить ДНК-матрицю та білок ДНК-полі-меразу. І ця двокомпонетна система не відтворюється, оскільки кількість ДНК-полімерази не збільшується (навпаки - зменшується в результаті денатурації; відповідно зменшується швидкість реплікації). Для того щоб ця система самовідтворювалася, потрібен механізм синтезу ДНК-полімерази. А для цього потрібна наявність гена ДНК-полімерази в ДНК-матриці, а також безлічі генів, що кодують білки, необхідні для експресії (транскрипції та трансляції) всіх цих генів. Колосальне ускладнення системи! Однак це далеко не все. Багато речовин, необхідних самовідтворення, нестабільні, й у їжі практично відсутні, наприклад нуклеозидтрифосфати), отже мають бути механізми їхньої освіти у системі, т. е. потрібен метаболізм. А це означає, що потрібно ще багато генів та відповідних білків.
Передумови еволюції:
мінливість та спадковість
Мінливість і спадковість як властивість живого є передумовами еволюції життя. Головною метою їх пізнання має бути: 1) з'ясування ролі цих явищ в органічній еволюції та 2) доказ не-можливості зведення еволюції до цих передумов. Вирішення згаданих завдань можливе лише за ближчого знайомства з мінливістю і спадковістю.
Здатність до самовідтворення є одним з відмітних ознакживих організмів. У природі існує кілька способів розмноження, що забезпечують наступність поколінь планети.
Самовідтворення організмів
Без процесу розмноження живі організми припинили своє існування. Але найголовніше полягає в суті цього процесу. Передачу інформації про всі особливості будови, закріплених у генетичному матеріалі організмів, забезпечує саме відтворення. Це найголовніша умова життя. Адже якщо новий організм з'явиться з іншими ознаками, він просто не виживе за певних умов середовища та загине. Наприклад, уявіть: народжується риба з легенями замість зябер. Декілька поколінь таких тварин приречені. Вони просто не встигнуть пристосуватися до водного середовища та загинуть. Але такого у природі немає завдяки наявності відразу кількох способів розмноження.
Безстатеве розмноження
Самовідтворення клітин може відбуватися без статевих клітин. У рослин воно здійснюється за допомогою вегетативних органів. У багатьох грибів, плаунів, хвощів, папоротей і мохів утворюються суперечки – клітини безстатевого розмноження. У деяких організмів на тілі утворюється випинання, яке росте і з часом перетворюється на новий організм. Розглянемо ці методи розмноження докладніше.
Спороутворення
Самовідтворення організмів за допомогою суперечок вперше можна зустріти у найпримітивніших рослин - водоростей. Наприклад, суперечки одноклітинної хламідомонади, залишаючи клітинну оболонку материнського організму, виходять назовні та швидко виростають до його розмірів. Вже через один тиждень молоді особини здатні утворити клітини безстатевого розмноження. Цей процес повторюється багаторазово.
Вищі спорові рослини у циклі свого розвитку чергують статеве та безстатеве покоління. Суперечки вони утворюються у спеціальних органах. Наприклад, у мохів вони представлені коробочкою на ніжці, усередині якої знаходяться безстатеві клітини. Значення цього процесу у тому, що з суперечка утворюється точна копія материнського організму.
Вегетативне розмноження
Стебло, листя та корінь – це органи, за допомогою яких також здійснюється самовідтворення. Це вегетативні частини рослини. Суть цього процесу полягає у відновленні відсутніх частин організму. Наприклад, на черешку листа узамбарської фіалки за наявності води, тепла та сонячної радіації виростає корінь.
Дерев'яні листостеблові рослини часто розмножують за допомогою черешків - частин пагонів певної довжини. При цьому вони можуть існувати у різних життєвих формах. Так розсаджують виноград, смородину, аґрус. Найголовніше, щоб на черешку знаходилися життєздатні нирки.
Використовують для розмноження та видозміни вегетативних органів. Бульби картоплі, вуса полуниці, цибулини тюльпана, кореневища конвалії - це приклади рослин, що мають перетворені пагони. Видозміною кореня, який використовують для вегетативного розмноження, є коренева бульба. Жоржина і батат розмножуються саме за допомогою нього.
Ниркування
Самовідтворення – це процес створення собі подібних. Ще один спосіб, за допомогою якого це відбувається, називається брунькуванням. Так розмножуються дріжджі, прісноводна гідра, сцифоїдні поліпи та корали. Найчастіше нирка, що утворюється на материнському організмі, відщеплюється від нього і починає самостійне існування. А ось у коралів цього немає. В результаті утворюються рифи химерної форми.
Форми статевого процесу
Генеративне розмноження відбувається за участю гамет – статевих клітин. Найбільш примітивними формами статевого процесу є кон'югація та партеногенез. Перший можна розглянути з прикладу інфузорії-туфельки. Між клітинами тварин організмів утворюється цитоплазматичний місток, яким відбувається обмін ділянками генетичного матеріалу, що міститься в молекулах ДНК.
Партеногенез також є самовідтворення. Це процес розвитку нового організму із незаплідненої яйцеклітини. Існування партеногенезу як способу розмноження має дуже важливе значення біологічне значення. Адже може виникнути ситуація відсутності особи чоловічої статі тривалий час. І тоді існування виду опиниться під загрозою. А поява особини із жіночої статевої клітини без процесу запліднення вирішує цю проблему.
У вищих покритонасінних рослин генеративним органом є квітка. Його головні функціональні частини – тичинка та маточка – містять гамети: спермії та яйцеклітину відповідно. Процесу запліднення обов'язково передує запилення - перенесення пилку з тичинки на приймочку маточка. Це відбувається за допомогою вітру, комах або людини. Далі статеві клітини при злитті утворюють зародок та запасне поживна речовина- Ендосперм. У сукупності утворюється насіння, що також є органом статевого розмноження.
Самовідтворення – це збереження свого життя. Здатність до розмноження, поряд із харчуванням, диханням, зростанням та розвитком, є ознакою живих організмів. Існують і такі представники органічного світу, Для яких цей процес є єдиним. Це віруси - неклітинні формижиття. Вони складаються з молекул нуклеїнових кислот (ДНК або РНК) та білкової оболонки. З такою будовою здатність до розмноження є єдиною. можливим процесом, Що визначає приналежність до живих організмів Проникаючи в організм господаря, вони починають продукувати власну нуклеїнову кислоту та білок. Такий спосіб розмноження називається самоскладання. При цьому аналогічні процеси в організмі господаря зупиняються. Вірус починає панувати. Так починається грип, герпес, енцефаліт та інші захворювання з подібним генезисом. Гинуть вірусні частки завдяки дії безбарвних клітин крові – лейкоцитів. Вони захоплюють хвороботворні організми, знищуючи їх.
Таким чином, самовідтворення здатні представники всіх царств живої природи. А сам процес розмноження є дуже важливим, оскільки зумовлює наступність поколінь та забезпечення життя Землі.
Самовідтворення … Орфографічний словник-довідник
Репродукція Словник російських синонімів. самовідтворення сущ., у синонімів: 1 репродукція (11) Словник синонімів ASIS. В.Н. Словник синонімів
Унікальна здатність живої матерії (матриці, що служить для синтезу видоспецифічних молекул, тобто містить інформацію про структуру цих молекул) до ідентичного самоподвоєння (реплікації). Екологічний енциклопедичний словник. Кишинів: ... ... Екологічний словник
самовідтворення- ▲ розмноження організмів мимовільне самовідтворення здатність живого утворювати собі подібне, властиве цілим організмам, окремим їх органам, клітинам, клітинним включеннямта багатьом органеллам. регенерація здатність… … Ідеографічний словник української мови
самовідтворення- самовідтворення, я … Російський орфографічний словник
самовідтворення- самовідтворення, я … Добре. Окремо. Через дефіс.
Відтворення (самовідтворення)- здатність живих форм утворювати собі таке; одна із фундаментальних характеристик життя. Відтворення здійснюється великою різноманітністю способів за допомогою вегетативного, статевого та безстатевого розмноження, у тварин шляхом розподілу, ... Початки сучасного природознавства
- (метаболізм), сукупність усіх хімічних змін та всіх видів перетворень речовин та енергії в організмах, що забезпечує розвиток, життєдіяльність та самовідтворення, зв'язок з довкіллямта адаптацію до змін зовнішніх умов.… … Енциклопедичний словник
Мауріц Корнеліс Ешер Автопортрет, 1929 р. Ім'я при народженні: Maurits Cornelis Escher Дата народження: 17 червня 1898 Місце народження: Леуварден, Нідерлан … Вікіпедія
Цей термін має інші значення, див. 3D. 3D-принтер. 3D принтер пристрій, що використовує метод пошарового створення фізичного об'єкта на основі віртуальної 3D … Вікіпедія
Книги
- Теорія самовідтворювальних автоматів, Дж. фон Нейман, Дослідження одного з найбільших математиків сучасності Дж. фон Неймана з теорії самовідтворювальних автоматів є одним із суттєвих етапів формування цієї теорії. Категорія: Радіоелектроніка Серія: Науки про штучнеВидавець:
