Каждый организм на Земле смертен, и для того, чтобы численность вида не уменьшалась, необходимо постоянно восполнять потерю отдельных особей. Для этого существует размножение — процесс воспроизведения себе подобных. Оно обеспечивает непрерывность и преемственность поколений, точное копирование и передачу генетической информации от родителей потомству. В итоге размножение способствует существованию вида на протяжении очень длительного времени, несмотря на ограниченный срок жизни отдельных организмов.
Существует два основных типа размножения: бесполое и половое. Бесполое размножение происходит без участия специализированных половых клеток. Оно характерно для многих одноклеточных организмов, но встречается также у многоклеточных (например, у растений). Половое размножение — процесс, происходящий с участием специализированных половых клеток (гамет). Этот тип размножения характерен в большей степени для многоклеточных организмов, но наблюдается и у одноклеточных (например, у некоторых видов одноклеточных водорослей).
Бесполое размножение — это тип размножения, происходящий без образования гамет. Для его осуществления необходим только один организм. В результате бесполого размножения новая особь развивается из одной или группы соматических клеток материнского организма. В основе бесполого размножения лежит митоз. При бесполом размножении дочерний организм на генетическом уровне является точной копией материнского.
Существует несколько способов бесполого размножения.
Деление одноклеточных (разделение материнской клетки на две и более дочерних). Таким способом размножаются прокариоты, одноклеточные зеленые водоросли, амебы, инфузории, жгутиковые. У некоторых простейших (фораминифер, споровиков) существует особый способ множественного деления — шизогония. При шизогонии ядро материнской особи делится путем быстро следующих друг за другом делений на несколько ядер. В дальнейшем многоядерная особь распадается на соответствующее число одноядерных клеток.
Спорообразование. Характерно для грибов и многих растений. При этом формируются специализированные клетки — споры. Споры могут развиваться в особых органах (спорангии мхов и папоротников) или открыто (например, на нижней поверхности шляпки пластинчатых грибов).
Вегетативное размножение. Новый организм развивается из группы родительских клеток. У растений вегетативное размножение обычно осуществляется с помощью специализированных частей тела: луковиц (тюльпан), клубней (картофель), усов (земляника) и др. У животных существуют два пути вегетативного размножения: почкование, когда материнская особь образует группу клеток, из которой развивается новый организм (гидра), и фрагментация. В последнем случае происходит разделение тела животного на части, каждая из которых дает начало новой особи (плоские и кольчатые черви, кишечнополостные).
При бесполом размножении происходит точное копирование генетического материала материнской особи, и дочерние организмы идентичны материнскому. Появление генетически разнородного потомства при бесполом размножении невозможно. Разработанным в лаборатории способом бесполого размножения является клонирование.
В половом размножении участвуют специализированные половые клетки, несущие гаплоидный набор хромосом. В большинстве случаев новое поколение возникает в результате слияния двух гамет разных организмов. Поэтому, в отличие от бесполого размножения, при половом размножении дочерняя особь получает наследственную информацию от обоих родителей (50% от матери и 50% от отца) и обладает собственной комбинацией генетического материала. У многих видов, для которых характерно половое размножение, существуют мужские и женские особи, формирующие разные по размеру и свойствам гаметы: крупные неподвижные яйцеклетки и мелкие подвижные сперматозоиды. Такие виды называют раздельнополыми.
В целом можно сказать, что половое размножение — это процесс образования диплоидного дочернего организма, который происходит при участии половых клеток, несущих гаплоидный набор хромосом.
При половом размножении у потомства образуются новые комбинации генетического материала. Тем самым формируется наследственная изменчивость и создаются предпосылки для лучшего естественного отбора в условиях изменяющейся окружающей среды. Следовательно, половое размножение ускоряет эволюцию живых существ. По сравнению с ним бесполое размножение при изменении внешних условиях далеко не всегда способно обеспечить выживание организмов.