無性生殖最常見的方式包括:分裂生殖,孢子生殖,出芽生殖,營養生殖一)分裂生殖
分裂生殖又叫裂殖,是無性生殖中常見的一種方式,即是母體分裂成2個(二分裂)或多個(復分裂)大小形狀相同的新個體的生殖方式。這種生殖方式在單細胞生物中比較普遍,但對不同的單細胞生物來說,在生殖過程中核的分裂方式是有所不同的,可歸納為以下幾種方式:
1 以無絲分裂方式營無性分裂生殖
無絲分裂又稱直接分裂,是一種最簡單的細胞分裂方式。整個分裂過程中不經歷紡錘絲和染色體的變比,這種方式的分裂在細菌、藍藻等原核生物的分裂生殖中最常見。
原核細胞的分裂包括兩個方面:(1)細胞DNA的分配,使分裂后的子細胞能得到親代細胞的一整套遺傳物質;(2)胞質分裂把細胞基本上分成兩等分。
復制好的兩個DNA分子與質膜相連,隨著細胞的生長,把兩個DNA分子拉開,細胞分裂時,細胞壁與質膜發生內褶,最終把母細胞分成了大致相等的兩個子細胞。
2 以核的有絲分裂方式營無性分裂生殖
有絲分裂的過程要比無絲分裂復雜得多,是多細胞生物細胞分裂的主要方式,但一些單細胞如:甲藻、眼蟲、變形蟲等,在分裂生殖時,也以有絲分裂的方式進行。
(1)甲藻細胞染色體的結構和獨特的有絲分裂,兼有真核細胞和原核細胞的特點,細胞開始分裂時核膜不消失,核內染色體搭在核膜上,分裂時核膜在中部向內收縮形成凹陷的槽,槽內細胞質出現由微管按同一方向排列的類似于紡錘絲的構造,調節核膜和染色體,分離為子細胞核,最終分裂成兩個子細胞(甲藻)。
(2)眼蟲營分裂生殖時,核進行有絲分裂,分裂過程中核膜并不消失,隨著細胞核中部收縮分離成兩個子核,然后細胞由前向后縱裂為二(縱二分裂),其中一個帶有原來的一根鞭毛,另一個又長出一根新鞭毛,從而形成兩個眼蟲。
(3)變形蟲長到一定大小時,進行分裂繁殖,是典型的有絲分裂,核膜消失,隨著細胞核中部收縮,染色體分配到子核中,接著胞質一分為二,將細胞分裂成兩個子代個體。
3 以核的無絲分裂和有絲分裂方式營無性分裂生殖
這種方式最典型的代表就是草履蟲,草履蟲屬原生動物纖毛蟲綱,細胞內有大小兩種類型的核,即大核和小核,小核是生殖核,大核是營養核,在草履蟲進行無性繁殖時,小核進行核內有絲分裂,大核則行無絲分裂,接著蟲體從中部橫縊分成2個新個體。
(二)孢子生殖
孢子生殖是由母體產生出沒有性別分化的孢子,這種繁殖細胞不經過兩兩結合,每個孢子能直接發育成新個體的生殖方式。
采蘑菇時,只要你稍稍觸及老熟的蘑菇,在它那雨傘般身軀翻面的皺褶里,會落下很多細細的“粉末”,隨風飛揚。這就是蘑菇繁殖后代的孢子。象蘑菇這樣的孢子植物,不會開花結子,它們都以孢子繁殖后代。
孢子的個兒一般很細小,直徑只有幾微米到幾十微米,肉眼一般看不見它們。
衣藻和小球藻等原生藻類,其營養細胞長大,細胞壁加厚,形成孢子囊,在孢子囊內的原生質體進行多次分裂,形成多個無性孢子。
各種曲霉的氣生菌絲可產生生殖分枝,形成孢子囊。青霉等生殖分枝再發育成分生孢子梗,其末端多次斷裂生成分生孢子。瘧原蟲的配子在蚊體內結合成合子,合子穿入胃壁發育成孢子囊(即卵囊),經過多次核分裂后形成許多孢子,孢子隨蚊蟲唾液傳入人體后,在肝細胞內發育成滋養體。
(三)出芽生殖
有些生物在適當環境下,會由體側凸出向外形成一個球形芽體,這個芽體的養份全由母體供應,待成熟后由母體相接處形成新的體壁,再與母體分離成為獨立的新個體,此現象稱為出芽生殖。出芽生殖可見于單細胞生物的酵母菌及無脊椎動物,如刺絲胞動物、苔蘚動物和海鞘類,新個體由親代體壁發芽而成。刺絲胞動物的水螅,是行出芽生殖的典型物種,成體水螅會由體壁某處向外凸出芽體,并持續成長,芽體長大后會在頂端形成新口和觸手,在能自行捕食時,新個體便脫離母體行獨立生活。而珊瑚蟲綱的直立穗珊瑚(Nephthea erecta)屬軟珊瑚類,臺灣周遭海域十分常見,群體分枝行出芽生殖。這樣的生殖方式,可以讓新生個體達自立成熟的階段才脫離,藉以確保生殖能量不浪費,并繁衍出和自己遺傳組成一樣的個體,因此潛水時??煽吹健背闪帧钡能浬汉鲄?。此外,同屬于刺絲胞動物的圓盤擬珊瑚海葵(Discosoma sp.)為個體群集性的固著生物,是水族館常見的生物,它的生殖方式以出芽生殖及分裂生殖為主。此外,海洋中有一群名叫海鞘的可愛小動物,海鞘尾索動物(被囊類),行固著生活,海鞘可行有性生殖,不過無性的出芽生殖也是它們的生殖方式,來自于出芽生殖的新生個體,讓海鞘家族成為成簇固著生活的群體。
(四)營養生殖
營養生殖是由高等植物的根、莖、葉等營養器官發育成新個體的生殖方式。例如,甘薯的塊根繁殖、草莓的匍匐莖繁殖,竹類、蘆葦、白矛和蓮的根莖繁殖,馬鈴薯的塊莖繁殖、百合和洋蔥的鱗莖繁殖、水仙和芋的球莖繁殖及秋海棠的葉芽繁殖,均為自然營養繁殖。農業、林業和園藝工作上常用分根、扦插、壓條和嫁接等方法,把植物營養器官的一部分與母體分離,使其發育成新個體,這屬于人工營養繁殖。組織培養也是人工營養繁殖的一種方法。營養繁殖能使后代保持親體的優良性狀,因此,花卉、果樹、茶、甘蔗、竹等人工栽培的植物都采用這種繁殖方式。
有性生殖
雌雄兩個親體的性細胞(又稱配子)結合而發育成一個新個體,此為兩性生殖,這在生物學上具有重要的意義。新個體繼承了雙親的遺傳性狀,保持了種族的遺傳特性。大多數動物都進行有性生殖。絕大多數無脊椎動物為卵生,即雌性個體產生卵,卵和精子 ,形成幼體,幼體經生長發育成為成體。少數為卵胎生,即卵與精子結合后留在雌性體內發育,其所需營養由卵來供應,形成幼體后,產出體外,如田螺生下來的為幼螺。也有的稱胎生,即雌體產生的卵受精后留在體內,并吸收母體的營養而發育成幼體,然后產出體外,如蚜蟲生下來的小蚜蟲即屬此。在低等動物類群中,雌雄兩個親體所產生的性細胞,其大小、形態等基本相似,辨別不出來雌雄,稱為同形配子,但多數動物的配子其形態相異,稱為異形配子。如雄配子的精子多似蝌蚪壯,雌配子的卵則呈球形。有些無脊椎動物是雌雄同體(hermaphrodatism),即一個個體既可產生精子,又可產生卵。進行生殖時,也是精子與卵結合,不過有時是自己本身的精子和卵結合,稱為自體受精,或者自己本身的卵與其他個體的精子結合稱為異體受精。如蚯蚓、蛭類等都是雌雄同體的動物。
有性生殖中除精卵結合外,尚有其他形式,如:
(一)單性生殖
單性生殖(monogeny)又稱孤雌生殖(parthenogensis)。卵子不需要精子而自行發育的生殖方式。
自然單性生殖 自然界中許多無脊椎動物及一些脊椎動物(某些魚類和兩棲類、蜥蜴、火雞)的卵子不經過受精而能發育成能生存的個體,成為正常生活周期或正常生活周期的一部分,稱自然單性生殖。目前已發現有近30種蜥蜴是行孤雌生殖,一代又一代繁殖,后代皆為雌性,稱有性孤雌生殖。蚜蟲是在秋季進行有性生殖,到春天后又行單性生殖,二種生殖方式周期性交替進行,稱周期性孤雌生殖。還有一種卵,需要精子進入,促使卵活化,最終導致卵發育,但精子沒有遺傳信息參與子代的發育,稱雌核生殖(gyno-genesis),如銀鯽。
人工單性生殖 采用各種方法(物理或化學因素)激動未受精的卵發育成胚胎或后代。已在家蠶、魚、蟾蜍等多種動物中試驗成功。朱洗等(1961)成功地將人工單性生殖的蟾蜍,經冬眠和催青,使其產卵,并能正常發育,培養出世界上第一代沒有外祖父的蟾蜍。哺乳動物的卵經物理、化學因素引起卵激動,單性生殖的胚胎大部分在卵裂早期死亡,有的可發育到胚泡,個別的可生出,但很快死亡。此外,一些兩棲類的受精卵,經紫外線照射,使卵原核失活,而由雄核發育的單倍體胚胎都不能完成變態。如使單倍體加倍,可有極少數胚胎發育到性成熟。
二)幼體生殖
幼體生殖 (paedogenesis )動物的幼體生長發育成熟后,即形成成體,其生殖器官才能產生精子或卵,進行有性生殖。但某些動物的幼體雖然未發育成成體,即未達性成熟,在幼體階段就可以進行生殖,繁殖后代,稱為幼體生殖。幼體生殖產生的不是卵而都是幼體,因此這可以認為是胎生的一種形式。幼體生殖的母體在進行生殖時不需要雄體的參加,即卵不與精子結合,因此幼體生殖也可看成是孤雌生殖的一種類型,例如著名的為吸蟲類的二生類,而癭蠅類(Miaster,Oligarces)的幼蟲也有這種生殖。幼蟲在化踴之前,體內的卵細胞開始發生。在母幼蟲體內形成7—30頭幼蟲,取食母幼蟲的大部分組織,破開母幼蟲蟲體而外出,又重復進行同樣的過程。是C.E.von Baer(1866)所命名。和幼態持續不同。
多胚生殖(polyembryony)是指1個卵內可產生兩個或多個胚胎,并能發育成正常新個體的生殖方式。這種現象多見于膜翅目一些寄生蜂類,如小蜂科、繭蜂科、姬蜂科、細蜂科、及捻翅目部分昆蟲等。行多胚生殖的寄生蜂,在1個寄主內可產卵l一8粒,所產的卵,受精卵發育為雌蜂,非受精卵發育為雄蜂。蜂卵在成熟分裂時,卵中的極體發展為包在胚胎外面的滋養羊膜,其直接由寄主體內吸取營養,而不是由卵黃供給。卵核至少經一次成熟分裂發展為兩個胚胎,多者可達上千,分裂一次加倍一次子核數量,發生胚胎數量的多少,由寄主的承受能力決定。如廣腹細蜂(Platygaster vernalis),當寄生于瑞典麥桿蠅時,產生15-20個胚胎,而當寄生于甘藍夜蛾時,可產生2000個胚胎。