在上面已经提到,在地球生物进化的30余亿年中,有20余亿年生命是停留在无性生殖的阶段的。由此可见,无性生殖在生物进化中起着非常重要的作用。那么无性生殖到底是如何发生的,又是如何去扮演生物进化的主角呢?在这里,你会找到一个答案。
1.无性生殖的含义
无性生殖是指亲体不通过两性细胞的结合而产生后代个体的生殖方式,又称无配子生殖,多见于无脊椎动物;从本质上讲,由体细胞进行的繁殖就是无性生殖。它是有性生殖的对应词;包括分裂生殖、出芽生殖、孢子生殖、营养生殖、组织培养等。无性生殖的优点是能保持母本的性状。
2.无性生殖的方式
(1)分裂生殖
分裂生殖又叫裂殖,是生物由一个母体分裂出新子体的生殖方式。分裂生殖生出的新的个体,大小和形状均大体相同。在单细胞生物中,这种生殖方式比较普遍。例如,草履虫、变形虫、细菌都是进行分裂生殖的。
(2)出芽生殖
出芽生殖又叫芽殖,是由母体在一定的部位生出芽体的生殖方式。芽体逐渐长大,形成与母体一样的个体,并从母体上脱落下来,成为完整的新个体。酵母菌和水螅(环境恶劣时水螅也进行无性生殖)常常进行出芽生殖。
(3)孢子生殖
有的生物,身体长成以后能够产生一种细胞,这种细胞不经过两两结合,就可以直接形成新个体。这种细胞叫做孢子,这种生殖方式叫做孢子生殖。例如根霉,它的直立菌丝的顶端形成孢子囊,里面产生孢子。孢子落在阴湿而富含有机质的温暖环境中,就能够发育成新的根霉。一般的低等植物和真菌都是这种生殖方式,如铁线蕨、青霉、曲霉。
(4)营养生殖
由植物体的营养器官(根、叶、茎)产生出新个体的生殖方式,叫做营养生殖。例如,马铃薯的块茎、蓟的根、草莓匍匐枝、秋海棠的叶,都能生芽,这些芽都能够形成新的个体。
营养生殖能够使后代保持亲本的性状,因此,人们常用分根、扦插、嫁接等人工的方法来繁殖花卉和果树。
在自然状态下进行营养繁殖,被称为自然营养繁殖。如草莓匍匐枝,秋海棠的叶,马铃薯的块茎;在人工协助下进行营养繁殖,叫做人工营养繁殖,如扦插、嫁接等。
扦插:把枝条剪成小段,插入土中,生根发芽后成为新植株。
嫁接:把一株植物的枝条(或芽)接到另一株植物的枝干上,将两者的形成层对准,使它们彼此愈合起来,长成为一个植株。
接穗:接上去的芽或枝。
砧木:被接的植物体,其成活原理是利用形成层的再生能力而进行的。
值得注意的是,砧木的成活关键是一定要注意使接穗的形成层与砧木的形成层密合在一起。这样一来,两个形成层分裂出来的细胞,就把接穗与砧木合成。
植物的无性繁殖需要的条件,比如扦插,除去光照、水分、温度、湿度等环境条件外,用作扦插的植物茎段需要具备的条件有:茎段(保留两节),上方切口水平,下方切口斜上;叶片:上一节去掉部分,下一节去掉全部。
(5)组织培养
因为植物细胞具有全能性,所以根据这一理论,用植物的组织培养技术达到完成植物繁殖的目的。植物组织培养的大致过程如下:在无菌的条件下,将植物器官或组织切下,放在适当的人式培养基上培养,这些器官或组织就会进行细胞分裂,形成新的组织。不过,这种组织没有发生细胞分化,在适当的光照、温度和一定的营养物质与激素等条件下,这部分细胞便开始分化,产生组织器官,进而发育成一棵完整的植株。