Почкование

Почкование — это одна из форм бесполого, или вегетативного, размножения, при которой дочерний организм образуется в виде выроста (почки) на теле родительской особи. Впоследствии почка отделяется от материнского организма, превращаясь в самостоятельную особь, которая, как правило, является генетической копией (клоном) родителя. Почкование широко распространено среди одноклеточных и многоклеточных организмов, включая грибы, растения и некоторых беспозвоночных животных.

Механизм и стадии почкования

Процесс почкования включает несколько последовательных этапов. Первоначально на определённом участке тела родительской особи происходит локальное деление клеток, что приводит к образованию небольшого бугорка или выпячивания — почки. Внутри почки формируются все необходимые структуры будущего организма: ядро или группа клеток, органеллы, а у многоклеточных — зачатки тканей и органов. По мере роста почка увеличивается в размерах, и между ней и материнским телом образуется перетяжка. На заключительном этапе перетяжка сужается, и дочерняя особь отделяется. У некоторых видов (например, у гидры) дочерняя особь может некоторое время оставаться прикреплённой к материнской, образуя колонии.

Виды почкования

В биологии различают несколько типов почкования, которые классифицируются по разным признакам.

По месту образования почки

• Наружное почкование — почка формируется на поверхности тела родительской особи. Характерно для гидр, коралловых полипов, некоторых губок и мшанок.
• Внутреннее почкование — почка образуется внутри материнского организма, часто в специальных камерах или полостях. Примером служит образование геммул у пресноводных губок (бадяг) или спор у некоторых паразитических простейших.

По характеру отделения

• Одиночное почкование — от родительской особи отделяется одна дочерняя особь.
• Множественное (колониальное) почкование — на материнской особи одновременно образуется несколько почек, которые могут либо сразу отделяться, либо оставаться связанными, формируя колонию (кораллы, гидроиды).

По типу клеточного деления

• Простое почкование — характерно для одноклеточных (дрожжи, некоторые инфузории). В этом случае ядро материнской клетки делится митозом, одно из дочерних ядер переходит в почку, после чего происходит цитокинез.
• Тканевое почкование — у многоклеточных организмов, где почка образуется из группы специализированных клеток (например, интерстициальных клеток у гидры).

Распространение в природе

У одноклеточных организмов

Почкование является одним из основных способов размножения у дрожжей (Saccharomyces cerevisiae). В процессе почкования на материнской клетке образуется маленькая дочерняя клетка, которая постепенно увеличивается и отделяется. Этот процесс лежит в основе промышленного производства хлеба, пива и вина. Среди простейших почкование встречается у некоторых видов инфузорий (например, у сосущих инфузорий из отряда Suctoria) и у паразитических жгутиконосцев.

У многоклеточных животных

Классическим примером почкования является размножение пресноводной гидры (Hydra). На теле гидры (обычно в нижней трети) образуется вырост, который со временем формирует щупальца и ротовое отверстие. После полного формирования дочерняя гидра отделяется и ведёт самостоятельный образ жизни. Почкование широко распространено среди кишечнополостных (коралловые полипы, актинии, гидроиды), губок (в том числе образование геммул), мшанок и некоторых плоских червей.

У растений

У растений почкование встречается реже, чем у животных, но также имеет место. Примером служит размножение каланхоэ (бриофиллум) — по краям листьев образуются «выводковые почки», которые, опадая на почву, укореняются и дают начало новым растениям. У некоторых папоротников и хвощей также формируются выводковые почки или клубеньки. В садоводстве термин «почкование» часто используется для обозначения одного из методов прививки (окулировки), когда к подвою приращивают почку (глазок) культурного растения.

Значение почкования в биологии и хозяйственной деятельности

Почкование имеет важное биологическое значение как эффективный механизм быстрого увеличения численности популяции без затрат на поиск партнёра и производство гамет. Оно позволяет видам быстро осваивать новые территории и восстанавливать численность после неблагоприятных периодов. В то же время почкование не создаёт генетического разнообразия, что делает популяцию уязвимой к изменениям среды и болезням.

В хозяйственной деятельности человека почкование используется в:

• Микробиологии и пищевой промышленности — культивирование дрожжей для хлебопечения, пивоварения и производства биотоплива.
• Аквакультуре — разведение кораллов и губок для морских аквариумов и биотехнологий.
• Садоводстве — метод окулировки (прививки почкой) для размножения плодовых и декоративных культур (яблоня, груша, роза).

Отличие почкования от других форм бесполого размножения

Почкование отличается от деления (характерного для бактерий и амёб) тем, что дочерняя особь изначально меньше материнской и образуется как вырост, а не как результат разделения тела на две равные части. От фрагментации (размножения частями тела, например у дождевых червей) почкование отличается тем, что дочерняя особь формируется из специального зачатка, а не из случайного фрагмента. От спорообразования (характерного для грибов и мхов) почкование отличается тем, что почка — это многоклеточная структура, содержащая все необходимые компоненты взрослого организма, в то время как спора — это одна клетка.

Интересные факты

• У некоторых видов гидр процесс почкования может происходить одновременно на нескольких участках тела, и одна особь способна произвести до 20–30 дочерних организмов за короткий период.
• У дрожжей на материнской клетке остаются шрамы — следы от отделившихся почек. По количеству шрамов можно определить возраст клетки: дрожжевая клетка способна произвести в среднем 20–30 почек, после чего погибает.
• У некоторых коралловых полипов почкование может быть как наружным, так и внутренним, что позволяет им образовывать сложные колонии, состоящие из тысяч особей.

Источники

• Биологический энциклопедический словарь. — М.: Советская энциклопедия, 1986.
• Догель В. А. Зоология беспозвоночных. — М.: Высшая школа, 1981.
• Грин Н., Стаут У., Тейлор Д. Биология: в 3 т. — М.: Мир, 1990.
• Льюин Б. Гены. — М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2012.
• Захаров В. Б., Мамонтов С. Г., Сонин Н. И. Общая биология. — М.: Дрофа, 2005.