Размножение является важным событием постэмбрионального онтогенеза всех живых организмов, ведь обеспечивает продолжение рода (создание новых поколений организмов своего вида).
Существует два основных типа размножения: половое и бесполое. Различным видам живых организмов свойственно половое или бесполое размножение. Многие виды способны и к бесполого, и к половому размножению.
При бесполом размножении не происходит образования и слияния гамет, а потомки образуются от одной особи. При этом потомки генетически идентичны родительской особи (за исключением случаев, когда происходят мутации). Существует несколько форм бесполого размножения: деление (пополам, множественный), почкования, споруляции, фрагментация, вегетативное размножение.
Деление - это способ бесполого размножения, при котором новые особи образуются в результате деления исходной особи-клетки. Этот способ размножения характерен для многих одноклеточных организмов (бактерий, одноклеточных растений, одноклеточных животных, одноклеточных грибов). Чаще всего происходит деление пополам. В этом случае из одной особи-клетки образуется две одинаковых по размерам клетки. Далее каждая из них дорастает до размеров материнской, и вновь приступает к делению. У некоторых организмов (например, в споровиков) происходит множественный дол. В этом случае в клетке происходит ряд разделов ядра, которые следуют друг за другом. После этого клетка сразу делится на несколько (более двух) клеток.
Почкования - это способ бесполого размножения, при котором новая особь образуется в виде вырастает на теле материнской особи. Этот вырост увеличивается в размерах, а затем отделяется от материнской особи и становится самостоятельным организмом. Такой способ размножения встречается, например, у кишечнополостных. Почкования возможно и у одноклеточных организмов, например, у дрожжей.
Споруляции - способ бесполого размножения, при котором родительские организмы образуют споры, из которых развиваются новые организмы. Спора является одноклеточной микроскопической структурой. Часто споры образуются в специальных органах - спорангиях. Этот способ размножения достаточно распространен в природе. Он присутствует у бактерий; у одноклеточных растений, животных и грибов. У бактерий образования спор служит не только и не столько для размножения, но и для переживания неблагоприятных условий внешней среды (бактериальные споры часто покрыты толстыми и малопроницаемых оболочками). У высших растений споры образуются спорофитним поколениям. Из спор прорастает гаметофитне поколения, которое в большей или меньшей степени присутствует во всех высших растений. Гаметофитне поколения дает гаметы, из которых прорастает новое спорофитне поколения. То есть, у высших растений образования спор является одним из этапов их жизненного цикла.
При фрагментации происходит разделение материнской особи на несколько частей, каждая из которых дает начало новой особи. Такой способ размножения существует в нищих растений и животных. Он представляется возможным, поскольку дифференциация клеток у таких организмов не является глубоким. Клетки такого организма имеют широкие возможности для трансдифференциация (превращение в клетки другого типа) и пролиферации. Поэтому когда от исходного организма отрывается фрагмент, то клетки этого фрагмента переходят в недифференцированное состояние, размножаются, повторно дифференцируются во все типы клеток организма, и образуется новый организм. По сути это способ регенерации, и в части видов низших растений и животных такое явление возможно только после случайной фрагментации. Однако у части видов низших растений и животных оно эволюционировало в способ размножения. Возможна ситуация, когда такой фрагмент превращается в бластулоподибну группу клеток, из которой дальше механизмами, подобными эмбрионального развития, развивается новый организм. Это явление получило название соматический эмбриогенез.
Вегетативное размножение - это способ бесполого размножения, при котором новые особи образуются из сравнительно крупных дифференцированных частей родительского организма. Вегетативное размножение очень распространено среди растений, но встречается и у нищих животных. У растений существуют даже специальные структуры, предназначенные для вегетативного размножения: корневища, луковицы, клубни, столоны и т.д.. Этот способ размножения имеет некоторые черты сходства с фрагментацией и почкованием.
Другим типом размножения является половое размножение. В этом случае образование новой особи происходит в результате слияния двух клеток, которые называются гаметами, с образованием зиготы. Гаметы могут быть одинаковыми, такая форма полового размножения называется изогамии. Изогамия считается эволюционно наиболее примитивной. Если гаметы неодинаковые по размерам и морфологии, то такая форма полового размножения называется анизогамии. Если же гаметы сильно отличаются друг от друга, то это такая форма полового размножения называется гетерогамию. При гетерогамию одна из гамет является мелкой и подвижной (мужская гамета, сперматозоид), а вторая гамета является большой и неподвижной (женская гамета, яйцеклетка). Сперматозоиды вырабатываются в мужских гонадах-семенниках, а яйцеклетки образуются в женских гонадах - яичниках. У подавляющего большинства животных и у высших растений гетерогамия.
Итак, в большинстве случаев гаметы бывают двух разновидностей: мужские и женские, и образование нового организма происходит в результате слияния женской гаметы с мужской. Мужские и женские гаметы продуцируют соответствии самцы и самки. Однако может быть и так, что и женские, и мужские гаметы продуцируются одной особью. Виды, в которых существует два пола: женская и мужская, продуцирующие соответствии яйцеклетки и сперматозоиды, называются роздильностатевимы. Большинство животных является роздильностатевимы, раздельнополые виды есть и у высших растений. Виды, у которых особи имеют обе разновидности гонад и способны продуцировать обе разновидности гамет, называются гермафродитной. Гермафродитные виды у многих типах и классах животных: у кишечнополостных, у плоских червей, у кольчатых червей (например, дождевой червь), у ракообразных, у рыб, у рептилий (например, у некоторых видов ящериц). Значительно распространен гермафродитизм среди растений. Среди гермафродитных видов такова, что способны к самооплодотворению. Однако есть и такие гермафродитные виды, у которых развились различные адаптации, предотвращающие самооплодотворения.
Еще одной разновидностью полового размножения является партегогенез-способность яйцеклетки развиваться в новый организм без оплодотворения ее сперматозоидом. При этом новый организм может быть гаплоидным, а может быть диплоидным. В последнем случае существуют специальные механизмы для обеспечения диплоидности: нерасхождения хромосом в процессе мейоза, втягивание назад одного из редукционных телец, удвоение хромосом без деления клетки при перед первым разделом дробления и т.д.. Партегогенез распространен среди растений, среди беспозвоночных (например, пчелы, тли), среди позвоночных животных (например, серебристый карась, некоторые виды ящериц).