Живой материи присущи два основных свойства, которыми неорганический мир не располагает, — способность к обмену веществ и размножению. Без этих свойств немыслима жизнь, сложившаяся на нашей планете.
В основе всех видов размножения одноклеточных и многоклеточных организмов лежит один универсальный процесс — деление клетки.
Существуют два способа размножения: бесполое и половое. Они принципиально отличаются друг от друга. При бесполом размножении одна клетка делится на две или более дочерние, каждая из которых способна воспроизвести целый организм. При половом размножении, как правило, две клетки (мужская и женская), морфологически и физиологически не различающиеся или различающиеся, соединяются и дают начало одной клетке, которая затем делится.
Всем животным, растениям и микроорганизмам свойствен тот или другой способ размножения; у некоторых организмов в жизненном цикле имеются оба способа размножения. Даже у человека встречается бесполое размножение — в случае рождения однояйцевых близнецов.
Формы полового и бесполого размножения чрезвычайно разнообразны. Половое размножение, например, в отдельных случаях Может происходить на основе только яйцеклетки (партеногенез).
Указанные два способа размножения имеют то общее, что они осуществляются при помощи отдельных клеток и поэтому могут быть объединены одним понятием — цитогония.
От цитогонии некоторые авторы отличают вегетативное размножение, при котором новое поколение воспроизводится не из отдельной клетки, а из группы клеток эмбриональной или специализированной соматической ткани или из отдельных органов. В основе вегетативного размножения, как и цитогонии, лежит процесс клеточного деления. Возникающие при этом организмы оказываются также сходными с родительскими. Вегетативное размножение часто встречается в растительном мире: новые растения развиваются из вегетативных органов — клубней, луковиц, корневищ, участков мицелия (у грибов) и т. д. Вегетативное размножение широко используется человеком в практике для сохранения ценных сортов растений.
Большинство животных и высших растений размножается половым путем. Половое размножение животных и растений возникло в процессе эволюции как высшая форма воспроизведения потомства. Бесполое размножение является более древним типом размножения, оно является наиболее универсальным: бесполое размножение имеет место при формировании многоклеточного организма, поскольку деление клетки лежит в основе процесса роста, а также при смене поколений.
С возникновением многоклеточных организмов появилась и специализация тканей: возникли соматические ткани (мышечная, нервная, соединительная и др.), обособилась также ткань, дающая начало половым клеткам (половая, или генеративная, ткань). Соматические ткани приобрели различные физиологические функции, обеспечивающие рост, развитие и жизнедеятельность организма. В процессе филогенеза в большинстве своем специализированные клетки этих тканей утратили свойство воспроизведения целого организма из одиночной клетки. Лишь некоторые из тканей сохранили такое свойство.
Однако клетки половой ткани в многоклеточном организме не только сохранили древнюю функцию воспроизведения целого организма из единичной клетки, но и совершенствовали ее в процессе эволюции. Именно они взяли на себя основную функцию организма — функцию воспроизведения.
Каждый тип размножения имеет свои преимущества в воспроизведении и сохранении вида. В случае полового размножения возрастает численность потомства (в расчете на один материнский организм) и увеличивается его наследственная изменчивость, что облегчает отбор наиболее приспособленных форм. При этом обеспечивается смена поколений. Половое размножение повышает лабильность — динамичность филогенеза, облегчает и ускоряет изменение направления отбора в условиях изменяющейся внешней среды.
При бесполом и вегетативном размножении, напротив, наследственное разнообразие потомства ограничивается, так как генетически потомки в основном идентичны, но создаются безграничные возможности повышения численности потомков одной особи со сходной наследственностью. Сохранение сходства организмов обусловливается, во-первых, наличием воспроизводящихся элементов клетки, во-вторых, механизмом деления, обеспечивающим закономерное распределение основных структур клетки.