Jaké jsou různé způsoby sexuální reprodukce?

Pohlavní rozmnožování je biologický proces ROZMNOŽOVÁNÍ, jehož podstatou je spojení genetického materiálu dvou rodičů.

Základní metody pohlavního rozmnožování

Pohlavní rozmnožování má progresivní evoluční charakter, ačkoli se má za to, že vzniklo o něco později než rozmnožování nepohlavní. Pohlavní rozmnožování převažuje u živočišných organismů, ale tento proces se vyskytuje i u zástupců rostlinné říše.

Kombinace genetické informace může nastat následujícími způsoby:

  • konjugace nebo dočasné spojení jednotlivců za účelem výměny informací. Příklad: rozmnožování nálevníků;
  • kopulace (splynutí dvou jedinců za účelem oplodnění). Tento proces je charakteristický pro mnoho jednobuněčných živočichů, mnohobuněčných rostlin a živočichů;
  • partenogeneze, vývoj nového organismu z neoplozeného vajíčka, po vytvoření gamet. Takto se rozmnožují trubci, mšice atd.

Článek: Metody sexuální reprodukce

Zvláštní typ pohlavního rozmnožování se vyskytuje u krytosemenných rostlin a nazývá se dvojité oplodnění.

Dvojité oplodnění je proces sexuální reprodukce v krytosemenných rostlinách, ve kterém jedna spermie oplodní vajíčko, čímž vznikne diploidní zygota, a druhá se spojí s centrální buňkou a vytvoří triploidní endosperm.

Pylová zrna vytvořená v prašnících květů mají vždy haploidní sadu chromozomů. Jádro tohoto zrna se dělí na dvě části: generativní a vegetativní. Zrno vyklíčí, když narazí na stigma pestíku. Z její vegetativní části se vytváří pylová láčka, která sestupuje do pestíkového stylu a dosahuje až do vaječníku. Generativní část se opět rozdělí a vytvoří dvě spermie. Jeden z nich splyne s vajíčkem a druhý s centrální buňkou. V důsledku toho se vytvoří diploidní zygota a triploidní endosperm. Proces dvojitého oplodnění objevil S. G. Navashin v roce 1898.

S. G. Navashin je ruský a sovětský cytolog a rostlinný embryolog. Profesor na Kyjevské univerzitě (od roku 1894). Zakladatel vědecké školy. Akademik Ruské akademie věd (1918, člen korespondent 1901). Tento vědec byl zaníceným botanikem, což mu umožnilo objevit nový mechanismus pro kombinování rostlinných genetických informací a učinit průlom ve svém vědeckém oboru.

Během sexuální reprodukce jedinci také produkují gamety. Samice produkují vajíčka. Mužské gamety se nazývají spermie. U bisexuálních jedinců dochází k procesu reprodukce spermií i vajíček. Řasy se vyznačují tím, že mají fúzi identických pohlavních buněk. Když haploidní gamety splynou, dojde k oplození a vznikne diploidní zygota. Zygota se vyvine v nového jedince.

Hlavním smyslem sexuální reprodukce je tedy to, že se smísí dva různé genomy a vytvoří se nové genetické kombinace. Potomci vykazují různé nové vlastnosti, které výrazně zvyšují schopnost druhu přizpůsobit se měnícím se podmínkám prostředí. Chovatelé vždy dbají na vývoj různých vlastností organismu, aby vybrali ty jedince, kteří se v důsledku pohlavního rozmnožování dokážou lépe adaptovat na změny prostředí.

READ
Je třeba lilky ošetřovat proti plísni?

Někdy se pro zvýšení účinnosti sexuální reprodukce používá technika umělého oplodnění. Používá se k překonání problémů s plodností některých ženských živých organismů.

Rozlišují se následující typy sexuální reprodukce:

  • gametogamie. Jedná se o proces pohlavního rozmnožování s tvorbou gamet. V tomto případě se rozlišuje izogamie nebo splynutí identických gamet, anizogamie nebo splynutí různých gamet a také oogamie;
  • hermatofroditicismus nebo tvorbu samčích a samičích gamet. Tato tendence je charakteristická pro většinu vyšších rostlin, některé koelenteráty, ploštěnky a malý počet kroužkovců a také měkkýše. Mnoho hermafroditů, jako jsou tasemnice skotu, je křížově oplodněno. Příkladem je i tasemnice vepřová.
  • gametangiogamie neboli splynutí pohlavních orgánů – gametangie. Tento proces je charakteristický pro askomycety a některé další druhy hub;
  • fúze somatických buněk. Ve skutečnosti tento proces nelze zcela připsat sexuální reprodukci, je charakteristický pro hřiby;
  • konjugace nebo vytváření můstků mezi dvěma jedinci, aby se umožnilo obsahu jedné buňky proudit do druhé.

Kterákoli z popsaných metod tvorby gamet je zaměřena na realizaci procesu reprodukce jedinců s vysokým stupněm genetické diverzity.

Pokud jde o proces konjugace u nálevníků, má zvláštní charakter. Dva nálevníci se spojí, makronukleus se zničí, mikronukleus se rozdělí meiózou, ze 4 jader se zničí 3, jedno se rozdělí mitózou, pak si nálevníci vymění jádra, u každého se jeho jádro spojí s někým jiným, diploidní jádro se získá, rozdělí se, vznikne mikronukleus a budoucí makronukleus.

Oogamie je druh tvorby gamet, při kterém se tvoří jedno nepohyblivé vajíčko.

Nakonec existuje takzvaný proces panenské reprodukce, ve kterém existují dvě odrůdy:

  • partenogeneze, kdy se jedinec vyvíjí z neoplozeného vajíčka. Takto se rozmnožují dafnie a trubci, ale i včely;
  • androgeneze, při které se jedinec vyvíjí z oplodněného vajíčka, které má pouze jádro spermie, protože jádro vajíčka je předtím zničeno. Tento typ sexuální reprodukce je charakteristický pro tabák, kukuřici a bource morušového.

Evoluční výhody sexuální reprodukce

Mezi hlavní evoluční výhody pohlavního rozmnožování patří vznik velkého stupně genetické diverzity, což je u asexuálního rozmnožování absolutně nemožné, a zvýšení adaptačního potenciálu všech jedinců, který vznikl v důsledku pohlavního rozmnožování. Kromě toho je to sexuální rozmnožování, které je evolučně zohledněno, protože přispívá k zintenzivnění procesu speciace.

Pojem pohlavní reprodukce v biologii, rysy

Pohlavní rozmnožování zahrnuje přítomnost dvou rodičů a spojení samčích a samičích gamet během procesu oplodnění. Potomci dědí po obou rodičích směs genů, takže se liší jeden od druhého i od svých rodičů.

Pohlavní rozmnožování je způsob rozmnožování, při kterém dochází ke splynutí haploidní samičí gamety (vajíčka) a haploidní samčí gamety (spermie).

Reprodukce je proces, kterým rodič (rodiče) rozmnožuje jiného jedince (potomka) stejného druhu, o to jde. To je jeden ze znaků, které charakterizují živou bytost. Pohlavní rozmnožování se týká rozmnožování, při kterém je genetický materiál dvou rodičů spojen za účelem produkce potomků. Dvě haploidní gamety se spojí a vytvoří geneticky odlišné diploidní potomstvo.

READ
Komu je zvykem dávat jaké květiny podle pravidel etikety?

Termín “reprodukce” pochází z latinského “re” znamená “znovu” + productio znamená “výroba”.

Při oplození dochází k fúzi dvou gamet, což má za následek vznik diploidní zygoty. Zygota se vyvine v individuální organismus, který je geneticky odlišný od rodičovských organismů. Jde o zcela odlišný typ rozmnožování oproti nepohlavnímu rozmnožování, kdy se organismus rozmnožuje bez účasti gamet a výsledné potomstvo je klonem rodičovského organismu.

Pohlavní rozmnožování má však oproti nepohlavní reprodukci výhodu ve zvyšování genetické variace a rozšiřování genofondu. Navíc zajišťuje, že počet chromozomů v konkrétním druhu zůstane konstantní po několik generací.

Dva hlavní typy sexuální reprodukce jsou – syngamie и časování.

Pohlavní a nepohlavní rozmnožování: jaký je rozdíl

Existují dva způsoby rozmnožování: sexuální a asexuální. Pohlavní rozmnožování zahrnuje základní procesy, jako je gametogeneze a oplodnění.

Gametogeneze je biologický proces buněčného dělení, zejména mitózy a meiózy, za vzniku gamet (pohlavních buněk). Začíná mitotickým dělením primárních buněk a poté každá podstoupí meiózu.

Meióza je forma buněčného dělení, při kterém buňka prochází dvěma po sobě jdoucími buněčnými děleními. V důsledku toho se vytvoří čtyři haploidní buňky. Každá haploidní buňka pak prochází procesem zrání a stává se plně diferencovanou gametou (pohlavní buňkou).

U žen je zralá gameta vajíčko. U mužů je zralá gameta spermie. Samčí gameta si musí najít cestu k vajíčku, aby se s ním spojila. U vyšších forem zvířat se samec a samice, obvykle stejného druhu, zapojují do pohlavního styku, aby spojili gamety a spojili se.

Spermie po nalezení vajíčka do něj pronikne tak, že se jejich genetický materiál spojí do jedné kompletní sady (diploid). Toto spojení znamená oplodnění a oplodněné vajíčko podstoupí řadu mitotických dělení, aby vzniklo embryo složené z diploidních buněk.

Oplodnění vajíčka je schematicky:

Nepohlavní rozmnožování se liší od pohlavního rozmnožování tím, že potomstvo bylo produkováno nepohlavně. Proces se liší tím, že nezahrnuje meiózu a oplodnění. Rodičovský organismus navíc produkuje potomky i v nepřítomnosti páru. Potomek bude nejspíše klonem rodičovského organismu.

Nepohlavní a pohlavní rozmnožování u hub

Některé houby jsou schopny se rozmnožovat pohlavně i nepohlavně. Plísně se rozmnožují prostřednictvím spor, které uvolňují do prostředí. Z výtrusu vyroste nová houba.

Houba Coprinus cinereus může produkovat spory prostřednictvím sexuální reprodukce, což pomáhá vytvářet variace v druhu. Tento způsob reprodukce je výhodný při změně prostředí, protože provedené změny vedou ke zvýšené pravděpodobnosti vzniku adaptabilnější varianty.

Coprinuscinereus také produkuje spory prostřednictvím asexuálního rozmnožování. Tyto spory mohou být produkovány rychle a ve velkém množství, což umožňuje vývoj mnoha jednotlivých hub. Nevýhodou těchto spor je, že produkují potomstvo, které pravděpodobně nebude odolné vůči nepříznivým podmínkám, protože jsou všechny geneticky identické.

READ
V jakém věku začíná plodit mandžuský ořech?

Typy pohlavního rozmnožování

Dva hlavní typy sexuální reprodukce jsou syngamie a konjugace.

  1. Syngamie znamená fúzi haploidních zárodečných buněk, která vede k vytvoření diploidní zygoty. Syngamie tedy v podstatě znamená oplodnění. Toto je nejběžnější typ reprodukce u mnohobuněčných sexuálních populací, včetně lidí.
  2. Časování se liší od syngamie tím, že se dva organismy spojí v dočasné fúzi (například přes cytoplazmatický můstek) za účelem výměny mikronukleárního materiálu. To lze pozorovat u jednobuněčných organismů, jako jsou bakterie, prvoci a jednobuněčné houby. Zatímco syngamie je trvalé splynutí dvou buněk, konjugace je dočasné splynutí dvou buněk.

Pohlavní rozmnožování u jednobuněčných organismů

V jednobuněčných organismech, jako jsou bakterie, dochází k sexuální reprodukci prostřednictvím konjugace. To je, když se dvě bakteriální buňky dočasně spojí, aby přenesly genetický materiál přes plazmid z dárcovské buňky do buňky příjemce. Plazmidem může být buď jeden plazmid, nebo část chromozomu.

Bakteriální konjugace je pro bakterie nezbytná. Právě díky ní mohou získat gen užitečný pro jejich přežití. Například získaný gen je novou charakteristikou, která umožňuje buňce příjemce „prospívat“ za poměrně škodlivých podmínek. Nebo to může být gen, který příjemci umožňuje používat nový metabolit. Právě tímto procesem může být antibiotická rezistence přenášena z jedné bakteriální buňky na druhou.

U prvoků je konjugace proces, při kterém se dva prvoci, jako jsou nálevníci, spojí v dočasné fúzi za účelem výměny mikronukleárního materiálu a poté se oddělí. Totéž se v zásadě děje v jiných jednobuněčných organismech. U některých řas a hub dochází ke spojení samčí gamety se samičí gametou, což vede ke spojení jejich jader a následnému vytvoření zygoty.

Pokud jde o viry, jsou schopny pohlavního rozmnožování, protože byly získány důkazy o genetické rekombinaci mezi různými jednotlivými viry. Tato výměna genů byla přirovnávána ke křížení mezi homologními chromozomy během meiózy ve vyšších formách života. Myšlenka, že se viry sexuálně rozmnožují, je však dodnes zpochybňována, protože někteří viry ani nepovažují za formu života.

Syngamie u mnohobuněčných organismů

U mnohobuněčných organismů je typ pohlavního rozmnožování syngamie. Tento proces se obvykle skládá ze dvou fází. Popis:

  1. První fáze je plazmogamie. Je spojena se spojením cytoplazmy dvou gamet.
  2. Druhá fáze, karyogamie, je spojena se spojením jader dvou gamet. V důsledku tohoto spojení se vytvoří jedna buňka se dvěma sadami chromozomů. V této fázi se výsledná diploidní buňka nazývá zygota. Zygota se pak mitoticky rozdělí a vytvoří embryo. To znamená, že každá rodičovská buňka v embryu dává vzniknout dvěma dceřiným buňkám, z nichž každá má dvě sady chromozomů.
READ
Je možné obložit železná kamna lícovými cihlami?

Existuje mnoho způsobů, jak klasifikovat syngamii.

Syngamie v rostlinách

Životní cyklus rostlin se skládá ze dvou generací – gametofytu a sporofytu.

Generace gametofyt – Toto je sexuální fáze životního cyklu rostliny. Začíná haploidní sporou, která prochází mitózou a dává vznik haploidnímu gametofytu nesoucímu reprodukční orgány. Pohlavní orgány zase produkují gamety, které se následně podílejí na oplození. V důsledku spojení samčích a samičích gamet vzniká diploidní zygota, která se nakonec vyvine ve sporofyt.

Generace sporofyt je fáze životního cyklu rostliny, která začíná zygotou a končí produkcí spór. Sporofyt produkuje spory ve sporangii prostřednictvím meiózy. U tracheofytů (cévnatých rostlin) je sporofyt dominantní formou rostliny a je v mnohobuněčné formě. Naproti tomu u mechorostů (jako jsou mechy a játrovky) je dominantní formou gametofyt.

Rozmnožovacím orgánem rostliny je květ. Rostlina, která má samčí i samičí reprodukční orgány, se nazývá jednodomá. Naopak rostlina, která má pouze jeden typ reprodukčního orgánu, se nazývá dvoudomá.

  1. U kvetoucích rostlin je samičím reprodukčním orgánem pestík a samčím reprodukčním orgánem je prašník.
  2. Pestík obsahuje vaječník, který zase obsahuje vajíčka.
  3. Uvnitř vajíček jsou vaječné buňky.
  4. Prašník nese pylová zrna.
  5. Pylová zrna obsahují spermie.

Dvojité hnojení kvetoucích rostlin. Systém:

Spermie v pylu se musí dostat k vajíčku a to je usnadněno opylením. Existují dva typy opylení: samoopylení a křížové opylení.

  1. Samoopylení se vyskytuje zejména u jednopohlavných květů, protože samčí a samičí orgány jsou přítomny ve stejném květu.
  2. Křížové opylení přenáší pyl ze samčího květu na samičí květ. Přeprava může být prováděna větrem nebo hmyzem.

Na základě způsobu opylení jsou typy pohlavního rozmnožování u rostlin autogamie (samooplození) a alogamie (křížové oplodnění). Alogamie je běžnějším typem rozmnožování mezi vyššími rostlinami.

  1. Při opylení se pyl přilepí na bliznu pestíku a prorůstá trubicí skrz bliznu pestíku, aby dosáhl blizny obsahující vajíčko.
  2. K oplodnění dochází, když spermie oplodní vajíčko a jiná spermie oplodní jádra endospermu.
  3. Zygota bude tedy diploidní a endosperm triploidní ze spojení spermie a dvou ženských buněk. Zygota se vyvine v embryo a endosperm se vyvine do živné tkáně obklopující embryo uvnitř semene.

Syngamie u zvířat

Většina zvířat se rozmnožuje pohlavně. Protože nalezení partnera je nezbytnou podmínkou pro takovou reprodukci, většina zvířat vykazuje sexuální dimorfismus, sexuální výběr a rituály námluv. Pohlavní dimorfismus označuje přítomnost dvou forem různého pohlaví, kdy se samec morfologicky liší od samice stejného druhu.

Například samci mají ve srovnání s ptačími samicemi barevnější peří. Ptačí samice si vybírají partnery na základě požadovaných vlastností. Výběr partnera a rituály námluv existují i ​​u jiných zvířat, včetně lidí.

Lidská syngamie

K reprodukci u lidí dochází výhradně pohlavním stykem. Tento proces zahrnuje námluvy a výběr partnera, kopulaci, těhotenství, porod a prenatální péči. Partner si vybírá potenciálního partnera, řídí se především vlastnostmi, které zajišťují produkci potomků.

READ
Jak umýt okna, aby vydržela déle čistá?

Pár se zapojí do pohlavního styku, aby došlo k vnitřnímu oplodnění. Spermie, která obsahuje sperma, uvolňuje muž do ženského reprodukčního orgánu. Pouze jedna spermie je schopna oplodnit životaschopné vajíčko, které se okamžitě vytvoří jako výsledek meiózy. Haploidní zárodečné buňky tvoří diploidní zygotu, která pak prochází mitózou a vyvíjí se v embryo.

Embryo pak vyvíjí orgány a stává se plodem uvnitř ženského lůna. Plod dostává živiny uvnitř matčina lůna přes pupeční šňůru. Po období březosti (obvykle asi 266 dní) žena porodí a vytlačí plod z porodních cest. Narozené dítě dostává výživu prostřednictvím laktace. Poporodní péče pokračuje, dokud se dítě neosamostatní.

Výhody sexuální reprodukce

Jednou z hlavních výhod sexuální reprodukce je zachování počtu chromozomů druhu v různých generacích. Lidé mají například 46 chromozomů. Polovina z nich pochází od otce a druhá polovina od matky. Než se spermie a vajíčko spojí, podstoupí gamety meiózu, která produkuje haploidní gamety.

Díky haploidii, kdy se gamety spojují, zůstává počet chromozomů stejný pro všechny somatické buňky. Spermie obsahuje 23 chromozomů a vajíčko má také 23 chromozomů. Když se při oplodnění spojí, zygota, která se vyvine v nového jedince, bude mít stejný celkový počet chromozomů – 46.

Další výhodnou vlastností pohlavního rozmnožování je velká genetická variabilita. Během meiózy dochází ke genetické rekombinaci a výměně genů mezi homologními chromozomy. To zajišťuje, že nově vytvořená zygota, přestože obsahuje původní počet chromozomů, bude mít genom, který je geneticky odlišný od genomu jednoho z rodičů, a ne jeho klon.

To zlepšuje genofond, protože zvyšuje pravděpodobnost získání vlastností, které jsou vhodnější pro přežití a přirozený výběr. Kvůli potřebě získat vlastnosti nadřazené ostatním, aby bylo možné projít selekcí nebo získat partnera pro sexuální reprodukci, se druhy nakonec vyvinou.

Výhody sexuální reprodukce:

  • vytváří genetické rozdíly v potomcích, které jsou důležité pro přežití druhu;
  • druhy se mohou přizpůsobit novým podmínkám prostředí prostřednictvím variací, což jim dává výhodu přežití;
  • je méně pravděpodobné, že nemoc postihne všechny jedince v populaci.

Nevýhody pohlavního rozmnožování:

  • najít si partnera vyžaduje čas a energii;
  • izolovaný jedinec se nemůže rozmnožovat.

Většina zvířat se rozmnožuje pohlavně, například králíci. Proces pohlavního rozmnožování vnáší do druhu rozmanitost, protože alely nesené matkou a otcem se v potomstvu mísí. Nevýhodou je, že pohlavní rozmnožování trvá déle než nepohlavní rozmnožování. Je nutné najít pár, oplodnit vajíčko spermií a potom odchovat potomstvo.

Výhoda zavedení genetické variace do druhu však tuto nevýhodu převažuje. Pokud nemoc zasáhne populaci králíků, je možné, že kvůli variabilitě populace nebudou postiženi všichni králíci. To znamená, že někteří jedinci přežijí a budou schopni se rozmnožovat a produkovat více potomků.

Rate article
Add a comment

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: