Pohlavní rozmnožování je biologický proces rozmnožování (rozmnožování vlastního druhu), který je založen na spojení genetického materiálu dvou rodičů.
Co je podstatou sexuální reprodukce? Pohlavní rozmnožování je charakterizováno progresivní evoluční povahou, ačkoli vědci se domnívají, že vzniklo později než rozmnožování nepohlavní. Pohlavní rozmnožování je běžnější u živočišných organismů, i když se tato metoda používá i u rostlin.
Existuje několik způsobů, jak kombinovat genetické informace:
- konjugace nebo dočasné spojení jednotlivců za účelem výměny informací. Příkladem je rozmnožování nálevníků;
- páření. Představuje splynutí dvou jedinců za účelem oplodnění. Tento proces se vyskytuje mezi mnoha jednobuněčnými organismy, stejně jako mnohobuněčnými rostlinami a zvířaty;
- partenogeneze, která označuje vývoj nového organismu z neoplozeného vajíčka po vytvoření gamet. Rozmnožují se tak trubci, mšice atd.
Jaké způsoby rozmnožování se vyskytují u rostlin? Krytosemenné rostliny mají zvláštní typ pohlavního rozmnožování nazývaný dvojité oplodnění.
Dvojité oplodnění je proces sexuální reprodukce v krytosemenných rostlinách, ve kterém jedna spermie oplodní vajíčko, což má za následek diploidní zygotu, a druhá spermie se spojí s centrální buňkou, což vede k vytvoření triploidního endospermu.
Pylová zrna, která se tvoří v prašnících květů, se vyznačují přítomností haploidní sady chromozomů. Jádro takového zrna je rozděleno na 2 části: vegetativní a generativní. Když zrno dosedne na stigma pestíku, vyklíčí. Z její vegetativní části vzniká pylová láčka: sestupuje do pestíkového sloupce a dostává se do vaječníku. U generativní části je vše jinak: opět se dělí a tvoří dvě spermie. Jeden z nich splyne s vajíčkem a druhý s centrální buňkou. V důsledku toho se vytvoří diploidní zygota a triploidní endosperm.
K objevu dvojitého oplodnění došlo v roce 1898 vědcem S. G. Navashinem.
S. G. Navashin byl ruský a sovětský embryolog a cytolog, profesor na Kyjevské univerzitě (od roku 1984), zakladatel vědecké školy, akademik Ruské akademie věd. Vědec byl vynikající botanik a díky své vášni pro rostliny dokázal objevit nový mechanismus spojování genetické informace rostlin – to byl průlom v jeho vědecké oblasti.
Pohlavní rozmnožování jedinců je také spojeno s tvorbou gamet: samičí jedinci tvoří vajíčka a samčí jedinci se nazývají spermie. Pokud jde o jedince se znaky obou pohlaví, mají proces reprodukce vajíček i spermií.
Charakteristickým znakem řas je fúze identických pohlavních buněk. Když haploidní gamety splynou, dojde k oplození a vznikne diploidní zygota. Poté se zygota vyvine v nového jedince.
Podstatou sexuální reprodukce je smíchání dvou různých genomů a tvorba nových genetických kombinací. Potomci vykazují různé nové vlastnosti, které výrazně zvyšují schopnost druhu adaptovat se na měnící se prostředí.
Chovatelé se zaměřují na rozvoj různých vlastností organismu, na základě kterých dokážou vybrat jedince, kteří po dokončení pohlavního rozmnožování získají schopnost lépe se adaptovat na podmínky prostředí.
V některých případech se pro zvýšení účinnosti pohlavního rozmnožování používá technika umělého oplodnění: pomáhá překonat zastavení plodnosti u samic.
Existuje několik typů sexuální reprodukce:
- gametogamie. Tato forma sexuální reprodukce nastává s tvorbou gamet. Zde dochází k rozdělení na izogamii (splynutí identických gamet), anizogamii (splynutí různých gamet) a oogamii;
- hermafroditismus nebo produkce samčích nebo samičích gamet. Tato tendence je charakteristická pro téměř všechny vyšší rostliny, některé koelenteráty, ploštěnky, jakož i některé kroužkovce a měkkýše. Existují hermafroditi, jako tasemnice hovězí, kteří podstupují křížové oplodnění. Totéž je pozorováno u vepřové tasemnice;
- gametangiogamie. Míní tím splynutí pohlavních orgánů – gametangie. Příkladem tohoto typu sexuální reprodukce jsou axomycety a další druhy hub;
- fúze somatických buněk. Ne každý klasifikuje tento typ sexuální reprodukce jako sexuální. Vyskytuje se v houbách hřib;
- konjugace neboli tvorba můstků mezi dvěma jedinci, kterými proudí obsah jedné buňky do druhé.
Všechny uvedené způsoby pohlavního rozmnožování jsou zaměřeny na realizaci procesu rozmnožování jedinců s vysokým stupněm genetické diverzity.
U nálevníků je proces konjugace zcela specifický. Nejprve se obě nálevníky přiblíží k sobě, pak je makronukleóza zničena a rozdělena meiózou. 3 ze 4 jader jsou zničena a jedno se dělí mitoticky. Poté dojde k výměně jader: v každém nálevníku se jeho vlastní jádro spojí s jádrem někoho jiného a získá se diploidní jádro. Později se rozdělí a vytvoří mikronukleus a budoucí makronukleus.
Oogamie je typ tvorby gamet, která vede k produkci jednoho nepohyblivého vajíčka.
Za zmínku také stojí proces rozmnožování panen. Existují 2 jeho odrůdy:
Reprodukce je přirozenou vlastností všech živých věcí reprodukovat svůj vlastní druh. Reprodukce zajišťuje kontinuitu a kontinuitu života.
Existují dvě hlavní formy rozmnožování: asexuální a sexuální.
Asexuální reprodukce
Nepohlavní rozmnožování provádí pouze jeden rodičovský jedinec bez účasti zárodečných buněk. Vzhled dceřiného organismu pochází ze somatických buněk.
Je důležité si uvědomit, že na potomky se obvykle přenášejí pouze mutace, které se vyskytují v zárodečných buňkách (haploidní – n). V případě nepohlavního rozmnožování se však mutace v somatických buňkách (diploidní – 2n) přenášejí na potomky.
Rozdělením mateřské buňky na dceřiné buňky se rozmnožují všechny bakterie a prvoci (améba, zelená euglena, nálevníci, řasy).
Vezměte prosím na vědomí, že v jaderných organismech (eukaryota) buněčné dělení implikuje mitózu a v pre-nukleárních (prokaryota) – jednoduché binární štěpení (tento rozdíl je spojen s absencí jádra u prokaryot).
Asexuální reprodukce často pomáhá rychle zvýšit populaci druhu, je aktivována za příznivých podmínek prostředí. Na podzim, s nástupem nepříznivých podmínek, se sexuální reprodukce stává aktivní.
Sporulace zahrnuje reprodukci pomocí specializovaných buněk – spor. Tato forma rozmnožování je běžná u rostlin (řasy, mechy, kapradiny, přesličky a palice), hub a některých prvoků (sporozoani – malarické plasmodium).
U jednobuněčné zelené řasy – chlamydomonas, mají spory bičíky, v důsledku čehož se nazývají zoospory. U rostlin probíhá proces tvorby výtrusů v izolovaných vakovitých útvarech – sporangiích. Výtrusy jsou pokryty ochranným obalem, slouží k rozmnožování a přesídlení rostlin a hub.
Spóry hub a prvoků jim navíc pomáhají přežít vliv nepříznivých faktorů prostředí, jako je vysychání nádrže. Když nastanou příznivé podmínky, houby a prvoci se zbaví spór a pokračují v růstu a vývoji.
Varianty vegetativní reprodukce v rostlinách – hodně, jsou věnovány samostatné článek. Rostliny se množí pomocí hlíz, hlíz, okopanin, oddenků, vousů, vrstvení, řízků, cibulí, dělením keřů. Roubování je také variantou vegetativního množení.
V případě vegetativní reprodukce je dceřiný organismus genetickou kopií mateřského organismu a má také šanci zdědit mutace v somatických buňkách.
U některých zvířat se mohou dceřiné organismy objevit ze skupiny buněk – přímo na těle rodiče. V tomto případě je malá oblast těla oddělena od mateřského organismu a vyvíjí se nezávisle.
Mnoho koelenterátů se rozmnožuje pučením, např. sladkovodní polyp – hydra.
Některé živé bytosti v průběhu evoluce vyvinuly úžasnou schopnost regenerace (lat. re – znovu a rod – generace) – nahrazování ztracené části těla.
U mléčných planárií je schopnost regenerace tak rozvinutá, že pokud je rozdělena na více částí, pak se z každé části obnoví plnohodnotný organismus.
Jde o umělý způsob rozmnožování, kterým se zabývá samostatný obor biologie – biotechnologie. Klon je dítě, které je geneticky identické s rodičem.
V současné době se rychle rozvíjí směr pěstování umělých orgánů, které mohou nahradit „přirozené“ orgány, které v důsledku nemocí ztratily své fyziologické a anatomické vlastnosti.
Sexuální reprodukce
Provádí se pomocí speciálních zárodečných buněk (gamet). Má velký evoluční význam, protože v důsledku toho vznikají jedinci s novými kombinacemi genů nové vlastnosti. Takoví jedinci jsou materiálem pro přirozený výběr.
V důsledku nepohlavního rozmnožování se objevují genetické kopie mateřských organismů, které obsahují přesně stejnou sadu genů v DNA. V tomto případě, když se změní podmínky prostředí, zemře-li jeden jedinec, hrozí smrt všech „genetických kopií“, protože nemají diverzitu, mají stejný genotyp, a proto nejsou stejně adaptované.
Pohlavní rozmnožování za podobných podmínek výrazně vítězí, protože vytváří genetickou rozmanitost.
Během gametogeneze se u samců a samic tvoří pohlavní buňky (gamety): spermie (n) a vajíčka (n). Při oplození splývají, vzniká zygota (2n). Následuje embryonální období vývoje, které přechází do postembryonálního.
Řada organismů má své vlastní speciální varianty pohlavního procesu. Toto je proces konjugace u nálevníků. Konjugace (latinsky conjugatio – spojení) je doprovázena výměnou jader mezi partnerskými buňkami při jejich přímém kontaktu.
Je důležité poznamenat, že se jedná o příklad sexuálního procesu bez reprodukce, protože nedochází k nárůstu počtu jedinců. Dvě oddělené buňky po konjugaci však obsahují nové kombinace genů, které v budoucnu povedou k rozvoji nových znaků a vzniku nových vlastností u jejich potomků.
Partenogeneze (řecky παρθένος – panna, dívka, dívka + γένεσις – vynoření) je jednou z forem pohlavního rozmnožování, tzv. “panenské rozmnožování”.
V partenogenezi se z neoplozeného vajíčka vyvine dceřiný organismus. Navzdory skutečnosti, že samčí zárodečná buňka se tohoto procesu neúčastní, partenogeneze se nazývá pohlavní rozmnožování, protože ze zárodečné buňky – vajíčka se vyvíjí dceřiný organismus.
Partenogeneze plní důležitou funkci regulace poměru pohlaví u včel: samci se vyvinou z neoplozeného vajíčka a samice se vyvinou z oplodněného. Partenogeneze se také vyskytuje u mravenců, termitů a mšic.
Když už mluvíme o sexuální reprodukci, nelze nezmínit zajímavý fenomén v přírodě – hermafroditismus. Tento jev spočívá v přítomnosti mužských i ženských pohlavních orgánů u jedince (pojmenovaného podle bájného bisexuálního tvora – Hermafrodita). Podobný jev u rostlin se nazývá monoecious: samčí i samičí květy se v tomto případě nacházejí na stejné rostlině.
Je zřejmé, že hermafroditní jedinci produkují dva typy zárodečných buněk: jak spermie (samčí gamety), tak vajíčka (samičí gamety). Hermafroditismus je častější u nižších, primitivnějších zvířat. Mnoho červů, měkkýšů a coelenterátů jsou hermafroditi.
© Bellevich Yury Sergeevich 2018-2023
Tento článek napsal Jurij Sergejevič Bellevič a je jeho duševním vlastnictvím. Kopírování, šíření (včetně kopírování na jiné stránky a zdroje na internetu) nebo jakékoli jiné použití informací a předmětů bez předchozího souhlasu držitele autorských práv je trestné ze zákona. Chcete-li získat materiály článku a povolení k jejich použití, kontaktujte Bellevič Jurij.
