Pohlavní rozmnožování

Většina živočichů a rostlin se rozmnožuje pohlavním způsobem. Tímto způsobem se rozmnožují i někteří protisté a houby. Organismy, které se rozmnožují pohlavně, mají dvě různá pohlaví: samce a samici.

Při pohlavním rozmnožování vznikají potomci, když spermie oplodní vajíčka samice. Tento proces probíhá v různých fázích.

Buněčná biologie

Buňky živočichů nebo vyšších rostlin mají dvě sady chromozomů: jsou diploidní. Když vznikají gamety (pohlavní buňky), mají pouze jednu sadu chromozomů: jsou haploidní. Prošly procesem buněčného dělení zvaným meióza. Během meiózy se dějí dvě věci, z nichž každá činí potomky variabilnějšími. To znamená, že se liší od rodičů i od sebe navzájem.

Sortiment

Asortací se rozumí, že se z dvojité sady chromozomů stane v každé gametě sada jediná. Který z každého páru chromozomů se dostane do jedné gamety, je náhodné. Protože alely genů na každém chromozomu nejsou vždy stejné, znamená to, že mezi gametami existuje genetická variabilita. Tento proces byl Mendelovým "prvním zákonem", zákonem segregace.

Přechod přes

Protože během meiózy dochází ke křížení, zvyšuje se tím rozmanitost chromozomů. To umožňuje rekombinaci.

Důsledkem sortimentu a křížení je jistota, že žádní dva potomci stejné matky a stejného otce nejsou identičtí. Jednovaječná dvojčata jsou výjimkou. Jsou geneticky identická, protože se vyvinula ze stejného oplozeného vajíčka.

Výhody a nevýhody

Pohlavní rozmnožování má ve srovnání s nepohlavním rozmnožováním své výhody i nevýhody. Mezi hlavní patří:

Výhody: Větší variabilita napomáhá přežití. Zvyšuje šanci, že přežijí alespoň někteří potomci rodičů. Uveďme příklad: Předpokládejme, že se v populaci vyskytne smrtelná infekce. Větší rozmanitost zvyšuje šanci, že část populace přežije.
Nevýhody: Vyžaduje dva rodiče. Za předpokladu, že celkový počet vajíček je stejný, by pohlavně se rozmnožující populace vyprodukovala jen polovinu potomků než populace rozmnožující se nepohlavně.

Různé termíny

Gonády jsou specializované pohlavní orgány, v nichž se tvoří gamety. U samců jsou gonádami varlata, u samic vaječníky.

Gamety jsou specializované pohlavní buňky vznikající v gonádách při gametogenezi. Samčí gametou je spermie a samičí je vajíčko.

Spermatogeneze: proces, při kterém vznikají haploidní spermie.
Oogeneze: proces, při kterém vznikají haploidní vaječné buňky.

Hermafrodit: organismus s mužskými i ženskými pohlavními orgány. Příklady: žížaly, plži, hydry.

Oplodnění: spermie pronikne do buněčné membrány vajíčka. Vznikne jediná buňka, které se říká zygota.

Vnitřní oplodnění: spermie jsou uloženy v reprodukčním traktu ženy nebo v jeho blízkosti.
Vnější oplodnění: samice vysedí vajíčka, která jsou oplodněna spermiemi ve vnějším prostředí.

Vývoj

Štěpení: raná fáze vývoje embrya. Počet buněk se zvyšuje dělením.

1. Morula: pevná koule buněk
2. Blastula: dutá koule buněk naplněná tekutinou.
3. Gastrulace: blastula pokračuje v růstu, buňky se množí mitózou. Několik set buněk na jedné straně se začne přesouvat dovnitř a vytvoří dvouvrstvé embryo. To se vyvíjí v třívrstvé embryo s endodermem, mezodermem a ektodermem.

Z ektodermu se vyvíjí nervový systém, který zahrnuje mozek, míchu a periferní nervy. Také výstelky různých orgánů: úst, konečníku, nosních dírek, epidermis včetně potních žláz, vlasů, nehtů.

Z mezodermu se vyvíjejí kosti, svaly, reprodukční systém, ledviny, krev, cévy a vnitřní vrstva kůže.

Z endodermu se vyvíjí výstelka trávicího ústrojí, dýchacího ústrojí, jater, slinivky břišní a močového měchýře.

Růst a diferenciace: embryonální buňky se množí a mění na specializované buňky tkání a orgánů.