Rozmnožovanie a ontogenéza živočíchov: Prehľad

Rozmnožovanie je jednou zo základných funkcií všetkých živočíchov, ktorá zabezpečuje pokračovanie rodu a prispieva k evolúcii druhu. Tento proces zahŕňa rôzne etologické, fyziologické a morfogenetické deje a prebieha rôznymi spôsobmi v závislosti od typu živočícha. Rozmnožovanie je mechanizmus nepretržitého procesu vzniku, vývinu a zániku organizmov, jeden z charakteristických znakov živých organizmov, ktorý zabezpečuje zachovanie druhu a je základom ontogenézy - individuálneho vývinu budúceho jedinca.

Individuálny vývin živočícha sa nazýva ontogenéza a zahŕňa celý jeho životný cyklus. Proces ontogenézy z hľadiska štruktúrnych a funkčných zmien možno rozdeliť na tieto etapy: embryonálny vývin - začína oplodnením samičej gaméty a vznikom zárodku, a postembryonálny vývin - rast a dosiahnutie pohlavnej dospelosti, starnutie a smrť.

Základom oboch spôsobov rozmnožovania je prenos dedičných vlastností (DNA) z rodičov na potomkov.

Typy rozmnožovania

Rozmnožovanie živočíchov môžeme rozdeliť na dva základné typy:

• Nepohlavné (asexuálne, vegetatívne) - nový jedinec vzniká priamo z materského organizmu, buď jeho rozdelením, alebo zo somatických buniek.
• Pohlavné (sexuálne) - zahŕňa splynutie dvoch pohlavných buniek (gamét), ktoré vznikajú v špecializovaných rozmnožovacích orgánoch.

Nepohlavné rozmnožovanie

Pri nepohlavnom rozmnožovaní nedochádza k vzniku špecializovaných pohlavných buniek. Nový jedinec tu vzniká z materského organizmu priamo mitotickým delením buniek. Základom nového jedinca sú telové bunky (somatické) rodičovského organizmu. Potomstvo je vždy geneticky zhodné s rodičovským organizmom, čiže ide o klony. Nepohlavné rozmnožovanie nie je z dlhodobého hľadiska pre vývoj druhu tak výhodné, pretože nevedie k zvýšeniu genetickej variability, čo obmedzuje schopnosť druhu adaptovať sa na meniace sa podmienky prostredia. Je relatívne rýchle, ale neumožňuje genetickú premenlivosť a tým pádom ani adaptáciu na zmenu prostredia. Nepohlavne sa rozmnožujú živočíchy s jednoduchou stavbou tela.

Hlavné spôsoby nepohlavného rozmnožovania u živočíchov:

• Delenie: Pri jednobunkovcoch je vždy spojené s mitotickým delením jadra a rozdelením cytoplazmy. Materský jedinec sa rozdeľuje pozdĺžne (bičíkovce) alebo priečne (nálevníky) na 2 alebo viac nových jedincov.
• Pučanie (gemipária): Nový jedinec postupne vyrastá z malej skupiny buniek na tele materského organizmu. Tento proces môže prebiehať na povrchu tela - vonkajšie pučanie (napríklad u polypov a koralovcov), alebo vo vnútri organizmu - vnútorné pučanie (napríklad u sladkovodných hubiek, ktoré vytvárajú špeciálne vnútorné púčiky - gemule).
• Delenie a rozpad tela (schizogenéza): U mnohobunkových živočíchov s vysokou regeneračnou schopnosťou sa stretávame s delením materského organizmu na dve alebo viac častí, z ktorých dorastú kompletné jedince. Patria sem procesy ako architómia a paratómia. U obrúčkavcov sa tento proces nazýva aj metamerická disociácia. Špecifickým prípadom je reprodukčná autotómia (napríklad u hviezdoviek), kedy živočích odvrhne časť tela, z ktorej vznikne nový jedinec.
• Strobilácia: Je špecifický typ nepohlavného rozmnožovania charakteristický pre medúzovce.

Pohlavné rozmnožovanie

Pohlavné rozmnožovanie (amfigónia) zahŕňa tvorbu špecializovaných haploidných buniek, ktoré sa spoločne nazývajú gaméty. Väčšina živočíchov sa rozmnožuje pohlavne. Pri pohlavnom rozmnožovaní vznikajú v pohlavných orgánoch (žľazách) - gonádach pohlavné bunky - gaméty. Gaméty vznikajú po redukčnom delení (meióza), preto sú haploidné, t.j. majú polovičný počet chromozómov. Až ich splynutím (oplodnením) vzniká plnohodnotná diploidná zygota, ktorá kombinuje genetický materiál oboch rodičov a je základom nového jedinca.

Existujú dva základné typy gamét:

• Samičia pohlavná bunka (vajíčko, oocyt, u prvokov aj makrogaméta) - štandardne ide o väčšiu, nepohyblivú bunku, ktorá je bohatá na živiny (cytoplazmu) a nesie druhú polovicu genetickej informácie. Samičie gaméty - vajíčka sa tvoria vo vaječníkoch (ovarium). Vajíčka sú vždy nepohyblivé a obsahujú jadro s DNA. Môžu obsahovať žĺtok bohatý na živiny. Tvorba vajíčok závisí aj od starostlivosti živočícha o potomstvo. Vajíčka cicavcov sú malé.
• Samčia pohlavná bunka (spermia, spermatozoid, u prvokov aj mikrogaméta) - štandardne ide o oveľa menšiu, aktívne pohyblivú bunku vybavenú bičíkom. Hlavička spermie je tvorená jadrom bunky a nesie genetickú informáciu (výbavu). Úlohou spermie je oplodniť vajíčko, pričom jedno vajíčko môže oplodniť len jedna spermia.

U prvokov môže pohlavné rozmnožovanie prebiehať troma hlavnými spôsobmi:

• Gametogamia: Organizmus (gamont) vytvára špecializované pohlavné bunky - gaméty, ktoré sa uvoľnia a splývajú s nezávislými gamétami iných jedincov. Rozlišujeme izogamiu (splynutie dvoch úplne rovnakých pohlavných buniek) a anizogamiu (splynutie morfologicky odlišných buniek).
• Gamontogamia: Spájajú sa priamo celé dospelé jedince (gamonty), alebo aspoň ich väčšia časť, a až následne dochádza k výmene gamét alebo jadier. Typickým príkladom je konjugácia u nálevníkov.
• Autogamia (samooplodnenie): Gaméty alebo pohlavné jadrá, ktoré splývajú do zygoty, pochádzajú z tej istej rodičovskej bunky.

Pohlavné rozmnožovanie u mnohobunkových živočíchov prebieha výlučne vo forme oogamie, kde sa samičia pohlavná bunka (vajíčko) spája so samčou pohlavnou bunkou (spermiou).

Oplodnenie

Oplodnenie (fertilizácia) je biologický proces, pri ktorom dochádza k splynutiu gamét opačného pohlavného typu - konkrétne vajíčka a spermie. Tento proces vedie k vytvoreniu zygoty, ktorá predstavuje prvú bunku nového jedinca s kompletnou genetickou výbavou oboch rodičov. Po oplodnení vzniká diploidná zygota.

U živočíchov rozlišujeme dva hlavné spôsoby oplodnenia:

• Vonkajšie (mimotelové) oplodnenie - k splynutiu gamét dochádza voľne vo vonkajšom prostredí (takmer výlučne vo vode) mimo tela matky. Tento spôsob je bežný u vodných bezstavovcov, väčšiny rýb a obojživelníkov.
• Vnútorné (vnútrotelové) oplodnenie - gaméty splývajú bezpečne chránené vo vnútorných pohlavných orgánoch matky. Predstavuje dôležitú evolučnú adaptáciu na suchozemské prostredie, typickú pre väčšinu suchozemských bezstavovcov, plazy, vtáky a cicavce.

U väčšiny živočíchov, ktoré sa rozmnožujú vnútorným oplodnením, majú samce vyvinuté špecializované kopulačné orgány. Prostredníctvom nich prenášajú počas pohlavného aktu (kopulácie) spermie priamo do pohlavných ciest samice. Niektoré živočíchy s vnútorným oplodnením však pevné kopulačné orgány nemajú a namiesto toho samce vytvárajú spermatofory.

Pri rozmnožovaní živočíchov existujú tri základné stratégie, ako sa mláďatá vyvíjajú a prichádzajú na svet:

• Vajcorodosť (oviparia) - samice kladú vajíčka a vývin zárodku prebieha mimo tela matky.
• Vajcoživorodosť (ovoviviparia) - vajíčka sa vyvíjajú a zárodky rastú chránené vo vnútri pohlavných ciest matky, ale výživu dostávajú iba zo zásob vajíčka.
• Živorodosť (viviparia) - samice rodia mláďatá priamo.

Pohlavné znaky a dvojtvárnosť

Pohlavné znaky u živočíchov zohrávajú dôležitú úlohu v ich reprodukčnom správaní a podieľajú sa na odlišovaní samcov od samíc, čím prispievajú k vzniku pohlavnej dvojtvárnosti (sexuálneho dimorfizmu). Tieto znaky sa štandardne delia na dve skupiny:

• Primárne pohlavné znaky - sú priamo spojené s rozmnožovacím systémom a orgánmi. Patria sem samotné pohlavné žľazy (vaječníky a semenníky), vývody týchto žliaz a všetky prídavné žľazy.
• Sekundárne pohlavné znaky - zahŕňajú rôzne fyzické, morfologické a behaviorálne charakteristiky, ktoré navonok odlišujú samce od samíc. Prispievajú k rozmnožovaciemu úspechu, ale nie sú priamo spojené so samotnou produkciou gamét.

Pre väčšinu živočíšnych druhov platí, že sú oddeleného pohlavia, delia sa na samcov a samičky. Ten istý živočíšny druh sa odlišuje nielen morfologickými znakmi (farby, parohy,...), ale aj fyziologickými znakmi - odlišnosťami samcov a samíc, je to tzv. pohlavná dvojtvárnosť (sexuálny dimorfizmus).

Špecifické formy rozmnožovania

• Partenogenéza: Osobitný spôsob rozmnožovania, pri ktorom nový jedinec vzniká z neoplodneného vajíčka. Podľa toho, aké pohlavie sa z vajíčka liahne, rozlišujeme telytokia (liahnu sa len samice), arrhenotokia (liahnu sa len haploidné samce) a amfitokia (liahnu sa obe pohlavia).
• Gynogenéza (pseudogamia): Špecifický typ rozmnožovania, pri ktorom spermia vajíčko len stimuluje k vývinu, avšak genetický materiál oboch buniek nesplynie.
• Polyembryónia: Jav, pri ktorom sa z jednej oplodnenej zygoty nepohlavným rozdelením vytvorí viacero zárodkov.
• Neoténia: Fylogenetický a fyziologický jav, pri ktorom živočích dosiahne plnú pohlavnú zrelosť už vo svojom larválnom štádiu.

Strobilácia je špecifický typ nepohlavného rozmnožovania charakteristický pre medúzovce. Partenogenéza umožňuje živočíchom rýchlo vytvárať potomstvo bez potreby vyhľadať partnera, čo je biologicky výhodné v stabilnom prostredí. Gynogenéza je špecifický typ rozmnožovania, pri ktorom spermia vajíčko len stimuluje k vývinu, avšak genetický materiál oboch buniek nesplynie. Polyembryónia je jav, pri ktorom sa z jednej oplodnenej zygoty nepohlavným rozdelením vytvorí viacero zárodkov. Neoténia je jav, pri ktorom živočích dosiahne plnú pohlavnú zrelosť už vo svojom larválnom štádiu.

tags: #rozmnozovanie #a #ontogeneza #zivocichov #poznamky #2

Populárne príspevky:

• pestovanie mrkvy pre bohatú úrodu
• Ako zachrániť kvitnúci výhonok
• Ihličkové kvety pre balkón
• Kvetinárstvo v Holandsku
• Objavte večnú krásu ruží