Rozmnožovanie cicavcov: Od bunky k novému životu

Rozmnožovanie je základný životný proces, pri ktorom vznikajú nové jedince. U živočíchov môžeme rozdeliť na dva základné typy: nepohlavné (asexuálne, vegetatívne) a pohlavné (sexuálne). Pri nepohlavnom rozmnožovaní nedochádza k vzniku špecializovaných pohlavných buniek, ale nový jedinec vzniká z materského organizmu mitotickým delením buniek. Nepohlavné rozmnožovanie nie je výhodné z hľadiska vývoja druhu, pretože nevedie k zvýšeniu genetickej variability. Všetci potomkovia sú geneticky identickí s materským jedincom, čo obmedzuje schopnosť druhu adaptovať sa na meniace sa podmienky prostredia.

Pohlavné rozmnožovanie

Pohlavné rozmnožovanie zahŕňa tvorbu špecializovaných pohlavných buniek, nazývaných gaméty. Existujú dva typy gamét: samičia pohlavná bunka (makrogaméta, vajcová bunka, vajíčko) a samčia pohlavná bunka (mikrogaméta, spermatická bunka, spermia). Obe gaméty vznikajú redukčným meiotickým delením a sú haploidné, teda obsahujú polovičný počet chromozómov. Ich splynutím vzniká diploidná zygota, ktorá je základom nového jedinca.

U prvokov, ktoré sú jednobunkové organizmy, sa pohlavné rozmnožovanie tiež deje, ale trochu iným spôsobom ako u mnohobunkových živočíchov. V prípade gametogamie ide o to, že prvok (napríklad améba alebo bičíkovec) dokáže vytvoriť špeciálne pohlavné bunky, ktoré nazývame gaméty. Tieto gaméty sú menšie, špecializované bunky, ktoré sa vytvoria buď tak, že sa prvok rozdelí na viaceré malé časti, alebo ich jednoducho uvoľní. Tieto gaméty potom hľadajú iné gaméty z iných prvokov, aby sa spojili. Keď sa dve gaméty (samčia a samičia) stretnú, splynú do jednej novej bunky, ktorá má kombinovanú genetickú informáciu od oboch rodičov. Izogamia je splynutie dvoch tvarovo a veľkostne rovnakých pohlavných buniek (izogaméty), zatiaľ čo anizogamia je splynutie dvoch tvarovo a veľkostne odlišných buniek (anizogaméty).

Gamontogamia sa od gametogamie odlišuje tým, že samotné dospelé bunky vystupujú v pozícii samčej a samičej bunky, a teda špecializované gaméty tu nie sú. Príkladom tohto procesu je napr. konjugácia u nálevníkov, pri ktorej sa dva jedince dočasne spoja a vymenia si genetický materiál. V tomto procese si každý jedinec rozdelí jadro na dve, z ktorých jedno (micronucleus, migratórne jadro) putuje do druhého jedinca. Po výmene tieto nové jadrá splynú s pôvodným jadrom v každom jedincovi, čím sa obnoví genetická informácia.

Pohlavné rozmnožovanie u mnohobunkových živočíchov prebieha vždy ako oogamia. Pri oogamii sa samičia pohlavná bunka (vajíčko) spája so samčou pohlavnou bunkou (spermiou). Vajíčka sú nepohyblivé a väčšie, zatiaľ čo spermie sú malé a pohyblivé.

Pohlavné bunky sa spravidla vyvíjajú v pohlavných žľazách: spermie v semenníkoch (testis) a vajíčka vo vaječníkoch (ovarium). U niektorých živočíchov, napríklad u hubiek, vznikajú spermie a vajíčka v mezoglei, pričom spermie sú vodou prenášané k vajíčkam, ktoré oplodňujú.

Rozmnožovanie stavovcov

Stavovce majú oddelené pohlavie. Samice sa odlišujú od samcov stavbou a funkciou pohlavných orgánov. Mnohé stavovce sa vyznačujú pohlavnou dvojtvarosťou - jedinci opačného pohlavia sa odlišujú pohlavnými znakmi (veľkosť, tvar, sfarbenie, hriva, parožie, ....). Pohlavná dvojtvarosť je typická napr. pre kačice, jelene a i.

Samce a samice sa odlišujú pohlavnými žľazami v rozmnožovacích orgánoch. Samičie pohlavné bunky = vajíčka vznikajú v pohlavných žľazách samíc = vo vaječníkoch. V samčích pohlavných žľazách = semenníkoch sa tvoria samčie pohlavné bunky = spermie. Spermie sa pohybujú pomocou bičíka smerom k vajíčku.

Stavovce sa pohlavne rozmnožujú väčšinou párením (pohlavným spojením živočíchov). Vonkajšie oplodnenie prebieha mimo tela (ryby, obojživelníky), vnútorné vo vnútri tela samice (plazy, vtáky, cicavce). Oplodnenie nastane, keď splynie samčia a samičia pohlavná bunka.

Špecifiká jednotlivých skupín stavovcov:

Ryby - rozmnožujú sa vo vode. Majú vonkajšie oplodnenie. Samica kladie do vody vajíčka = ikry, na ktoré samec vypúšťa spermie = mlieč. Z oplodnených ikier vzniká plôdik, z ktorého sa vyvinie dospelý jedinec. Neresiská sú miesta, kde prebieha trenie (vonkajšie oplodnenie). Úhory a lososy prekonávajú veľké vzdialenosti na ceste na neresisko.
Obojživelníky - rozmnožujú sa vo vode. Z oplodnených vajíčok sa liahnu larvy = žubrienky s chvostom, ktoré dýchajú vonkajšími žiabrami. Dospelé dýchajú pľúcami a žijú pri vode alebo vo vlhkom prostredí.
Plazy - kladú vajcia v kožovitom obale do teplého piesku, niektoré rodia živé mláďatá.
Vtáky - kladú vajcia s pevnou škrupinou do hniezda. Zárodok prijíma živiny zo žĺtka. Vtáky vajcia zahrievajú a po čase sa liahnu mláďatá. Niektoré vtáky mláďatá kŕmia (kŕmivé vtáky - vrabec, lastovička, ...), iné sa musia kŕmič samé (nekŕmivé vtáky - sliepka, kačica, ...).

Rozmnožovanie cicavcov

Cicavce (Mammalia) sú vývojovo pokročilou triedou stavovcov, ktorá sa v súčasnosti vyskytuje takmer všade na Zemi. Vyznačujú sa neobyčajne vyvinutou nervovou sústavou a zložitou stavbou mozgu. Ich hlavným spojovacím znakom je výživa mláďat produktom modifikovaných kožných žliaz - dojčenie mláďat. Okrem prítomnosti mliečnych žliaz, možno nájsť len málo jasných spojovacích znakov, ktoré by boli jasným znakom na zaradenie všetkých príslušníkov tejto triedy do jedného spolku. K cicavcom patria suchozemské aj vodné, drobné aj obrovské živočíchy.

Cicavce sú potomkami synapsidných plazov. Vyvinuli sa z cynodontov v triase až strednej jure. Tie sa začali prispôsobovať zmenám klímy počas veľkého permského vymierania pred približne 250 milión rokmi. Cynodonty sa tomuto prostrediu prispôsobili viacerými telesnými zmenami. Vyvinuli si dokonalejšie pľúca a bránicu a zmizli im rebrá na bruchu. Postupným vývojom prešli od vajcorodých k živorodým živočíchom. To poskytovalo mláďaťu lepšiu ochranu pred predátormi a vajcožravými živočíchmi. Neskôr sa vyvinuli až k vačkovcom a placentovcom. Svojim mláďaťom venovali viac pozornosti než dinosaury. U samíc sa vyvinula schopnosť produkovať materské mlieko, ktoré poskytuje mláďaťom potrebné živiny a obranné látky. Srsť a teplokrvnosť sa u nich vyvinula kvôli regulácii telesnej teploty.

Krátko po vyhynutí dinosaurov nastal obrovský rozmach rozmanitosti cicavcov.

Rozmnožovacia sústava cicavcov

Samica cicavcov je po párení a oplodnení vajíčok gravidná. V maternici vzniká zárodok. Zárodok sa postupne vyvíja na plod, ktorý sa vyživuje pupočnou šnúrou cez placentu. Po určitom čase samica rodí mláďatá. V počiatočnom období života ich kŕmi materským mliekom. Menšie cicavce, napr. králik, pes, mačka, rodia viac mláďat (6-12), väčšie, napr. slon, rodia menej mláďat (1-2).

Vývin mláďat u cicavcov

Po oplodnení nastáva gravidita (rôzna dĺžka - od niekoľkých dní až po roky). V maternici vznikne zárodok, ktorý sa vyvinie na plod a je vyživovaný pupočnou šnúrou cez placentu.

Viviparia je spôsob rozmnožovania, pri ktorom sa mláďatá vyvíjajú priamo v tele matky a sú narodené živé, teda nie v podobe vajec. Matka poskytuje mláďatám živiny počas ich vývinu (väčšina cicavcov, niektoré druhy hadov a jašteríc, žraloky).

Ovoviviparia je medzistupeň medzi vivipariou a ovipariou, pri ktorom sa vajíčka vyvíjajú a liahnu vo vnútri tela matky, ale mláďatá dostávajú výživu iba z vajíčka, nie priamo od matky. Oplodnené vajce postupuje v tele samice vajcovodom. Okolo vajca sa vytvára bielok, papierové blany, vápenatá škrupina a postupne zárodok zo zárodočného disku.

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.

U väčšiny živočíchov, ktoré sa rozmnožujú vnútorným oplodnením, majú samce vyvinuté špecializované kopulačné orgány (napríklad párový hemipenis u šupinatých plazov, penis u cicavcov, alebo premenené končatiny ako gonopódy u článkonožcov či pterygopody u drsnokožcov). Prostredníctvom nich prenášajú počas pohlavného aktu (kopulácie) spermie priamo do pohlavných ciest samice.

V čase ovulácie je pravdepodobnosť oplodnenia najväčšia, 24 hodín a spermie môžu na ovuláciu počkať a 4-5 dní. Vajíčko je oplodnené len 1 spermiou, prejde dovnútra, bičík odpadá a hlavička splýva s jadrom vajíčka a vzniká zárodok 2n - jednobunkový, ktorý sa mitoticky delí. Na 3-5 deň sa ako gastrula zárodok dostane do maternice (uterus). Zárodok sa vnára do mäkkej, mokom presiakn. sliznice - zahniezdenie (nidácia) až ho úplne ponorí. Z trofoblastu sa vytvára vonkajší plodový obal chorion (vytvára výbežky a z nich sa vytvára orgán placenta - plodový koláč). V placente sú cievy matky ale aj plodu. Prvé mesiace ide o zárodok (embryo), na začiatku 3 mesiaca kedy už funguje placenta aj niektoré orgány ide o plod (foetus). S placentou je plod spojený pupočnou šnúrou, tam sú cievy a žily, ktoré vstupujú do placenty ale krv matky sa s krvou dieťaťa nemieša. Objem maternice je 50 ml a počas tehotenstva až do 5000 ml (za 270 dní sa hmotnosť ženy zväčší o 10-12 kg).

tags: #rozmnozovanie #cicavcov #bunka