Živočíchy využívajúce vodu na rozmnožovanie a ich adaptácie

Voda je neoddeliteľnou súčasťou života na Zemi a pre mnohé živočíchy predstavuje kľúčové prostredie pre rozmnožovanie. Schopnosť prežiť a rozmnožovať sa vo vodnom prostredí si vyžaduje špecifické adaptácie, či už ide o fyziologické procesy, alebo zložité etologické správanie. 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.

Typy rozmnožovania vo vodnom prostredí

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. Pri nepohlavnom rozmnožovaní nedochádza k vzniku špecializovaných pohlavných buniek. Nový jedinec tu vzniká z materského organizmu priamo mitotickým delením buniek. Nepohlavné rozmnožovanie nie je z dlhodobého hľadiska pre vývoj druhu tak výhodné, pretože nevedie k zvýšeniu genetickej variability. Všetci potomkovia sú geneticky identickí s materským jedincom (klony), čo obmedzuje schopnosť druhu adaptovať sa na meniace sa podmienky prostredia.
Pohlavné (sexuálne) - zahŕňa splynutie dvoch pohlavných buniek (gamét), ktoré vznikajú v špecializovaných rozmnožovacích orgánoch.

Nepohlavné rozmnožovanie vodných organizmov

Nepohlavné rozmnožovanie prvokov prebieha primárne prostredníctvom mitotického delenia, pri ktorom sa delí jadro aj cytoplazma bunky. Tento proces zahŕňa reorganizáciu bunkových organel a následné vytvorenie nových buniek. Najčastejšou formou je binárne delenie, kde sa materská bunka rozdelí na dve dcérske bunky, a to buď pozdĺžne (napríklad bičíkovce, červenoočká), alebo priečne (napríklad nálevníky).

Okrem binárneho delenia existuje aj polytómia, kedy sa jadro mnohonásobne rozdelí bez okamžitého rozdelenia cytoplazmy. U mnohobunkových živočíchov existuje viacero spôsobov nepohlavného rozmnožovania, ktoré zväčša vychádzajú z ich vysokej regeneračnej schopnosti:

Delenie a rozpad tela (schizogenéza): Pri živočíchoch 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 (telo sa rozpadne a časti dorastú) a paratómia (dcérske jedince sa formujú a diferencujú ešte pred oddelením, čím vznikajú reťazce). U obrúčkavcov sa tento proces rozpadu na viacero článkov, z ktorých zregenerujú nové jedince, nazýva aj metamerická disociácia. Špecifickým prípadom je reprodukčná autotómia (napríklad u hviezdoviek a hadovíc), kedy živočích odvrhne časť tela, z ktorej vznikne nový jedinec.
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. Vnútorné pučanie je typické pre sladkovodné hubky, ktoré na jeseň vytvárajú špeciálne vnútorné púčiky zvané gemule (hibernačné púčiky); tie prežijú zimu a na jar z nich vyrastú nové jedince.
Strobilácia: Je špecifický typ nepohlavného rozmnožovania charakteristický pre medúzovce.

Pohlavné rozmnožovanie vodných organizmov

Pohlavné rozmnožovanie (amfigónia) zahŕňa tvorbu špecializovaných haploidných buniek, ktoré sa spoločne nazývajú gaméty. 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.
Samčia pohlavná bunka (spermia, spermatozoid, u prvokov aj mikrogaméta) - štandardne ide o oveľa menšiu, aktívne pohyblivú bunku vybavenú bičíkom.

Obe gaméty vznikajú redukčným meiotickým delením (gametogenézou) a sú haploidné, to znamená, že obsahujú len polovičný počet chromozómov. Až ich splynutím (oplodnením) vzniká plnohodnotná diploidná zygota, ktorá kombinuje genetický materiál oboch rodičov a je základom nového jedinca.

Hoci sú prvoky jednobunkové, pohlavné rozmnožovanie je u nich veľmi pestré a môže prebiehať troma hlavnými spôsobmi:

Gametogamia: Organizmus (gamont) vytvára špecializované pohlavné bunky - gaméty, ktoré sa uvoľnia a splývajú s nezávislými gamétami iných jedincov. Podľa vzhľadu spájajúcich sa buniek rozlišujeme izogamiu (splynutie dvoch tvarovo a veľkostne úplne rovnakých pohlavných buniek) a anizogamiu (splynutie morfologicky odlišných buniek, zväčša menšej mikrogaméty a väčšej makrogaméty).
Gamontogamia: Od gametogamie sa odlišuje tým, že sa pri nej spájajú priamo celé dospelé jedince (gamonty), alebo aspoň ich väčšia časť, a až následne dochádza k výmene gamét alebo jadier. Typickým príkladom tohto procesu je konjugácia u nálevníkov (napr. črievičky).
Autogamia (samooplodnenie): Proces, pri ktorom gaméty alebo pohlavné jadrá, ktoré navzájom splývajú do zygoty, pochádzajú z tej istej rodičovskej bunky. K autogamii dochádza napríklad u dierkavcov, slncoviek či priamo u niektorých nálevníkov.

Pohlavné rozmnožovanie u mnohobunkových živočíchov prebieha výlučne vo forme oogamie. Pri oogamii sa samičia pohlavná bunka (vajíčko) spája so samčou pohlavnou bunkou (spermiou). Vajíčka sú stacionárne a objemnejšie (bohaté na cytoplazmu a živiny), zatiaľ čo spermie sú malé a vďaka bičíku prispôsobené na aktívny pohyb. Pohlavné bunky sa spravidla vyvíjajú zo zárodočného epitelu vo vnútri pohlavných žliaz (gonád): spermie v semenníkoch (testes) a vajíčka vo vaječníkoch (ovaria). U najjednoduchších živočíchov, napríklad u hubiek, sa ešte štandardné žľazy netvoria a spermie i vajíčka vznikajú priamo v mezoglei z amébocytov alebo choanocytov, pričom spermie sú k vajíčkam prenášané prúdom vody.

Oplodnenie a jeho formy

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 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 lúčoplutvovcov, a u 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, drsnokožce, plazy, vtáky a cicavce.

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. Niektoré živočíchy s vnútorným oplodnením však pevné kopulačné orgány nemajú. Namiesto toho samce vytvárajú spermatofory. Ide o slizovité, často chitinózne puzdrá a nosiče spermií, ktoré samce umiestňujú buď priamo do tela samice, alebo do vonkajšieho prostredia, odkiaľ si ich samica sama nasaje alebo zavedie do pohlavného otvoru. Využívajú to mnohé druhy pavúkovcov, stonožiek, hmyzu, pijavice, ale aj stavovce ako mloky. Z evolučného hľadiska sa odkladanie spermatofórov do prostredia považuje za dôležitý prechodový stupeň medzi mimotelovým a vnútrotelovým oplodnením. Špecifickým prípadom sú vtáky. Zväčša nemajú penis a spermie si partneri odovzdávajú len priložením a pritlačením svojich kloák.

Párenie pod vodou | Bitka pohlaví vo svete zvierat | BBC Earth

Živočíchy s rôznopohlavnosťou a obojpohlavnosťou

Z hľadiska tvorby pohlavných orgánov a buniek rozlišujeme dva základné typy živočíchov:

Rôznopohlavnosť (gonochorizmus) - samčie a samičie pohlavné bunky sa tvoria oddelene v rôznych jedincoch (samcoch a samiciach). Väčšina živočíchov patrí medzi gonochoristy.
Obojpohlavnosť (hermafroditizmus) - samčie a samičie pohlavné bunky sa tvoria spoločne v jednom jedincovi. Niekedy je dokonca pre obe pohlavia vytvorená spoločná obojpohlavná žľaza nazývaná ovotestis (napríklad u niektorých ulitníkov). Hermafroditizmus predstavuje skôr ekologickú adaptáciu na prostredie. Vyskytuje sa najčastejšie v prípadoch, keď je populácia veľmi riedka, alebo keď majú živočíchy obmedzenú pohyblivosť, prípadne vedú parazitický spôsob života. Z hľadiska dozrievania pohlavných buniek ho delíme na dva spôsoby:
- Postupný (sekvenčný) hermafroditizmus: Jedinec počas života cielene mení pohlavie. Ak funguje najprv ako samec a neskôr sa fyziologicky stáva samicou, nazýva sa to proterandria (protandria). Ak je to naopak a zo samice sa neskôr stane samec, ide o proterogyniu (protogynia). Vyskytuje sa to napríklad u niektorých morských slimákov alebo koralových i akváriových rýb (klauny, mečovky, gupky).
- Súčasný (simultánny) hermafroditizmus: Vajíčka a spermie sa v tele tvoria a dozrievajú naraz. Živočích má však vyvinuté mechanizmy, ktoré aktívne zabraňujú samooplodneniu (využívajú to napríklad ploskulice, dážďovky či slimák záhradný, ktoré si spermie pri kopulácii navzájom vymenia).

Špeciálne spôsoby rozmnožovania

Partenogenéza: Je osobitný spôsob rozmnožovania, pri ktorom nový jedinec vzniká z neoplodneného vajíčka. Podľa toho, aké pohlavie sa z vajíčka liahne, rozlišujeme tri typy: telytokia (liahnu sa len samice - napr. vírniky, pakobylky, vošky), arrhenotokia (liahnu sa len haploidné samce - napr. trúdy u včiel) a amfitokia (liahnu sa obe pohlavia). Partenogenéza umožňuje živočíchom rýchlo vytvárať potomstvo bez potreby vyhľadať partnera, čo je biologicky výhodné v stabilnom prostredí.
Gynogenéza (pseudogamia): Je špecifický typ rozmnožovania, pri ktorom spermia (často iného, príbuzného druhu) vajíčko len stimuluje k vývinu, avšak genetický materiál oboch buniek nesplynie. Potomkovia sú tak vlastne dokonalými klonmi matky (u nás sa takto rozmnožuje ryba karas striebristý).
Polyembryónia: Je jav, pri ktorom sa z jednej oplodnenej zygoty (vajíčka) nepohlavným rozdelením vytvorí viacero zárodkov. Vznikajú tak geneticky identickí súrodenci - jednovaječné dvojčatá (pravidelne sa to vyskytuje u pásavcov alebo niektorých blanokrídlovcov, nepravidelne aj u človeka).
Neoténia: Je fylogenetický a fyziologický jav, pri ktorom živočích dosiahne plnú pohlavnú zrelosť (a má vyvinuté pohlavné orgány) už vo svojom larválnom štádiu. Larva sa tak dokáže plnohodnotne rozmnožovať a k premene na dospelého jedinca u nej vôbec nedochádza.

Živočíchy brehov a ich adaptácie

Obojživelníky

Obojživelníky žijú vo vode aj na súši. Ich vývin prebieha cez vajíčka, žubrienky a larvy až po dospelého jedinca. Príkladom je skokan zelený, ktorý žije pri jazerách a močiaroch a zimuje na dne v bahne, alebo rosnička zelená, vyskytujúca sa na kroch a stromoch v blízkosti vôd, ktorá mení farbu tela a má na nohách prísavky. Mlok bodkovaný má chvost a rozmnožuje sa vo vode, pričom na jar má samec pestrofarebný hrebeň na chrbte.

Plazy

K plazom zaraďujeme jašterice, hady, korytnačky a krokodíly. Užovka obojková žije v blízkosti vôd, je sivo sfarbená a živí sa hrabošmi, myšami, žabami a vo vode chytá menšie ryby. Kladie vajíčka do suchého lístia na teplé miesto. Jej telo je valcovité bez končatín a poznáme ju podľa žltkastých polmesiačikovitých škvŕn za hlavou. Má suchú, zrohovatenú kožu a zvlieka ju vcelku.

Vodné vtáky

Vodné vtáky sa prispôsobili životu vo vode plávacími blanami, mastným perím a špecifickým tvarom zobáka.

Vodné rastliny a mikroorganizmy

Generatívne rozmnožovanie je u vodných rastlín silne ovplyvnené prostredím. Niektoré rastliny kvitnú aj pod vodou. Kvet nesie pohlavné orgány, tyčinky a piestiky. Po opelení sa v semenníku vytvára plod a v ňom spravidla semená. Zrelé semená majú u vodných a bahenných rastlín zaujímavý tvar a tvrdú škrupinu a sú obyčajne veľmi malé. Po dozretí menia farbu zo zelenej na hnedú, a to je známka toho, že dozrela. Ak dosiahneme u vodných rastlín semien, vysievame je vždy radšej ihneď po dozretí. Semená niektorých druhov vysievame do misiek so zmesou bahnitého piesku a rašeliny. Posypeme ich čistým pieskom a veľa prevlhčíme.

Vegetatívne množenie je spoľahlivý, rýchly a jednoduchý spôsob získania nových rastlín. Delenie podzemku, čo je podzemná časť stonky slúžiaca na vegetatívne množenie a prezimovanie vodných rastlín, sa používa na množenie lekien od apríla do júna, aby sa stihli do jesene zakoreniť. Týmto spôsobom je možné množiť aj rody ako Acorus (puškvorec), Veronica (rozrazil), Iris (kosatec), Menyanthes (vachta), Nymphoides (leknovec), Pontederia (modráska) a Butomus (smelá).

Príklady vodných rastlín

Lekno biele: Korene siahajú až na dno, listy a kvety plávajú na hladine.
Leknica žltá
Žaburinka menšia: Korene sa vznášajú vo vode, neukotvujú rastlinu.

Brehové rastliny

Brehové rastliny spevňujú brehy a poskytujú potravu a úkryt vodným živočíchom.

Dreviny

Jelša lepkavá: Na strome zostávajú malé zdrevnatené šišky, má lepkavé listy.
Vŕba biela: Kvety - bahniatka, význam pre človeka - na výrobu košov, pre včely - prvý zdroj potravy.

Byliny

Záružlie močiarne
Nezábudka močiarna
Pálka širokolistá
Kosatec žltý
Trsť obyčajná

Vodné mikroorganizmy

Mikroorganizmy sú viditeľné len pod mikroskopom.

Dafnia štíhla: Pohybuje sa skákavými pohybmi - volá sa aj vodná blcha.
Cyklop obyčajný: Telo má zakončené vidlicovitými výbežkami, ktorými vesluje.

Zvieratá v ekosystémoch

Ryby stojatých vôd

Ryby sa prispôsobili životu vo vode dýchaním žiabrami, klzkým povrchom tela a plutvami. Rybacie mäso je zdravé a obsahuje vitamín A a D. V našich rybníkoch a jazerách žijú:

Kapor obyčajný: Stavba tela: hlava (oči, ústny otvor, čuchová jamka, hmatové fúziky), trup (análna, chrbtová plutva, brušné a prsné plutvy), chvost (chvostová plutva).
Šťuka severná: Je dravá, má zuby.
Sumec západný: Okolo úst má 2 dlhé a 4 krátke hmatové fúziky, je to naša najväčšia ryba.
Ostriež zelenkastý: Má 2 chrbtové plutvy.

Úhor európsky

Žije vo veľkých riekach, je dravý a rozmnožuje sa v mori.

Hmyz žijúci pri vode a v jej okolí

Hmyz žijúci vo vode sa musel prispôsobiť spôsobom dýchania. Napríklad potápnik obrúbený si nosí vzduch pod krídlami do vody.

Vplyv prostredia na organizmy

Existenciu živočíchov ovplyvňuje celý rad faktorov, ktoré určujú charakter ich životného prostredia. Tieto faktory sú rozdelené na abiotické (fyzikálne) a biotické (živé) činitele. Intenzita a kolísanie týchto faktorov určujú hranice vitality a možnosti prežitia jednotlivých druhov.

Vodné prostredie

Vodné prostredie je špecifické svojou špecifickou tepelnou kapacitou a teplotou. Voda má väčšiu tepelnú zotrvačnosť ako suchá zem, čo znamená, že sa pomalšie ohrieva a pomalšie ochladzuje. Obsah kyslíka vo vode je kľúčový pre jej oživenie. Organické látky sa rozkladajú a pri nadbytku sa hromadí sírovodík, ktorý je jedovatý pre organizmy. Metán sa vo vodách nerozpúšťa a v podobe bublín uniká z bahna. Zastúpenie minerálnych látok vo vodách je značne rozdielne. Morská voda sa vyznačuje vysokou salinitou (v priemere okolo 3% soli). Organické látky a splašky s agrochemikáliami pôsobia stimulačne na rozvoj vodnej biocenózy.

Hydrodynamické faktory, ako sú prúdy, majú význam najmä v pobrežnom pásme morí. Tvar tela rýb je často diskovitý alebo prúdnicovitý, čo im umožňuje pohybovať sa vo vodnom prostredí.

tags: #zivocichy #ktore #pouzivaju #vodu #na #rozmnozovanie