Schopnost rozmnožování, tedy rozmnožování vlastního druhu, je jednou z nejcharakterističtějších vlastností živých organismů, ať už virů, bakterií, zvířat nebo rostlin. Reprodukce zajišťuje kontinuitu života a kontinuitu vlastností v řadě generací. Reprodukce je založena na procesu buněčného dělení. Termíny a intenzita reprodukce různých druhů jsou ovlivněny podmínkami prostředí a u vyšších zvířat je reprodukce pod kontrolou nervového systému.
Formy reprodukce
Formy rozmnožování jsou velmi rozmanité. Jednobuněčné organismy se dělí buněčným dělením – mitóza, v důsledku toho se z jedné buňky vytvoří dvě úplně stejné buňky. U vysoce organizovaných zvířat je rozmnožování doprovázeno složitou restrukturalizací těla, rituály námluv, stavbou hnízda atd. Se vší rozmanitostí lze metody rozmnožování rozdělit do 2 hlavních typů: nepohlavní и sexuální reprodukci.
V procesu mitózy v původní buňce (1) se počet chromozomů zdvojnásobí, divergují k pólům buňky, dělí se jádro, vznikají dvě buněčné struktury se společnou membránou (2); mezi nimi se vytvoří zúžení (3) a buňka se rozdělí na dvě (4)
Na nepohlavním rozmnožování se podílí pouze jeden jedinec a na pohlavním rozmnožování dva jedinci, přičemž každý z nich produkuje pohlavní buňky – gamety. Vzniku gamet předchází speciální buněčné dělení s poklesem počtu chromozomů – meióza, v důsledku toho každá gameta obsahuje poloviční sadu chromozomů. Gamety splynou a vytvoří oplodněnou zárodečnou buňku – diploidní zygotu, která dá vzniknout novému organismu.
Nepohlavní
Nejstarší způsob rozmnožování je nepohlavní. V přírodě je stále hojně rozšířen. Rozdělení buněk jednobuněčného organismu na dvě, pučení jsou způsoby nepohlavní reprodukce. Houby, řasy, mechy, palice, kapradiny, bakterie, někteří prvoci tvoří spory chráněné schránkou (specializované buňky nepohlavního rozmnožování).
Mnoho rostlin se vyznačuje vegetativním způsobem rozmnožování – tedy rozmnožováním pomocí vegetativních orgánů (oddenky, stonky, listy) nebo jejich částí. Vegetativní způsob rozmnožování je také rozmnožování pomocí cibulí a hlíz, což jsou upravené výhonky.
Sexuální
Pohlavní rozmnožování vzniklo později než nepohlavní, ale existuje i u prvoků a řas, a čím je organismus složitější, tím důležitější je v jeho životě pohlavní rozmnožování a tím dokonalejší jsou jeho metody.
V nejjednodušším případě se spojí 2 navenek identické gamety. Některé gamety se však v procesu evoluce staly velkými, s velkým přísunem živin (jedná se o samičí gamety, popř. vejce), zatímco jiné jsou malé a často mobilní (jedná se o mužské reprodukční buňky, popř spermie). Počet vajíček je malý a tvoří se mnoho spermií, protože většina z nich zemře před dosažením vajíčka. Vznikají také složité generativní orgány (u rostlin – květina, u živočichů – gonády), které produkují zárodečné buňky a poskytují účinný způsob oplodnění. U mnoha zvířat dochází k oplodnění ve vnějším prostředí. Toto oplodnění se nazývá vnější, a pokud se vyskytuje v genitálním traktu ženy, je to tzv vnitřní. K provedení takového oplodnění jsou zapotřebí speciální orgány.
U lidí mateřské vajíčko (1) a otcovské spermie (2) spojí své chromozomy v oplodněnou buňku – zygotu (3), čímž vznikne nový organismus.
Jaké jsou výhody sexuální reprodukce? Při nepohlavním rozmnožování má potomstvo stejnou sadu genetických informací (genů) jako rodič, které je jeho přesnou kopií. A během pohlavního rozmnožování potomci nesou geny dvou jedinců v nejrůznějších kombinacích, což vytváří nejširší příležitosti pro přirozený výběr – hnací sílu evoluce.
Velmi často se oba způsoby rozmnožování úspěšně doplňují a u řady organismů (červi, korýši, hmyz) je pravidelná obměna pohlavních a nepohlavních generací nedílnou součástí životního cyklu. To jim zajišťuje život v měnících se podmínkách a umožňuje maximalizovat počet narozených jedinců.
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.
