Reprodukce – schopnost živých organismů reprodukovat svůj vlastní druh. Existují dva hlavní reprodukční metoda – asexuální a sexuální.
Asexuální reprodukce
Nepohlavní rozmnožování probíhá za účasti pouze jednoho rodiče a probíhá bez tvorby gamet. Dceřiná generace u některých druhů vzniká z jedné nebo skupiny buněk mateřského těla, u jiných druhů – ve specializovaných orgánech. Rozlišují se následující: metody nepohlavní reprodukce: dělení, pučení, fragmentace, polyembryonie, sporulace, vegetativní množení.
Divize – způsob nepohlavního rozmnožování charakteristický pro jednobuněčné organismy, při kterém je matka rozdělena na dvě nebo více dceřiných buněk. Rozlišujeme: a) jednoduché binární štěpení (prokaryota), b) mitotické binární štěpení (prvoci, jednobuněčné řasy), c) mnohočetné štěpení nebo schizogonii (malarické plazmodium, trypanozomy). Při dělení paramecia (1) se mikronukleus dělí mitózou, makronukleus amitózou. Během schizogonie (2) je jádro nejprve opakovaně rozděleno mitózou, poté je každé z dceřiných jader obklopeno cytoplazmou a vzniká několik nezávislých organismů.
Pučící – způsob nepohlavního rozmnožování, při kterém se tvoří noví jedinci ve formě výrůstků na těle rodičovského jedince (3). Dceři se mohou od matky oddělit a přejít k samostatnému životnímu stylu (hydra, kvasinky), nebo k ní mohou zůstat připoutaní, v tomto případě tvoří kolonie (korálové polypy).
Fragmentace (4) – způsob nepohlavního rozmnožování, při kterém se tvoří noví jedinci z fragmentů (částí), na které se mateřský jedinec rozpadá (anneli, hvězdice, spirogyra, elodea). Fragmentace je založena na schopnosti organismů regenerovat se.
Polyembryonie – způsob nepohlavního rozmnožování, při kterém se tvoří noví jedinci z fragmentů (částí), na které se embryo rozpadá (monozygotní dvojčata).
Vegetativní reprodukce – způsob nepohlavního rozmnožování, při kterém se tvoří noví jedinci buď z částí vegetativního těla mateřského jedince, nebo ze speciálních struktur (oddenek, hlíza apod.) speciálně určených pro tuto formu rozmnožování. Vegetativní množení je typické pro mnoho skupin rostlin a používá se v zahradnictví, zelinářství a šlechtění rostlin (umělé vegetativní množení).
| Vegetativní orgán | Způsob vegetativního množení | Příklady |
|---|---|---|
| kořen | Kořenové řízky | Šípek, malina, osika, vrba, pampeliška |
| Kořenové potomstvo | Třešeň, švestka, bodlák setý, bodlák, šeřík | |
| Nadzemní části výhonů | Rozdělení keřů | Phlox, sedmikráska, prvosenka, rebarbora |
| Kmenové řízky | Hrozny, rybíz, angrešt | |
| Vrstvení | Angrešt, hrozny, třešeň ptačí | |
| Podzemní části výhonků | Rhizome | Chřest, bambus, kosatec, konvalinka |
| Hlíza | Brambory, slunečnice, topinambur | |
| Žárovka | Cibule, česnek, tulipán, hyacint | |
| Corm | Mečík, krokus | |
| List | Řezy listů | Begonie, gloxinie, coleus |
Tvorba spór (6) – rozmnožování prostřednictvím spor. Spory – specializované buňky, u většiny druhů se tvoří ve speciálních orgánech – sporangiích. U vyšších rostlin předchází tvorbě spor meióza.
Klonování – soubor metod používaných lidmi k získání geneticky identických kopií buněk nebo jedinců. Klonujte – soubor buněk nebo jedinců pocházejících od společného předka prostřednictvím nepohlavního rozmnožování. Základem pro získání klonu je mitóza (u bakterií – prosté dělení).
Sexuální reprodukce
Pohlavní reprodukce se provádí za účasti dvou rodičovských jedinců (samce a samice), ve kterých se ve speciálních orgánech tvoří specializované buňky – gamety. Proces tvorby gamet se nazývá gametogeneze, hlavní fází gametogeneze je meióza. Dceřiná generace se vyvíjí z zygoty – buňka vzniklá splynutím samčích a samičích gamet. Proces fúze samčích a samičích gamet se nazývá oplodnění. Povinným důsledkem sexuální reprodukce je rekombinace genetického materiálu v dceřiné generaci.
V závislosti na strukturálních vlastnostech gamet lze rozlišit následující: formy pohlavního rozmnožování: izogamie, heterogamie a oogamie.
izogamie (1) – forma pohlavního rozmnožování, ve které jsou gamety (podmíněně samičí a podmíněně samčí) pohyblivé a mají stejnou morfologii a velikost.
Heterogamie (2) – forma pohlavního rozmnožování, ve které jsou samičí a samčí gamety pohyblivé, ale samičí gamety jsou větší než samčí a méně pohyblivé.
Oogamie (3) – forma pohlavního rozmnožování, při které jsou samičí gamety nepohyblivé a větší než samčí gamety. V tomto případě se nazývají ženské gamety vejce, samčí gamety, pokud mají bičíky, – spermie, pokud to nemají, – spermie.
Oogamie je charakteristická pro většinu druhů zvířat a rostlin. Izogamie a heterogamie se vyskytují u některých primitivních organismů (řas). Kromě výše uvedeného mají některé řasy a houby formy rozmnožování, ve kterých se nevytvářejí pohlavní buňky: hologamie a konjugace. Na chologamie jednobuněčné haploidní organismy se vzájemně spojují, které v tomto případě fungují jako gamety. Výsledná diploidní zygota se pak dělí meiózou za vzniku čtyř haploidních organismů. Na časování (4) obsah jednotlivých haploidních buněk vláknitých stélků splyne. Speciálně vytvořenými kanálky proudí obsah jedné buňky do druhé, vzniká diploidní zygota, která se obvykle po určité době klidu také rozdělí meiózou.
- Jít do přednášky č. 13 “Metody dělení eukaryotických buněk: mitóza, meióza, amitóza”
- Jít do přednášky č. 15 “Pohlavní rozmnožování v krytosemenných rostlinách”
- Sledujte obsah (přednášky č. 1-25)
- Hlavní
- Adresář
- Online knihovna
- Novinka
- Jak provést objednávku
- platba
- Dodávka
- Mapa stránek
- Zásady ochrany osobních údajů
- Zprávy
Reprodukce přirozená vlastnost všech organismů reprodukovat svůj vlastní druh, což zajišťuje kontinuitu a kontinuitu života. Reprodukce vytváří předpoklady pro výměnu generací, vznik dědičné variability a adaptivní evoluci (předadaptaci) organismů pod vlivem přírodního výběru. Základem všech forem rozmnožování u organismů s buněčnou strukturou je buněčné dělení.
Obvykle existují dvě hlavní formy rozmnožování: sexuální a asexuální.
Sexuální reprodukce
Počátkem pohlavního rozmnožování je pohlavní proces – splynutí dvou pohlavních buněk (gamet) s jedinou (haploidní) sadou chromozomů, končící vytvořením zygoty obsahující dvojitou (diploidní) sadu chromozomů. Hnojení u savců. Hnojení u savců. Při splynutí gamet v každé nové generaci dochází k redistribuci rodičovského genetického materiálu (rekombinaci), která podporuje zvýšení variability, která vytváří základ pro působení přirozeného výběru a vývoj nových adaptací na změny vnějšího prostředí.
V závislosti na tvaru, relativní velikosti a pohyblivosti gamet se rozlišují následující typy sexuálních procesů: izogamie, heterogamie, oogamie. Vznik pohlavního rozmnožování na základě primitivnějšího asexuálního rozmnožování byl progresivním faktorem, který zvyšoval dědičnou variabilitu, a tedy i rychlost evoluce.
Partenogeneze je jednopohlavní rozmnožování, při kterém se samičí reprodukční buňky (vajíčka) vyvíjejí bez oplodnění. Vznikl v procesu evoluce u heterosexuálních forem organismů. Pokud je druh zastoupen pouze samicemi, je jednou z hlavních biologických výhod partenogeneze urychlit rychlost reprodukce druhu, protože všichni jedinci takového druhu jsou schopni zanechat potomstvo. V případech, kdy se samice vyvinou z oplozených vajíček a samci z neoplozených vajíček, partenogeneze pomáhá regulovat numerické poměry pohlaví (například u včel). Rozlišuje se přirozená partenogeneze (normální způsob rozmnožování některých organismů v přírodě) a umělá, vyvolaná experimentálně působením různých podnětů na neoplodněné vajíčko, které běžně potřebuje oplodnění.
Pedogeneze je jednou z forem partenogeneze, která je vlastní řadě bezobratlých, kdy se v larvách vyvíjejí neoplodněná vajíčka, která dávají vzniknout nové generaci. Někdy se po několika generacích partenogenetických larev objeví larvy, které dokončují metamorfózu a produkují dospělé samce a samice, kteří se rozmnožují pohlavně. Partenogeneze kompenzuje nedostatečně vysokou plodnost dospělých forem, které se pasivně rozptylují.
Asexuální reprodukce
Různé formy rozmnožování organismů, které nejsou spojeny s pohlavním procesem a probíhají bez účasti zárodečných buněk, se označují jako nepohlavní rozmnožování. Dochází k němu rozdělením mateřského organismu na dva nebo více nových (dceřiných) organismů nebo vegetativním množením – oddělením od mateřského organismu částí, které dávají vzniknout dceřiným jedincům. Při nepohlavním rozmnožování se organismus vyvíjí z jediné buňky, která není sexuálně diferencovaná. Během vegetativního rozmnožování, jako druhu nepohlavního rozmnožování, začíná nový organismus s mnohobuněčnými rudimenty, někdy komplexně diferencovanými.
Schizogonie je mnohočetné nepohlavní rozmnožování u prvoků (foraminifera, trypanosomy, sporozoani) a některých řas. Při schizogonii je jádro mateřského jedince (schizoit) rozděleno rychle po sobě jdoucími děleními na několik jader, načež se celý schizoit rozpadne na odpovídající počet mononukleárních buněk (merozoitů). Po několika asexuálních generacích dochází k sexuálnímu procesu. U sporozoanů merozoiti, kteří napadají hostitelské buňky, dávají vzniknout gametocytům, ze kterých se tvoří gamety.
Sporulace (sporulace) je nepohlavní rozmnožování pomocí spor. Často předchází nepohlavní rozmnožování bakterií, jejichž spory jsou klidové buňky se sníženým metabolismem, obklopené vícevrstvou membránou, odolné vůči vysychání a jiným nepříznivým podmínkám, které způsobují smrt běžných bakteriálních buněk. Sporulace slouží jak k přežití takových podmínek, tak k šíření bakterií: ve vhodném prostředí spora vyklíčí a změní se ve vegetativní (dělící se) buňku. Nepohlavní rozmnožování pomocí jednobuněčných spor je také charakteristické pro různé houby a řasy. U těchto organismů jsou spory v mnoha případech tvořeny mitózou (mitospory), a někdy (zejména u hub) v obrovském množství; při klíčení rozmnožují mateřský organismus.
Apomixis je vznik embrya bez oplodnění, ke kterému může dojít při různých formách rozmnožování u zvířat a rostlin. Embryo se v tomto případě nevyvíjí ze zygoty, ale přímo z neoplozeného vajíčka (partenogeneze nebo aposigotie), ve vyšších rostlinách – z buněk prothallus, embryonálního vaku (apogamie nebo apogamety) a dokonce i ze somatických buněk. vajíčka. Apomixie může být autonomní, kdy se embryo i endosperm tvoří bez oplodnění, a mentální (pseudogamní, neboli stimulační), kdy se embryo vytvoří z neoplodněného vajíčka, ale jeho vývoj je stimulován oplodněním zárodečného vaku, který vede ke vzniku endospermu. Apomixis může být způsobena experimentálně – vystavením jakýmkoliv faktorům (indukovaná apomixie). Apomixis se někdy vyskytuje u jednotlivých jedinců sporadicky (fakultativně apomixis) nebo je hlavním a dokonce jediným způsobem rozmnožování (obligátní apomixis).
Schematické znázornění vegetativního množení. Schematické znázornění vegetativního množení. Základem některých metod vegetativního množení je regenerace – schopnost obnovit ztracené orgány, tkáně nebo celý organismus z jeho části a dokonce i obnovení organismu z jedné somatické buňky jeho postupným dělením a další diferenciací. U nespecializovaných forem vegetativního množení se dceřiní jedinci vyvíjejí z různých fragmentů mateřského organismu, který je vlivem vnějších faktorů rozdělen na části náhodně.
Pučení, jako jedna z metod vegetativního množení, se provádí vytvořením pupenu na těle matky – výrůstku, ze kterého se vyvíjí nový jedinec. U zvířat může být pučení vnější nebo vnitřní. První se dělí na parietální, ve kterém se pupeny tvoří na těle matky, a stoloniální, kdy se pupeny tvoří na speciálních výrůstcích – stolonech (u některých coelenterátů a pláštěnců). U řady zvířat se pučení nedokončí – mladí jedinci zůstávají spojeni s tělem matky, což vede k vytvoření kolonie. Pučení lze vyvolat uměle vystavením těla matky škodlivým podnětům, jako je kauterizace nebo řezání.
Místo rozmnožování v životním cyklu organismů
Začátek reprodukčního období se v některých případech kryje se zastavením růstu, v jiných neznamená zastavení růstu jedince a zastaví se až s nástupem stáří nebo pokračuje až do smrti organismu, v jiných začíná několik let po zastavení růstu.
Během ontogeneze může být rozmnožování jednoduché (takové organismy se nazývají monocyklické a obvykle přinášejí početné potomstvo) nebo vícenásobné (polycyklické organismy jsou obvykle méně plodné). Mnohem častěji je v rostlinném a živočišném světě pozorováno vícenásobné rozmnožování.
Každý druh se vyznačuje určitou intenzitou rozmnožování, někdy kolísající v dosti širokých mezích v závislosti na podmínkách existence. Pro jednobuněčné organismy, které se rozmnožují dělením, stejně jako pro jednoleté a dvouleté kvetoucí rostliny, je rozmnožování současně dokončením jejich životního cyklu.
Životní cyklus mnoha živočišných druhů je charakterizován přirozeným střídáním různých forem rozmnožování, které lze kombinovat se střídáním generací, které jsou morfologicky odlišné: pohlavní a nepohlavní; bisexualita a partenogeneze; bisexuální a vegetativní. Ke střídání pohlavních (gametofyt) a nepohlavních (sporofyt) generací dochází i u rostlin.
Dochází k primárnímu a sekundárnímu střídání generací. Při primární reprodukci se střídá nepohlavní a pohlavní rozmnožování. Toto je pozorováno u mnoha prvoků (například Sporozoans). Sekundární formy střídání generací zahrnují metagenezi a heterogonii. Během metageneze se střídá pohlavní a vegetativní rozmnožování. V heterogonii se organismy po část svého životního cyklu rozmnožují partenogenezí a poté se vyvinou v samce a samice.
Začátek reprodukčního období a jeho intenzita jsou velmi ovlivněny podmínkami prostředí – teplotou, délkou dne, intenzitou osvětlení, výživou atd. U vyšších živočichů je činnost reprodukčních orgánů spojena s funkcemi žláz s vnitřní sekrecí, které umožňují stimulace nebo oddálení puberty.
Redakce biologie a biologických zdrojů
Publikováno 11. října 2023 v 13:33 (GMT+3). Naposledy aktualizováno 5. března 2024 v 13:36 (GMT+3). Kontaktujte redakci
