Seksualinės reprodukcijos savybės, augalų rūšys, gyvūnai



The seksualinės reprodukcijos yra dviejų skirtingų lyčių tėvų asmenų - vyrų ir moterų - dauginimas, išskyrus atvejus, kai kalbame apie lytinę reprodukciją bakterijose ar pirmuoniuose, kur nėra lyties skirtumo. Tai plačiai paplitęs procesas eukariotiniuose organizmuose.

Kiekvienas seksualinės reprodukcijos dalyvis gamina specializuotas lytinių linijų ląsteles: spermą ir kiaušialąstes. Tai atsirado iš specializuoto ląstelių dalijimosi, vadinamo meijoze. Šis įvykis yra esminis skirtumas tarp asexual ir seksualinės reprodukcijos.

Procesas prasideda nuo dviejų gametų sąjungos, kuri sukelia zigotą. Vėliau zygotas sukuria naują asmenį, turintį abiejų tėvų savybes ir tam tikrus unikalius simbolius.

Dėl proceso visur, mes darome išvadą, kad seksualinė reprodukcija reiškia daugybę pranašumų, susijusių su aseksualumu. Tačiau galimi seksualinės reprodukcijos trūkumai yra akivaizdesni: laikas ir energija, investuota į partnerių paiešką, konkurencija moterims, gametų gamybos išlaidos, kurios nėra tręšiamos..

Atrodo, kad išlaidos yra labai didelės, todėl jos turi turėti didelių privalumų, kurie padėtų kompensuoti. Seksualinės reprodukcijos privalumai buvo ginčų ir diskusijų tarp evoliucinių biologų objektas.

Viena hipotezė rodo, kad seksualinė reprodukcija yra naudinga, nes gamina veisles, kurios aplinkos pokyčių metu gali būti naudingos rūšiai. Iš tiesų genetinio kintamumo gamyba yra vienas iš lyties pranašumų.

Kita vertus, kai kurie mokslininkai siūlo, kad seksualinis dauginimasis, ypač rekombinacija, būtų pasirinktas kaip DNR remonto mechanizmas. Tačiau sekso paplitimas, nepaisant jo išlaidų, vis dar nežinomas..

Indeksas

  • 1 Bendrosios charakteristikos
  • 2 Gametos
  • 3 Seksualinė reprodukcija gyvūnuose
    • 3.1 Su reprodukcija susijusios struktūros
    • 3.2 Porifera
    • 3.3 Cnidarai
    • 3.4 Acelomorfai ir plokščiosios kirmėlės
    • 3.5 Moliuskai ir anelidai
    • 3.6 Artropodai
    • 3.7 Echinodermai
    • 3.8 Cordados
  • 4 Gyvūnų partenogenezė
  • 5 Seksualinė reprodukcija augaluose
    • 5.1 Gėlė
    • 5.2
    • 5.3 Tręšimas, sėklos ir vaisiai
  • 6 Seksualinė reprodukcija bakterijose
    • 6.1 Konjugacija
    • 6.2 Transformacija
    • 6.3 Transdukcija
  • 7 Evoliucinė perspektyva
    • 7.1 Sekso išlaidos
    • 7.2 Lyties privalumai
    • 7.3 Seksualinė atranka
  • 8 Nuorodos

Bendrosios charakteristikos

Lytis yra sudėtingas reiškinys, kuris labai skiriasi tarp eukariotinių takų. Apskritai mes galime tai suprasti kaip procesą, apimantį tris etapus: dviejų haploidinių branduolių sintezę, rekombinacijos fenomeną, kuris sukuria naujus genotipus ir diploidinių ląstelių pasiskirstymą, kad susidarytų haploidiniai branduoliai.

Šiuo požiūriu seksas eukariotuose priklauso nuo gyvavimo ciklo, kuriame diploidinės ląstelės turi būti dalijamos iš meozės. Šis meiotinio pasiskirstymo procesas yra atsakingas už būsimų genčių genetinės medžiagos platinimą.

„Meiosis“ siekia atskirti homologines chromosomas taip, kad kiekvienas gametas turi pusę somatinių chromosomų. Be genetinės apkrovos mažinimo, miozėje taip pat vyksta keitimasis medžiagomis tarp seserinių chromatidų, gaminant visiškai naujus derinius.

Gametos

Gametės yra organizmų, kurios yra sukurtos meozės, lytinės ląstelės, kuriose yra pusė genetinės apkrovos, ty jos yra haploidinės..

Gametos skiriasi ir augalais, ir gyvūnais, ir skirstomos į tris pagrindines kategorijas, priklausomai nuo jų dydžio ir santykinio judumo: izogamijoje, anisogamijoje ir oogamijoje.

Isogamija - tai seksualinės reprodukcijos būdas, kai lytinės ląstelės, kurios jungiasi, kad sukurtų naują individą, yra vienodo dydžio, mobilumo ir struktūros. „Isogamy“ atstovauja daugiausia augaluose.

Priešingai, anizogamija susideda iš dviejų gametų, kurios skiriasi pagal dydį ir struktūrą, sąjungos. Konkretus anizogamijos tipas yra oogamija, kurioje vyriškos lytinės ląstelės yra gana mažos ir gausios. Moteriški yra daug labiau pastebimi ir gaminami mažesniu skaičiumi.

Seksualinė reprodukcija gyvūnuose

Gyvūnų karalystėje seksualinė reprodukcija yra reiškinys, plačiai paplitęs grupės nariuose.

Beveik visi bestuburiai ir stuburiniai gyvūnai turi lytį atskiruose organizmuose, ty mes galime atskirti vyrą ir moterį. Ši sąlyga vadinama dioika - terminas, kilęs iš graikų šaknų „du namai“.

Priešingai, yra tam tikrų mažiau daug rūšių, kurių lyties yra tame pačiame asmenyje, vadinamame monodais: „namas“. Šie gyvūnai taip pat žinomi kaip hermafroditai.

Lyties skirtumą nulemia morfologinės dydžio ar spalvos charakteristikos, bet pagal lytinių lytinių gaminių rūšis, kurias gamina kiekviena lytis.

Moterys gamina kiaušialąstes, pasižyminčias dideliu jų dydžiu ir judrumu. Kita vertus, spermatozoidai vyrams gaminami didesniu kiekiu, yra daug mažesni ir turi specialių konstrukcijų judėti ir sugeba apvaisinti kiaušialąstę.

Toliau aprašysime tipiškus gyvūnų lytinius organus, o po to išsamiai aprašysime kiekvienos gyvūnų grupės reprodukcijos procesą.

Su reprodukcija susijusios struktūros

Specializuotos lytinės reprodukcijos ląstelės - kiaušialąstės ir spermos - gaminamos specifiniuose audiniuose, vadinamuose gonadais.

Vyrams sėklidės yra atsakingos už spermos gamybą, o moterų kiaušidės - kiaušidėse.

Gonadai laikomi pagrindiniais lytiniais organais. Papildomi lytiniai organai yra didelėje metazo grupėje, kuri yra atsakinga už kiaušialąstės ir spermos priėmimą ir perdavimą. Moterims randame makštį, gimdos mėgintuvėlius arba kiaušintakius ir gimdą, o vyrams - varpa.

Porifera

Porifera yra plačiai žinomas kaip kempinės ir gali daugintis ir seksualiai, ir aseksualiai. Daugumoje rūšių vyriškos ir moteriškos lyties lytinių ląstelių gamyba vyksta viename individe.

Chanocitai yra tam tikros rūšies šios linijos ląstelės, kurios gali būti transformuojamos į spermą. Kitose grupėse gametas gali būti iš archeitų.

Daugelis rūšių yra viviparinės, o tai rodo, kad praeityje tręšimo fenomenas patenka į pradinį organizmą, kol atsiranda lerva. Šių rūšių spermos išleidžiamos į vandenį ir paimamos kita kempine.

Cnidarai

Cnidarianai yra jūrų organizmai, kuriuose yra medūzų ir susijusių. Šie gyvūnai turi dvi morfologijas: pirmasis yra polipas ir jam būdingas nedidelis gyvenimo būdas, o antroji - medūzos, galinčios judėti ir plaukioti.

Paprastai polipai reprodukcijai arba dalijimosi procesams reprodukuoja aseksualiai. Medūzos yra dioika ir atgamina seksualiai. Šioje grupėje gyvavimo ciklas yra labai įvairus.

Acelomorfai ir plokščiosios kirmėlės

Plokščiosios kirmėlės, pavyzdžiui, plananarai, yra žinomos visų pirma dėl jų gebėjimo regeneruoti ir gaminti kelis klonus iš vieno asmens per aseksualų.

Dauguma šių vermiolinių gyvūnų yra vienalytės. Nepaisant to, jie ieško partnerio, kuris vykdytų kryžminį tręšimą.

Vyriška reprodukcinė sistema apima keletą sėklidžių ir papilės tipo struktūrą, panašią į sudėtingų stuburinių penis.

Moliuskai ir anelidai

Didžioji dalis moliuskų yra dioikai ir jų reprodukcija sukelia plaukimą, galintį plaukti laisvai, vadinamą trocófera (labai panašus į lervą, esančią aneliduose), ir skiriasi priklausomai nuo moliuskų rūšies.

Panašiai ir anelidai turi atskirą lytį, o kai kuriuose - laikinai atsiradę gonadai.

Artropodai

Artropodai yra labai įvairi gyvūnų grupė, kuriai būdingas eksitinis kaitas, sudarytas iš chitino ir sujungtų priedų. Ši linija apima miriápodos, quelicerados, vėžiagyvius ir šešiakampius.

Paprastai lyties yra atskiriamos, organai, specializuoti reprodukcijai, rodomi poromis. Dauguma rūšių turi vidinę tręšimą. Jie gali būti ovipariniai, ovoviviniai arba viviparous.

Echinodermai

„Echinoderms“ yra jūrų žvaigždė, jūros agurkai, jūros ežerai ir sąjungininkai. Nors yra keletas hermafroditinių rūšių, daugumai jų būdingas atskiras lytis. Žmonės yra didelės struktūros, ortakiai yra paprasti ir nėra sudėtingų organų.

Tręšimas vyksta išoriškai ir atsiranda dvišalė lerva, kuri gali laisvai judėti vandens telkinyje. Kai kurios rūšys turi tiesioginį vystymąsi.

Cordados

Dauguma lyčių yra atskirti. Šioje grupėje randame sudėtingesnius organus reprodukcijai. Kiekviena lytis turi gonadus su ortakiais, kurie nukreipia jų produktus į kanalizaciją arba į specialią angą, esančią netoli išangės. Priklausomai nuo grupės, tręšimas gali būti išorinis arba vidinis.

Gyvūnų partenogenezė

Partenogenezė yra reiškinys, plačiai atstovaujamas gyvūnų karalystėje, daugiausia bestuburiuose ir kai kuriuose stuburiniuose gyvūnuose, kuris leidžia sukurti naują asmenį su vienu iš tėvų. Nors tai yra aseksualios reprodukcijos forma, tam tikros rūšies partenogenezės yra laikomos seksualinės reprodukcijos rūšimis.

Meiotinės partenogenezės metu kiaušialąstė yra sudaryta iš miozės ir gali būti apvaisinta sperma iš vyrų..

Kai kuriais atvejais kiaušialąstės turi būti aktyvuotos vyrų gamete. Šiuo atveju abiejų branduolių sintezė nėra, nes genetinė medžiaga iš spermos yra išmesta.

Tačiau kai kuriose rūšyse kiaušialąstė gali spontaniškai išsivystyti be aktyvinimo proceso.

Seksualinė reprodukcija augaluose

Kaip ir gyvūnų atveju, augalai gali patirti seksualinę reprodukciją. Jį sudaro dviejų haploidinių gametų sąjunga, dėl kurios atsiras naujas unikalių genetinių savybių turintis individas.

Augalas gali turėti vyrų ir moterų organus atskiruose individuose arba juos galima atskirti. Agurkuose ir pieniškame lygyje yra atskiriamos lyties, o rožėse ir petunijos yra lyties..

Gėlė

Už seksualinės reprodukcijos procesus atsakingi organai yra gėlės. Šiose specializuotose struktūrose yra regionai, kurie tiesiogiai nedalyvauja reprodukcijose: taurelė ir corolla, ir lytiškai aktyvios struktūros: androceo ir gynoecium.

Androceo yra vyriškas reprodukcinis organas, sudarytas iš štamo, kuris, savo ruožtu, yra suskirstytas į gijų ir anther. Šis paskutinis regionas yra atsakingas už žiedadulkių grūdų gamybą.

Ginekologas yra moteriškasis gėlių organas ir jį sudaro vienetai, vadinami carpels. Struktūra yra panaši į pailgą „lašą“ ir yra suskirstyta į stigmą, stilių ir galiausiai kiaušidę.

Dulkinimas

Seksualinės reprodukcijos procesas augaluose dažniausiai vyksta apdulkinant, o tai reiškia, kad žiedadulkių grūdai vežami iš anther į stigmą..

Džiovinimas gali vykti toje pačioje gėlėje (žiedadulkių grūdai patenka į to paties augalo moterų organą) arba gali būti kerta, kai žiedadulkės grūdai tręšia kitą individą.

Daugumoje augalų būtina, kad gyvūnas įsikištų apdulkinant. Tai gali būti bestuburiai, tokie kaip bitės ar kiti vabzdžiai ar stuburiniai gyvūnai, pavyzdžiui, paukščiai ir šikšnosparniai. Augalas apdovanojimui apdovanoja nektarą ir yra atsakingas už žiedadulkių išsklaidymą.

Žiedinės struktūros, kurios tiesiogiai nedalyvauja reprodukcijoje, yra corolla ir taurelė. Tai yra modifikuoti lapai, daugeliu atvejų ryškių ir ryškių spalvų, dėl kurių vizualiai ar chemiškai pritraukiami potencialūs apdulkintojai..

Be to, kai kuriems augalams nereikia apdulkinti gyvūnų, o žiedadulkių sklaidai naudoti vėjas ar vanduo.

Tręšimas, sėklos ir vaisiai

Procesas prasideda nuo žiedadulkių grūdų atvykimo į gėlių stigmą. Tai kelia, kol jie ras kiaušidžių.

Dvigubas tręšimas yra tipiškas žydinčių augalų ir unikalus tarp visų organizmų. Šis reiškinys pasireiškia taip: spermos branduolys yra prijungtas prie kiaušinio, o kitas spermos branduolys susilieja su sporofitų diploidiniu embrionu..

Šio neįprasto apvaisinimo rezultatas yra trioploidinis endospermas, kuris veiks kaip maistinis audinys organizmo vystymuisi. Kai sėkmingai brandinama kiaušialąstės, jie virsta sėklomis. Kita vertus, vaisius sudaro brandžios kiaušidės.

Vaisiai gali būti klasifikuojami kaip paprasti, jei jie gaunami iš brandžios kiaušidės ir pridedami, jei jie išsivysto iš kelių kiaušidžių, pavyzdžiui, braškių..

Seksualinė reprodukcija bakterijose

Bakterijos yra žinomos visų pirma dėl jų gebėjimo atgaminti aseksualiai.

Šioje prokariotinėje linijoje individas gali suskirstyti į du procesus, vadinamus dvejetainiu dalijimu. Tačiau yra daugybė bakterijų mechanizmų, kurie primena seksualinę reprodukciją, nes keičiasi genetinė medžiaga.

Iki 1940-ųjų vidurio buvo manoma, kad bakterijos, atgamintos išimtinai nešališku maršrutu. Tačiau mokslininkai Joshua Lederberg ir Edward Tatum paneigė tą tikėjimą per išradingą eksperimentą, naudojant bakteriją kaip modelį E. coli su skirtingais maisto poreikiais.

Eksperimentą sudarė A štamas, augantis minimalioje terpėje su metioninu ir biotinu, ir B štamas, kuris augo tik aplinkoje su treoninu, leucinu ir tiaminu. Kitaip tariant, kiekviena padermė turėjo mutaciją, kuri neleido jai sintezuoti šių junginių, todėl jie turėjo būti sintetinti auginimo terpėje..

Kai kolonijos keletą valandų susisiekė viena su kita, žmonės įgijo galimybę sintetinti maistines medžiagas, kurių jie anksčiau negalėjo. Taigi Lederbergas ir Tatumas parodė, kad vyksta DNR mainai, panašūs į seksualinę reprodukciją, ir jie vadino ją konjugacija.

Konjugacija

Konjugacijos procesas vyksta per struktūrą, panašią į tiltą, vadinamą seksualine pili, kuri fiziškai susieja dvi bakterijas ir leidžia keistis DNR.

Kadangi bakterijos neturi seksualinio dimorfizmo, mes negalime kalbėti apie vyrus ir moteris. Tačiau tik vienas tipas gali gaminti pilį, ir jie turi specialius DNR fragmentus, vadinamus F faktoriu, „vaisingumui“. F faktorius turi genus, skirtus pilioms gaminti.

DNR, dalyvaujanti mainuose, nėra vienos bakterinės chromosomos dalis. Vietoj to ji yra izoliuota apvali dalis, vadinama plazmide, turinčia savo replikacijos sistemą.

Transformacija

Be konjugacijos, yra ir kitų procesų, kuriuose bakterijos gali gauti papildomą DNR ir pasižymi paprastumu nei konjugacija. Vienas iš jų yra transformacija, kurią sudaro plika DNR iš išorės aplinka. Šis egzogeninis DNR fragmentas gali būti integruotas į bakterijų chromosomą.

Transformacijos mechanizmas patenka į seksualinės reprodukcijos sąvoką. Nors bakterijos paėmė laisvą DNR, ši genetinė medžiaga turėjo būti kilusi iš kito organizmo - pavyzdžiui, bakterijos, kurios mirė ir išleido DNR į aplinką..

Transdukcija

Trečias ir paskutinis mechanizmas, žinomas bakterijose, siekiant gauti išorinę DNR, yra transdukcija. Tai apima viruso, kuris užkrečia bakterijas, dalyvavimą: bakteriofagus.

Transdukcijos metu virusas užima dalį bakterinės DNR, o kai jis užkrečia skirtingą bakteriją, jis gali perduoti šį fragmentą jam. Kai kurie autoriai vartoja terminą „seksualiniai įvykiai“, kad gal ÷ tų nurodyti šiuos tris mechanizmus.

Evoliucinė perspektyva

Lytinis dauginimasis organizmuose yra akivaizdus faktas. Todėl vienas iš didžiausių evoliucinės biologijos klausimų yra tai, kodėl lytis plinta tiek daugelyje linijų, jei tai yra brangi energija - ir kai kuriais atvejais net pavojinga.

Įtariama, kad selektyviosios jėgos, kilusios iš seksualinės reprodukcijos eukariotuose, yra tos pačios, kurios palaiko bakterijoms aprašytus parazaksualinius procesus.

Sekso išlaidos

Atsižvelgiant į evoliuciją, terminas „sėkmė“ reiškia individo gebėjimą perduoti savo genus kitai kartai. Paradoksalu, tačiau lytis yra procesas, kuris visiškai neatitinka šio apibrėžimo, nes daugybė su reprodukcija susijusių išlaidų.

Seksualinė reprodukcija apima partnerio paiešką ir daugeliu atvejų ši užduotis nėra nereikšminga. Į šį darbą turite investuoti didžiulį laiką ir energiją, kuri lemia palikuonių sėkmę - ieškant „idealaus partnerio“.

Gyvūnai demonstruoja keletą ritualų, kurie gali nugalėti savo potencialius partnerius, o kai kuriais atvejais jie turi kovoti, atskleidžiant savo gyvenimą, kad susitvarkytų.

Net ląstelių lygmeniu lytis yra brangi, nes pasiskirstymas pagal meozę trunka daug ilgiau nei mitozė. Taigi, kodėl dauguma eukariotų atgamina seksualiai?

Yra dvi pagrindinės teorijos. Vienas iš jų yra susijęs su ląstelių sintezėmis kaip „savanaudiško“ genetinio elemento horizontalaus perdavimo mechanizmu, o antroji teorija siūlo rekombinaciją kaip DNR remonto mechanizmą. Toliau aprašysime kiekvienos teorijos privalumus ir trūkumus:

Lytis

Norint atsakyti į šį klausimą, turime sutelkti dėmesį į galimą seksualinės reprodukcijos naudą pirmosiose eukariotuose.

Gametų sintezė suformuojant zygotą sukelia dviejų skirtingų genomų derinį, galinčius kompensuoti galimus vieno genomo genus su įprastu kitos kopijos genu..

Žmonėms, pavyzdžiui, paveldime kiekvieno iš tėvų kopijas. Jei paveldime mūsų motinos defektą, normalus mūsų tėvo genas gali kompensuoti (tokiu atveju patologija ar liga pasireiškia tik kaip homozigotinis recesyvas).

Antroji teorija - ne tokia intuityvi, kaip pirmoji - siūlo, kad meozė veiktų kaip DNR remonto mechanizmas. Genetiškos medžiagos pažeidimas yra problema, su kuria susiduria visi organizmai. Tačiau yra organizmų, kurie reprodukuoja tik aseksualiai ir jų DNR nėra ypač pažeista.

Kita hipotezė teigia, kad seksas galėjo išsivystyti kaip parazitinis prisitaikymas tarp savanaudiškų genetinių elementų, kad galėtų būti paskirstytas kitoms genetinėms linijoms. Panašus mechanizmas buvo patvirtintas 2006 m E. coli.

Nors yra galimų paaiškinimų, lyties evoliucija yra sunkių diskusijų tarp evoliucinių biologų objektas.

Seksualinė atranka

Seksualinė atranka yra Charles Darwin įvesta koncepcija, kuri taikoma tik seksualinės reprodukcijos gyventojams. Jis naudojamas paaiškinti elgesio, struktūros ir kitų požymių buvimą, kurių egzistavimas negali būti suvokiamas natūralia atranka.

Pavyzdžiui, toks spalvingas ir tam tikru mastu „perviršio“ plunksnai nesukuria tiesioginės naudos asmeniui, nes jis tampa labiau matomas galimiems plėšrūnams. Be to, jis yra tik vyrams.

Nuorodos

  1. Colegrave, N. (2012). Evoliucinė lyties sėkmė: Mokslas ir visuomenė serija lytimi ir mokslu. EMBO ataskaitos, 13(9), 774-778.
  2. Crow, J. F. (1994). Seksualinės reprodukcijos privalumai. Vystymosi genetika, 15(3), 205-213.
  3. Freeman, S., & Herron, J. C. (2002). Evoliucinė analizė. Prentice salė.
  4. Goodenough, U. & Heitman, J. (2014). Eukariotinės seksualinės reprodukcijos kilmė. Cold Spring Harbor perspektyvos biologijoje, 6(3), a016154.
  5. Hickman, C. P., Roberts, L.S., Larson, A., Ober, W.C. & Garrison, C. (2001). Integruoti zoologijos principai. Niujorkas: McGraw-Hill.
  6. Leonardas, J., ir Córdoba-Aguilar, A. (red.). (2010). Pirminių seksualinių simbolių raida gyvūnuose. „Oxford University Press“.
  7. Sawada, H., Inoue, N., ir Iwano, M. (2014). Seksualinė reprodukcija gyvūnuose ir augaluose. Springer-Verlag GmbH.