Rozmnażanie płciowe - Polski Serwis Naukowy

Rozmnażanie płciowe, generatywne - rozmnażanie za pomocą haploidalnych komórek rozrodczych (gamet) - męskiej i żeńskiej, powstających zazwyczaj w wyspecjalizowanych narządach płciowych (u zwierząt) lub organach generatywnych (u roślin). Po połączeniu się dwóch komórek rozrodczych powstaje diploidalna zygota, z której rozwija się diploidalny zarodek, a następnie nowy organizm.

Czyste linie - zespół organizmów homozygotycznych w stosunku do pewnych genów, które powstały w wyniku trwającego przez wiele pokoleń samozapłodnienia.

Protoplast – aktywna metabolicznie część komórki bakterii, grzyba lub rośliny czyli część komórki bez ściany komórkowej. Protoplasty sztucznie uzyskiwane w wyniku trawienia ściany komórkowej enzymami mają kształt kulisty lub zbliżony i pozostają zdolne do życia i stanowią ważny obiekt badań cytologicznych. Protoplasty są zdolne do regeneracji ściany komórkowej i fuzji, przy czym są w stanie tworzyć mieszańce somatyczne między gatunkami niespokrewnionymi (np. protoplast marchwi zwyczajnej z limfocytem ludzkim).

Występują trzy sposoby rozmnażania płciowego: izogamia, anizogamia, oogamia, przy czym u roślin wyższych występuje tylko oogamia. Nietypowym sposobem rozmnażania jest tzw. koniugacja, która u roślin polega na kopulowaniu dwóch komórek stykających się ze sobą a pochodzących od dwóch organizmów poprzez przepłynięcie protoplastu męskiego do żeńskiego i zlanie się w zygotę.

Oogamia - forma zapłodnienia, która zachodzi u organizmów rozmnażających się płciowo, gdy łączą się komórki wyraźnie zróżnicowane na dużą, nieruchliwą, okrągłą gametę żeńską (komórka jajowa) i małą, zwykle ruchliwą męską (plemnik). Gametangia produkujące określone gamety mają swoje odrębne nazwy - gametangia żeńskie to lęgnie, rodnie lub jajniki, a męskie to plemnie lub jądra. Oogamia jest formą zapłodnienia występującą u najbardziej ewolucyjnie zaawansowanych protistów, u roślin oraz u zwierząt (w tym u człowieka).

Gen (gr. γηνοσ – ród, pochodzenie) – podstawowa jednostka dziedziczności, która determinuje powstanie jednego polipeptydu lub kwasów rRNA lub tRNA.

Koniugację, obserwuje się również u bakterii, ale polega ona jedynie na przekazywaniu sobie przez bakterie fragmentów materiału genetycznego. Nie towarzyszy temu podział komórki, nie jest to więc forma rozmnażania. O zachowaniu bakterii w koniugacji decyduje obecność w nich tzw. czynnika płci (czynnika F).

Gatunek (łac. species) – termin stosowany w biologii w różnych znaczeniach, zależnie od kontekstu, w jakim występuje. Najczęściej pod pojęciem gatunku rozumie się:

Chromosom – forma organizacji materiału genetycznego wewnątrz komórki. Nazwa pochodzi z greki, gdzie χρῶμα (chroma, kolor) i σῶμα (soma, ciało). Chromosomy rozróżniano poprzez wybarwienie.

Przewaga rozmnażania płciowego nad bezpłciowym

Podstawową zaletą wynikającą z tego sposobu rozmnażania jest różnorodność potomstwa pozwalająca organizmom rozmnażającym się płciowo na szybszą ewolucję niż u rozmnażających się bezpłciowo. Ta różnorodność jest wynikiem kilku zdarzeń losowych, jakie mają miejsce w procesie tworzenia gamet i zapłodnienia:

Crossing-over - to proces wymiany materiału genetycznego między chromosomami homologicznymi, w wyniku którego zwiększa się zmienność genetyczna. Odkrywcą procesu crossing-over był Thomas Morgan.

Zwierzęta (Animalia) – królestwo obejmujące wielokomórkowe organizmy cudzożywne o komórkach eukariotycznych, bez ściany komórkowej, w większości zdolne do aktywnego poruszania się. Są największym i najbardziej zróżnicowanym gatunkowo królestwem organizmów. Największą grupę zwierząt stanowią bezkręgowce, a wśród nich owady. Drugą, obok bezkręgowców, grupą zwierząt są kręgowce. Wśród nich tradycyjnie wyróżnia się ryby, płazy, gady, ptaki i ssaki, do których należy również człowiek. Najstarsze znaleziska kopalne zwierząt – morskie zwierzęta o miękkich ciałach – pochodzą z końca prekambru, neoproterozoiku (fauna ediakarańska – 630 do 542 mln lat temu), natomiast skamieniałości strunowców – z kambru i ordowiku. W kambrze, około 500 mln lat temu, występowali już przedstawiciele wszystkich znanych obecnie typów bezkręgowców.

segregacji chromosomów

wymiany genów pomiędzy chromosomami homologicznymi - crossing-over

losowego doboru gamet

Segregacja chromosomów - tworzące się gamety otrzymują po jednym chromosomie z każdej pary chromosomów homologicznych (a więc podobnych, lecz nie identycznych). Jeśli komórka macierzysta gamet ma tylko jedną parę chromosomów (sytuacja wielce nietypowa, liczba chromosomów zależy od gatunku organizmu), to podczas tworzenia się gamety następuje losowy wybór jednej z dwóch możliwości - gameta odziedziczy chromosom, który jej rodzic u swego zarania otrzymał w gamecie męskiej albo ten który rodzic otrzymał w gamecie żeńskiej. Jeśli par chromosomów jest więcej, to dla każdej pary dobór jednego z chromosomów zachodzi niezależnie i z tym samym prawdopodobieństwem. Dla 23 par chromosomów istnieje 8 388 608 możliwości.

Anizogamia – typ rozmnażania płciowego, gdzie obie gamety są ruchliwe i różnią się od siebie wielkością. Sposób rozmnażania płciowego u glonów oraz grzybów polegający na zespoleniu się dwóch gamet różnej wielkości, a często także kształtu i budowy. Zjawisko rozmnażania się organizmów za pomocą komórek płciowych (gamet) zróżnicowanych zarówno pod względem fizjologicznym jak i morfologicznym. Heterogamia oznacza również kojarzenie się osobników odmiennych fenotypowo. U wiciowców roślinnych w rzędzie Volwocidia występuje anizogamia, gdy gamety różnią się tylko wielkością, a także anizogamia, gdy gamety różnią się zachowaniem i gdy ruchliwa mikrogameta odszukuje nieruchomą makrogametę.

Pomnażanie – wegetatywny podział komórek. Jedna z form wzrostu, obok rozmnażania bezpłciowego i rozmnażania płciowego. Pomnażanie to replikacja (u roślin plechowych) tego samego osobnika na drodze rozmnażania wegetatywnego. Termin wprowadzony został dla podkreślenia znaczenia rekombinacji genetycznej, zachodzących w procesach płciowych: istotą rozmnażania sensu stricto jest przede wszystkim wytworzenie odmiennych morfologicznie lub genetycznie osobników a nie wzrost biomasy. W dogodnych i stałych (stabilnych) warunkach najkorzystniejsze dla szybkiego wzrostu jest pomnażanie. W warunkach zaburzeń środowiska (nieciągłości czasowej lub przestrzennej) korzystniejsze jest rozmnażanie bezpłciowe i rozmnażanie płciowe.

Wymiana genów pomiędzy chromosomami homologicznymi znana jest lepiej jako zjawisko crossing-over. Dzięki temu mechanizmowi wymiany chromosomy nie są sztywnymi pakietami genów, ale geny które u rodzica należą do różnych chromosomów tej samej pary, mogą u potomka znaleźć się w tym samym chromosomie. Gameta otrzymuje tylko jeden chromosom każdej pary na skutek czego geny położone na różnych chromosomach ulegną rozdzieleniu, natomiast należące do tego samego chromosomu mają szansę odziedziczyć się razem.

Rozmnażanie bezpłciowe, wegetatywne, agamiczne - typ rozmnażania organizmów, który nie jest związany z wytwarzaniem komórek generatywnych czyli gamet. Organizm potomny powstaje z części organizmu rodzicielskiego. U bakterii może dojść do prostego przewężenia i powstania dwóch komórek potomnych z jednej rodzicielskiej, organizm rozgwiazdy może zostać odtworzony tylko z jednego ramienia oderwanego od organizmu rodzicielskiego, rośliny mogą wytwarzać bulwy, cebule, rozłogi, porosty urwistki itd. (patrz typy rozmnażania bezpłciowego poniżej).

Rośliny (Archaeplastida Adl i in. 2005, dawne nazwy naukowe: Vegetabilia, Plantae, Phytobionta, Plastida, Primoplantae) – eukariotyczne i samożywne organizmy, wykorzystujące energię promieniowania słonecznego za sprawą barwników asymilacyjnych (zdarzają się wśród roślin także organizmy cudzożywne i pasożytnicze, w tym też myko-heterotroficzne, ale mają one charakter wtórny).

Losowy dobór gamet - czynniki o których wspomniano w powyższych punktach prowadzą do dużej różnorodności gamet. Na ogół gamety tworzone są w dużym, a nawet gigantycznym nadmiarze i tylko nieliczne z nich uczestniczą w tworzeniu zygoty i rozwijającego się z niej organizmu potomnego. Gamety, którym dane będzie uczestniczyć w zapłodnieniu są wybierane losowo. Gamety nie wybrane giną bez śladu. Na skutek losowości procesu i gigantycznej liczby równoważnych możliwości, wybór praktycznie za każdym razem jest inny. Każdy organizm powstający na drodze rozmnażania płciowego jest zatem niepowtarzalny. Wyjątek stanowi tylko przypadek gdy dawcy obu rodzajów gamet - oboje rodzice - mają ten sam genotyp, a każdą parę ich chromosomów homologicznych tworzą chromosomy nie podobne, lecz identyczne. Takie organizmy tworzą tzw. czyste linie.

Zygota — komórka powstała w wyniku zapłodnienia, czyli połączenia haploidalnej gamety męskiej z haploidalną gametą żeńską w procesie rozmnażania płciowego. Nowo powstała diploidalna komórka ulega dalszym podziałom dając początek organizmowi potomnemu. U protistów jednokomórkowych dwie łączące się komórki nazywają się gametami, a powstająca komórka diploidalna-komórką zygotyczną lub zygotą. Zygota jest tu krótkotrwałą formą życiową i szybko dzieli się mejotycznie, dając cztery haploidalne komórki potomne. Te zaś dojrzewają, stają się normalnymi organizmami zdolnymi do samodzielnego życia i rozmnażania bezpłciowego. Taki cykl życiowy określono jako cykl z mejozą postgamiczną, ponieważ mejoza zachodzi w nim bezpośrednio po gamii.

Organizm – istota . Badaniem różnorodności organizmów i ich klasyfikowaniem zajmuje się systematyka organizmów. Szczątki organizmów wymarłych w odpowiednich warunkach tworzą skamieniałości.

Z drugiej strony konieczność uczestniczenia dwóch osobników w rozmnażaniu jest w niektórych przypadkach niekorzystna, toteż istnieją dość powszechnie gatunki, u których występują obie metody rozmnażania.

Zobacz też

pomnażanie

rozmnażanie bezpłciowe