Rozmnožovanie živočíchov

Rozmnožovanie (alebo tiež reprodukcia) je jednou zo základných životných funkcií všetkých živočíchov, ktorá zabezpečuje zachovanie druhu a prispieva k jeho evolúcii. Tento proces zahŕňa rôzne etologické, fyziologické a morfogenetické deje a prebieha rozmanitými spôsobmi v závislosti od konkrétneho živočícha.

Individuálny vývin u živočíchov sa nazýva ontogenéza a zahŕňa celý životný cyklus jedinca. Tento vývin môže u niektorých primitívnych skupín, ako sú mechúrniky, zahŕňať aj rodozmenu (metagenézu), kde sa striedajú pohlavné a nepohlavné generácie.

Rozmnožovanie živočíchov možno rozdeliť na dva základné typy:

• Nepohlavné (asexuálne, vegetatívne) rozmnožovanie: Nový jedinec vzniká priamo z materského organizmu, buď jeho rozdelením, alebo zo somatických buniek.
• Pohlavné (sexuálne) rozmnožovanie: Zahŕňa splynutie dvoch pohlavných buniek (gamét), ktoré vznikajú v špecializovaných rozmnožovacích orgánoch.

Nepohlavné rozmnožovanie

Pri nepohlavnom rozmnožovaní sa netvoria pohlavné bunky. Nový jedinec vzniká oddelením telových (diploidných) buniek, prípadne častí tiel rodičovského organizmu, ktoré dorastú. Potomstvo je vždy geneticky zhodné s rodičmi a takto vzniknuté jedince nazývame klony.

Nepohlavné rozmnožovanie je relatívne rýchle, ale neumožňuje genetickú premenlivosť, a tým pádom ani adaptáciu na zmeny prostredia. Typické je pre živočíchy s jednoduchou stavbou tela.

Spôsoby nepohlavného rozmnožovania u jednobunkovcov (prvokov)

Nepohlavné rozmnožovanie prvokov prebieha hlavne prostredníctvom mitotického delenia, pri ktorom sa delí jadro aj cytoplazma bunky. Tento proces zahŕňa reorganizáciu bunkových organel a vytvorenie nových buniek.

• Binárne delenie: Najčastejšia forma, kde sa materská bunka rozdelí na dve dcérske bunky. Toto delenie môže byť pozdĺžne (napr. bičíkovce, červenoočká) alebo priečne (napr. nálevníky).
• Polytómia: Jadro sa mnohonásobne rozdelí bez rozdelenia cytoplazmy, čo vedie k tvorbe mnohojadrových buniek. Z nich sa neskôr oddelia jednojadrové dcérske bunky (napr. dierkavce a mrežovce).
• Pučanie: Nový jedinec vzniká z výbežkov na materskej bunke.

Spôsoby nepohlavného rozmnožovania u mnohobunkových živočíchov

U mnohobunkových živočíchov existuje viacero spôsobov nepohlavného rozmnožovania:

• Delenie materského organizmu: U živočíchov s vysokou regeneračnou schopnosťou, ako sú napr. mechúrniky a ostnatokožce, sa materský organizmus delí na dve alebo aj viac častí. U polypovcov sa tento proces nazýva fisipária, u hviezdoviek a hadovíc reprodukčná autotómia.
• Pučanie (gemipária): Nový jedinec vyrastá z malej skupiny buniek na tele materského organizmu. Tento proces môže byť vonkajší (napr. u polypov) alebo vnútorný.

Pohlavné rozmnožovanie

Väčšina živočíchov sa rozmnožuje pohlavne. Pohlavné rozmnožovanie zahŕňa tvorbu špecializovaných pohlavných buniek, nazývaných gaméty, ktoré vznikajú v pohlavných orgánoch (žľazách) - gonádach. Gaméty vznikajú po redukčnom delení (meióza), preto sú haploidné, t.j. majú polovičný počet chromozómov.

Splynutím pohlavných buniek nastáva oplodnenie a vzniká diploidná zygota, ktorá je základom nového jedinca.

Pohlavné bunky (gaméty)

Gaméty môžu byť:

• Nerozlíšené (izogaméty): Morfologicky rovnaké, ale sú medzi nimi fyziologické rozdiely.
• Rozlíšené (anizogaméty): Delia sa na samičie a samčie.
  • Samičia pohlavná bunka (makrogaméta, vajíčková bunka, vajíčko): Je štandardne väčšia a nepohyblivá bunka. Vajíčka sa tvoria vo vaječníkoch (ovarium), obsahujú jadro s DNA a môžu obsahovať aj žĺtok bohatý na živiny. Ich tvorba závisí aj od starostlivosti živočícha o potomstvo.
  • Samčia pohlavná bunka (mikrogaméta, spermatická bunka, spermia): Je štandardne menšia a pohyblivá bunka. Spermie vznikajú v semenníkoch (testes). Spermia má hlavičku tvorenú jadrom s DNA (nesie genetickú informáciu), krček a u väčšiny živočíchov aj bičík, ktorý je zdrojom pohybu. Úlohou spermie je oplodniť vajíčko, pričom jedno vajíčko môže oplodniť len jedna spermia.

Pohlavné rozmnožovanie u jednobunkovcov (prvokov)

U prvokov, ktoré sú jednobunkové organizmy, prebieha pohlavné rozmnožovanie odlišne ako u mnohobunkových živočíchov:

• Gametogamia: Prvok (napr. améba alebo bičíkovec) vytvorí špeciálne pohlavné bunky - gaméty, ktoré hľadajú iné gaméty z iných prvokov, aby sa spojili.
  • Izogamia je splynutie dvoch tvarovo a veľkostne rovnakých pohlavných buniek (izogaméty).
  • Anizogamia je splynutie dvoch tvarovo a veľkostne odlišných buniek (anizogaméty).
• Gamontogamia: Samotné dospelé bunky vystupujú v pozícii samčej a samičej bunky, špecializované gaméty tu nie sú. Príkladom je konjugácia u nálevníkov, pri ktorej si jedinci dočasne vymenia genetický materiál.

Pohlavné rozmnožovanie u mnohobunkových živočíchov (oogamia)

Pohlavné rozmnožovanie u mnohobunkových živočíchov prebieha vždy ako oogamia. Pri oogamii sa samičia pohlavná bunka (vajíčko) spája so samčou pohlavnou bunkou (spermiou).

Pohlavné bunky sa spravidla vyvíjajú v pohlavných žľazách: spermie v semenníkoch (testis) a vajíčka vo vaječníkoch (ovarium). U niektorých živočíchov, napríklad u hubiek, vznikajú spermie a vajíčka v mezoglei, pričom spermie sú vodou prenášané k vajíčkam, ktoré oplodňujú.

Typy živočíchov z hľadiska pohlavnosti

Podobne ako rastliny, aj živočíchy môžu byť z hľadiska tvorby pohlavných orgánov a buniek dvoch typov:

• Rôznopohlavné (gonochorizmus): Samčie a samičie pohlavné bunky sa tvoria v rôznych jedincoch (napr. hlavonožce, článkonožce, stavovce). Pre väčšinu živočíšnych druhov platí, že sú oddeleného pohlavia, delia sa na samcov a samičky.
• Obojpohlavné (hermafroditizmus): Samčie a samičie pohlavné bunky sa tvoria v jednom jedincovi.
  • Postupný hermafroditizmus znamená, že jedinec je najprv samcom a neskôr sa stáva samicou, alebo naopak (napr. niektoré morské slimáky, ryby klauny).
  • Súčasný hermafroditizmus znamená, že vajíčka a spermie sa tvoria naraz, pričom existujú genetické mechanizmy, ktoré zabraňujú samooplodneniu (napr. ploskulice, dážďovky, slimák záhradný, niektoré mechúrniky).

U hermafroditov pohlavné bunky nedozrievajú naraz, preto aj tieto živočíchy v čase rozmnožovania vyhľadávajú partnera - pária sa, pričom si vymieňajú spermie. Výnimkou sú len živočíchy, ktoré žijú izolovane, napr. pásomnica. Hermafroditizmus predstavuje ekologickú adaptáciu, ktorá sa vyskytuje v prípadoch, keď je populácia riedka alebo keď živočíchy majú obmedzenú pohyblivosť či parazitický spôsob života.

Partenogenéza

Partenogenéza je osobitný spôsob rozmnožovania, pri ktorom nový jedinec vzniká z neoplodneného vajíčka. Tento typ rozmnožovania sa vyskytuje u vírnikov, kôrovcov, niektorých druhov hmyzu (napr. vošky, včely, mravce) a rýb. Partenogenéza umožňuje živočíchom rýchlo vytvárať potomstvo bez potreby oplodnenia, čo môže byť výhodné v stabilnom prostredí s dostatkom zdrojov.

Neoténia

Neoténia je jav, pri ktorom živočích dosiahne pohlavnú zrelosť už v larválnom štádiu, teda ešte pred tým, než sa úplne vyvinie do dospelého jedinca. To znamená, že larva sa môže rozmnožovať, aj keď ešte neprešla všetkými štádiami vývinu. Tento fenomén sa vyskytuje u niektorých druhov mnohoštetinavcov a obojživelníkov (napr. axolotl).

Pohlavné znaky a dimorfizmus

Pohlavné znaky u živočíchov zohrávajú kľúčovú úlohu v ich reprodukčnom správaní a vo výraznom odlišovaní samcov od samíc, čím prispievajú k vzniku pohlavnej dvojtvárnosti (sexuálny dimorfizmus).

Jedince oddeleného pohlavia sa od seba odlišujú nielen samčími a samičími gonádami, ale aj inými morfologickými a funkčnými vlastnosťami.

Primárne pohlavné znaky

Primárne pohlavné znaky sú priamo spojené s rozmnožovacím systémom a ich prítomnosť v tele živočíchov sa označuje ako primárne pohlavné znaky. Patria sem:

• Pohlavné žľazy (vaječníky u samíc, semenníky u samcov), ktoré produkujú gaméty - vajíčka a spermie.
• Vývody týchto žliaz a prídavné žľazy, ktoré vylučujú látky potrebné pre oplodnenie alebo vývin zárodku.

Sekundárne pohlavné znaky

Sekundárne pohlavné znaky zahŕňajú rôzne morfologické, anatomické a behaviorálne charakteristiky, ktoré prispievajú k rozmnožovaciemu úspechu, ale nie sú priamo spojené s oplodnením. Medzi tieto znaky patria:

• Adaptácie na prichytenie samičky pri kopulácii (napr. predný pár nôh potápnika).
• Pomocné orgány na prechovávanie vajíčok a mláďat (napr. vak u vačkovcov).
• Špeciálne orgány na prenos spermií (napr. gonopódia u žralokov).
• Sfarbenie peria alebo srsti, ktoré slúži na prilákanie partnerov alebo zastrašenie konkurentov.
• Okrídlenosť a bezkrídlosť (u niektorých druhov hmyzu, kde tieto vlastnosti súvisia s reprodukčnými úlohami a líšia sa medzi pohlaviami alebo kastami).
• Signálne charakteristiky, ako sú pachové žľazy, ozdobné perie samcov vtákov, parohy u samcov cicavcov či sfarbenie samcov rýb v období neresu.

Tieto znaky môžu byť trvalé alebo dočasné, objavujúce sa len počas obdobia rozmnožovania (napr. svadobné tance, sezónne zmeny sfarbenia). Vývin sekundárnych pohlavných znakov je u stavovcov ovplyvňovaný hlavne steroidnými hormónmi, zatiaľ čo u hmyzu sú tieto znaky väčšinou determinované priamo geneticky.

Štruktúra a výživa vajíčka

Vajíčko má zvyčajne guľovitý tvar a patrí medzi najväčšie bunky v tele organizmu. Vo vnútri sa nachádza cytoplazma (nazývaná aj ooplazma), ktorá obsahuje mitochondrie a kvapôčky žĺtka. Žĺtok slúži ako zdroj výživy a stavebný materiál pre vyvíjajúci sa zárodok (embryo).

Množstvo vytvorených vajíčok a množstvo žĺtka vo vajíčku záleží na tom, v akom prostredí sa bude vajíčko vyvíjať a aká je jeho pravdepodobnosť prežitia v danom prostredí. Tiež živočíchy, ktoré sa vyvíjajú vo vnútri tela (vnútorné oplodnenie), majú vo vajíčku menej žĺtka (cicavce). Vajíčko živočíchov vyvíjajúcich sa mimo tela (vonkajšie oplodnenie) obsahuje veľa žĺtka a je chránené jedným alebo viacerými obalmi (bielkovinové, rôsolovité, kožovité, vápenaté), ktoré zabezpečujú ochranu zárodku.

Podľa toho, koľko žĺtka vajíčko obsahuje a ako je v ňom rozložené, delíme vajíčka na:

• Oligolecitálne a izolecitálne: Obsahujú málo žĺtka, ktoré je rovnomerne rozložené po celej cytoplazme (napr. ježovky).
• Mezolecitálne a heterolecitálne: Žĺtok je koncentrovaný na jednom konci - vegetatívnom póle (napr. ryby, obojživelníky).
• Polylecitálne a telolecitálne: Obsahujú veľké množstvo žĺtka, ktoré zaberá takmer celý objem vajíčka (napr. vtáky, plazy, niektoré ryby).

Oplodnenie (Fertilizácia)

Oplodnenie (fertilizácia) je proces, pri ktorom dochádza k splynutiu gamét opačného pohlavného typu, konkrétne vajíčka a spermie. Tento proces vedie k vytvoreniu zygoty, čo je oplodnené vajíčko.

Spôsoby oplodnenia

U živočíchov rozlišujeme dva spôsoby oplodnenia:

• Vonkajšie oplodnenie: K splynutiu gamét dochádza mimo tela matky, zvyčajne vo vodnom prostredí (typické pre väčšinu vodných živočíchov, napr. vodné bezstavovce, ryby a obojživelníky).
• Vnútorné oplodnenie: Gaméty splývajú vo vnútorných pohlavných orgánoch matky (typické pre väčšinu suchozemských živočíchov, napr. suchozemské bezstavovce, drsnokožce, plazy, vtáky, cicavce). Oplodnené vajíčka môžu byť potom kladené mimo tela, alebo vývin nastáva vo vnútri tela samičieho jedinca.

U väčšiny živočíchov, ktoré sa rozmnožujú vnútorným oplodnením, majú samce špecializované kopulačné orgány (napr. hemipenis u niektorých plazov, penis u cicavcov), ktorými počas pohlavného aktu (kopulácia, coitus) prenášajú spermie do tela samice.

Niektoré živočíchy, ktoré tiež využívajú vnútorné oplodnenie, nemajú kopulačné orgány. Namiesto toho samce vytvárajú spermatofory, čo sú akési nosiče spermií, ktoré umiestňujú buď na telo samice, alebo na miesto, kde ich samica neskôr vyzdvihne (napr. niektoré druhy hmyzu, pavúkov alebo mlokov).

Väčšina živočíchov je schopná rozmnožovať sa len v určitom období roka. Organizmus samíc v inom čase nie je pripravený na rozmnožovanie, čím je zabezpečený vývin mláďat v priaznivejších podmienkach. Existuje aj jav utajenej brezivosti, keď párenie prebehne v takom období, že po uplynutí normálnej doby brezivosti by sa mláďatá narodili do nepriaznivých podmienok.

Vývin mláďat a zárodku

Pri rozmnožovaní živočíchov existujú rôzne stratégie, ako sa mláďatá vyvíjajú a prichádzajú na svet:

Stratégie vývinu mláďat

• Vajcorodosť (oviparia): Samice kladú vajíčka, ktoré sa vyvíjajú mimo tela matky. Mláďatá sa liahnu z vajec, často až po určitom čase (väčšina vtákov, plazov, rýb a hmyzu).
• Vajcoživorodosť (ovoviviparia): Oplodnené vajíčka zostávajú v telesnej dutine samice (zvyčajne kloaka) a po vyliahnutí z vajíčka opustia telo samice. Mláďatá dostávajú výživu iba z vajíčka, nie priamo od matky.
• Živorodosť (viviparia): Mláďatá sa vyvíjajú priamo v tele matky a sú narodené živé. Matka poskytuje mláďatám živiny počas ich vývinu (väčšina cicavcov, niektoré druhy hadov a jašteríc, žraloky).

Rané štádiá vývinu zárodku (Ontogenéza)

Ontogenéza sa začína oplodnením vajíčka a končí sa smrťou. Zahŕňa obdobie od splynutia gamét a vzniku zygoty až po vyliahnutie alebo narodenie nového jedinca. Po oplodnení nasledujú tieto štádiá:

• Štiepenie (brázdenie): Oplodnené vajíčko sa mitotickým delením postupne brázdi, až vznikne guľovitý útvar - morula.
• Blastula: Ďalším množením buniek dochádza ku vzniku dutej gule - blastuly, ktorej vnútro vypĺňa prvotná telová dutina - blastocél.
• Gastrula: Z jednovrstvovej blastuly vznikne vakovitý, dvojvrstvový útvar - gastrula (vonkajšia vrstva - ektoderm a vnútorná - endoderm). Pri dvojstranne súmerných živočíchoch sa tvorí aj tretia zárodočná vrstva - mezoderm.

Vývin u človeka

U človeka prebieha vývin v maternici. Počiatočné mesiace vývinu sa označujú ako zárodok (embryo). Od začiatku tretieho mesiaca tehotenstva, keď už funguje placenta aj niektoré orgány, sa vyvíjajúci organizmus nazýva plod (foetus).

Z trofoblastu sa vytvára vonkajší plodový obal chorion, z ktorého sa vyvíja orgán placenta (plodový koláč). V placente sú cievy matky aj plodu, ale krv matky sa s krvou dieťaťa nemieša. S placentou je plod spojený pupoľnou šnúrou. Gravidita (brezivosť) trvá približne 270 dní.

tags: #pisomky #bio #rozmnozovanie #zivocichov