Reprodukce: co to je v biologii, metody nepohlavního a sexuálního rozmnožování, tabulka s příklady

Článek připravili specialisté ze vzdělávací služby Zaochnik.

Jak služba funguje

Přepodavatel biologie a chemie

Definice a podstata reprodukčního procesu

Reprodukce živých organismů a její funkce se liší od ostatních funkcí živého organismu. Jeho hlavním rozdílem je zachování druhu a vůbec všeho živého. To je odpověď na otázku, jaká je biologická role reprodukce.

Co je reprodukce v biologii?

Reprodukce je schopnost živých organismů reprodukovat svůj vlastní druh.

Proces reprodukce je založen na přenosu dědičné informace ve formě molekul nukleových kyselin – DNA nebo RNA – z rodičovských forem do dceřiných forem. V průběhu mnoha milionů let přírodní výběr přispěl k rozvoji různých metod rozmnožování v živých organismech. Všechny způsoby rozmnožování organismů spadají do dvou skupin: asexuální typ rozmnožování a sexuální typ rozmnožování.

Vlastnosti a biologický význam nepohlavní reprodukce

Jaký je biologický význam asexuálního rozmnožování?

Asexuální forma reprodukce se provádí pomocí jednotlivých nereprodukčních buněk. V tomto případě mají dceřiné formy živých organismů stejnou genetickou sadu jako rodiče.

Existují dvě možnosti, jak může dojít k nepohlavnímu rozmnožování u prokaryot, jednobuněčných rostlin, hub a živočichů: buď v důsledku přímého buněčného dělení na dvě nebo do mnoha dceřiných buněk, nebo v důsledku tvorby spor.

V prvním případě se objevují dvě dceřiné buňky – jsou poloviční než mateřská buňka. Živí se, rostou a následně se začnou rozmnožovat, když dosáhnou velikosti mateřské buňky.

Pučení je typ buněčného dělení, při kterém je jedna z buněk větší než druhá.

Tento typ dělení najdeme například u kvasinek.

Vícenásobné dělení je založeno na opakovaném dělení jádra a po cytoplazmě na tvorbě mnoha malých mononukleárních dceřiných buněk. Tento typ reprodukce lze pozorovat u Plasmodium falciparum.

Pomocí spor nebo sporulace dochází k rozmnožování u mnoha eukaryot: řas, hub, mechu, kapradin, přesliček a mechů). Spory lze nalézt i mezi bakteriemi. Bakteriální spory jsou však jednobuněčné útvary s hustou schránkou. Taková skořápka je potřebná, aby se vyrovnala s nepříznivými podmínkami nebo jako u parazitických organismů infikovala jiné organismy.

K tvorbě eukaryotických spor dochází ve speciálních orgánech – sporangiích. U rostlin dochází ke střídání sporulace a pohlavního procesu: jedná se o generační změnu v životním cyklu.

Z toho, co je popsáno výše, je zřejmé, jaký je biologický význam nepohlavní reprodukce.

Vlastnosti a biologický význam vegetativního množení

Mnoho vědců mluví o vegetativním rozmnožování jako o formě nepohlavního rozmnožování. Někteří považují tuto možnost reprodukce za samostatnou formu. jaký je jeho význam?

Charakteristickým rysem vegetativního rozmnožování je, že k procesu dochází pomocí části těla těla matky.

Například řasy a houby se rozmnožují pomocí oddělených částí těla – prostřednictvím fragmentace. Vyšší rostliny mají pro tento účel speciální vegetativní orgány. Jedná se o tyto díly:

• zastavit;
• prostěradlo;
• žárovky;
• oddenky;
• antény;
• ledviny.

Některé coelenteráty (sladkovodní hydra) se vyznačují pučením. Vegetativní rozmnožování je také běžné u jiných bezobratlých, jako jsou houby, kroužkovci a ostnokožci.

Význam nepohlavní reprodukce je poměrně velký. V některých případech je to jediný způsob, jak zanechat potomky. Tento způsob rozmnožování je vhodný pro druhy, které mají krátký životní cyklus – v tomto případě dochází během krátké doby k rychlému nárůstu počtu jedinců.

Biologická role nepohlavního rozmnožování může spočívat i v tom, že v tomto případě je genetická sada potomstva identická s rodičem. Dlouhodobá stabilita podmínek prostředí vede k realizaci procesů idioadaptace organismů a druhů.

Lidé tuto vlastnost využívají při rozmnožování odrůd kulturních rostlin.

Vlastnosti a význam pohlavního rozmnožování

Pohlavní rozmnožování je způsob rozmnožování, jehož výsledkem je spojení genetického obsahu dvou buněk.

Existují dvě formy sexuálního procesu: konjugace a kopulace. Mezi prvoky se obvykle nachází konjugace, která se vyznačuje dočasným kontaktem dvou buněk a výměnou genetické informace pomocí cytoplazmatických můstků mezi buňkami.

Sexuální proces mnohobuněčných organismů probíhá pomocí speciálních zárodečných buněk – gamet. V důsledku splynutí dvou gamet vzniká zygota – tedy oplodněné vajíčko, ze kterého se vyvíjí embryo nového organismu.

Kopulace je proces fúze dvou pohlavních buněk.

Jaký je biologický význam sexuální reprodukce? Význam této možnosti reprodukce spočívá v tom, že při výměně genetické informace se zvyšuje diverzita genotypů živých organismů. A to je zárukou přežití druhu v měnících se podmínkách prostředí.

Pojem reprodukce – co je to za proces v biologii

Schopnost rozmnožování je živým organismům vlastní, díky čemuž mohou reprodukovat svůj vlastní druh. Tímto způsobem je zajištěn nepřetržitý životní proces a kontinuita života po mnoho generací.

Reprodukce je nezbytná pro sebereprodukci živých organismů, zaručuje existenci druhu. Základem reprodukce je přenos genetické informace, která je prezentována ve formě DNA.

Reprodukce představuje nárůst počtu organismů určitého druhu, který je způsoben jejich rozmnožováním a zajišťuje kontinuitu a nepřetržitý proces života v řadě generací.

Opatrně! Pokud učitel v práci odhalí plagiát, nelze se vyhnout velkým problémům (až vyloučení). Pokud nemůžete napsat sami, objednejte zde.

Reprodukce neboli sebereprodukce je proces, při kterém živý organismus vytváří nový organismus, který je mu geneticky podobný.

Pojem sukcese je přenos veškeré genetické informace, kterou vlastní rodičovští jedinci, na další generaci v procesu reprodukce jedinců. Kontinuita života je dlouhá a neomezená existence druhů a populací organismů, která je dána střídáním generací.

Životní cyklus označuje soubor stádií a fází, během kterých se organismus vyvíjí, počínaje vznikem zygoty a konče nástupem dospělosti, charakterizované schopností existovat a reprodukovat nové jedince.

Životní cykly mohou být jednoduché nebo složité. Zvláštností jednoduchého životního cyklu je, že se plně realizuje, zatímco jeden jedinec zachovává život a obecný plán stavby organismu. Ve složitém životním cyklu se střídají pohlavní a nepohlavní generace (u rostlinných organismů), nebo lze pozorovat jev metamorfózy, který je typický pro některá zvířata.

Formy rozmnožování organismů, charakteristika

Evoluční proces zahrnuje nezávislý vývoj a formování různých skupin organismů. To je dáno různými způsoby a strategiemi rozmnožování. Přežití a existence těchto skupin svědčí o účinnosti různých metod realizace tohoto procesu. Různé reprodukční schémata se dělí do dvou hlavních skupin:

• nepohlavní rozmnožování;
• pohlavní rozmnožování.

Nepohlavní

Asexuální reprodukce je typ rozmnožování, který zahrnuje účast jednoho rodičovského jedince na rozmnožování a vývoj jeho potomka z jediné nepohlavní (somatické) buňky nebo skupiny takových buněk patřících k rodičovskému organismu.

Dceřiné organismy, které vznikly nepohlavním rozmnožováním, se nazývají klony.

Mezi rysy nepohlavního rozmnožování lze rozlišit následující klíčové principy:

• dceřiné organismy se vyznačují genotypem, který je identický s genotypem rodičovského jedince;
• velký počet potomků;
• vytvářet obtíže pro evoluci tím, že poskytuje materiál, který ovlivňuje stabilizaci přirozeného výběru.

Klony Potomci jednoho organismu s genetickou homogenitou, kteří vznikli v procesu nepohlavního rozmnožování, a také buňky vzniklé během mitotického dělení jedné buňky, se nazývají.

Metody nepohlavního rozmnožování rostlin a živočichů

Nepohlavní rozmnožování může být realizováno různými způsoby. Mezi hlavní formy nepohlavního rozmnožování jednobuněčných organismů patří:

• dělení buněk na dvě buňky, charakteristické pro bakterie a prvoky, včetně améb, nálevníků a euglen;
• pučení, jako proces dělení buněk na části, které si nejsou rovny, při kterém se nejmenší buňka odděluje od větší, což je typické pro kvasinky a některé druhy bakterií;
• vícenásobné dělení neboli schizogonie ve formě vícenásobného dělení jádra mateřské buňky, v důsledku čehož se z buňky vytvoří určitý počet dceřiných buněk, z nichž každá má jedno jádro, což je typické pro nejjednodušší organismy a některé řasy;
• Sporulace nebo sporogonie je rozmnožování doprovázené tvorbou spor, které lze pozorovat u řas, bakterií a prvoků ve formě sporozoanů.

Výtrus je jednobuněčné embryo nebo buňka, která se po umístění do příznivého prostředí vyvine a vytvoří nového jedince.

Spory jsou nutně pokryty skořápkou, která chrání její vnitřní obsah před nepříznivými vlivy vnějšího prostředí.

ledviny se nazývají seskupené buňky, které tvoří výběžek na těle mateřského jedince, ze kterého se tvoří dceřiné organismy.

Mezi formami nepohlavního rozmnožování mnohobuněčných organismů lze rozlišit:

1. Tvorba spor je typická pro mechy, přesličky a kapradiny.
2. Pučení je rozmnožování nových organismů tvorbou a následným oddělováním pupenů (hydry, houby), přičemž v některých případech (korálové polypy) se oddělující pupeny netvoří, ale v tomto procesu se tvoří kolonie. U některých druhů střevle lze pozorovat strobilaci, při níž je horní část polypu rozdělena příčnými zúženími, v důsledku čehož se tvoří dceřiné jedince neboli strobili, které se následně oddělují od mateřského organismu.
3. Vegetativní rozmnožování – probíhá prostřednictvím úlomků těla ve formě mycelia u hub, stélky u řas a lišejníků. Rozmnožování vegetativními orgány znamená, že dceřiné jedince se tvoří ze stonku (rybíz), oddenku (pšeničná tráva), hlízy (brambor), cibule (cibule), což je typické pro kvetoucí rostliny.
4. Fragmentace je tvorba nových jedinců z oddělených částí mateřského organismu, ke které dochází u některých druhů ploštěnců a kroužkovců.

Sexuální

na sexuální reprodukci Proces rozmnožování zahrnuje dva rodičovské organismy. V tomto případě se nový jedinec tvoří ze zygoty, která vzniká splynutím samčích a samičích reprodukčních buněk, nazývaných gamety.

Charakteristické znaky pohlavního rozmnožování jsou:

• přítomnost pohlavního procesu;
• zajištění výměny dědičných informací mezi organismy, které patří ke stejnému druhu;
• předpoklady pro dědičnou variabilitu;
• záruka rozmanitého potomstva;
• zvyšování schopnosti jednotlivců přizpůsobit se neustále se měnícímu prostředí;
• vytváření podmínek pro realizaci mechanismů přirozeného výběru a evoluce;
• malý počet potomků;
• rozšíření této formy rozmnožování u zvířat a vyšších rostlin. Lze ji nalézt u všech eukaryot.

Sexuální proces je série událostí, jejichž prostřednictvím si jedinci patřící ke stejnému druhu vyměňují dědičnou informaci a vytvářejí se podmínky pro vznik dědičné variability.

Hlavní formy sexuálního procesu jsou:

• časování;
• kopulace neboli gametogamie.

Bakterie vykazují i další formy pohlavního rozmnožování. Patří mezi ně transformace a transdukce.

Konjugaci lze pozorovat v procesu rozmnožování nálevníků, některých druhů bakterií, řas a hub. Tento proces spočívá v oplodnění pomocí výměny migrujících jader, která se pohybují z buňky jednoho organismu do buňky jiného podél cytoplazmatického můstku, který se mezi nimi tvoří.

Během konjugace se počet organismů nezvyšuje a jejich rozmnožování probíhá nepohlavně, tj. dělením na dvě části.

Během kopulace neboli gametogamie se dvě buňky různého pohlaví splynou v gamety, což vede k vytvoření zygoty. Při tomto procesu se ze dvou jader gamet vytvoří jedno jádro zygoty. Kopulace je také pohlavní proces u zvířat, která mají kopulační orgány, a spojení během pohlavního rozmnožování dvou organismů, které nemají pohlavní orgány, jako jsou žížaly.

Metody pohlavního rozmnožování

Pohlavní rozmnožování probíhá v různých formách: bez oplodnění a s oplodněním.

Organismy, které se vyznačují pohlavním rozmnožováním, se rozlišují podle svých pohlavních orgánů:

1. Gametangia mají nižší rostliny a mnoho druhů hub.
2. Vyšší sporové rostliny mají antheridie ve formě samčích orgánů a archegonie ve formě samičích orgánů.
3. Semenné rostliny se rozmnožují pomocí pylových zrn, což jsou samčí orgány, a embryonálních vaků, což jsou samičí orgány.
4. Zvířata mají pohlavní žlázy neboli pohlavní žlázy ve formě varlat u samců a vaječníků u samic.
5. Houby a střevní dutiny nemají pohlavní orgány; gamety v těchto organismech se tvoří z různých somatických buněk.

Proces, při kterém dochází ke splynutí samčích a samičích reprodukčních buněk neboli gamet, se nazývá oplodnění. Výsledkem oplodnění je vznik zygoty.

Zygota je oplodněná diploidní vajíčka, která nese dědičné vlastnosti od obou rodičů.

Zygota vzniká spojením gamet různého pohlaví. Následně se transformuje v nového dceřiného jedince. Ve vzácných případech, což je typické pro některé druhy řas a hub, se zygota pokryje hustou membránou a transformuje se v zygosporu.

Ovum – jedná se o ženskou reprodukční buňku.

Vaječná buňka má zpravidla kulovitý tvar a je výrazně větší než somatické buňky. Vaječná buňka se vyznačuje nehybností a také vysokou koncentrací živin, které jsou reprezentovány žloutkovými zrny a bílkovinami.

Sperm – jedná se o mužskou reprodukční buňku.

Spermie jsou malé a vysoce pohyblivé. Pohybují se pomocí jednoho nebo více bičíků. Tyto samčí buňky se nacházejí u samců zvířat, některých hub a mnoha rostlin, jejichž rozmnožování probíhá ve vodním prostředí.

Buňka se skládá z hlavy, krčku a ocasu. Hlava má jádro s haploidní sadou chromozomů. Krk se skládá z mitochondrií, které generují energii pro pohyb spermií, a centriolu, který zajišťuje oscilační pohyby bičíku.

Krytosemenné rostliny a nahosemenné rostliny mají pohlavní buňky, které nemají bičíky. Tyto buňky se nazývají spermie. Do vajíček jsou dopraveny pylovými láčkami.

Gametogeneze je proces tvorby a vývoje zárodečných buněk.

Spermatogeneze je proces, při kterém se ve varlatech tvoří samčí reprodukční buňky neboli samčí gamety. Oogeneze je proces tvorby vajíček neboli samičích gamet, který probíhá ve vaječnících.

• rozmnožování formou mitotického dělení primárních diploidních pohlavních buněk tkáně semenných kanálků varlat nebo vaječníků;
• růst během interfáze buněčného cyklu, doprovázený nárůstem spermatogonií a oogonií prostřednictvím zvětšení jejich cytoplazmy, replikace DNA a tvorba druhé chromatidy, tvorba spermatocytů prvního řádu a oocytů prvního řádu;
• zrání formou meiotického dělení ve dvou fázích;
• formace.

Partenogeneze nebo panenská reprodukce je vývoj jedince z neoplodněného vajíčka.

Partenogeneze je dvojího typu:

• haploidní, typický pro včely a mravence;
• diploidní, charakteristický pro nižší korýše, některé druhy ještěrek.

Před oplodněním dochází k inseminaci.

Inseminace – je proces, který zajišťuje setkání spermie a vajíčka.

Inseminace se dělí na:

• vnější, což je typické pro obyvatele vodního prostředí, kteří uvolňují vajíčka a spermie do vody pro jejich následné splynutí;
• vnitřní, prováděné s pomocí kopulačních orgánů, které mají suchozemci.

Savci a lidé mají vajíčka, která jsou přizpůsobena k oplodnění prostřednictvím ovulace.

Ovulace je název pro uvolňování zralých buněk do tělní dutiny u savců.

Frekvence ovulace je určena vlastnostmi nervového systému těla a hormony endokrinního systému.

Hnojení se skládá z několika fází:

• spermie proniká do vajíčka, což je doprovázeno tvorbou oplodňovací membrány ve vajíčku, která působí jako bariéra pro ostatní spermie;
• jádra se slučují, diploidní sada chromozomů se obnoví;
• Zygota se začíná vyvíjet a tvoří se mitotické vřeténko, které vede k dělení zygoty.

Dělení organismů podle pohlaví

Primární pohlavní znaky organismů jsou určeny přítomností pohlavních orgánů. Všechny ostatní znaky odlišující jedince různého pohlaví jsou považovány za sekundární pohlavní znaky. Jejich souhrn se nazývá pohlavní dimorfismus. Tyto znaky organismu jsou určeny vlivem pohlavních hormonů.

V závislosti na přítomnosti pohlavních orgánů se organismy klasifikují takto:

• dvoudomý;
• bisexuál nebo hermafrodit.

Jedinci, kteří mají pouze jeden typ genitálií, tj. samičí nebo samčí, se nazývají dvoudomí. Tento typ je v přírodě rozšířený. Organismy se všemi typy genitálií, tj. mající samičí i samčí genitálie, se považují za hermafroditické.

Příklady bisexuálních organismů jsou střevlíci, ploštěnci, máloštětinatci, pijavice, korýši, měkkýši. Kromě toho jsou květy krytosemenných rostlin většinou hermafroditní. Fenomén hermafroditismu lze pozorovat u přisedlých nebo nepohyblivých organismů.

Vlastnosti ontogeneze

Ontogeneze je proces, ve kterém vývoj organismu probíhá individuálně od jeho vzniku až do okamžiku smrti.

Jednobuněčné živé organismy (jako jsou prvoci nebo bakterie) se vyznačují ontogenezí, která je téměř identická s buněčným cyklem. Začátek tohoto procesu se shoduje se vznikem nového jednobuněčného jedince, tj. s okamžikem rozdělení mateřské buňky na polovinu.

Konec ontogeneze je spojen s dalším dělením takového organismu, nebo se proces zastaví v důsledku úmrtí jedince v důsledku vystavení nepříznivým faktorům.

U mnohobuněčných druhů charakterizovaných nepohlavním rozmnožováním se začátek procesu ontogeneze shoduje s okamžikem oddělení skupiny buněk mateřského organismu. Jako příklad si můžeme uvést, jak hydra pučí. Tento organismus během dělení vytváří nové jedince, kteří mají své vlastní charakteristiky a vlastnosti.

U pohlavně se rozmnožujících organismů odpovídá začátek ontogeneze okamžiku oplodnění. Následně se vytvoří zygota, což je první buňka nového jedince. Během ontogeneze organismus roste, zvětšuje svou hmotnost a rozměry a také prochází fází diferenciace.

Pojem ontogeneze zavedl v roce 1866 T. Haeckel. Podle této terminologie je ontogeneze implementací dědičné informace. S její pomocí se geny rodičovských organismů přenášejí na nového jedince ve formě jakési instrukce o tom, jakým změnám bude podroben, což zajišťuje normální průběh života.

• embryonální, začíná tvorbou zygoty a končí klíčením semen u rostlin nebo narozením nového jedince u zvířat;
• postembryonální, začíná klíčením semen u rostlin nebo narozením u živočichů a končí smrtí organismu.