vnútorné a vonkajšie oplodnenie u živočíchov: rozdelenie, mechanizmy a ontogenéza

Je tiež, pri ktorom nový jedinec nevzniká spájaním pohlavných buniek, ale základ nového jedinca vytvárajú telové, tzv. živočíchy najmä vyššie sa môžu rozmnožovať až keď pohlavne dospejú. U živočíchov existuje pohlavná dvojtvarosť. To znamená, že samce sa odlišujú od samičiek morfologicky, napr. vonkajšie - typické pre väčšinu vodných živočíchov, kedy pohlavné bunky - samčie a samičie splynú vo vodnom prostredí mimo tela jedinca; vnútorné - typické pre väčšinu suchozemských živočíchov.

Pohlavná dvojtvarosť a základné pojmy

Pre väčšinu živočíchov platí, že sú oddeleného pohlavia, delia sa na samcov a samičky. Ten istý živočíšny druh sa odlišuje nielen morfologickými znakmi (farby, parohy, ...), ale aj fyziologickými znakmi - odlišnosťami samcov a samíc, čo je tzv. pohlavná dvojtvárnosť (sexuálny dimorfizmus).

Hlavička spermie je tvorená jadrom bunky a nesie genetickú informáciu. Úlohou spermie je oplodniť vajíčko, pričom jedno vajíčko môže oplodniť len jednu spermia. Samičie gamety vajíčka sa tvoria v ováriách - vaječníkoch. Vajíčka cicavcov sú malé. Samice produkujú v rozmnožovacom období rôzny počet vajíčok.

V čase párenia sa živočíchy správajú špecificky; väčšina voľne žijúcich živočíchov sa pári v presne vymedzenom období roka. Vajíčko vyvíja sa v rôznych typoch podľa množstva žĺtku a lokalizácie - od oligolecitálnych až po polylecitálne vajíčka; podľa miery žĺtka delíme vajíčka na telolecitálne, centrolecitálne a alecitálne.

Embryonálny vývin a typy oplodnenia

Rozmnožovanie (reprodukcia) zabezpečuje zachovanie druhu a je základ ontogenézy. Embryogenéza zahŕňa splynutie pohlavných buniek a vznikom zygoty, brázdenie oplodneného vajíčka a vznik zárodočných vrstiev. O oplodnení hovoríme, ak dôjde k spojeniu gamét.

Oplodnenie môže byť vonkajšie (mimotelové) alebo vnútorné (vnútroteľové). Vonkajšie oplodnenie sa vyskytuje vo vodnom prostredí a typické je pre vodné bezstavovce, väčšinu rýb a obojživelníky. Vnútorné oplodnenie je evolučná adaptácia na sucho a typické pre väčšinu suchozemských bezstavovcov, drsnokožce, plazy, vtáky a cicavce.

Pri vnútornom oplodnení majú samce často vyvinuté kopulačné orgány (napríklad párový hemipenis u šupinatých plazov, penis u cicavcov). Niektoré živočíchy s vnútorným oplodnením však nemajú pevné kopulačné orgány a používajú spermatofóry - slizovité puzdrá a nosiče spermií.

Rozmnožovanie a embryonálny vývoj v arte

Existujú tri základné stratégie vývoja mláďat: vajcorodosť (oviparia), vajcoživorodosť (ovoviviparia) a živorodosť (viviparia). Vajcorodosť kladie vajíčka a zárodok sa vyvíja mimo tela matky. Vajcoživorodosť znamená vývoj vnútri vajíčok, ktoré sa vyvíjajú v tele matky a mláďatá vyjdú vnútri alebo mimo tela. Živorodosť znamená, že mláďatá sa vyvíjajú priamo v tele matky a narodia sa živé.

Embryogenéza začína oplodnením vajíčka, pokračuje etapami moruly, blastuly a gastruly; z nich vzniká organogenéza, ktorá definuje konečnú podobu tela. Postembryonálny vývin zahŕňa rast, dospievanie a konečné rozmnožovanie.

Typy rozmnožovania

Nepohlavné (asexuálne, vegetatívne) rozmnožovanie zahŕňa vznik nového jedinca bez pohlavných buniek, z telových buniek matky. Potomstvo je geneticky zhodné s materským organizmom (klony). Hlavné spôsoby: delenie pozdĺžne alebo priečne, pučanie, schizogenéza a strobilácia u medúzovcov. U mnohobunkových živočíchov sú bežné aj schizogenéza, architómia, paratómia a metamerická disociácia u obrúčkavcov; reprodukčná autotómia sa vyskytuje u hviezdoviek a hadovíc.

Pohlavné (sexuálne) rozmnožovanie zahŕňa splynutie gamét, ktoré vznikajú redukčným delením (meióza). Gaméty môžu byť nerozlíšené (izogaméty) alebo rozlíšené (anizogaméty). Dve hlavné formy sú Gametogamia (splynutie gamét medzi jednotlivcami) a Gamontogamia (spájanie celých dospelých jedincov). Autogamia je samooplodnenie, kde gaméty pochádzajú z tej istej bunky.

Pohlavné rozmnožovanie u mnohobunkových živočíchov prebieha výlučne vo forme oogamie - vajíčko (makrogamet) + spermia (mikrogamet). Vajíčka sa vyvíjajú v ováriách, spermie v semenníkoch; u hubiek sú spermie a vajíčka často vytvárané priamo v mezoglei, a spermie sú prenášané vodným prúdom.

Gonochorizmus a hermafroditizmus

Rôznopohlavnosť (gonochorizmus) znamená, že samčie a samičie pohlavné bunky sa tvoria v oddelených jedincov. Väčšina živočíšnych druhov je gonochoristická. Obojpohlavnosť (hermafroditizmus) znamená, že jedinec produkuje súčasne pohlavné bunky oboch pohlaví; môže byť postupná (sekvenčná) alebo súčasná (simultánna). U niektorých ulitníkov môže existovať aj obojpohlavná žľaza nazývaná ovotestis. Ekologická adaptácia na prostredie môže vysvetľovať výskyt hermafroditizmu, najmä v riedkych populáciách alebo pri parazitickom spôsobu života.

Partenogenéza je zvláštny spôsob rozmnožovania, kde nový jedinec vzniká z neoplodneného vajíčka. Typy podľa pohlavia: telytokia (iba samice), arrhenotokia (iba haploidné samce) a amfitokia (obe pohlavia). Gynogenéza je pseudogamia, kde spermia stimuluje vývoj vajíčka, no genetický materiál oboch buniek sa nesplynie. Polyembryónia znamená vznik viacerých zárodkov z jednej zygoty. Neoténia opisuje jav, keď živočích dosiahne plnú pohlavnú zrelosť už vo larválnom štádiu.

Primárne a sekundárne pohlavné znaky

Primárne pohlavné znaky zahŕňajú reprodukčné orgány a vývody: vaječníky, semenníky a prídavné žľazy; sekundárne znaky sú fyzické a behaviorálne odlišnosti, ktoré zvyšujú šancu na párenie a reprodukčný úspech (ako sfarbenie, veľkosť, parohy, gonopódy, kopulačné aparáty a podobne).

Vajíčko a jeho štruktúra

Vajíčko má spravidla guľovitý tvar s cytoplazmou obsahujúcou žĺtok, ktorý poskytuje výživu pre zárodok. Žĺtok je dôležitý pre embryonálny a larválny vývin. Rozlišujeme podľa množstva žĺtka a jeho lokalizácie: oligolecitálne, mezolecitálne, polylecitálne; podľa distribúcie žĺtka: telolecitálne, centrolecitálne a alecitálne.

Skončenie a prechody: vzťah medzi oplodnením a vývinom

Oplodnenie vedie k vzniku zygoty a následne k embryonálnemu vývinu, ktorý zahŕňa morulu, blastulu a gastrulu, čo otvára cestu k organogenéze. Embryonálny vývin je chránený vajcovými obalmi alebo telom materského organizmu; postembryonálny vývin zahŕňa dospievanie a pripravenosť na rozmnožovanie. Typy oplodnenia a vývoja ovplyvňujú aj rozšírenie a stratégiu prežívania embryí a mláďat v prostredí.

Praktické poznámky a illustrácie

Infografika: Schéma vnútorného a vonkajšieho oplodnenia u živočíchov

Oplodnenie

Rozmnožovanie je jednou zo základných funkcií všetkých živočíchov, ktoré zabezpečuje pokračovanie rodu a prispieva k evolúcii druhu. Rozmnožovanie zahŕňa rôzne etologické, fyziologické a morfogenetické deje a prebieha rozmanitými spôsobmi v závislosti od typu živočícha.

Možno zhrnúť, že:

  • Nepohlavné rozmnožovanie je rýchle, geneticky klonálne a menej variabilné; často využívané u organizmov s výraznou regeneračnou schopnosťou.
  • Pohlavné rozmnožovanie zahŕňa redukčné delenie a spojenie gamét, vedie k zygote a genetickej variabilite nového jedinca.
  • Existujú dva hlavné spôsoby oplodnenia: vonkajšie a vnútorné, s adaptáciami na rôzne prostredia a skupiny živočíchov.
  • Vajíčka a spermie majú špecifické štruktúry a zloženie, ktoré odráža stratégiu vývinu a prežitia zárodku.

Najdôležitejšie poznámky o ontogenéze

Individuálny vývin živočícha sa nazýva ontogenéza a zahŕňa celý životný cyklus. Ontogenéza môže obsahovať aj rodozmenu (metagenézu) u primitívnych skupín. Embryogenéza je rozhodujúca pre organizáciu tela, zatiaľ čo postembryonálny vývin zahŕňa rast a dospievanie až po dospelosť a rozmnožovanie.

tags: #vnutorne #ajsie #oplodnenie