Rozmnožovanie živočíchov

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

Rozmnožovanie živočíchov môžeme rozdeliť na 2 základné typy:

1. nepohlavné (asexuálne, vegetatívne) – nový jedinec vzniká priamo z materského organizmu, buď jeho rozdelením, alebo zo somatických buniek
2. pohlavné (sexuálne) – zahŕňa splynutie dvoch pohlavných buniek (gamét), ktoré vznikajú v špecializovaných rozmnožovacích orgánoch

Nepohlavné rozmnožovanie link

Pri nepohlavnom rozmnožovaní nedochádza k vzniku špecializovaných pohlavných buniek, ale nových jedinec vzniká z materského organizmu mitotickým delením buniek. Nepohlavné rozmnožovanie nie je výhodné z hľadiska vývoja druhu, pretože nevedie k zvýšeniu genetickej variability. Všetci potomkovia sú geneticky identickí s materským jedincom, čo obmedzuje schopnosť druhu adaptovať sa na meniace sa podmienky prostredia. Pre evolúciu a dlhodobý vývoj druhu je genetická diverzita dôležitá, a tá sa dosahuje hlavne pohlavným rozmnožovaním.

Nepohlavné rozmnožovanie prvokov link

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. Najčastejšou formou je binárne delenie, kde sa materská bunka rozdelí na dve dcérske bunky, buď pozdĺžne (napr. bičíkovce, červenoočká) alebo priečne (napr. nálevníky).

Okrem binárneho delenia existuje aj polytómia, kde sa jadro mnohonásobne rozdelí bez rozdelenia cytoplazmy, čo vedie k tvorbe mnohojadrových buniek, z ktorých sa neskôr oddelia jednojadrové dcérske bunky (napr. dierkavce a mrežovce).

Ďalšou formou je pučanie, kde nový jedinec vzniká z výbežkov na materskej bunke (napr. nálevníky).

Nepohlavné rozmnožovanie mnohobunkovcov link

U mnohobunkových živočíchov existuje viacero spôsobov nepohlavného rozmnožovania.

U živočíchov s vysokou regeneračnou schopnosťou, akými sú napr. mechúrniky a ostnatokožce, sa stretávame s delením materského organizmu na dve alebo aj viac častí. U polypovcov sa tento proces nazýva fisipária, u hviezdoviek a hadovíc reprodukčná autotómia.

Pučanie (gemipária) je ďalší spôsob nepohlavného rozmnožovania, pri ktorom nový jedinec vyrastá z malej skupiny buniek na tele materského organizmu. Tento proces môže byť vonkajší (napr. u polypov) alebo vnútorný (napr. u hubiek).

Strobilácia je typ nepohlavného rozmnožovania u medúzovcov, pri ktorom dochádza k opakovanému priečnemu deleniu polypového štádia, čo vedie k tvorbe mladých medúz (ephiry).

Metamerická disociácia je spôsob, pri ktorom sa telo niektorých obrúčkavcov rozpadne na viacero častí, z ktorých každá môže vytvoriť nového jedinca.

Pohlavné rozmnožovanie link

Pohlavné rozmnožovanie zahŕňa tvorbu špecializovaných pohlavných buniek, nazývaných gaméty. Existujú dva typy gamét:

1. samičia pohlavná bunka (makrogaméta, vajcová bunka, vajíčko) – štandardne väčšia, nepohyblivá bunka
2. samčia pohlavná bunka (mikrogaméta, spermatická bunka, spermia) – štandardne menšia, pohyblivá bunka

Obe gaméty vznikajú redukčným meiotickým delením a sú haploidné, teda obsahujú polovičný počet chromozómov. Ich splynutím vzniká diploidná zygota, ktorá je základom nového jedinca. Pohlavné rozmnožovanie je prítomné nielen u mnohobunkových živočíchov, ale aj u mnohých druhov prvokov.

Pohlavné rozmnožovanie prvokov link

U prvokov, ktoré sú jednobunkové organizmy, sa pohlavné rozmnožovanie tiež deje, ale trochu iným spôsobom ako u mnohobunkových živočíchov.

V prípade gametogamie ide o to, že prvok (napríklad améba alebo bičíkovec) dokáže vytvoriť špeciálne pohlavné bunky, ktoré nazývame gaméty. Tieto gaméty sú menšie, špecializované bunky, ktoré sa vytvoria buď tak, že sa prvok rozdelí na viaceré malé časti, alebo ich jednoducho uvoľní. Tieto gaméty potom hľadajú iné gaméty z iných prvokov, aby sa spojili. Keď sa dve gaméty (samčia a samičia) stretnú, splynú do jednej novej bunky, ktorá má kombinovanú genetickú informáciu od oboch rodičov. Izogamia je splynutie dvoch tvarovo a veľkostne rovnakých pohlavných buniek (izogaméty), zatiaľ čo anizogamia je splynutie dvoch tvarovo a veľkostne odlišných buniek (anizogaméty).

Gamontogamia sa od gametogamie odlišuje tým, že samotné dospelé bunky vystupujú v pozícii samčej a samičej bunky, a teda špecializované gaméty tu nie sú. Príkladom tohto procesu je napr. konjugácia u nálevníkov, pri ktorej sa dva jedince dočasne spoja a vymenia si genetický materiál. V tomto procese si každý jedinec rozdelí jadro na dve, z ktorých jedno (micronucleus, migratórne jadro) putuje do druhého jedinca. Po výmene tieto nové jadrá splynú s pôvodným jadrom v každom jedincovi, čím sa obnoví genetická informácia. Po skončení konjugácie sa jedince oddelia a každý z nich sa následne delí na dva nové jedince, čím vzniknú štyri jedince, ktoré pokračujú v ďalšom vývoji.

Pohlavné rozmnožovanie mnohobunkovcov link

Pohlavné rozmnožovanie u mnohobunkových živočíchov prebieha vždy ako oogamia. Pri oogamii sa samičia pohlavná bunka (vajíčko) spája so samčou pohlavnou bunkou (spermiou). Vajíčka sú nepohyblivé a väčšie, zatiaľ čo spermie sú malé a pohyblivé.

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.

Podobne, ako to je v prípade jedno- a dvojdomých rastlín, 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
• obojpohlavné (hermafroditizmus) – samčie a samičie pohlavné bunky sa tvoria v jednom jedincovi

Hermafroditizmus môže prebiehať dvoma spôsobmi: 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) .

Hermafroditizmus predstavuje ekologickú adaptáciu, ktorá sa vyskytuje v prípadoch, keď je populácia riedka alebo keď živočíchy majú obmedzenú pohyblivosť či parazitický spôsob života. Väčšina živočíchov sú gonochoristy.

Iné spôsoby rozmnožovania link

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

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, obojživelníkov (napr. u niektorých mlokov) a hmyzu.

Pohlavné znaky link

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

Pohlavné znaky u živočíchov sa delia na dve skupiny:

1. primárne pohlavné znaky - sú priamo spojené s rozmnožovacím systémom
2. sekundárne pohlavné znaky - zahŕňajú rôzne morfologické, anatomické a behaviorálne charakteristiky, ktoré prispievajú k rozmnožovaciemu úspechu, ale nie sú priamo spojené s oplodnením

Primárne pohlavné znaky predstavujú základné reprodukčné orgány a štruktúry. Patria sem pohlavné žľazy, ako sú vaječníky u samíc a semenníky u samcov, ktoré produkujú gaméty – vajíčka a spermie. K primárnym znakom patria aj vývody týchto žliaz a prídavné žľazy, ktoré vylučujú látky potrebné pre oplodnenie alebo vývin zárodku.

Sekundárne pohlavné znaky sú rôznorodé a zahŕňajú fyzické a behaviorálne vlastnosti, ktoré odlišujú samce a samice, ale nesúvisia priamo s oplodnením. Patria sem adaptácie na prichytenie samičky pri kopulácii (napr. predný pár nôh potápnika), pomocné orgány na prechovávanie vajíčok a mláďat (napr. vak u vačkovcov), alebo špeciálne orgány na prenos spermií, ako sú gonopódia u žralokov. 

Zvláštnu úlohu medzi sekundárnymi znakmi zohráva sfarbenie peria alebo srsti, ktoré slúži na prilákanie partnerov alebo zastrašenie konkurentov. Okrídlenosť a bezkrídlosť môžu byť tiež sekundárnymi pohlavnými znakmi, napríklad u niektorých druhov hmyzu, kde tieto vlastnosti súvisia s reprodukčnými úlohami a líšia sa medzi pohlaviami alebo kastami. 

Sekundárne znaky môžu zahŕňať aj 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. Tento komplexný systém pohlavných znakov zabezpečuje úspešné rozmnožovanie a prispieva k dlhodobému prežitiu druhu.

Typy vajíčok link

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 žĺtka vo vajíčku sa líši u rôznych živočíchov.

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 – vegetatívny pól (napr. žaby)
• polylecitálne – obsahujú veľké množstvo žĺtka a delia sa na:
  • telolecitálne – žĺtok zapĺňa takmer celé vajíčko (vajíčka plazov a vtákov)
  • centrolecitálne – cytoplazma tvorí tenkú vrstvu na povrchu vajíčka, pričom jadro s malým množstvom cytoplazmy sa nachádza v strede a medzi týmito dvoma vrstvami sa nachádza žĺtok (vajíčka hmyzu)
• alecitálne – sú bez žĺtka, pretože výživa embrya je zabezpečená prostredníctvom placenty, a nie zo žĺtka v samotnom vajíčku (vajíčka cicavcov)

Oplodnenie link

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.

U živočíchov rozlišujeme dva spôsoby oplodnenia:

1. vonkajšie oplodnenie – k splynutiu gamét dochádza mimo tela matky (vodné bezstavovcov, rýb a obojživelníkov)
2. vnútorné oplodnenie – gaméty splývajú vo vnútorných pohlavných orgánoch matky (väčšina suchozemských bezstavovcov, drsnokožce, plazy, vtáky, cicavce)

U väčšiny živočíchov, ktoré sa rozmnožujú vnútorným oplodnením, majú samce špecializované kopulačné orgány (napr. hemipenis u niektorých plazov, penis u cicavcov), ktorým prenášajú počas pohlavného aktu (kopulácia, coitus) 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). Vtáky tak isto väčšinou nemajú penis, ale spermie prenášajú prostredníctvom kloaky.

Vývin mláďat link

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

Oviparia je spôsob rozmnožovania, pri ktorom samice kladú vajíčka, ktoré sa vyvíjajú mimo tela matky. Mláďatá sa vyliahnu z vajec, často až po určitom čase (väčšina vtákov, plazov, rýb a hmyzu).

Viviparia je spôsob rozmnožovania, pri ktorom sa mláďatá vyvíjajú priamo v tele matky a sú narodené živé, teda nie v podobe vajec. Matka poskytuje mláďatám živiny počas ich vývinu (väčšina cicavcov, niektoré druhy hadov a jašteríc, žraloky).

Ovoviviparia je medzistupeň medzi vivipariou a ovipariou, pri ktorom sa vajíčka vyvíjajú a liahnu vo vnútri tela matky, ale mláďatá dostávajú výživu iba z vajíčka, nie priamo od matky. Mláďatá sa teda liahnu tesne pred alebo po narodení (niektoré druhy rýb a plazov – jašterice, hady).