Rozmnožování a vývoj živočichů
Rozmnožování živočichů
Rozmnožování - jeden z charakteristických znaků organizmů. Uskutečňuje se pohlavně nebo nepohlavně.
Nepohlavní rozmnožování - nevytvářejí se specializované pohlavní buňky = nový jedinec je tvořen z tělních buněk mateřského jedince - je běžné u prvoků, z mnohobuněčných často u přisedlých, nepohyblivých nebo cizopasníků. - rychlý způsob rozmnožování - uplatňuje se za příznivých podmínek - umožní rychlé zvýšení počtu jedinců druhu - umožní rozmnožení i přisedlých živočichů, kde by setkávání jedinců k rozmnožování bylo problémem
Nepohlavní rozmnožování u prvoků Dojde k mitotickému dělení jádra, a potom k rozdělení cytoplazmy. Často vznik kolonií - jedinci spojeni společným rosolovitým obalem, nebo výběžky cytoplazmy.
Rozlišujeme: 1. Množení dělením 2. Množení rozpadem 3. Množení pučením
1. Nepohlavní rozmnožování prvoků dělením
- nejčastější - mateřský jedinec se podélně (bičíkovci) nebo příčně (nálevníci) rozdělí na 2 dceřiné jedince - organely se regenerují po rozdělení, případně se vytvářejí před rozdělením - případná pevná schránka se rozdělí na 2, nebo si ji jeden jedinec nechá a druhý vyrobí.
2. Nepohlavní rozmnožování prvoků rozpadem - nejdříve se mnohonásobně rozdělí jádro - kolem jader se soustředí okrsky cytoplazmy - nakonec se mateřský jedinec rychle rozpadne na mnoho dceřiných buněk
3. Nepohlavní rozmnožování prvoků pučením
- zřídka - na mateřské buňce, která se nemění, vznikají výrůstky - pupeny - po mitóze sem přecházejí jádra - pupen roste a po čase se osamostatňuje, dále roste a mění se
Nepohlavní rozmnožování u mnohobuněčných - nový jedinec vzniká vždy ze skupiny buněk mateřského organizmu - často u skupin s velkou schopností regenerace (ostnokožci, kroužkovci...)
1. Množení dělením 2. Množení pučením
Nepohlavní rozmnožování dělením u mnohobuněčných - mateřský jedinec se podélně nebo příčně dělí a ztrácí při dělení svoji individualitu - chybějící orgány a části těla se nahrazují Například příčné dělení medůzovců - postupné odškrcování:
Nepohlavní rozmnožování dělením u mnohobuněčných Zvláštní typ dělení - polyembryonie - dělení ve stádiu zárodečného vývoje. Rozrýhované vajíčko se rozpadne na 2 nebo více skupin a každá skupina dá vznik samostatnému jedinci. U parazitických blanokřídlých. Čím je vzniklých larev více, tím je větší pravděpodobnost, že některá najde vhodného hostitele. U obratlovců je polyembryonie u pásovců - z 1 základu 4 - 12 zárodků. Nahodile u mnoha savců včetně člověka - jednovaječná dvojčata.
2. Nepohlavní rozmnožování pučením u mnohobuněčných: - mateřský organizmus si zachová svou celistvost a nový jedinec se vyvíjí jen z malé skupiny buněk jeho těla - pupeny mohou vznikat na libovolných místech těla, nebo na zvláštních, k tomu účelu vyvinutých výrůstcích
- houby Porifera - pláštěnci - žahavci
Pohlavní rozmnožování - sexuální rozmnožování - vývoj a splývání pohlavních buněk - vytvoří se pohlavní buňky = gamety - haploidní a ty splynou v zygotu - diploidní - ze zygoty vznikne nový jedinec - v zygotě se kombinují geny obou rodičů a potomci tak mají rozšířenou dědičnost - větší adaptabilita na měnící se podmínky prostředí - pohlavně se rozmnožují téměř všichni mnohobuněční živočichové a většina prvoků
Pohlavní rozmnožování - potomci jsou proměnlivější, schopnější lépe se přizpůsobit měnícím se podmínkám prostředí - zvyšuje se možnost přirozeného výběru - nepohlavní rozmnožování je sice rychlejší než pohlavní, ale potomci jsou identičtí s rodičem = klesá proměnlivost a přizpůsobování měnícímu se prostředí
Pohlavní rozmnožování prvoků - část prvoků se množí jen nepohlavně - při pohlavním rozmnožování se kombinuje genetický materiál jader buněk různých jedinců - např. u nálevníků konjugace
Pohlavní rozmnožování prvoků Konjugace Dvojice prvoků dočasně spojená buněčnými ústy si vymění 1 z dvojice jader vzniklých po redukčním dělení jádra. Poté splynutí obou jader.
Následně rozdělení obou nálevníků několikrát.
Pohlavní rozmnožování mnohobuněčných živočichů Je pro mnohobuněčné typické. Vytvářejí se pohlavní buňky - gamety. Samičí pohlavní buňka - vajíčko, samčí pohlavní buňka - spermie. Zralé gamety jsou haploidní a výsledná zygota diploidní. Jde o oogamii - vytváří se velké nepohyblivé vajíčko - výživné rezervy jako zdroj energie a materiálu pro vyvíjející se zárodek a spermie menší a pohyblivá - setkání a splynutí gamet.
Pohlavní buňky vznikají v gonádách (pohlavních žlázách).
Živočichy dělíme na hermafrodity a gonochoristy.
U hermafroditů gonády obojího typu neseny týmž jedincem.
U gonochoristů - jedinec nese jen jeden typ gonád: - samci varle = testis - samice vaječník = ovarium
Hermafroditi U hermafroditů gonády obojího typu neseny týmž jedincem.
Samooplození u hermafroditů výjimečně: - oddělené vývody žláz - dozrávání gamet v rozdílné době Hermafroditi - někteří plži, ploštěnky, sumky…
Gonochoristé - samci a samice se liší svými gonádami = primární (prvotní) pohlavní znaky - následně i anatomicky a morfologicky sekundární (druhotné) pohlavní znaky - závisí na primárních pohlavních znacích (prostřednictvím pohlavních hormonů)
Vznik pohlavní dvojtvárnosti = sexuální dimorfizmus.
Pohlavní dvojtvárnost = sexuální dimorfizmus I v rámci blízce příbuzných druhů značné rozdíly v intenzitě pohlavního dimorfizmu.
Pohlavní dvojtvárnost = sexuální dimorfizmus Sekundární pohlavní znaky mohou být: - trvalé (po celý život) - periodické - objevující se v době pohlavní aktivity (svatební šat mnoha ptáků, hřebeny samců čolků, chování...).
Pohlavní dvojtvárnost = sexuální dimorfizmus Sekundární pohlavní znaky jsou rozmanité: - rozdíly ve velikosti pohlaví - orgány k péči o potomstvo - „zbraně“ k boji o teritorium, samici… - optické signály k přilákání opačného pohlaví
Vznik a vývoj pohlavních buněk U většiny živočichů - prapohlavní buňky = primordiální gonocyty. Tyto buňky se již v zárodku odlišují od tělních - somatických buněk a mohou z nich vzniknou jen pohlavní buňky. Těchto buněk je málo - stovky. Pokud jsou zničeny jedinec je sterilní.
Vývoj pohlavních buněk Spermatogeneze - vývoj samčích pohlavních buněk. Oogeneze - vývoj samičích pohlavních buněk. Fáze rozmnožovací - mitotická dělení - roste počet buněk Fáze růstová - buňky se zvětšují Fáze zrání - meióza - (buňky dosud diploidní – pak haploidní - ½ počtu chromozómů)
Spermatogeneze Další vývoj - odvržení značné části cytoplazmy, jádro se zahušťuje = tvorba hlavičky, tvoří se v ní váček s enzymy, tvorba bičíku.
Oogeneze Růstová fáze je dlouhá, hromadí se výživné látky – žloutek – zvětšení vajíčka až 10 000x.
Typy vajíček – podle množství a uložení žloutku (zásobní látky) 1. vajíčka alecitální - bez žloutku – savci. Zárodky se vyvíjejí v těle matky, nepotřebují rezervy.
2. vajíčka oligolecitální – malé množství žloutku, a ten je rozložen rovnoměrně v cytoplazmě (ostnokožci)
3. vajíčka mezolecitální – se středním množstvím žloutku - obojživelníci
4. vajíčka – polylecitální – žloutek tvoří většinu vajíčka - cytoplazma s J v terčíku (ryby, plazi, ptáci) - cytoplazma jako obal kolem žloutku
Oplození - splynutí jader samčí a samičí pohlavní buňky. Vzniká diploidní zygota. Oplození vnější – živočichové vypouštějí pohlavní buňky do vodního prostředí, kde dojde k oplození.
Vnitřní oplození – splynutí jader pohlavních buněk v těle samice. Setkání spermie a vajíčka je zajištěno aktivním pohybem spermie.
Průběh oplození - spermie se přichytí na povrch vajíčka = ztrácí pohyblivost a uvolní enzymy rozpouštějící vaječné obaly -spermie se přiblíží k cytoplazmatické membráně vajíčka, plazmatické membrány splývají a jádro spermie proniká do cytoplazmy vajíčka.
Vývoj jedince – ontogeneze Ontogeneze – období od oplození vajíčka po smrt jedince.
2 etapy – 1. období embryonálního vývoje 2. postembryonální období
Období embryonálního vývoje Období blastogeneze a období organogeneze. Blastogeneze – rýhování vajíčka a tvorba zárodečných listů. Zárodek téměř neroste. Organogeneze – růst orgánů a celého zárodku. Blastogeneze: Rýhování – mitotická dělení Z jednobuněčné zygoty vzniká mnohobuněčný útvar. Vznikající buňky se neustále zmenšují. O typu rýhování rozhoduje množství a rozmístění žloutku (žloutek brání rýhování) - s menším množstvím žloutku se rýhují celá, s větším množstvím žloutku se rýhuje jen část cytoplazmy s jádrem. Konečným stádiem rýhování je blastula.
Typy rýhování: • rýhování celkové - vajíčko se rýhuje celé ostnokožci, savci, obojživelníci
• rýhování částečné – rýhuje se jen vlastní cytoplazma s jádrem, žloutek ne a) terčkovité - rýhuje se jenom malý terčík cytoplazmy ryby, plazi, ptáci
b) povrchové – cytoplazma na povrchu se rýhuje, žloutek uvnitř ne hmyz
Gastrulace Tvorba zárodečných listů. Skupiny buněk se organizovaně přesouvají na určená místa v zárodku.
Organogeneze Tvoří se orgány.
Postembryonální období 1. postnatální fáze - růst a zrání - vývoj pohlavních znaků (juvenilní forma, larva) 2. fáze dospělosti – pohlavní zralost, rozmnožování 3. fáze stárnutí - rozkladné procesy vedoucí k smrti
Postnatální fáze – růst a zrání
Nepřímý vývoj - po zárodečném vývoji následuje larvální vývoj.
Přímý vývoj - tam, kde vajíčka bohatá žloutkem, nebo kde je zárodek vyživován mateřským organizmem (plazi, ptáci, savci, většina ryb).
Nepřímý vývoj - po zárodečném vývoji následuje larvální vývoj
- larva se postupnou proměnou – metamorfózou mění v dospělého jedince
Larvy mohou být vzhledově velmi odlišné od dospělce (mořští bezobratlí – ostnokožci...).
Nebo mohou larvy základní orientací těla připomínat dospělce (hmyz, obojživelníci).
Postnatální fáze Součástí této fáze je růst - ovlivněn hormony a živinami. Většina živočichů má ohraničený růst – jedinec dosáhne konečnou velikost daného druhu, a potom už neroste. Někteří růst neohraničený - růst pokračuje i po dosažení dospělosti - například ryby.
Stárnutí a smrt - degenerativní změny v buňkách (hromadění pigmentů a tuku) - klesá metabolizmus - poruchy tělesných funkcí… Fyziologická smrt – selhání životně důležitého orgánu a následně nevratné změny buněk. Častější nefyziologická smrt – živočich je sežrán…
