Pohlavné rozmnožovanie: Rozdiel medzi revíziami

Smazaný obsah Přidaný obsah
d Verzia používateľa 213.81.220.106 (diskusia) bola vrátená, bola obnovená verzia od Eryn Blaireová
Vegbot (diskusia | príspevky)
typo gram
Riadok 4:
V širšom zmysle zahŕňa termín pohlavné rozmnožovanie každý typ rozmnožovania, pri ktorom sa nový jedinec vyvíja z [[gaméta|gamét]] (teda nie zo [[Somatická bunka|somatických buniek]]) a to aj v prípadoch, že nedošlo k [[oplodnenie|oplodneniu]]. Okrem klasickej [[eugamia|eugamie]] teda pohlavné rozmnožovanie v tomto poňatí zahŕňa aj [[partenogenéza|partenogenézu]] a [[merospermia|merospermiu]].
 
V prípade najbežnejšieho typu pohlavného rozmnožovania, eugamie, je nevyhnutné splynutie dvoch špecializovaných [[bunka|buniek]] -  – [[gaméta|gamét]]. Ich splynutím vzniká [[zygota]], oplodnené [[vajcová bunka|vajíčko]], ktoré sa ďalej [[mitóza|mitoticky]] delí a stáva sa z neho [[embryo]]. Gaméty zvyčajne nesú polovičnú ([[Ploidia|haploidnú]]) sadu [[chromozóm]]ov. Splynutím dvoch gamét vzniká opäť úplnáúplný (diploidnádiploidný) chromozómováchromozómový sadasúbor. Keďže pri bežnom [[delenie bunky|delení buniek]] je väčšinou genetická výbava materských a dcérskych buniek rovnaká, pohlavné bunky vznikajú iným spôsobom ako telové (somatické) bunky a to redukčným delením -  – [[meióza|meiózou]]. Existujú aj prípady, pri ktorých pohlavné bunky nevznikajú meiózou, pretože jedinec má vo všetkých somatických bunkách polovičnú sadu chromozómov (napr. [[gametofyt]] [[machy|machu]], alebo samec [[včela|včely]]).
 
Pri [[izogamia|izogamii]] sú gaméty rovnakej veľkosti a tvaru. Naopak pri [[oogamia|oogamii]] je samičia pohlavná bunka [[vajíčko]] výrazne väčšia a tvarovo odlišná ako samčia pohlavná bunka [[spermia]].
 
== Genetické pozadie pohlavného rozmnožovania ==
Vlastnosti každého živého organizmu sú určené jeho [[deoxyribonukleová kyselina|deoxyribonukleovou kyselinou]] -  – DNA. Najväčšia časť DNA je u [[eukaryoty|eukaryotických]] organizmov obalená [[jadrová membrána|jadrovou membránou]]. Určité úseky DNA sa nazývajú [[gén]]y (alebo tzv. kódujúce úseky). DNA v jadre eukaryotov nie je tvorená jedinou spojenou molekulou (tak je tomu u [[prokaryot]]ov), ale je rozdelená do samostatných, rôzne dlhých úsekov. Tieto úseky sú v spojení s bielkovinami formované do hmoty, ktorá sa nazýva [[chromatín]]. V čase [[delenie bunky|delenia bunky]] sa chromatín mení na zreteľne odlíšiteľné útvary -  – [[chromozóm]]y. Termín chromozómy sa používa pre označenie útvarov jadrovej DNA aj v čase, keď sa bunka nedelí a jej DNA je len vo forme chromatínu. Počet chromozómov je u rôznych organizmov rôzny. Pri delení buniek do dcérskych buniek prechádzajú celé chromozómy, a teda všetky gény umiestnené na jednom a tom istom chromozóme prechádzajú do potomstva spoločne. Najbežnejším typom delenia bunky, [[mitóza|mitotickým delením]], získavajú dve novovzniknuté bunky rovnaký počet chromozómov ako materská bunka.
[[File:HumanChromosomesChromomycinA3.jpg|left|thumb|Ľudské (na tomto obrázku ženské) [[chromozóm]]y počas [[delenie bunky|delenia sa bunky]]]]
=== Ploidia ===
{{hlavný článok|Ploidia}}
Pohlavné rozmnožovanie primárne vzniklo preto, aby bolo organizmom umožnené tvoriť potomstvo s unikátnou genetickou výbavou. To je možné dosiahnuť buď výmenou génov medzi dvoma organizmami, alebo (a to je častejší prípad) spojením buniek dvoch organizmov, z ktorých každý nesie svoje gény. Počet génov, ktoré, pokiaľ sú všetky funkčné, pokrývajú všetky životné funkcie organizmov, sa nazýva [[haploidia|haploidný]] počet. Haploidný počet je minimálny počet génov, ktoré môže živý organizmus vo svojich bunkách obsahovať. Väčšina eukaryotických organizmov je však [[diploidia|diploidných]], čo znamená, že skrývajú vo svojich jadrách dve chromozómové sadysúbory. Je možné mať v jadre viac ako 2 chromozómové sadysúbory, vtedy hovoríme o [[polyploidia|polyploidii]]. Polyploidia je však všeobecne nežiadúcanežiaduca, hoci k nej v prírode občas dochádza. Ak by sa však spojili dve bunky s najbežnejšou, diploidnou sadou chromozómov, vzniknutý jedinec by bol tetraploidný, čiže by mal až 4 sadysúbory chromozómov. Preto je dôležité, aby spájajúce sa bunky mali len haploidnú sadu chromozómov a ich spojením by vznikol diploidný jedinec. Z tohto dôvodu vzniklo tzv. redukčné delenie alebo [[meióza]]. Meióza je zvláštnym typom delenia, pri ktorej namiesto dvoch dcérskych buniek vznikajú až 4 dcérske bunky, ale každá len s haploidným počtom chromozómov. Meióza je základným spôsobom vzniku pohlavných buniek. Len výnimočne dochádza k opačnej taktike -  – splývajúce bunky majú diploidné sadysúbory chromozómov a nakrátko vznikne tetraploidný jedinec, z ktorého vznikne redukčným delením haploidné potomstvo. Tento spôsob pohlavného množenia bol pozorovaný napríklad u niektorých kmeňov kvasiniek ''[[Saccharomyces cerevisiae]]''.<ref name="kvasinky" >{{Citácia knihy
| priezvisko = Šipický
| meno = Matej
Riadok 28:
=== Meióza ===
{{hlavný článok|Meióza}}
Jednobunkové eukaryotické organizmy, napríklad prvoky alebo kvasinky majú telo tvorené len jednou bunkou. Tá za určitých okolností môže vstúpiť do meiózy za vzniku pohlavných buniek -  – gamét. U [[mnohobunkový organizmus|mnohobunkových organizmov]] však len v niektorých [[tkanivo|tkanivách]] zostáva zachovaná schopnosť meiózy. Po meióze alebo pred ňou bunka ešte niekedy prekonáva súbor zmien, ktoré ju pripravujú na úlohu pohlavnej bunky. Pridávajú sa jej napríklad [[organela|organely]] slúžiace na pohyb.
 
=== Pohlavie ===
Riadok 48:
 
=== Mechanizmy brániace medzidruhovému kríženiu ===
Okrem pohlavia, ktoré zabraňuje okamžitému kríženiu pohlavných buniek toho istého jedinca, existujú tiež mechanizmy na molekulárnej úrovni, ktoré bránia kríženiu naopak príliš odlišných jedincov, čiže jedincov patriacich do nepríbuzných taxónov. Jedným z najjednoduchších mechanizmov je rôzny počet chromozómov v pohlavných bunkách, pretože diploidné organizmy sa navzájom často veľmi líšia v počte chromozómov (napríklad človek má 46 chromozómov a gorila 48 chromozómov). Ďalšou zábranou je funkčná odlišnosť chromozómov rôznych druhov. Napriek tomu niektoré vývojovo príbuzné druhy je možné krížiť, hoci ich gaméty majú odlišné počty chromozómov. Napríklad koňa s 30 chromozómami v pohlavnej bunke je možné skrížiť so somárom, ktorý má v gaméte 29 chromozómov. Ich potomok ([[mul]] alebo [[mulica]]) má však nepárny počet chromozómov -  – 59 a preto nie je schopný tvoriť pohlavné bunky a ďalej sa množiť. Blízko príbuzné druhy s rovnakým počtom chromozómov sú však schopné plodiť plodné potomstvo.<ref>{{Citácia elektronického dokumentu
| titul = Základné poznatky a pojmy
| url = http://www.gmo.sk/sk/?page=101
Riadok 62:
== Pohlavné rozmnožovanie u jednotlivých skupín organizmov ==
=== Prokaryoty ===
[[prokaryoty|Prokariotické]] organizmy -  – organizmy bez pravého [[bunkové jadro|jadra]] sa delia na dve domény, [[archaea]] a [[baktérie]]. Vývojovo staršie archey sa rozmnožujú výlučne nepohlavne. Baktérie už majú mechanizmy na cielenú (nielen mutačnú) zmenu svojho genetického materiálu, ale nemožno u nich hovoriť o pohlavnom rozmnožovaní v pravom zmysle slova. V drvivej väčšine prípadov sa baktérie rozmnožujú nepohlavne, [[amitóza|jednoduchým delením]]. U mnohých druhov pohlavný cyklus nebol nikdy pozorovaný. Zriedkavo môže dôjsť k prenosu genetického materiálu medzi dvoma bakteriálnymi bunkami. Existujú tri spôsoby takéhoto prenosu: [[konjugácia]], [[transdukcia]] a [[transformácia]]. Vo všetkých troch prípadoch však ide iba o jednosmerný prenos DNA z jednej bunky do druhej. Bunka, ktorá genetický materiál odovzdáva, sa niekedy označuje ako "samčia" a prijímajúca bunka ako "samičia", avšakale nejedná sanejde o pohlavie v pravom zmysle. Keďže u prokaryotov nie je možné redukčné delenie (meióza), genóm akceptora sa stáva nadpriemerne veľký a objavuje sa tendencia rýchlo ho obnoviť na pôvodnú veľkosť. Len zriedkavo sa zdvojený genóm prenáša aj na potomstvo, ktoré vzniká ďalším delením bunky.
 
=== Eukaryoty ===
Riadok 73:
[[Súbor:Osteospermum Flower Power Spider Purple 2134px.jpg|thumb|[[Kvet]] je útvarom slúžiacim na pohlavné rozmnožovanie [[semenné rastliny|semenných rastlín]]]]
[[Súbor:Morelasci.jpg|thumb|[[Výtrus]]y húb]]
Rastliny sú vo veľkej väčšine prípadov schopné pohlavného rozmnožovania, výnimku tvoria [[cyanobaktérie]] (sinice), u ktorých bol pohlavný cyklus dokázaný zatiaľ len experimentálne. AvšakAle vzhľadom na to, že sinice sa zaraďujú k prokaryotom, možno o rastlinách všeobecne povedať, že sa môžu rozmnožovať nepohlavne aj pohlavne. U mnohých [[nižšie rastliny|nižších rastlín]], [[machorasty|machorastov]], [[riasy|rias]] a [[huby|húb]] je typické striedanie pohlavnej a nepohlavnej generácie, tzv. [[rodozmena]]. Za rodozmenu možno považovať aj pohlavné rozmnožovanie [[cievnaté rastliny|cievnatých rastlín]], pričom fáza nepohlavnej generácie ([[gametofyt]]u) je u nich silne potlačená a gametofyt, ktorý bol u [[machorasty|machorastov]] tvorený miliónmi buniek, ich u semenných rastlín obsahuje iba niekoľko málo. Len gametofyt dokáže vytvárať haploidné pohlavné bunky -  – gaméty.
 
Samičia pohlavná bunka u rastlín sa nazýva [[oosféra]], samčie bunky sú [[spermatozoid]]y alebo [[spermia|spermie]]. U nekvitnúcich rastlín je oplodnenie viazané na vodné prostredie, v ktorom spermatozoidy priplávajú k vajcovej bunke a oplodnia ju. Suchozemské [[semenné rastliny]] sú odkázané na prenos samčích pohlavných buniek k samičím [[vietor|vetrom]] alebo živočíchmi. Semenné rastliny majú [[Vajíčko (botanika)|vajíčko]] mnohobunkové a predstavuje v podstate samičí gametofyt. Samotná samičia generatívna bunka oosféra sa vytvára až vo vnútri vajíčka. U nahosemenných rastlín sa peľové zrnko zachytáva na vajíčku a dovnútra vnikne za pomoci tzv. polinačnej kvapky. Tento jav sa nazýva [[opelenie]]. U krytosemenných rastlín sa za opelenie považuje prenos peľového zrnka na [[blizna|bliznu]]. Po oplodnení vzniká zygota, z ktorej u nekvitnúcich rastlín vyrastá rovno pohlavná generácie -  – [[sporofyt]] a u kvitnúcich vzniká zárodok -  – [[embryo]], z ktorého za vhodných podmienok vyrastie nová rastlina.
 
Pokiaľ je rastlina schopná produkovať samičie aj samčie pohlavné bunky, nazýva sa [[jednodomá rastlina|jednodomá]]. Pokiaľ každý jedinec produkuje len jeden typ pohlavných buniek, hovoríme, že je [[dvojdomá rastlina|dvojdomý]].
 
==== Živočíchy ====
Všetky [[živočíchy]], od tých najprimitívnejších až po najvyspelejšie, sú pravdepodobne schopné pohlavného rozmnožovania, aj keď nie u všetkých bol pozorovaný celý cyklus. Pohlavné bunky sa tvoria v špeciálnych žľazách -  – [[gonáda]]ch. Samičie pohlavné bunky sa nazývajú [[Vajcová bunka|vajcové bunky]] (vajíčka) a samčie spermie. Vajcové bunky živočíchov sú spravidla oblé a nepohyblivé (výnimku tvoria napr. [[hubky]]) a vždy bez [[bičík]]a. Aby sa po oplodnení vajcová bunka mohla deliť až do chvíle, kedy bude nový organizmus schopný prijímať potravu, väčšinou majú vajcové bunky zásoby [[žĺtok|žĺtka]], ktoré sú rôzne veľké. Spermie sú spravidla menšie ako vajíčka, sú s bičíkmi alebo bez nich, a nenesú žĺtok.
[[Súbor:Schneckenliebe.JPG|thumb|Výmena pohlavných buniek (spermií) medzi obojpohlavnými [[mäkkýše|mäkkýšmi]]]]
[[Súbor:Spawn hatched fish 2.JPG|thumb|Rybie vajíčka ([[ikry]])]]
Oplodnenie poznáme vonkajšie a vnútorné. Vonkajšie môže prebehnúť iba vo vode a je charakteristické pre mnohé vodné živočíchy, napríklad väčšinu [[ryby|rýb]], ale aj [[obojživelníky|obojživelníkov]]. Ak oplodnenie nastáva vo vnútri tela samice (resp. obojpohlavného organizmu), hovoríme o vnútornom oplodnení. Aby sa dosiahlo vnútorné oplodnenie, živočíchy niekedy majú vyvinuté špeciálne orgány, tzv. [[Kopulačný orgán|kopulačné orgány]] a oplodneniu predchádza [[pohlavný styk]]. Pokiaľ jedince nemajú kopulačné orgány, ale oplodnenie je vnútorné, môžu si dva jedince medzi sebou odovzdať spermie vzájomným priložením vývodov gonád, [[kloaka|kloaky]], alebo samec odovzdá samici semenný vak ([[spermatofor]]).
 
Vývin jedinca môže byť priamy alebo nepriamy. Pri nepriamom vývine vzniká z vajíčka tvarovo aj funkčne odlišný jedinec spravidla neschopný pohlavného rozmnožovania -  – [[larva]]. Larválnych štádií môže byť aj viac. Dospelec vzniká premenou larvy. Pri priamom vývine sa jedinec hneď po vyliahnutí alebo narodení podobá na dospelého jedinca a má aj všetky orgánové sústavy ako dospelec. Takýto jedinec sa nazýva [[mláďa]].
 
Pokiaľ sú jedince jedného druhu schopné produkovať samčie aj samičie pohlavné bunky, nazývajú sa [[hermafrodit]]i. Väčšinou ich ale jeden jedinec neprodukuje v rovnakom čase, aby nedošlo k [[samooplodnenie|samooplodneniu]]. Pokiaľ jedince produkujú iba samčie alebo iba samičie pohlavné bunky, nazývajú sa [[Gonochorizmus|gonochoristi]]. Ak sa samec a samica výrazne od seba líšia aj v iných znakoch, ako je stavba pohlavných orgánov, hovoríme o [[pohlavný dimorfizmus|pohlavnom dimorfizme]].
Riadok 92:
Na rozdiel od nepohlavného spôsobu reprodukcie, ktoré môže prebiehať už od štádia zygoty, pohlavné rozmnožovanie je umožnené až v tom štádiu ontogenézy, ktoré sa nazýva [[dospelosť]]. Ani dospelosť jedinca však nie je zárukou, že jeho pohlavné rozmnožovanie je hocikedy umožnené. Niektoré jedince sa rozmnožujú len raz za život a potom odumierajú (jednoročné rastliny, [[úhor európsky|úhory]] a iné), niektoré sa rozmnožujú raz za niekoľko rokov, iné majú jedno alebo viac pohlavných rozmnožovaní za [[vegetačné obdobie]].
 
Vyššie rastliny a vyššie živočíchy sa pohlavne rozmnožujú len za priaznivých vonkajších podmienok (v podmienkach [[ekologické optimum|ekologického optima]]). Jednobunkové organizmy, najmä baktérie sa naopak za priaznivých podmienok rozmnožujú nepohlavne a pri zhoršených podmienkach prechádzajú na pohlavný cyklus. Náhodným [[kríženie|krížením]] sa snažia nájsť vhodnú kombináciu [[gén]]ov, ktorá by im nepriaznivé podmienky umožnila prekonať. Keď sa podmienky stabilizujú, rozmnožovanie je opäť hlavne nepohlavné.
 
== Výhody a nevýhody ==
Výhodou pohlavného rozmnožovania je rôznorodosť vzniknutého potomstva, ktorá je dôležitá z dvoch dôvodov. Jednak umožňuje jedincom rovnakého druhu rozdiferencovať svoje životné nároky v rôznorodom prostredí, takže si teoreticky nemusia toľko konkurovať a môžu obsadiť širšiu [[ekologická nika|ekologickú niku]], jednak spôsobuje, že jednotliví jedinci populácie reagujú na rovnaké faktory prostredia odlišne. Je napríklad len minimálna pravdepodobnosť, že by sa našiel [[patogén]], voči ktorému bude špecificky citlivá celá populácia, na rozdiel od populácie [[klon]]ov, kde sa toto môže stať celkom ľahko. Ďalšou výhodou je diploidný stav genómu. Každý gén totiž skôr či neskôr postihne mutácia, ale ak je v dispozícii jeho druhá funkčná kópia, jedinca to neohrozí. Druhy, ktoré však veľmi dlho nekombinujú svoje chromozómy s inými, sa časom stanú "funkčne haploidné" -  – z každého génu budú mať len jednu funkčnú kópiu. Vzájomným krížením by sa síce do jedného jedinca mohli dostať dve nefunkčné kópie a takýto jedinec by bol z evolúcie vyradený (pokiaľ by išlo o esenciálny či dôležitý gén), na druhej strane by sa ale obnovovali jedince s oboma génmi funkčnými.<ref name="vesmir" >{{Citácia elektronického dokumentu
| priezvisko = Flegr
| meno = Jaroslav
Riadok 106:
}}</ref>
 
Nevýhodou pohlavného rozmnožovania je jeho relatívna pomalosť v porovnaní s nepohlavným. Jedince sa môžu pohlavne rozmnožovať až po dosiahnutí pohlavnej dospelosti, ktorá nastane až za nejakú dobu od ich [[počatie|počatia]]. Pohlavné rozmnožovanie často tiež vyprodukuje menší počet jedincov v porovnaní s nepohlavným. Ďalšími nevýhodami sú zrieďovanie vlastného genetického materiálu (ale len v prípade, že bol osvedčený ako dobrý), nutnosť zložitejšieho aparátu ako v prípade nepohlavného množenia, ktorý nezriedka robí jedince zraniteľnejšími (tak ako aj sexuálne správanie). Faktom je fakt, že účinnosť pohlavného rozmnožovania klesá s menšou hustotou populácie, pretože sa znižuje šanca, aby sa stretli dva jedince opačného pohlavia.<ref name="vesmir" />
 
== Referencie ==