Geschlechtliche Fortpflanzung

Sexuelle Fortpflanzung ist die Art und Weise, wie sich die meisten Tiere und Pflanzen fortpflanzen. Auch einige Protisten und Pilze vermehren sich auf diese Weise. Organismen, die sich sexuell fortpflanzen, haben zwei verschiedene Geschlechter: männlich und weiblich.

Bei der geschlechtlichen Fortpflanzung werden Nachkommen produziert, wenn die Spermien die Eizellen des Weibchens befruchten. Verschiedene Schritte sind an diesem Prozess beteiligt.

Zellbiologie

Die Zellen eines Tieres oder einer höheren Pflanze haben zwei Chromosomensätze: sie sind diploid. Wenn Keimzellen (Geschlechtszellen) gebildet werden, haben sie nur einen einzigen Chromosomensatz: sie sind haploid. Sie haben einen Prozess der Zellteilung durchlaufen, der Meiose genannt wird. Während der Meiose geschehen zwei Dinge, von denen jedes einzelne die Nachkommenschaft variabler macht. Das bedeutet, dass sie sich von den Eltern und voneinander unterscheiden.

Sortiment

Sortiment ist, wenn der doppelte Chromosomensatz zu einem einzigen Satz in jeder Gamette wird. Von jedem Chromosomenpaar ist es zufällig, welches Chromosomenpaar in eine einzelne Keimzelle geht. Da die Genallele auf jedem Chromosom nicht immer die gleichen sind, bedeutet dies, dass es eine genetische Variation zwischen den Geschlechtszellen gibt. Dieser Prozess war Mendels 'erstes Gesetz', das Gesetz der Segregation.

Überquerung

Da das Crossing-Over während der Meiose stattfindet, erhöht dies die Vielfalt der Chromosomen. Dadurch ist eine Rekombination möglich.

Die Konsequenz von Sortierung und Kreuzung macht es sicher, dass keine zwei Nachkommen derselben Mutter und desselben Vaters identisch sind. Eineiige Zwillinge sind die Ausnahme. Sie sind genetisch eineiig, weil sie sich aus derselben befruchteten Eizelle entwickelt haben.

Vor- und Nachteile

Es gibt Vor- und Nachteile der sexuellen Fortpflanzung im Vergleich zur ungeschlechtlichen Fortpflanzung. Die wichtigsten Punkte sind:

Die Vorteile: Mehr Variation hilft beim Überleben. Sie erhöht die Chance, dass zumindest einige Nachkommen eines Elternteils überleben. Um ein Beispiel zu nennen: Angenommen, in der Bevölkerung kommt es zu einer tödlichen Infektion. Größere Variation erhöht die Chance, dass ein Teil der Population überlebt.
Nachteile: Erfordert zwei Elternteile. Angenommen, die Gesamtzahl der Eier wäre gleich, dann würde eine sich sexuell fortpflanzende Population nur halb so viele Nachkommen produzieren wie eine sich asexuell fortpflanzende Population.

Verschiedene Begriffe

Keimdrüsen sind spezialisierte Geschlechtsorgane, in denen Keimzellen gebildet werden. Beim Mann sind die Keimdrüsen die Hoden; bei der Frau sind die Keimdrüsen die Eierstöcke.

Gameten sind spezialisierte Geschlechtszellen, die durch Gametogenese in Keimdrüsen gebildet werden. Die männliche Geschlechtszelle ist das Spermium, die weibliche die Eizelle.

Spermatogenese: der Prozess, der haploide Spermien produziert.
Oogenese: der Prozess, bei dem haploide Eizellen entstehen.

Hermaphrodit: ein Organismus mit männlichen und weiblichen Geschlechtsorganen. Beispiele: Regenwürmer, Schnecken, Hydra.

Befruchtung: Spermien durchdringen die Zellmembran der Eizelle. Was nun existiert, ist eine einzige Zelle, die Zygote genannt wird.

Innere Befruchtung: Spermien werden im oder in der Nähe des weiblichen Fortpflanzungstrakts deponiert.
Äußere Befruchtung: Das Weibchen scheidet Eizellen aus, die durch Spermien in der äußeren Umgebung befruchtet werden.

Entwicklung

Spaltung: frühes Stadium der Embryonalentwicklung. Die Zellzahl nimmt durch Zellteilung zu.

1. Morula: eine feste Kugel aus Zellen
2. Blastula: eine mit Flüssigkeit gefüllte Hohlkugel aus Zellen
3. Gastrulation: Die Blastula wächst weiter, die Zellen vermehren sich durch Mitose. Mehrere hundert Zellen auf einer Seite beginnen sich nach innen zu bewegen und bilden einen zweischichtigen Embryo. Er entwickelt sich zu einem dreischichtigen Embryo mit Endoderm, Mesoderm und Ektoderm.

Aus Ektoderm entwickelt sich das Nervensystem, zu dem Gehirn, Rückenmark und periphere Nerven gehören. Auch die Auskleidung verschiedener Organe: Mund, Anus, Nasenlöcher, Epidermis einschließlich Schweißdrüsen, Haare, Nägel.

Das Mesoderm entwickelt sich zu Knochen, Muskeln, Fortpflanzungssystem, Nieren, Blut, Blutgefäßen und der inneren Hautschicht.

Das Endoderm entwickelt sich zur Auskleidung des Verdauungssystems, der Atemwege, der Leber, der Bauchspeicheldrüse und der Blase.

Wachstum und Differenzierung: Embryonalzellen vermehren sich und verwandeln sich in spezialisierte Zellen in Geweben und Organen.