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. Medzi základné spôsoby rozmnožovania patrí pohlavné a nepohlavné rozmnožovanie. Pohlavné rozmnožovanie zahŕňa splynutie dvoch pohlavných buniek (gamét), ktoré vznikajú v špecializovaných rozmnožovacích orgánoch. Tento článok sa zameriava na vonkajšie oplodnenie, proces, pri ktorom dochádza k splynutiu samčích a samičích pohlavných buniek mimo tela rodiča.
Rozmnožovanie živočíchov
Rozmnožovanie živočíchov môžeme rozdeliť na dva základné typy:
- Nepohlavné (asexuálne, vegetatívne): Nový jedinec vzniká priamo z materského organizmu, buď jeho rozdelením, alebo zo somatických buniek.
- Pohlavné (sexuálne): Zahŕňa splynutie dvoch pohlavných buniek (gamét), ktoré vznikajú v špecializovaných rozmnožovacích orgánoch.
Individuálny vývin u živočíchov sa nazýva ontogenéza, ktorá zahŕňa celý životný cyklus jedinca. Pri nepohlavnom rozmnožovaní nedochádza k vzniku špecializovaných pohlavných buniek, ale nový jedinec vzniká z materského organizmu mitotickým delením buniek.
Pohlavné rozmnožovanie
Pohlavné rozmnožovanie zahŕňa tvorbu špecializovaných pohlavných buniek, nazývaných gaméty. Existujú dva typy gamét:
- Samičia pohlavná bunka (makrogaméta, vajcová bunka, vajíčko): Štandardne väčšia, nepohyblivá bunka.
- 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 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).
Prečítajte si tiež: Rozmanitosť vonkajšieho oplodnenia
Pohlavné znaky u živočíchov
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:
- Primárne pohlavné znaky: Sú priamo spojené s rozmnožovacím systémom.
- 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.
Prečítajte si tiež: Všetko o rozmnožovaní obojživelníkov
Vajíčka a ich štruktúra
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. obojživelníky).
Oplodnenie (Fertilizácia)
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:
- Vonkajšie oplodnenie
- Vnútorné oplodnenie
Vonkajšie oplodnenie
Vonkajšie oplodnenie je typické pre väčšinu vodných živočíchov, kedy pohlavné bunky samčie a samičie splynú vo vodnom prostredí mimo tela jedinca (napr. ryby - samička vypúšťa ikry, na tie vypustí samček mlieč a tak nastáva oplodnenie mimo tela rýb). Pri tomto type oplodnenia dochádza k splynutiu gamét mimo tela matky (vodné bezstavovce, ryby a obojživelníky).
Prečítajte si tiež: Všetko, čo potrebujete vedieť o IVF
Vnútorné oplodnenie
Vnútorné oplodnenie prebieha tak, že 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).
Stratégie vývinu mláďat
Pri rozmnožovaní živočíchov existujú rôzne stratégie, ako sa mláďatá vyvíjajú a prichádzajú na svet:
- Oviparia: 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: Mláďatá sa 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: 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.
Zárodočný vývin živočíchov (Embryogenéza)
Ontogenéza = individuálny vývin jedinca. Začína oplodnením vajíčka a končí smrťou. Je jednosmerný proces a opakuje sa v generáciách. Zahŕňa tieto dve etapy:
- Embryonálny (zárodočný) vývin: Obdobie od splynutia pohlavných buniek a vzniku zygoty, po vyliahnutie alebo narodenie nového živočícha. V tomto období je embryo chránení vajcovými obalmi alebo telom materského organizmu, teda je nezávislé od vplyvov okolia.
- Postembryonálny vývin: Začína vyliahnutím alebo narodením nového živočícha a končí jeho smrťou. Živočích je vystavený vplyvom okolia, rastie až do dospelosti kedy dosiahne schopnosť pre rozmnožovanie.
Embryogenéza (zárodočný vývin) je rozhodujúca pre organizáciu (vnútorné usporiadanie) a stavbu tela jedinca. Jej základom je delenie buniek a ich postupná diferenciácia (špecializácia) na tkanivá, orgány a sústavy orgánov.
Zahŕňa:
A) Splynutie pohlavných buniek a vznik zygoty\B) Brázdenie oplodneného vajíčka a vznik zárodočných vrstiev (základ budúcich orgánov)
Oplodnené vajíčko sa brázdi až do vznikne morula, množením buniek vzniká dutá guľa blastula, ktorej vnútro vypĺňa prvotná telová dutina blastocél. Z nej vznikne dvojvrstvá gastrula s dvoma zárodočnými vrstvami - ektoderm (vonkajšia) a endoderm (vnútorná). Tieto vývinové stupne sa opakujú u všetkých druhoch živočíchov = spoločný pôvod všetkých živočíchov. (zákonitosť, že zárodočný vývin všetkých živočíchov skrátene opakuje všetky živočíšne stupne formuloval Haeckel v biogenetickom zákone)
C) Organogenéza - vývin orgánov: konečná tvarová a funkčná diferenciácia a zväčšovanie veľkosti tela.
Morula, Blastula a Gastrula
Morula je guľovitý zhluk buniek, vznikajúci v prvotných fázach ontogenézy delením oplodneného vajíčka. Na jej povrchu sa vytvárajú typické, často pre určitú skupinu živočíchov špecifické, ryhy. Ďalším delením sa morula mení na blastulu. Typická morula u človeka je vyvinutá na konci 4. dňa po oplodnení a nachádza sa už tesne pred vstupom do dutiny maternice.
Blastula je ďalším včasným vývinovým štádiom ontogenézy jedinca. Vyvíja sa z moruly. Tvorí ju guľovitý útvar, centrálne dutý, ktorého stenu tvorí jedna vrstva buniek. Blastula sa procesom tzv. gastrulácie mení na gastrulu.
Gastrulácia je proces, pri ktorom sa z jednovrstvovej blastuly vytvorí dvojvrstvová gastrula. (Mnohobunkové živočíchy prekonávajú počas vývinu procese embryogenézy, t.j. brázdenie zygoty a špecializáciu buniek, z ktorých neskôr vzniknú zárodočné vrstvy a z nich tkanivá a orgány. Pre všetky mnohobunkové živočíchy sú v embryogenéze spoločné štádiá zárodočného vývinu - morula, blastula a gastrula. V týchto štádiách sa formujú z embryonálnych buniek /blastomérov/ zárodočné vrstvy a telovvé dutiny - prvotná telová dutina - blastocél a druhotná telová dutina - célom. Zárodočné vrstvy sú dve až tri.
Nepohlavné rozmnožovanie
Nepohlavné rozmnožovanie netvoria sa pohlavné bunky. Dcérske jedince vznikajú rozdelením rodičovského organizmu, alebo skupiny jeho diploidných somatických (telových) buniek. Potomstvo je vždy geneticky zhodné s rodičovským organizmom.
Typy:
- Jednobunkové organizmy (prvoky):
- Binárne delenie: pozdĺžne delenie (bičíkovce), priečne delenie (nálevníky)
- Schizogónia: mnohonásobný rozpad (výtrusovce)
- Mnohobunkové organizmy: Sa nepohlavne rozmnožujú len zriedka. Rozšírené len v skupinách, ktoré majú vysokú schopnosť regenerácie a nové jedince vznikajú delením alebo pučaním.
- Delenie: rodičovský jedinec sa rozpadne na niekoľko častí a z každej časti vznikne nový jedinec (niektoré obrúčkavce).
- Pučanie: má mnoho foriem (rozšírené napr. u hubiek).
Gonochorizmus a Hermafroditizmus
- Gonochorizmus: Živočíšny druh je oddeleného pohlavia (t.j. má buď samčie, alebo samičie pohlavné orgány). Odlišnosť medzi pohlaviami je geneticky podmienená a sprevádzaná druhotnými pohlavnými znakmi (nemusia mať priamy vzťah k pohlavnej funkcii = veľkosť, sfarbenie). Vzniká tak pohlavná dvojtvarosť (sexuálny dvojtvarosť - väčšinou menej nápadná samica a nápadnejší a mohutnejší samec).
- Hermafroditizmus: Samčie a samičie pohlavné bunky sa vytvárajú v organizme toho istého jedinca, ale k samooplodneniu dochádza len vtedy, keď je znížená pravdepodobnosť vzájomného párenia (napr. pásomnica parazitujúca v organizme) napr.: slimák, dážďovka.
Partenogenéza
Partenogenéza: Rozmnožovanie bez oplodnenia t.j. vajíčko sa vyvíja bez účasti spermie (hmyz, niektoré druhy rýb.
Problémy s počatím a podpora plodnosti
Problém s počatím vytúženého bábätka nie je v dnešnej hektickej dobe žiadnou novinkou. Neplodnosť trápi každý šiesty pár a podľa WHO je zadefinovaná jednoznačne a to, že ak sa pár snaží pri nechránenom styku o graviditu viac ako rok. Žene, ktorej záleží na kvalite svojich vajíčok a plánuje potomka odporúčame pripravovať svoje telo. Tehotenstvo totiž nestojí a nepadá len na jednom jedinom vitamíne, tak ako u ženy, tak aj u muža. Doplnenie myo-inozitolu na podporu ovulácie a zníženie hyperadrogenizmu a inzulínovej rezistencie u pacientiek so syndrómom polycystických ovárií. Taktiež dopĺňanie kyseliny listovej a u mužov správnej kombinácii antioxidantov, aminokyselín a vitamínov ako kyselina listová, selén, vitamín E.
Naše zdravie a vstrebávanie vitamínov závisí aj od nášho mikrobiómu (baktérií, ktoré máme v čreve). Prišlo sa na to, že ženy so syndrómom polycystických ovárií (prejavmi sú nepravidelný cyklus bez ovulácií a nadbytok mužských hormónov) majú nízke hladiny myo-inozitolu a abnormálne črevné osídlenie, ktoré spôsobuje chronický zápal.
tags: #vonkajsie #oplodnenie #zivocichov