Cinsel üreme özellikleri, türleri, bitkilerde, hayvanlarda

cinsel üreme farklı cinsiyetteki iki ebeveynden bireylerin çoğalmasıdır: erkek ve kadın - bakteri veya protozoada cinsel üreme, cinsiyet ayrımının olmadığı durumlar hariç. Ökaryotik organizmalarda yaygın olarak dağılmış bir süreçtir..

Cinsel üremeye katılan her birey, bir tür özel mikrop hattı hücresi üretir: sperm ve ovüller. Bunlar mayoz gibi adlandırılan bir tür uzman hücre bölünmesinden kaynaklanır. Bu olay aseksüel ve cinsel üreme arasındaki kritik farktır.

Süreç, bir zigot ortaya çıkaran iki gamet birliği ile başlar. Daha sonra, zigot, hem ebeveynlerinin özelliklerine hem de belirli benzersiz karakterlere sahip olan yeni bir bireye yol açar..

Sürecin her yerde olması nedeniyle, cinsel üremenin aseksüle göre bir dizi avantaj sağladığı sonucuna varıyoruz. Bununla birlikte, cinsel üremenin olası dezavantajları daha açıktır: Ortaklar aramak için zaman ve enerji, kadınlar için rekabet, diğerleri arasında döllenmemiş gametlerin üretim maliyeti..

Maliyetler çok yüksek görünüyor, bu yüzden telafi etmeye yardımcı olacak önemli avantajlara sahip olmalılar. Cinsel üremenin yararları, evrimsel biyologlar arasında tartışma ve tartışma konusu olmuştur..

Bir hipotez, cinsel üremenin, çevresel değişiklikler sırasında türler için karlı olabileceği çeşitler ürettiği için faydalı olduğunu göstermektedir. Aslında, genetik değişkenlik üretimi cinsiyete atfedilen avantajlardan biridir.

Öte yandan, bazı araştırmacılar cinsel yeniden üretimin, özellikle rekombinasyonun, DNA onarımı için bir mekanizma olarak seçildiğini öne sürüyorlar. Ancak, maliyetlerine rağmen cinsiyetin yaygınlığı hala bilinmemektedir..

indeks

• 1 Genel özellikler
• 2 Gametos
• 3 Hayvanlarda cinsel üreme
  • 3.1 Üreme ile ilgili yapılar
  • 3.2 Porifera
  • 3.3 Cnidarians
  • 3.4 Acelomorphs ve flatworms
  • 3.5 Yumuşakçalar ve annelitler
  • 3.6 Eklembacaklılar
  • 3.7 Ekineziler
  • 3.8 Cordados
• 4 Hayvanlarda Parthenogenesis
• 5 Bitkilerde cinsel üreme
  • 5.1 Çiçek
  • 5.2 Tozlaşma
  • 5.3 Döllenme, tohumlar ve meyveler
• 6 Bakterilerde cinsel üreme
  • 6.1 Konjugasyon
  • 6.2 Dönüşüm
  • 6.3 İletim
• 7 Evrimsel bakış açısı
  • 7.1 Seks maliyetleri
  • 7.2 Cinsiyetin faydaları
  • 7.3 Cinsel seçim
• 8 Kaynakça

Genel özellikler

Seks, ökaryotik taksonlar arasında geniş ölçüde değişen karmaşık bir olgudur. Genel olarak, bunu üç adım içeren bir süreç olarak anlayabiliriz: iki haploid çekirdeğin füzyonu, yeni genotipler üreten rekombinasyon olgusu ve haploid çekirdeği oluşturmak için diploid hücrelerin bölünmesi.

Bu açıdan ökaryotlarda cinsiyet, diploid hücrelerin mayoz bölünmesiyle bölünmesi gereken bir yaşam döngüsüne bağlıdır. Bu mayotik bölünme süreci, gelecekteki gametlerin genetik materyalinin dağıtılmasından sorumludur..

Meiosis, homolog kromozomları, her gametin somatik kromozomların yarısına sahip olacak şekilde ayırmayı amaçlar. Genetik yükü azaltmaya ek olarak mayozda, kardeş olmayan kromatitler arasında malzeme değişimi de tamamen yeni kombinasyonlar üreterek gerçekleşir..

üreme hücresi

Gametler, mayoz tarafından üretilen ve genetik yükün yarısını içeren organizmaların seks hücreleridir, yani haploiddirler.

Gametler hem bitkilerde hem de hayvanlarda değişiklik gösterir ve büyüklüklerine ve izafi hareketliliğine bağlı olarak üç temel kategoride sınıflandırılır: izogami, anizogami ve oogami.

İzogami, yeni bireye yol açan gametlerin boyut, hareketlilik ve yapı bakımından aynı olduğu bir cinsel üreme yöntemidir. İzogami, çoğunlukla bitkilerde temsil edilir..

Buna karşın, anizogami, büyüklüğü ve yapısı farklı olan iki gametin birleşmesinden oluşur. Özel bir anizogami türü, erkek gametlerin nispeten küçük boyutta olduğu ve sayıca bol olduğu oogamidir. Kadınsı olanlar daha belirgindir ve daha az sayıda üretilirler..

Hayvanlarda cinsel üreme

Hayvanlar aleminde, cinsel üreme, grup üyelerine yaygın olarak yayılan bir olgudur.

Hemen hemen tüm omurgasızlar ve omurgalılar ayrı organizmalarda cinsiyetlere sahiptir - yani bir türdeki bir erkek ve bir dişiyi ayırt edebiliriz. Bu duruma Yunan köklerinden "iki ev" den türetilen bir terim olan dioica denir.

Buna karşılık, cinsleri monolar olarak adlandırılan aynı bireyde bulunan daha az sayıda tür vardır: "bir ev". Bu hayvanlar ayrıca hermafroditler olarak da bilinir..

Cinsler arasındaki ayrım, büyüklüğün veya renklendirmenin morfolojik özellikleriyle değil, her cinsiyetin ürettiği gamet türüyle verilir..

Dişiler, büyüklükleri ve hareketsizlikleri ile karakterize edilen ovülleri üretir. Öte yandan, sperm erkekler tarafından daha fazla miktarda üretilir, çok daha küçüktür ve yumurtayı hareket ettirmek ve döllemek için özel yapılara sahiptir..

Daha sonra hayvanların tipik cinsel organlarını tanımlayacağız ve daha sonra her bir hayvan grubundaki üreme sürecini detaylandıracağız..

Üreme ile ilgili yapılar

Cinsel üreme için özel hücreler - ovüller ve sperm - gonad adı verilen belirli dokularda üretilir.

Erkeklerde, testisler sperm üretiminden sorumluyken, yumurtalıklarda dişi gamet oluşur..

Gonadlar birincil cinsiyet organları olarak kabul edilir. Aksesuar cinsel organlar, ovüllerin ve spermlerin alınmasından ve transferinden sorumlu olan çok sayıda metazoan grubunda bulunur. Dişilerde vajina, uterin tüpler veya fallop tüpleri ve uterus bulunurken, erkeklerde penis bulunur..

poriferler

Porifera genellikle sünger olarak bilinir ve hem cinsel hem de aseksüel olarak çoğalabilir. Türlerin çoğunda, erkek ve dişi gametlerin üretimi tek bir bireyde gerçekleşir..

Choanositler, bu soyun sperm haline dönüştürülebilen belirli bir hücre tipidir. Diğer gruplarda gametler arititten elde edilebilir.

Birçok tür canlıdır, bu da döllenme fenomeninden önceki zigotun larva salınması gerçekleşene kadar ana organizma tarafından tutulduğunu gösterir. Bu türlerde sperm suya salınır ve başka bir sünger tarafından alınır.

Cnidaria üyeleri

Cnidarians, denizanası içeren ve ilgili deniz organizmalarıdır. Bu hayvanların iki morfolojisi vardır: Birincisi poliptir ve sapsız bir yaşam tarzı ile tanımlanırken, ikincisi de hareket edebilen ve yüzebilen denizanasıdır..

Genellikle polipler, tomurcuklanma veya fisyon işlemleriyle aseksüel olarak ürerler. Denizanası dioikadır ve cinsel olarak çoğalır. Bu gruptaki yaşam döngüsü çok değişkendir.

Acelomorphs ve yassı solucanlar

Düzlemciler gibi yassı kurtlar, aseksüel yoluyla tek bir kişiden yeniden klonlama ve üretme kabiliyetleri ile bilinirler..

Bu vermiform hayvanların çoğu monoecious. Bununla birlikte, çapraz gübreleme yapmak için bir ortak arıyorlar.

Erkek üreme sistemi, çeşitli testisler ve kompleks omurgalıların penislerine benzeyen papilla benzeri bir yapı içerir..

Yumuşakçalar ve annelitler

Yumuşakçaların çoğu diotiktir ve üremeleri, serbest şekilde trokófera olarak adlandırılan (annelidlerde bulunan larvaya çok benzeyen) yüzebilen bir larva ortaya çıkarır ve yumuşakça türlerine göre değişir.

Benzer şekilde, annelidlerin ayrı cinsiyetleri vardır ve bazılarında geçici olarak görülen gonadlar vardır..

eklembacaklılar

Eklembacaklılar, kitin ve eklemli ek parçalardan oluşan bir dış iskelet ile karakterize edilen oldukça çeşitli bir hayvan grubudur. Bu soy, miriápodos, quelicerados, kabuklular ve hexapodları içerir..

Genellikle cinsiyetler ayrılır, üreme konusunda uzmanlaşmış organlar çiftler halinde görünür. Çoğu türün iç gübrelemesi vardır. Yumuşatıcı, yumurtacı veya canlı olabilirler..

derisidikenliler

Echinoderm'ler denizyıldızı, deniz salatalıkları, deniz kestaneleri ve müttefikleri içerir. Bazı hermafroditik türler olmasına rağmen, çoğu ayrı cinsiyetlere sahip olmakla karakterize edilir. Gonadlar büyük yapılar, kanallar basit ve detaylı bir copulatory organ yok.

Döllenme dışarıdan oluşur ve su kütlesinde serbestçe hareket edebilen iki taraflı bir larva gelişir. Bazı türlerin doğrudan gelişimi var.

kordalıların

Cinsiyetlerin çoğu ayrılmıştır. Bu grupta üreme için daha karmaşık organlar görüyoruz. Her cinsiyette, ürünlerini bir lağımda veya anüsün yakınında bulunan özel bir açıklığa yönlendiren kanallar vardır. Gruba bağlı olarak, döllenme iç veya dış olabilir.

Hayvanlarda partenogenez

Parthenogenesis, hayvan krallığında, çoğunlukla omurgasızlarda ve bazı omurgalılarda, tek bir ebeveyni olan yeni bir bireyin üretilmesine izin veren bir fenomendir. Bir aseksüel üreme biçimi olmasına rağmen, bazı partenogenez türleri cinsel üreme türleri olarak kabul edilir..

Miyotik partenogenezde mayoz yoluyla bir ovül oluşur ve bir erkekten gelen bir sperm tarafından döllenebilir veya olmayabilir.

Bazı durumlarda, ovüller erkek gamet tarafından aktive edilmelidir. Bu durumda, spermdeki genetik materyal atıldığı için her iki çekirdeğin füzyonu yoktur..

Bununla birlikte, bazı türlerde ovül, aktivasyon işlemine ihtiyaç duymadan kendiliğinden gelişebilir.

Bitkilerde cinsel üreme

Hayvanların durumuna benzer şekilde, bitkiler cinsel üreme yaşayabilir. Eşsiz genetik özelliklere sahip yeni bir bireye yol açacak iki haploid gametin birleşmesinden oluşur..

Bitki tek bir bireyde erkek ve dişi organlara sahip olabilir veya ayrılabilir. Salatalıkta ve sütlülerde cinsiyetler birbirinden ayrılırken, güllerde ve petunyalarda cinsiyetler bir arada.

Çiçek

Cinsel üreme süreçlerinden sorumlu organ çiçeklerdir. Bu özel yapılar doğrudan üremeye katılmayan bölgelere sahiptir: kaliks ve korol ve cinsel açıdan aktif yapılar: androceo ve gynoecium.

Androceo, bir filamente ve bir antere bölünmüş bir ercikten oluşan erkek üreme organıdır. Bu son bölge polen taneleri üretiminden sorumludur..

Kadınsı çiçek organı olan gynoecium, halı adı verilen birimlerden oluşur. Yapı, uzatılmış bir "damlaya" benzer ve stigmaya, stile ve nihayetinde yumurtalığa bölünmüştür..

tozlaşma

Bitkilerde cinsel üreme süreci esas olarak polen tanelerinin anterden damgalanmaya taşınımını içeren polinasyon yoluyla gerçekleşir..

Tozlaşma aynı çiçekte gerçekleşebilir (polen taneleri aynı bitkinin dişi organına gider) veya polen tanelerinin farklı bir kişiyi döllemiş olduğu durumlarda geçilebilir.

Çoğu bitkide, döllenme için bir hayvanın müdahalesine ihtiyaç vardır. Bunlar, arılar gibi omurgasızlar veya diğer böcekler veya kuşlar ve yarasalar gibi omurgalılar olabilir. Bitki, tozlayıcıya nektarı ödüllendirir ve bunlar polenin dağılmasından sorumludur..

Doğrudan üremeye katılmayan bitkisel yapılar, korol ve kalikstir. Bunlar, olası tozlayıcı maddelere görsel veya kimyasal olarak çekmekten sorumlu olan çarpıcı ve canlı renklerin çoğunda değiştirilmiş yapraklar oluşturur..

Aynı şekilde, bazı bitkiler hayvan tozlaştırıcıları gerektirmez ve polen dağıtımı için rüzgar veya su kullanır..

Döllenme, tohumlar ve meyveler

Polen tanelerinin çiçeğin stigmalarına gelmesiyle başlar. Bunlar yumurtalık bulana kadar böyle seyahat eder.

Çift gübreleme, çiçekli bitkilerin tipik bir örneğidir ve tüm organizmalar arasında benzersizdir. Bu fenomen şu şekilde oluşur: bir spermin çekirdeği bir yumurtaya tutturulur ve başka bir sperm çekirdeği, sporofitin bir diploid embriyosuna kaynaşır..

Bu olağandışı yanma olayının sonucu, organizmanın gelişimi için besleyici bir doku görevi görecek bir trioploid endospermdir. Ovüllerin başarılı olgunlaşması bir kez gerçekleştiğinde, tohumlara dönüştürülür. Diğer yandan meyve olgun yumurtalıklar tarafından oluşur..

Meyveler olgun bir yumurtalıktan geliyorsa basit olarak sınıflandırılabilir ve örneğin çilek gibi birkaç yumurtalıktan gelişmişse eklenebilir..

Bakterilerde cinsel üreme

Bakteriler, öncelikle aseksüel olarak üreme yetenekleriyle bilinirler..

Bu prokaryotik soyda, bir birey ikili bölünme adı verilen bir işlemle ikiye bölebilir. Ancak, bakterilerde, genetik materyal değişimi olduğundan, cinsel üremeyi hatırlatan bir dizi mekanizma vardır..

1940'ların ortasına kadar, bakterilerin yalnızca aseksüel yolla çoğaldığı düşünülüyordu. Ancak, araştırmacılar Joshua Lederberg ve Edward Tatum, bu bakteri model olarak kullanan zekice bir deneyle bu inancı reddetti E. coli farklı gıda gereksinimlerine sahip.

Deney, metionin ve biotin içeren minimal bir ortamda büyüyen bir A suşundan ve sadece treonin, lösin ve tiamin içeren ortamlarda yetişen bir B suşundan oluşmuştur. Başka bir deyişle, her suş, bu bileşiklerin sentezlenmesini önleyen bir mutasyona sahipti, bu nedenle kültür ortamında sentezlenmeleri gerekiyordu..

Koloniler birkaç saat birbirleriyle temas ettiğinde, bireyler daha önce yapamadıkları besin maddelerini sentezleme kabiliyetine sahip oldular. Böylece, Lederberg ve Tatum, cinsel üremeye benzer bir DNA değişim süreci olduğunu ve buna eşlenik olarak adlandırdıklarını gösterdiler..

birleşme

Konjugasyon işlemi, fiziksel olarak iki bakteri bağlayan ve DNA değişimine izin veren cinsel pili adı verilen köprüye benzer bir yapı ile gerçekleşir..

Bakterilerde cinsel dimorfizm olmadığından erkekler ve dişiler hakkında konuşamayız. Bununla birlikte, sadece bir tür pili üretebilir ve bunlar “Fertite” için faktör F olarak adlandırılan özel DNA parçalarına sahiptir. F faktörü pili üretimi için genlere sahiptir.

Değişime katılan DNA, tek bakteriyel kromozomun bir parçası değildir. Bunun yerine, kendi replikasyon sistemine sahip olan plazmid adı verilen izole edilmiş bir dairesel kısımdır..

transformasyon

Konjugasyona ek olarak, bakterilerin ekstra DNA elde edebildiği ve konjugasyondan daha basit olmasıyla karakterize edilen başka işlemler de vardır. Bunlardan biri dış çevreden çıplak DNA almaktan oluşan dönüşüm. Bu eksojen DNA fragmanı bakteri kromozomuna entegre edilebilir.

Dönüşüm mekanizması, cinsel üreme kavramına giriyor. Bakteriler DNA'yı serbest bıraksa da, bu genetik materyalin başka bir organizmadan gelmesi gerekiyordu - örneğin DNA'sını çevreye ölen ve salgılayan bir bakteri.

transdüksiyon

Dış DNA elde etmek için bakterilerde bilinen üçüncü ve son mekanizma transdüksiyondur. Bu bakterileri enfekte eden bir virüsün katılımını içerir: bakteriyofajlar.

Transdüksiyonda bir virüs bakteri DNA'sının bir kısmını alır ve farklı bir bakteri enfekte ettiği zaman bu parçayı kendisine geçirebilir. Bazı yazarlar bu üç mekanizmayı ifade etmek için "cinsel olaylar" terimini kullanırlar.

Evrimsel bakış açısı

Organizmalarda cinsel üremenin yaygınlığı belirgin bir gerçektir. Bu nedenle, evrimsel biyolojideki en büyük sorulardan biri, enerji masraflı bir faaliyet ise - ve hatta bazı durumlarda tehlikeli olsa bile, cinsiyetin bu kadar çok soyda yayılmasıdır..

Ökaryotlarda cinsel üremeyi sağlayan selektif kuvvetlerin, bakteriler için tarif edilen paraseksüel süreçleri koruduğuyla aynı olduğundan şüphelenilmektedir..

Seks maliyetleri

Gelişim ışığında "başarı" terimi, bireyin genlerini gelecek nesillere aktarma kabiliyetini ifade eder. Paradoksal olarak, seks, bu tanımı tam olarak karşılamayan bir süreçtir, çünkü üreme ile ilgili bir dizi maliyet.

Cinsel üreme eş bulmayı içerir ve çoğu durumda bu görev önemsiz değildir. Çocuğun başarısını belirleyecek olan bu çalışmaya “ideal partner” bulma açısından çok fazla zaman ve enerji harcamalısınız..

Hayvanlar, potansiyel eşlerini etkilemek için bir dizi ritüel sergilerler ve bazı durumlarda çiftleşmek için kendi hayatlarını açığa vurmak için savaşmalılar..

Hücresel düzeyde bile, seks pahalıdır, çünkü mayoz bölünmesi mitozdan çok daha uzun sürer. Öyleyse neden çoğu ökaryot cinsel olarak üriyor??

İki temel teori var. Birincisi, "bencil" bir genetik elemanın yatay transmisyonu için bir mekanizma olarak hücre füzyonuyla ilgilidir, ikinci teori ise bir DNA onarım mekanizması olarak rekombinasyonu önerir. Daha sonra her teorinin artılarını ve eksilerini açıklayacağız:

Cinsiyetin faydaları

Bu soruyu cevaplamak için ilk ökaryotlarda cinsel üremenin olası yararlarına odaklanmalıyız.

Gametlerin bir zigot oluşturacak şekilde birleştirilmesi, bir genomun olası kusurlu genlerini diğerinin normal bir kopyasıyla telafi edebilen iki farklı genomun kombinasyonuna yol açar..

İnsanlarda, örneğin, her ebeveynin bir kopyasını devralır. Eğer annemizden kusurlu bir gen miras alırsak, babamızın normal geni telafi edebilir (böyle bir durumda patoloji veya hastalık sadece homozigos resesif olarak görülür).

İkinci bir teori - ilki kadar sezgisel değil - mayozun DNA'da bir onarım mekanizması gibi davrandığını öne sürüyor. Genetik materyale zarar verilmesi tüm organizmaların yüzleşmesi gereken bir problemdir. Bununla birlikte, yalnızca aseksüel olarak üreyen organizmalar vardır ve DNA'ları özellikle zarar görmemiştir..

Diğer bir hipotez, cinsiyetin, diğer genetik soylara dağılmak üzere bencil genetik unsurlar arasında parazitik bir adaptasyon olarak geliştiğini belirtir. Benzer bir mekanizma kanıtlanmıştır E. coli.

Her ne kadar olası açıklamalar olsa da, cinsiyetin evrimi evrimsel biyologlar arasında zorlu bir tartışma konusudur..

Cinsel seçim

Cinsel seçim, Charles Darwin tarafından sunulan ve yalnızca cinsel üreme altındaki topluluklara uygulanan bir kavramdır. Varlığı doğal seleksiyon ile algılanamayan davranışların, yapıların ve diğer özelliklerin varlığını açıklamak için kullanılır..

Örneğin, çok renkli ve bir dereceye kadar tavus kuşlarının "abartılı" kuşları, bireye doğrudan faydalar sağlamaz, çünkü olası avcılara daha görünür olmasını sağlar. Ek olarak, sadece erkeklerde bulunur..

referanslar

1. Colegrave, N. (2012). Cinsiyetin evrimsel başarısı: Cinsiyet ve Bilime İlişkin Bilim ve Toplum Serisi. EMBO Raporları, 13(9), 774-778.
2. Crow, J.F. (1994). Cinsel üremenin avantajları. Gelişim genetiği, 15(3), 205-213.
3. Freeman, S. ve Herron, J.C. (2002). Evrimsel analiz Prentice Salonu.
4. Goodenough, U., & Heitman, J. (2014). Ökaryotik Cinsel Üreme Kökenleri. Soğuk Bahar Limanının Biyolojide Perspektifleri, 6(3), a016154.
5. Hickman, C.P., Roberts, L.S., Larson, A., Ober, W.C., ve Garrison, C. (2001). Entegre zooloji prensipleri. New York: McGraw-Hill.
6. Leonard, J. ve Córdoba-Aguilar, A. (Eds.). (2010). Hayvanlarda birincil cinsel karakterlerin evrimi. Oxford Üniversitesi Yayınları.
7. Sawada, H., Inoue, N., & Iwano, M. (2014). Hayvanlarda ve bitkilerde cinsel üreme. Springer-Verlag GmbH.