Sexuelle Fortpflanzung ist, wie die meisten Tiere und Pflanzen reproduzieren. Einige Protisten und Pilze vermehren sich auch auf diese Weise. Organismen, die sich sexuell vermehren, haben zwei verschiedene Geschlechter: männlich und weiblich. Die Nachkommenschaft wird durch die Befruchtung des Spermas die Eizelle vom Weibchen gebildet. Verschiedene Schritte sind in den Prozess involviert.
Zellbiologie
Die Zellen eines Tieres oder einer höheren Pflanze haben zwei Chromosomensätze: Sie sind diploid. Wenn Gameten (Geschlechtszellen) produziert werden, haben sie nur einen Chromosomensatz: sie sind haploid. Sie haben einen Prozess der Zellteilung namens Meiose durchlaufen. Während der Meiose passieren zwei Dinge, von denen jedes den Nachwuchs variabler macht. Das heißt, sie unterscheiden sich von den Eltern und voneinander.
Sortiment
Sortiment ist, wenn der doppelte Chromosomensatz in jedem Gameten zu einem einzigen Satz wird. In jedem Chromosomenpaar, das in einen einzelnen Gameten übergeht, ist zufällig. Da die Genallele auf jedem Chromosom nicht immer gleich sind, bedeutet dies, dass es genetische Variationen zwischen Gameten gibt. Dieser Prozess war Mendels ‚erstes Gesetz‘, das Gesetz der Segregation.
Kreuzung
Da die Kreuzung während der Meiose erfolgt, erhöht dies die Vielfalt der Chromosomen. Dies ermöglicht eine Rekombination.
Die Konsequenz der Sortierung und Kreuzung macht es sicher, dass keine zwei Nachkommen derselben Mutter und desselben Vaters identisch sind. Eineiige Zwillinge sind die Ausnahme, da sie genetisch identisch sind, weil sie sich aus derselben befruchteten Eizelle entwickelt haben.
Vor- und Nachteile
Es gibt Vor- und Nachteile der sexuellen Fortpflanzung im Vergleich zur asexuellen Fortpflanzung. Die Hauptprobleme sind:
- Vorteile: Mehr Variation hilft beim Überleben. Es erhöht die Chance, dass zumindest einige Nachkommen eines Elternteils überleben. Angenommen, eine tödliche Infektion tritt in der Bevölkerung auf. Größere Vielfalt erhöht die Chance, dass ein Teil der Bevölkerung überleben wird.
- Nachteile: Erfordert zwei Elternteile. Unter der Annahme, dass die Gesamtzahl der Eier gleich ist, würde eine Population, die sich sexuell vermehrt, nur halb so viele Nachkommen hervorbringen wie eine Population, die sich asexuell vermehrt.
Verschiedene Begriffe
- Gonaden sind spezialisierte Geschlechtsorgane, in denen Gameten gebildet werden. Beim Mann sind die Gonaden die Hoden; Bei der Frau sind die Gonaden die Eierstöcke.
- Gameten sind spezialisierte Geschlechtszellen, die durch Gametogenese in Gonaden gebildet werden. Der männliche Gamete ist das Sperma, und das Weibchen ist Eizelle.
- Spermatogenese: der Prozess, der haploide Spermien produziert.
- Oogenese: der Prozess, der haploide Eizellen produziert.
- Hermaphrodit: ein Organismus mit männlichen und weiblichen Geschlechtsorganen. Beispiele: Regenwürmer, Schnecken, Hydra.
- Befruchtung: Spermien durchdringen die Zellmembran der Eizelle. Was jetzt existiert, ist eine einzelne Zelle, die Zygote genannt wird.
- Spaltung: frühes Stadium der Embryonalentwicklung. Zellzahl steigt durch Zellteilung.
- 1. Morula: Feste Kugel aus Zellen
- 2. Blastula: Hohlkugel aus mit Flüssigkeit gefüllten Zellen (Blastocoel)
- 3. Gastrulation: Blastula wächst weiter, Zellen vermehren sich weiter mit Mitose. Mehrere hundert Zellen auf einer Seite beginnen sich zu bewegen und bilden einen zweischichtigen Embryo. Es entwickelt sich zu einem dreischichtigen Embryo mit Endoderm, Mesoderm und Ektoderm.
- Ektoderm entwickelt sich zum Nervensystem, das Gehirn, Rückenmark und periphere Nerven umfasst. Auch die Auskleidungen verschiedener Organe: Mund, Anus, Nasenlöcher, Epidermis einschließlich Schweißdrüsen, Haare, Nägel.
- Mesoderm entwickelt sich zu Knochen, Muskeln, Fortpflanzungssystem, Nieren, Blut, Blutgefäßen, innerer Hautschicht.
- Endoderm entwickelt sich zur Auskleidung des Verdauungssystems, des Atmungssystems, der Leber, der Bauchspeicheldrüse und der Blase.
- Wachstum und Differenzierung: Umwandlung von unspezialisierten embryonalen Zellen in spezialisierte Zellen zu Geweben und Organen.
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