Biologia na czasie 1 ZR 448-450

SAVE OFFLINE

8

Rozmnażanie i rozwój zwierząt

Rozmnażanie to proces powstawania nowych osobników z organizmów rodzicielskich. Warunkuje ono istnienie życia na Ziemi i prowadzi do zwiększenia liczby przedstawicieli danego gatunku. W momencie pojawienia się nowego osobnika rozpoczyna się jego rozwój. Terminem tym obejmuje się wszystkie zmiany zachodzące w ciągu życia danego organizmu. yy Rozmnażanie bezpłciowe

Rozmnażanie bezpłciowe odbywa się bez udziału wyspecjalizowanych komórek płciowych, czyli gamet. Organizm potomny powstały na drodze rozmnażania bezpłciowego jest pod względem genetycznym identyczny z organizmem rodzicielskim. Ten sposób rozmnażania nie zwiększa więc różnorodności genetycznej, przez co ogranicza zdolność przystosowania się zwierząt do zmieniających się warunków środowiska. Pozwala jednak na zwiększenie liczby osobników w krótkim czasie i, tym samym, na szybkie rozprzestrzenienie się gatunku na danym obszarze. Rozmnażanie bezpłciowe odbywa się przez podział bądź pączkowanie. Podział to proces, w  trakcie którego jeden osobnik dzieli się na osobniki potomne. Wyróżnia się dwa zasadnicze sposoby podziału: vvpodział podłużny, występujący u niektórych ukwiałów, vvpodział poprzeczny, który zachodzi u części wirków i pierścienic. Specyficznym rodzajem podziału jest strobilizacja. Występuje ona u  parzydełkowców, w których cyklu rozwojowym występuje postać polipa i meduzy. W wyniku poprzecznych podziałów polipa powstają potomne meduzy, które stopniowo oddzielają się od niego. Czasami podział ma charakter fragmentacji ciała. Następuje wówczas rozpad organizmu macierzystego na różnej wielkości części, z których powstają organizmy potomne. W ten sposób rozmnażają się gąbki i niektóre wirki. 448

Pączkowanie to forma rozmnażania bezpłciowego występująca m.in. u parzydełkowców. Polega ona na tworzeniu się uwypuklenia (pączka), które stopniowo rośnie, upodobniając się do organizmu rodzicielskiego. Młode osobniki odrywają się od macierzystych i rozpoczynają samodzielne życie lub pozostają ich częścią, co prowadzi do powstawania kolonii. Do form rozmnażania bezpłciowego zalicza się niekiedy regenerację, czyli umiejętność odtwarzania utraconej części ciała. U zwierząt obdarzonych największymi zdolnościami regeneracyjnymi (m.in. u gąbek, wirków i szkarłupni) z niewielkiego fragmentu ciała odbudowuje się cały organizm. Jednak zdolności regeneracyjne maleją wraz ze wzrostem komplikacji budowy. Na przykład u raka ograniczają się one do odrastania utraconych odnóży, u jaszczurki – ogona, a u człowieka – jedynie do gojenia ran. Specyficzną formą rozmnażania bezpłciowego jest wielozarodkowość (poliembrionia), czyli zdolność do wytwarzania wielu osobników potomnych z jednego zarodka powstałego na drodze rozmnażania płciowego. Występuje ona np. u owadów oraz sporadycznie (raz na ok. 250 porodów) u człowieka – w wyniku poliembrionii rodzą się bliźnięta jednojajowe.

U pancerników, na drodze poliembrionii, z jednej zygoty powstają cztery zarodki.

Rozmnażanie i rozwój zwierząt

Sposoby rozmnażania bezpłciowego Rozmnażanie bezpłciowe występuje najczęściej u zwierząt o niższym stopniu rozwoju ewolucyjnego. Podział zachodzi u niektórych ukwiałów, wirków i pierścienic, natomiast pączkowanie – u części parzydełkowców. Z kolei poprzez regenerację ciała rozmnażają się m.in. szkarłupnie.

U ukwiałów występuje podział podłużny, czyli wzdłuż osi ciała.

Stułbia rozmnaża się najczęściej poprzez pączkowanie.

yy Rozmnażanie płciowe

Niezależnie od rozmnażania bezpłciowego wszystkie zwierzęta rozmnażają się płciowo. Powstające w  jego wyniku organizmy różnią się genetycznie od osobników rodzicielskich (dotyczy to także rodzeństwa). Rozmnażanie płciowe pozwala więc na zwiększenie różnorodności genetycznej danego gatunku, co ułatwia mu przystosowanie się do zmian zachodzących w środowisku. W rozmnażaniu płciowym biorą udział wytwarzane specjalnie do tego celu komórki rozrodcze – gamety. U wszystkich zwierząt występuje oogamia: gameta żeńska – komórka jajowa – jest duża i nieruchoma, natomiast gameta męska – plemnik – niewielka i ruchliwa dzięki obecności witki. Gamety powstają w gonadach, którymi są gruczoły rozrodcze żeńskie (jajniki) i męskie (jądra). U zwierząt pospolita jest rozdzielnopłciowość, czyli występowanie dwu płci (żeńskiej i męskiej) w obrębie gatunku. Osobniki płci żeńskiej, samice, mają jajniki i produkują komórki jajowe, natomiast przedstawiciele płci męskiej, samce, mają jądra i wytwarzają plemniki. Rozdzielnopłciowość wiąże się często z  dymorfizmem płciowym, czyli zróżnicowaniem budowy zewnętrznej osobników obu płci.

Niektóre rozgwiazdy odrzucają ramiona, z których – na drodze regeneracji – wyrastają osobniki potomne.

Obojnactwo, zwane też hermafrodytyzmem, występuje wówczas, gdy osobnik ma jednocześnie męskie i żeńskie gruczoły rozrodcze wytwarzające komórki jajowe i  plemniki. U  niektórych zwierząt, np. części ślimaków, jedna gonada produkuje obydwa typy gamet. Obojnakami są m.in. płazińce, liczne pierścienice oraz ślimaki. U pasożytów obojnactwo jest zjawiskiem powszechnym i korzystnym, ponieważ kontakt dwóch osobników odmiennej płci w tak odizolowanym środowisku jak organizm żywiciela jest utrudniony. Obojnactwo występuje też u gatunków mało ruchliwych, ponieważ ich przedstawiciele mogą nie napotkać na partnera płci przeciwnej – rozród jest możliwy przy spotkaniu się dwóch dowolnych, dojrzałych płciowo osobników. yy Zapłodnienie

Zanim powstanie nowy organizm, musi nastąpić zaplemnienie, czyli przeniesienie plemników w  pobliże komórek jajowych. Następnie dochodzi do połączenia się gamet osobników rodzicielskich, czyli zapłodnienia. Powstały w jego wyniku organizm ma losowo wybrane cechy obojga rodziców, właściwe tylko sobie. U obojnaków dochodzi zwykle do zapłodnienia 449

Rozdział 9. Funkcjonowanie zwierząt

krzyżowego, podczas którego partnerzy przekazują sobie wzajemnie plemniki. U niektórych pasożytów wewnętrznych następuje samozapłodnienie – połączenie gamet pochodzących od jednego osobnika. Na przykład samozapłodnienie u tasiemców charakteryzuje się tym, że zachodzi pomiędzy sąsiednimi członami. W zależności od miejsca, w którym komórki łączą się ze sobą, wyróżnia się zapłodnienie zewnętrzne i wewnętrzne. Zapłodnienie zewnętrzne

Ten rodzaj zapłodnienia występuje wtedy, gdy komórki płciowe łączą się poza organizmem samicy. Występuje on głównie u zwierząt wodnych. W wypadku zwierząt osiadłych lub mało ruchliwych (koralowców, małży, szkarłupni) do zapłodnienia dochodzi podczas równoczesnego wyrzucenia do wody przez wiele osobników ogromnej liczby gamet, które następnie łączą się ze sobą. Natomiast gdy zwierzęta mają zdolność ruchu (wieloszczety, ryby), w zapłodnieniu bierze zwykle udział para osobników. Zapłodnienie zewnętrzne odznacza się stosunkowo małą skutecznością. Jest tak m.in. ze względu na mniejszą żywotność gamet znajdujących się w warunkach odmiennych od tych, które panują w organizmie, oraz na duże odległości, jakie dzielą gamety. Dlatego zwierzęta, dla których jest ono charakterystyczne, wytwarzają i uwalniają do środowiska wiele gamet.

yy Partenogeneza

Partenogeneza (dzieworództwo) to rozwój komórki jajowej bez zapłodnienia. Ze względu na częstość występowania wyróżnia się partenogenezę: vvstałą (występującą np. u  patyczaków), która jest jedyną formą rozmnażania płciowego danej grupy zwierząt, vvokolicznościową (zachodzącą u  niektórych ślimaków, owadów, ryb, płazów i gadów), występującą tylko w określonych warunkach środowiska, vvcykliczną (występującą np. u niektórych skorupiaków i owadów), która jest jednym z etapów cyklu rozwojowego. Występowanie w cyklu rozwojowym pokolenia rozmnażającego się z udziałem samców i pokolenia rozmnażającego się partenogenetycznie to heterogonia. yy Etapy rozwoju organizmu

Zapłodnienie jest początkiem istnienia nowego organizmu. Od tego momentu zaczyna się ontogeneza, czyli rozwój osobniczy. Dzieli się on na rozwój zarodkowy oraz rozwój poza­ zarodkowy. Rozwój zarodkowy

Rozwój zarodkowy (embrionalny) młodego organizmu rozpoczyna się w chwili, gdy w wyniku zapłodnienia powstaje diploidalna zygota. Jego

Zapłodnienie wewnętrzne

W tym rodzaju zapłodnienia plemniki są przekazywane bezpośrednio do dróg rodnych samicy (lub partnera płciowego w wypadku obojnaków), gdzie następuje połączenie gamet. Jest ono charakterystyczne przede wszystkim dla zwierząt lądowych, gdyż zapobiega wysychaniu gamet. Występuje też u  wielu zwierząt wodnych, np. niektórych gatunków skorupiaków, ryb, gadów i ssaków. Ten rodzaj zapłodnienia ze względu na optymalne warunki środowiska, cechuje duża skuteczność. Z tego powodu zwierzęta, u  których występuje zapłodnienie wewnętrzne, wytwarzają niewielką liczbę gamet. 450

Partenogeneza pozwala mszycom w krótkim czasie wydać wiele osobników potomnych i lepiej wykorzystać zasoby środowiska.