Każda komórka powstaje z innej komórki, każdy organizm – z innego organizmu. Rozmnażanie, w odróżnieniu od pozostałych czynności życiowych, nie jest konieczne do przetrwania pojedynczego osobnika. Jakie jest więc jego znaczenie?

RGGYk5A8agxmm1

Ilustracja przedstawia błękitne morze z brązowym dnem w kształcie cyfry dwa. Znajdują się w nim meduzy na różnych etapach rozwoju. Dorosłe pływają na powierzchni morza. Po prawej przedstawiono ich gamety oraz proces zapłodnienia. Poniżej jest orzęsiona, pływająca larwa. U dołu od prawej na dnie ukazano rosnące, coraz większe polipy. W środkowym rzędzie ich ciało jest segmentowane. Ostatni z nich dzieli się poziomo na miseczkowate meduzy, które płyną do góry.

1. Rozmnażanie jako proces życiowy

Życie każdego osobnika jest ograniczone w czasie. Znacznie dłużej niż pojedynczy osobnik pozostaje na Ziemi gatunek, do którego on należy. Gatunek obejmuje wszystkie podobne i spokrewnione osobniki żyjące w przeszłości oraz te, które pojawią się w następnych pokoleniach. RozmnażanierozmnażanieRozmnażanie jest warunkiem istnienia gatunku, nie zaś jednostki, i prowadzi na ogół do zwiększenia liczby osobników.

W procesie rozmnażania organizmy przekazują potomstwu informację genetyczną, czyli swoistą instrukcję, według której osobniki potomne będą się rozwijać i funkcjonować. Wyróżnia się dwa rodzaje rozmnażania: bezpłciowerozmnażanie bezpłciowebezpłciowe i płciowerozmnażanie płciowepłciowe. Rozmnażanie bezpłciowe prowadzi do powstania osobników bardzo podobnych do osobników macierzystych, w wyniku rozmnażania płciowego powstają zaś organizmy o znacznie większym zróżnicowaniu cech (znacznie większej różnorodności) niż osobniki macierzyste.

RoDcF3apttJ0X1

Ilustracja przedstawia kolorowe czworokąty z tekstem o sposobach rozmnażania. Zielony z lewej ma napis rozmnażanie. Od niego dwie strzałki wskazują dwa żółte prostokąty jeden pod drugim, opisane: płciowe i bezpłciowe. Od dolnego prowadzą cztery strzałki do różowych prostokątów po prawej. Od góry opisano w nich sposoby rozmnażania bezpłciowego: podział komórki, pączkowanie, zarodniki, fragmentacja.

2. Rozmnażanie bezpłciowe

Rozmnażanie bezpłciowe prowadzi do wytwarzania osobników potomnych, które powstają z jednego osobnika macierzystego i są jego prawie wiernymi kopiami. Ten rodzaj rozmnażania nie wymaga poszukiwania partnera do rozrodu. Rozmnażanie bezpłciowe może być korzystne dla gatunku przy obfitości pokarmu i braku zagrożeń. Gdy warunki życia są stabilne, wówczas wszystkie przystosowane do nich organizmy mogą się rozwijać i rozmnażać bez większych przeszkód, ale w niesprzyjających warunkach życiowych każdy z osobników o identycznych cechach jest w tym samym stopniu zagrożony negatywnym oddziaływaniem środowiska. Jeśli bowiem osobniki macierzyste i potomne tak samo reagują na zmiany temperatury, to podczas silnego mrozu mogą zginąć jednocześnie.

W przyrodzie bezpłciowo rozmnaża się wiele organizmów. Najprostsza i najszybsza forma takiego rozmnażania to podział komórki na dwie komórki potomne. Innym sposobem rozmnażania bezpłciowego jest pączkowaniepączkowaniepączkowanie występujące u niektórych jednokomórkowych grzybów i organizmów wodnych prowadzących osiadły tryb życia. Grzyby, mchy i paprocie rozmnażają się, wytwarzając zarodnikizarodnikzarodniki. Dość często spotykanym sposobem rozmnażania bezpłciowego jest podział ciała (fragmentacja) występujący u części roślin, grzybów, porostów, glonów i u niektórych zwierząt. Rośliny rozmnażają się bezpłciowo przez rozrost i podział organów nadziemnych lub podziemnych.

RrBR6NHjagXGs1

Fotografia przedstawia jednokomórkową amebę, która zaczyna się dzielić na dwie komórki potomne. Przez podział rozmnażają się bakterie i na przykład pantofelek lub ameba.

RGeIVW9rhYuPf1

Ilustracja przedstawia niebieskie komórki z ciemnymi jądrami komórkowymi. Ukazano je w trakcie rozmnażania przez podział w czterech fazach. W pierwszej od lewej jądro komórkowe zaczyna się rozrastać. W drugiej są już dwa jądra, a komórka wydłuża się i zwęża. Trzeci rysunek przedstawia komórkę z dwoma jądrami komórkowymi, mocno zwężoną w środku. Na końcu ukazano dwie komórki.

RW4mVrb61KKiK1

Fotografia przedstawia komórki drożdży pod mikroskopem w trakcie rozmnażania przez pączkowanie. Dwie z nich mają niewielkie uwypuklenie u dołu komórki, czyli pączek. Na dole znajduje się większa komórka macierzysta i obok niej mała komórka potomna.

R156hDmkeXGKz1

Ilustracja przedstawia porównanie pomiędzy pączkowaniem u jednokomórkowych drożdży i u wielokomórkowych stułbi. Po lewej ukazano komórkę drożdży z pączkiem. Po prawej znajdują się cztery pomarańczowe stułbie. Mają kształt rurki z nitkami u góry. Pierwsza od lewej ma z boku uwypuklenie, czyli pączek. U drugiej pączek jest wydłużony i ma już wyrostki, czyli ramiona. Przy trzeciej stułbi ukazano malutką stułbię potomną, która się oderwała od dużej.

R10TeUbONah9P1

Ilustracja przedstawia dwa ciemno oliwkowe glony z grupy brunatnic. Mniejszy, wskazany przez czerwoną strzałkę to oderwany od dużego kawałek ciała, tak zwanej plechy. Taki sposób rozmnażania nazywa się podziałem plechy*.

RcJ9maqgLWaGV1

Rozmnażanie przez zarodniki

RID6WpFcDz7DT1

Ilustracja przedstawia pojedynczą, zieloną roślinę mchu. Na szczycie łodyżki znajduje się zgrubienie, czyli zarodnia. Czerwona strzałka wskazuje wysypujące się z niej liczne, malutkie zarodniki.

R17jhWLKqa87H1

Fotografia przedstawia fragment liścia rośliny , zwanej żyworódką. Na krawędzi liścia znajduje się kilkanaście małych roślin potomnych. Każdy ma kilka listków i niewielkie korzonki. Nazywamy to rozmnażaniem przez rozmnóżki.

RvzOdx0F6X0oL1

Ilustracja przedstawia roślinę doniczkową, zwaną zielistką. Ma ona długie, wąskie, jasnozielone liście. Ma też długie łodyżki z kępkami liści na końcach. Czerwone strzałki wskazują te roślinki potomne w zbliżeniu. Jest to rozmnażanie przez rozłogi

3. Rozmnażanie płciowe

Rozmnażanie płciowe u zwierząt odbywa się najczęściej przy udziale dwóch osobników rodzicielskich. Poprzedza je wytworzenie komórek rozrodczych zwanych gametamigametagametami. Osobniki żeńskie wytwarzają gamety żeńskie, czyli komórki jajowekomórka jajowakomórki jajowe, osobniki męskie – gamety męskie, czyli plemnikiplemnikplemniki. Połączenie się jądra plemnika z jądrem komórki jajowej jest nazywane zapłodnieniemzapłodnieniezapłodnieniem. W wyniku tego procesu powstaje nowy osobnik o indywidualnym, niepowtarzalnym zestawie cech odziedziczonych po rodzicach.

RzNXDHF5f0nWW1

Ilustracja przedstawia plemnik człowieka. Ma on wydłużony kształt. Jajowata główka po lewej stronie przechodzi w cieńszą szyjkę i wstawkę z licznymi mitochondriami. W prawo ciągnie się długa witka.

RdVGogXMhZH6l1

Ilustracja przedstawia kolistą komórkę jajową człowieka. W środku znajduje się duże żółtko z ciemnym jądrem. Wokół różowej osłonki ułożone są liczne, drobne komórki wieńca.

RRiumJ0hor0EP1

Ilustracja przedstawia komórkę jajową i siedem plemników z lewej strony. Jeden z nich wniknął do wnętrza i dotyka żółtka.

R1dFWm6bExkNx1

Ilustracja przedstawia komórkę jajową w trakcie zapłodnienia. Małe czerwone strzałki wskazują, że materiał genetyczny z główki plemnika przemieszcza się w kierunku jądra komórki.

R1LwSWXL2hUAU1

Ilustracja przedstawia komórkę jajową, w której duże jądro komórkowe składa się w połowie z materiału genetycznego z plemnika i połowie z materiału genetycznego komórki jajowej. Zapłodnioną komórkę jajową nazywamy zygotą.

Rozmnażanie płciowe prowadzi więc do wytworzenia osobników potomnych podobnych do siebie i do rodziców, jednocześnie jednak różniących się wieloma cechami. Różnorodność tych cech wpływa na różne szanse przeżycia przy zmianie warunków środowiska. Dlatego nawet w bardzo trudnych warunkach część osobników powstałych w wyniku rozmnażania płciowego może być obdarzona przydatną w danym środowisku cechą, ma również większą szansę na przeżycie i rozród. Większość zwierząt jest rozdzielnopłciowarozdzielnopłciowośćrozdzielnopłciowa, co oznacza, że pojedynczy osobnik jest albo samicą, albo samcem. Istnieją jednak gatunki, u których ten sam osobnik wytwarza gamety zarówno żeńskie, jak i męskie. Taki organizm to obojnakobojnactwo ( obupłciowość)obojnak.

Płciowo rozmnażają się także rośliny i grzyby.

Ro8ATOBB36a631

Fotografia przedstawia akt płciowy: dwa splecione ze sobą ślimaki winniczki. Są one obupłciowe, czyli są obojnakami. Podczas aktu płciowego wymieniają się plemnikami.

Ciekawostka

Błazenki – ryby raf koralowych – rodzą się jako obojnaki. Oznacza to, że mają narządy płciowe zarówno męskie, jak i żeńskie. W obrębie jednej grupy największy osobnik staje się dojrzałą płciowo samicą, drugi co do wielkości – samcem. Reszta osobników pozostaje w formie bezpłciowej. Jeśli z jakiegoś powodu samica zginie, dojrzały samiec zmienia płeć na żeńską, następna pod względem wielkości ryba dojrzewa zaś płciowo i staje się samcem.

RiaLNpCLoJibk1

Fotografia przedstawia 2 pomarańczowo-białe rybki wsród ramion parzydełkowca.

4. Zapłodnienie

U zwierząt do zapłodnienia może dojść w dwojaki sposób. Zapłodnienie wewnętrzne występuje wtedy, gdy połączenie gamet zachodzi wewnątrz ciała organizmu rodzicielskiego. U zwierząt następuje to zazwyczaj w trakcie aktu kopulacji, podczas którego samiec wprowadza plemniki do dróg rodnych samicy za pomocą narządu kopulacyjnego. Taki rodzaj zapłodnienia jest charakterystyczny głównie dla zwierząt lądowych. Zapłodnienie zewnętrzne odbywa się poza ciałem organizmów rodzicielskich, z reguły w środowisku wodnym. Polega ono na wydzielaniu gamet przez samce i samice do wody. Dzieje się to najczęściej w tym samym czasie i wynika z aktywności godowej zwierząt. Taki sposób zapłodnienia jest spotykany na przykład u większości ryb i płazów.

R1N48oYF7SvJd1

Fotografia przedstawia dno morza. W błękitnej wodzie pływa ryba. Na pierwszym planie znajdują się szare koralowce, z których unosi się jakby chmura. Są to miliony komórek jajowych i plemników. Do zapłodnienie dochodzi w wodzie.

5. Rozwój po zapłodnieniu

Połączenie plemnika z komórką jajową prowadzi do powstania zygotyzygotazygoty, z której u organizmów wielokomórkowych rozwija się zarodekzarodekzarodek. Podczas rozwoju zarodka zachodzi wiele intensywnych przemian. Z pojedynczej komórki, jaką jest zygota, wykształcają się wszystkie komórki i narządy osobnika wielokomórkowego.

RCbQ2CAEBaxfa1

Ilustracja przedstawia różne etapy rozwoju zarodka. Od lewej w klamrze znajdują się: beżowa komórka jajowa i plemnik. Oznacza to zapłodnienie. Czerwona strzałka w prawo wskazuje zygotę, której jądro ma dwa kolory. Dalej w prawo znajduje się skupisko podobnych komórek, przedstawiające zarodek. Na końcu ukazano duży, beżowy zarodek z pierwszymi narządami, między innymi głową i ogonem.

Proces rozwoju zarodka wymaga dużych nakładów energii. U niektórych zwierząt zapas pokarmu niezbędny do rozwoju zarodkowego może być gromadzony w żółtku jaja, u innych jest dostarczany naczyniami krwionośnymi z organizmu matki. U zwierząt wytwarzających bardzo dużo jaj na ogół jaja te zawierają niewielkie ilości żółtka. Z tego powodu osobniki, które się z nich wylęgają, nie są w pełni rozwinięte. Po wykluciu się, zanim staną się dorosłe, muszą samodzielnie żerować. Na tym etapie rozwoju są nazywane larwami. Rozwój, podczas którego organizm przechodzi przez stadium larwy, to rozwój złożony. Zwierzęta, które w trakcie rozwoju zapewniają zarodkom dużo pokarmu, charakteryzują się rozwojem prostym, bez stadium larwy.

R1QOoUUbYNTN91

Ilustracja przedstawia porównanie rozwoju prostego i złożonego. Na niebieskim tle u góry ukazano rozwój krowy od zygoty do osobnika dorosłego. Na liliowym tle u dołu przedstawiono rozwój pszczoły w komórce plastra. Od lewej jest zygota, potem biała larwa, następnie brązowa poczwarka. Na końcu dorosła pszczoła wyfruwa z komórki plastra.

U roślin nasiennych zarodek rozwija się w nasionie – organie wypełnionym zapasem substancji odżywczych – które jest osłoniete łupiną nasienną. W odpowiednich warunkach nasiono kiełkuje i z zarodka rozwija się nowa roślina.

R1ZStrD9vi3jF1

Fotografia przedstawia dużego, białego łabędzia z czerwonym dziobem skierowanym w dół. Ptak stoi nad gniazdem, zbudowanym z patyków i papierka. Gniazdo mieści się na brzegu, przy samej wodzie. Znajduje się w nim kilka dużych jaj. Ptaki są jajorodne.

RKuKYIPeIgW5Q1

Fotografia przedstawia przednią część ciała jaszczurki, stojącej na kamieniu. Reszta ciała jest osłonięta szarą wylinką, czyli starym nabłonkiem i ukryta pod brązowym patykiem. Niektóre jaszczurki są jajożyworodne.

RA9EkOk35liVR1

Fotografia przedstawia dużą różową świnię, maciorę, która leży na boku na słomie. Sutki na jej brzuchu ssie osiem malutkich prosiąt. Niektóre mają czarne łatki. Jedno różowe prosiątko znajduje się przy uszach maciory. Ssaki są żyworodne.

Zarodek zwierząt jajorodnych rozwija się poza organizmem matki. Duża ilość wody i substancji odżywczych zawartych w żółtku zapewnia mu samowystarczalność do momentu wyklucia się z jaja i rozpoczęcia samodzielnego życia. Osłonki jajowe chronią zarodek przed uszkodzeniem. Do zwierząt jajorodnych należą owady, ryby, płazy, gady i ptaki.

U zwierząt jajożyworodnych zarodek rozwija się w jaju, które do momentu wyklucia się młodego osobnika pozostaje w drogach rodnych samicy. Zarodek odżywia się zgromadzonym w jaju materiałem zapasowym. Ciało matki pełni jedynie funkcję ochronną. Taki sposób rozwoju jest spotykany u niektórych ryb (gupik), płazów (salamandra) i gadów (jaszczurka żyworodna).

Zarodek zwierząt żyworodnych rozwija się wewnątrz ciała matki, otrzymując od niej substancje odżywcze, wodę i tlen. Do zwierząt żyworodnych należą wszystkie ssaki z wyjątkiem stekowców.

Podsumowanie

• Rozmnażanie jest warunkiem istnienia gatunków.

• W rozmnażaniu płciowym biorą udział komórki rozrodcze (gamety) wytworzone przez organizmy rodzicielskie.

• Dzięki rozmnażaniu płciowemu osobniki różnią sie od siebie, co zwiększa szanse przeżycia gatunku.

• W wyniku rozmnażania bezpłciowego z jednego organizmu macierzystego powstaje wiele osobników potomnych w znacznym stopniu podobnych pod względem genetycznym do organizmu macierzystego i do siebie nawzajem.

Praca domowa

Polecenie 5.1

1. Wymień trzy najważniejsze, według ciebie, informacje na temat rozmnażania płciowego.

Polecenie 5.2

2. Wymień dwie najważniejsze różnice między rozmnażaniem płciowym a rozmnażaniem bezpłciowym.

Polecenie 5.3

3. Wiedząc, że w rozwoju organizmu występuje stadium larwy, odpowiedz na pytania:

1. Czy organizm ten jest jajorodny?
   b. Czy w składanych przez niego jajach jest duża ilość żółtka?
   c. Czy samice tego gatunku składają wiele jaj?
   d. Czy organizm ten jest obojnakiem?

Na które z powyższych pytań nie można udzielić odpowiedzi z powodu zbyt małej ilości informacji?

R1NMSyMv5dn2N1

Fotografia przedstawia fragment liścia, na którym znajduje się sześć larw. Larwy są powyginane, żółte w czarne kropki i mają czarne główki.

Słowniczek

Zadania