Rozmnażanie i rozwój zwierząt

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, a ytm samym ogranicza zdolność przystosowania się zwierząt do zmieniających się warunków środowiska. Pozwala jednak na zwiększenie liczby osobników w którkim czasie i tym samym na szybkie rozprzestrzenieni się gatunku na dalszym obszarze Rozmnażanie bezpłciowe odbywa się przez podział bądź pączkowanie.

Podział to proces w którego trakcie jeden osobnik dzieli się na osobniki potomne. Wyróznia się dwa zasadnicze sposoby podziału:

Specyficznym rodzajem podziału jest strobilizacja. Wystepuje ona u parzydełkowców w których cyklu rozwojowym występuje postac polipa i meduzy. W wyniku poprzecznych podziałów polipa powstają potomne meduzy, które stopniowo oddzielaja się on niego.

Czasami podział ma charakter fragmentacji ciała. Następuje wówczas rozpad organizmu macierystego na róznej wielkości części, z których powstają organizmy potomne. W ten sposób rozmnażanja się gąbki i niektóre wirki.

Pączkowanie to forma rozmnażanie bezpłciowego występująca m.in. u parzydełkowców. Polega ona na tworzeniu się uwypuklenia (pączka), które stopniowo rośniem, upodobniając sie do organizmu rodzicielskiego. Młode osobniki odrywają się od macierzystych i rozpoczynają samodzielne życie lub pozostaja ich częcią, co prowadzi do powstawania kolonii

Do form rozmnażanie bezpłciowego zalicza się niekiedy regenerację, czyli umiejętność odtwarzania utracone części ciała.

Specyficzna formą rozmnażania bezpłciowego jest wielozarodkowość (polimbrionia), 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 polimbrionii rodzą się bliźnięta jednojajowe.

Rozmnażanie płciowe

Niezaleznie od rozmnażania bezpłciowego wszystkie zwierzęta rozmnażają się płciowo. Powstające w jego wyniku organizmy różnia się genetycznie od osobników rodzicielskich (dotyczy także rodzeństwa). Rozmnażanie płciowe pozwala więc na zwiększenie różnorodności genetycznej danego gatunku, co ułatwoa mu przystosowanie do zmian zachodzących w środowisku.

W rozmnażaniu płciwym biorą udział wytwarzane specjalne 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 odecności witki. Gamety powstają w gondach, którymi są gruczoły rozrodcze żeńskie (jajniki) i męskie (jądra). U zwierząt pospolita jest rozdzielność płciowaczyli występwanie dwu płci (żeńskiej i męskiej) w obrębie gatunku. Osobniki płci żeńskiej samice, mają jajniku i produkują komórki jajowe, a przedstawiciele płci męskiej samce, mają jądra i wytwarzaja plemniki. Rozdzielność płciowa wiąże się często z dymorfizmem płciowym, czyli zróżnicowaniem budowy zewnętrznej osobników obu płci.

Obojniactwo, zwane też hermafrodyzmem, występuje wówczas gdy osobniki rozrodcze wytwarzające komórki jajowe i plemniki.

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 wybierane cechy obojga rodziców, właściwe tylko sobie. U obojniaków dochodzi zwykle do zapłodnienia krzyżowego, podczas którego partnerzy przekazuja sobie wzajemnie plemniki. U niektórych pasożytów wewnętrznych następuje samozapłodnienie - połączenie gamet pochodzących od jednego osobnika. Np. samozapłodnienie u tasiemców charakteryzuje się tym że zachodzi pomiędzy sąsiednimu członami.

W zależności od miejsca, w którym komórki łączą się ze soba wyróżnia się zapłodnienie zewnętrzne i wewnetrzne

Zapłodnieni zewnętrzne

Ten rodzaj zaplodnienia występuje wtedy, gdy komórki płciowe łączą się poza organizmem. Występuje on głównie u zwierząt wodnych.

Zapłodnienie wewnętrzne

W tym rodzaju zapłodnienia plemniku sa przekazywane bezpośrednio do dróg rodnych samicy (lub partnera płciowego w wypadku obojniaków), gdzue nastepuje połąćzenie gamet.

Partenogeneza

(dzieworództwo) to rozwój komórki jajoweh bez zapłodniena. Ze względu na częstość występowania wyróżnia się partenogenezę:

Występowanie w cyklu rozwojowym pokolenia rozmnażającego sie z udiałem samców i pokoleń rozmnażającego się partenogenetycznie to heterogonia.

Etapy rozwoju organizmów

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

Rozwój zarodkowy

Rozwój zarodkowy (embrionalny) młodego oganizmu rozpoczyna sie w chwili gdy w wyniku zapłodnienia powstaje diploidalna zygota. Jego pierwsze etapy u wszystkich zwierząt rozmnażających sie płciowo przebiaga w ten sam sposób. Najpierw zachodzi bruzdkowanie, czyli seria podziałów mitotycznych, w których wyniku powstaje coraz więcej komorek (przy czym wielkość zarodka nie ulega zmianie). Komórki potomne powstałe podczas bruzdkowania nazywa sie blastomerami. Po pierwszym podziale zygoty powstają dwa blastomery, a po następnych - cztery, osiem, szesnaście itd. Zarodek zbudowany z kilkudziesięciu blastomerów, ze względu na podobieństwo do owocu morwy, określany jest mianem moruli. Po pewnym czasie między komórkami moruli pojawia się płyn, który stopniowo wypełnia wnętrze zarodka, zaś komórki układaja się na jego powierzchni. W ten sposób powstaje blastula - kulisty pęcherzyk o ścianie zbudowanej z jednej warstwy komórek, tzw. blastodermy. Jego wnętrze wypełnione płynem to pierwotna jama ciała czyli blastocel.

Bruzdkowanie w zależności od ilości i rozmieszczenia substancji zapasowej (żółtka) w komórkach jajowych, może mieć różny przebieg. Wyróżnia się bowiem jaja: bezżółtkowe (alecytalne), skąpożółtkowe (oligolecytalne) średniożółtkowe (mezolecytalne) oraz bogatożółtkowe (pololecytalne). Jaja bezżółtkowe skąpożółtkowe i średniożółtkowe są izolecytalne. Oznacza to, że żółtko jest rozmieszczone w komórce jajowej równomiernie. Natomiast jaja bogatożółtkowe mogą być centrelecytalne, gdy żółtko jest zebrane w centrum komórki jajowej, lub telolecytalne - wówczas żółtko znajduje się na jednym z biegónów komórki jajowej.

Kolejnym etapem rozwoju zarodkowego jest gastrulacja. Polega ona na przemieszczaniu się części komórki do wnętrza blastuli, w wyniku czego powoduje dzuwarstwowy twór - gastrula. Zewnętrzna warstwa komórek to ektoderma, natomiast wewnętrzna - endoderma. Do wnętrza gastruli, czyli prajelita prowadzi otwór zwany pragębą. U trójwastrwowców pomiędzy ektodermą i endodermą tworzy się kolejna warstwa - mezoderma. Między jej komórkami powstaje przestrzeń zwana wtórna jamą ciała (celomą). Ektoderma, endoderma i mezoderma są nazywane listkami zarodkowymi.

Na podstawie sposobu tworzenia się mezodermy oraz powstawania otworu gębowego i odbytowego wyróżnia się dwie grupy rozwojowe zwierząt: pierwouste i wtórouste. W pierwoustych pragęba staje się otworem gębowym, a odbyt towrzy się na przeciwległym biegunie gastruli. Do tej grupy nalezą m.in. pierścienice, stawonogi i mięczaki. U wtóroustych ostateczny otwór gębowy powstaje na stronie przeciwległej od tej na której leży prageba. Ta z kolei staje sie otworem odbytowym lub zanika, a otwór odbytowy pojawia się w jaj pobliżu. Do wtóroustych należą m.in. szkarłupnie i strunowce.

Po gastrulacji zachodzi histogeneza, podczas której z listków zarodkowych rozijają się tkanki. Po niej nastepuje ostatni etap rozwoju zarodkowego, czyli organogeneza. W jej trakcie rozwijaja się narządy i układy narządów. Z ektodermy powstaja powłoki ciała, układ nerwowy i narządy zmysłów. Endoderma daje początek nabłonkowi przewodu pokarmowego, gruczołom trawiennym oraz nabłonkom narządów oddechowych. Natomiast z mezodermy rozwijają się mięśnie, układ krwionośny, wydalniczy i rozrodczy, a u kręgowców także szkielet wewnętrzny. Organogeneza jest ostatnim etapem rozwoju zarodkowego.

Rozwój zarodkowy kończy się opuszczeniem osłon jajowych lub porodem i może przebiegać w obrębia ciała samicy albo poza nim. Z tego względu wyróżnia się zwierzęta:

Rozwój pozazarodkowy

W rozwoju pozazarodkowym wyróżnia sie trzy okresy: młodociany, dojrzałości i starzenia się.

Okres młodociany trwa od wylęgu lub porodu do osiągnięcia dojrzałości płciowej. W tym czasie nastepuje rozwój organizmu. W zalezności od stopnia, w jakim osobnik młodociany różni się od dorosłego, wyróżnia się rozwój prosty lub złożony. W rozwoju prostym (bezpośrednim) młode zwierzę jest bardzo opdobne do osobnika dojrzałego i prowadzi identyczny tryb życia jak on. Rozwój osobników potomnych polega na wzroście organizmu i dojrzewaniu narządów rozrodczych. Ten typ rozwoju przechodzą wszystkie zwierzęta żyworodne, ślimaki lądowe, a także większość pajęczaków oraz ryb, gadów, ptaków i ssaków. W rozwoju złożonym (pośrednim) z jaj wykluwają sie formy młodociane - larwy, które często różnią się od osobnika dorosłego wyglądem i trybem życia. Larwy zwierząt osiadłych i mału ruchliwych (np. szkarłupni) są zwylke wolno żyjące, co umozliwia gatunkom rozprzestrzenianie się. W rozwoju niektórych zwierząt może występować kolejno kilka różnych larw (np. u pasożytów), a osiąganie przez nie kolejnych stadiów rozwoju wiąże się ze zmianą zywiciela lub środkwoiska życia. Rozwój złożony wystepuje u pasożytniczycz płazińców, morskich skorupiaków, owadów i plazów.

U nielicznych zwierzat żyjących w warunkach niesprzyjających przeobrażeniu w postać dorosłą obserwuje się zjawisko neotenii. Jest to zdolność larw do rozmnażanie płciowego.

Po zakończeniu okresu młodocianego zwierzę wchodzi w okres sojrzałości płciowej, w którym jest zdolne do rozrodu. Długość trawania tego okresu u poszczególnych gatunków jest różna. U wielu owadów postać dorosła żyje znacznie krócej niż larwa np. u jętek tylko kilkanaście godzin, podczas gdy larwa - kilka lat. U kręgowców dojrzałość może trważ wiele lat i jest najdłuższym okresem życia. Następny okres to starzenie sie. Zwierzę nie jest już zdolne do rozrodu (przestaje wytwarzać gamety), a wiele funkcji organizmu zostaje spowolnionych. Starość kończy się śmiercią zwierzęcia.