Rozmnožovanie je jedným z charakteristických znakov živých organizmov. Zabezpečuje zachovanie druhu a je základom ontogenézy budúceho jedinca. Pohlavné rozmnožovanie (iné názvy: pohlavné množenie, sexuálne rozmnožovanie/množenie, generatívne rozmnožovanie/množenie, sexuálna reprodukcia, generatívna reprodukcia, amfigónia) je rozmnožovanie, pri ktorom vzniká dcérsky organizmus, ktorý zvyčajne nesie kombináciu genetického materiálu dvoch iných (rodičovských) organizmov. Pri pohlavnom rozmnožovaní väčšinou vzniká organizmus s novou, unikátnou genetickou výbavou, ktorá nikdy nie je úplne totožná s genetickou výbavou rodičov.
V širšom zmysle zahŕňa termín pohlavné rozmnožovanie každý typ rozmnožovania, pri ktorom sa nový jedinec vyvíja z gamét (teda nie zo somatických buniek) a to aj v prípadoch, že nedošlo k oplodneniu. V prípade najbežnejšieho typu pohlavného rozmnožovania, eugamie, je nevyhnutné splynutie dvoch špecializovaných buniek - gamét. Ich splynutím vzniká zygota, oplodnené vajíčko, ktoré sa ďalej mitoticky delí a stáva sa z neho embryo. Gaméty zvyčajne nesú polovičnú (haploidnú) sadu chromozómov.
Gaméty: Špecializované bunky života
Pohlavná bunka alebo gaméta je osobitná bunka, ktorej spojením s inou pohlavnou bunkou pri oplodnení sa začne vyvíjať nové indivíduum. Pohlavné bunky sa delia na mužské (samčie) pohlavné bunky (spermie) a ženské (samičie) pohlavné bunky (vajíčka). V živej hmote pohlavnej bunky je koncentrovaný dedičný základ budúceho indivídua. Jadrová hmota pohlavnej bunky je redukovaná na polovicu (meióza), obsahuje polovičný (haploidný) počet chromozómov.
Keďže pri bežnom delení buniek je väčšinou genetická výbava materských a dcérskych buniek rovnaká, pohlavné bunky vznikajú iným spôsobom ako telové (somatické) bunky a to redukčným delením - meiózou. Meióza je zvláštnym typom delenia, pri ktorej namiesto dvoch dcérskych buniek vznikajú až 4 dcérske bunky, ale každá len s haploidným počtom chromozómov.
Spermia: Mužská pohlavná bunka
Spermie sú mužské pohlavné bunky, ktoré sú nevyhnutné na oplodnenie vajíčka a následné počatie. Väčšina druhov má spermatozoidy (bičíkaté spermie). Veľkosť, tvar a počet je druhovo rozdielny.
Anatómia a tvorba spermie
Zrelá spermia sa skladá z hlavičky, krčku a bičíka. V hlavičke je sústredený genetický materiál (chromozómy), krčok obsahuje energeticky bohaté látky a bičík zabezpečuje pohyb. Hlavička sa skladá z jadra a akrozómu. Akrozóm ako prvý prichádza do styku s vajíčkom. Krčok je stredná valcovitá časť spermie, obklopuje bazálnu časť bičíka a nachádza sa v ňom deliace teliesko mitochondrie.
Spermie sa vytvárajú v semenníkoch v procese nazývanom spermatogenéza. Semenníky sú párový orgán, mimo dutiny brušnej, nachádzajú sa v miešku (scrotum), kde je teplota o 4°C nižšia. Majú zmiešanú funkciu (tvorba spermií - hlavičku vypĺňa jadro s haploidným počtom chromozómov 22 telových a 1 pohlavný X alebo Y a produkcia testosterónu).
Proces spermatogenézy začína počas puberty a pokračuje počas celého života muža. Trvá približne 64 až 72 dní, kým sa jedna spermia úplne vyvinie. Výživu dozrievajúcich spermií v semenotvorných kanálikoch zabezpečujú zvláštne bunky v stenách kanálikov - Sertoliho bunky.
Faktory ovplyvňujúce plodnosť
V 1 ml ejakulátu sa nachádza približne 1 milión až 20 miliónov spermií. Ak ich je menej, šance na oplodnenie klesajú. Na ich početnosť môže vplývať celkový zdravotný stav, životné prostredie, životný štýl, dlhodobé užívanie liekov, nadváha či stres, ale aj nadmerná námaha. Pre mužov, ktorí plánujú s partnerkou tehotenstvo, môže byť užitočný výživový doplnok Folandrol, ktorý obsahuje inozitol, selén a antioxidanty. Selén podporuje správnu tvorbu a zrenie spermií, zatiaľ čo antioxidanty chránia spermie pred oxidačným stresom.
Dôležitým faktorom je teplota. Nadmerné teplo v oblasti semenníkov (napr. sauny, horúce kúpele) negatívne ovplyvňuje ich produkciu a dozrievanie.
Vajíčko: Samičia pohlavná bunka
Vajíčko (ovum) je haploidná samičia pohlavná bunka (gaméta). Vajíčka majú guľovitý tvar a sú nepohyblivé. Vo vajíčku je jadro a žĺtok, ktorý je zásobárňou živín. Vajíčka majú vždy 1 alebo viac obalov a zabezpečujú ochranu zárodku.
Vajíčka sa tvoria vo vaječníkoch (ováriách). Je to párový orgán rôzneho tvaru a veľkosti (hroznovitý, vajcovitý, guľovitý, fazuľovitý). Funkcia ovárií je zmiešaná, pretože tvoria hormóny (estrogény, progesterón) ale aj pohlavné bunky - vajíčka.
ŠPECIALISTI - Všetko čo potrebujete vedieť o umelom oplodnení 1/2
Typológia vajíčok podľa obsahu žĺtka
Z evolučného hľadiska platí dôležité pravidlo: množstvo žĺtka priamo súvisí s dĺžkou embryonálneho a larválneho vývinu. Podľa množstva a lokalizácie žĺtka delíme vajíčka na:
- Oligolecitálne a izolecitálne: obsahujú pomerne málo žĺtka, ktoré je rovnomerne rozložené.
- Mezolecitálne a heterolecitálne: žĺtok je sústredený na vegetatívnom póle vajíčka.
- Polylecitálne a telolecitálne: žĺtok vypĺňa takmer celé vajíčko, typické pre vtáky.
- Centrolecitálne: cytoplazma tvorí tenkú vrstvičku na povrchu vajíčka, jadro je v strede.
Gonochorizmus a hermafroditizmus
Pre väčšinu živočíchov platí, že sú oddeleného pohlavia, t.j. majú buď len samčie alebo len samičie pohlavné orgány, v ktorých sa vyvíjajú pohlavné bunky. Tento jav sa nazýva gonochorizmus. Pohlavia sú rozlíšené aj druhotnými - sekundárnymi pohlavnými znakmi, napr. veľkosť a sfarbenie tela. Vzniká tak pohlavná dvojtvarosť - sexuálny dimorfizmus.
Hermafroditizmus je jav, keď sa samčie aj samičie pohlavné bunky vyvíjajú v organizme toho istého jedinca. Samooplodnenie nastane len vtedy, keď je znížená pravdepodobnosť vzájomného párenia. Sú to napr. slimáky a dážďovky, u ktorých samčie a samičie bunky nedozrievajú naraz.
Ontogenéza: Od zygoty k jedincovi
Ontogenéza sa začína oplodnením vajíčka a končí sa smrťou. Zahŕňa obdobie od splynutia gamét a vzniku zygoty až po vyliahnutie alebo narodenie nového jedinca.
- Brázdenie: Oplodnené vajíčko sa mitotickým delením postupne brázdi, až vznikne guľovitý útvar - morula (pripomína morušu).
- Blastulácia: Množením buniek dochádza ku vzniku dutej gule - blastula, ktorej vnútro vypĺňa prvotná telová dutina - blastocél.
- Gastrulácia: Z jednovrstvovej blastuly vznikne vakovitý, dvojvrstvový útvar - gastrula (vonkajšia vrstva - ektoderm a vnútorná - endoderm). Pri dvojstranne súmerných živočíchoch sa tvorí aj tretia zárodočná vrstva - mezoderm.
Mechanizmy oplodnenia v prírode
Jedným z problémov pohlavného rozmnožovania je dopraviť bunky dvoch pohlaví k sebe a dosiahnuť, aby sa spojili. Niektoré druhy len rozptýlia svoje pohlavné bunky do okolia a ich vzájomné stretnutie je ponechané čisto na náhode. Takúto stratégiu využívajú napríklad ostnatokožce. Väčšina druhov však vyvinula mechanizmy na cielené stretnutie gamét.
U živočíchov rozlišujeme dva hlavné spôsoby oplodnenia:
- Vonkajšie oplodnenie: K splynutiu gamét dochádza voľne vo vonkajšom prostredí (voda). Je charakteristické pre mnohé vodné živočíchy, napríklad väčšinu rýb, ale aj obojživelníkov.
- Vnútorné oplodnenie: Ak oplodnenie nastáva vnútri tela samice (resp. obojpohlavného organizmu). Aby sa dosiahlo vnútorné oplodnenie, živočíchy majú vyvinuté špeciálne orgány, tzv. kopulačné orgány a oplodneniu predchádza pohlavný styk.
Partenogenéza je osobitný spôsob rozmnožovania, pri ktorom nový jedinec vzniká z neoplodneného vajíčka. Napr. kôrovce, hmyz, niektoré ryby. Niektoré živočíchy využívajú partenogenézu v čase, keď je dostatok potravy a priaznivé životné podmienky.
Pohlavné rozmnožovanie je výhodné najmä z hľadiska genetickej diverzity. Umožňuje jedincom rovnakého druhu rozdiferencovať svoje životné nároky v rôznorodom prostredí, spôsobuje, že jednotliví jedinci populácie reagujú na rovnaké faktory prostredia odlišne a v neposlednom rade diploidný stav genómu chráni organizmus pred prejavmi škodlivých mutácií, ak je k dispozícii druhá funkčná kópia génu.
tags: #pohlavne #bunky #zivocichov #vajicko #spermia