Reprodukce

1. Teorie je zbytečná. Šimon Lukašík, Sp.A Reprodukce 2010 Marek Vácha

2. Rozmnožování žížal earthworm eggs

3. Rozmnožování žížal

4. Rozmnožování žížal Všichni máloštětinatci jsou hermafrodité. Samčí a samičí pohlavní orgány se nachází v odlišných článcích. Kopulující pár si vymění spermie, které jsou uschovány v těle příjemce ve zvláštním váčku, dokud jeho vlastní vajíčka nebudou zralá. Clitellum (opasek) potom vytvoří kokon, který se posouvá směrem k hlavě a při své cestě postupně nabírá vajíčka a spermie. Nakonec se kokon svlékne z hlavy žížaly a oba jeho konce se zaškrtí. Zde proběhne oplození. Mladé žížaly jsou miniaturní napodobeniny starých.

5. Rozmnožování žížal • celé spojení trvá několik hodin • mladé žížaly se rodí po několika týdnech

6. Asexuální rozmnožování • stačí pouhá mitóza • nový jedinec je geneticky zcela shodný s rodičem • všichni jedinci takto vzniklí se tak od sebe geneticky neliší

7. Sexuální rozmnožování • splynutí dvou haploidních gamet dá vznik zygotě • sourozenci se od sebe geneticky odlišují • což dlouhodobě má velkou evoluční výhodu… • …neodpovídá to ovšem na otázku proč sex vlastně vůbec vznikl, protože příroda neuvažuje dopředu v dlouhodobé perspektivě… • …a mnohem výhodnější je partenogeneze!

8. Pohlavní rozmnožování

9. Typy pohlavního rozmnožování

10. Somatické a zárodečné buňky • u mnohobuněčných organismů jsou rozděleny somatické a zárodečné (germcells) buňky • somatické buňky tak vlastně tvoří jakýsi kontejner či plavidlo, ve kterém jsou zárodečné buňky uchovávány a připraveny k reprodukci • živočicha je možno chápat jako inkubátor, ve kterém jsou uloženy germcells • u hmyzu, nematod a obratlovců jsou zárodečné linie (germ line) u embrya velmi brzy odloženy stranou a representují zdroj gamet • u lidí zárodečná linie (germ line) vychází z primordiálních zárodečných buněk (primordialgermcellsPGCs) a vzniká již v druhém týdnu embryonálního vývoje

11. Typy asexuálního rozmnožování • výhody jsou zřejmé: • není třeba hledat sexuálního partnera • není třeba investovat množství energie a času do namlouvacích rituálů • počet potomků je 2x větší než u sexuálního (!)

12. Typy asexuálního rozmnožování • teoreticky by mělo být nepohlavní rozmnožování rozšířeno ve stabilních prostředích, kde genotyp přesně odpovídá nárokům tohoto prostředí • … je ale otázka, jak to všechno je (M.V.)

13. Typy asexuálního rozmnožování • štěpení (fission) = rozdělení rodiče do dvou velikostně přibližně stejných jedinců

14. Typy asexuálního rozmnožování • pučení (budding) – nový jedinec vyrůstá z těla rodiče a je menší

15. Typy asexuálního rozmnožování • pučení (budding) – nový jedinec vyrůstá z těla rodiče a je menší • potomek může zůstat připojen k rodiči a třeba časem tímto způsobem vytvořit velkou kolonii • nebo se může po nějaké době osamostatnit • kolonie korálů může mít i 1 m v průměru a tvoří ji několik tisíc jedinců

16. Typy asexuálního rozmnožování • fragmentace – tělo rodiče se rozpadne na několik kusů, z každého vzniká nový jedinec • tím pádem musí být fragmentace doplněna schopností regenerace • fragmentace je známa u porifer, cnidárií, polychaet a dalších

17. Typy asexuálnmího rozmnožování • partenogeneze – • parthenos = panna • genesis = vznik • rození bez páření, z neoplozených vajíček se vylíhnou genetické kopie (klony) rodiče • partenogeneze je strategie užívaná v jistých chvílích rozmnožování včel, mravenců a vos • u obratlovců je partenogeneze mnohem méně častá • asi 15 druhů u ještěrky rodu Cnemidophorus

18. Cnemidophorus

19. Cnemidophorus • u tohoto rodu nejsou známi samci • během sexuálního styku vždy jedna ještěrka imituje samce • díky těmto mechanickým podnětům u ještěrky vespod dochází k ovulaci • izolované ještěrky kladou méně vajíček než tyto

20. Sexuální rozmnožování • často probíhá sezónně, v době, kdy tělo nastřádalo dostatek zásob „navíc“, a může si dovolit investovat do reprodukce • kupodivu i tropické organismy v prostředí bez střídání ročních dob se v průběhu roku rozmnožují jen v některých obdobích • období reprodukce je kontrolováno hormonálními a environmentálními vlivy • roční období, délka dne a noci, doba dešťů …

21. Heterogonie • = střídání partenogeneze a sexuálního rozmnožování • mšice a daphnie (perloočky) • průběhu roku za příhodných podmínek dochází k nepohlavnímu rozmnožování… • …na podzim, když se podmínky zhorší, dochází ke vzniku pohlavní generace

22. Hermafroditismus • Hermes a Afrodité • sekvenční hermafrodité – jedinec mění pohlaví v průběhu života • simultánní hermafrodité – jedinec je zároveň sameček a samička – např. žížaly

23. Sekvenční hermafrodité

24. Sekvenční hermafrodité • pokud je sameček experimentálně odstraněn nebo někým sežrán, největší samička (obvykle je také nejstarší) se stává samcem • tyto ryby patří mezi „female-first“ druhy

25. Sekvenční hermafrodité • pokud je sameček experimentálně odstraněn nebo někým sežrán, největší samička (obvykle je také nejstarší) se stává samcem • tyto ryby patří mezi „female-first“ druhy

26. Sekvenční hermafrodité • mezi druhy „male-first“ patří např. ústřice

27. Oplození • externí fertilizace – obecně častá ve vodním prostředí • interní fertilizace – obecně u suchozemců

28. Externí fertilizace • vajíčka nesmí vyschnout a spermie musí k vajíčkům nějak doplavat • vajíčka i spermie jsou nakladeny do stejného místa a spermie musí vodou doplavat, jedinci se tak páří bez nutnosti fyzického kontaktu • důležitý je pochopitelně „timing“, načasování celé události • timing způsobuje • buď délka dne nebo teplota • nebo uvolnění gamet jedním jedincem dá signál všem ostatním

29. Externí fertilizace

30. Interní fertilizace • je téměř vždy nutné na suché zemi, aby gamety nevyschly • je třeba specializovaných námluvních rituálů… • …které ovšem pomohou vybrat nejzdatnějšího partnera • a je třeba specializovaných pohlavních orgánů • obě pohlaví se musí fyzicky najít • u některých pavouků a kudlanek je sameček v rámci páření zkonzumován

31. Interní fertilizace • pohlavní feromony pomáhají kontaktu partnerů feromony vylučuje obvykle samička, plná vajíček samečci díky rozvětveným tykadlům umí zachytit i několik molekul feromonu v krychlovém milimetru (!)

32. Interní fertilizace

33. Interní fertilizace

34. Interní fertilizace

35. externí velký počet zygot, z nichž většina zemře obal pouze želatinový (žáby), nikoli amniotické vejce péče o mláďata často chybí interní malý počet zygot, které jsou lépe chráněné ve skořápce, v reprodukčním traktu samičky častá rodičovská péče o mládež Externí a interní fertilizace

36. Rodičovská péče u bezobratlých

37. Gonády • = specializované orgány, kde vznikají gamety • mnohá Polychaeta: mají sice oddělené pohlaví, ale gonády vypadají stejně • spermie i oocyty se vyvíjejí z nediferencovaných buněk které lemují coelom • podle druhu se gamety dostávají ven buď trávicím otvorem… • …nebo masa vajíček roztrhne tělo jedince, dostane se ven a tvora usmrtí

38. Gonády u motolic

39. Gonády u motolic • ačkoli patří do Platyhelminthes, gonády jsou velmi složité (jak je ostatně časté u parazitů) • motolice jsou hermafrodité

40. Gonády u hmyzu

41. Gonády u hmyzu • sameček: • spermie vznikají v párových testes, stočenými kanály jsou dovedeny do semenných váčků, kde jsou uschovány • při páření jsou injikovány do reprodukčního ústrojí samičky • samička: • oocyty vznikají v párových ovariích a odtud se dostávají do vagíny, kde probíhá oplození

42. Gonády u hmyzu • u samičky může existovat spermatéka = místo,kde mohou být spermie skladovány rok i více

43. Gonády u obratlovců • kloaka = společné vyústění soustavy • trávicí • vylučovací • pohlavní • kloaka je běžná u všech obratlovců s výjimkou savců a zřejmě ji měli starobylí obratlovci • uterus (děloha) má u savců obvykle dvě komory • u hadů, ptáků, lidí a savců produkujících malý počet mláďat má uterus jen jednu komoru

44. Gonády u obratlovců • většině obratlovců (s výjimkou savců) chybí penis a u suchozemských dochází k předání gamet pouze natočením kloak k sobě

45. Pohlavní soustava člověka

46. Reprodukční soustava ženy

47. Reprodukční soustava ženy • ovaria jsou uloženy v abdominální dutině a jsou přiloženy k falopiální trubici (vejcovodu) • folikul = vajíčko obklopené jednou či několika vrstvami buněk, které chrání a vyživují vyvíjející se vajíčko • při svém vlastním narození má již žena vytvořena všechna vajíčka zastavena v profázi I. meiosy • těchto folikulů je asi 400 000 (!)

48. Reprodukční soustava ženy • většina z nich nikdy nedozraje a za svého reprodukčního období (cca 13 – 45 let) dozrají jen stovky… • …protože cyklus trvá 28 dní, je možno počítat cca 12 oocytů za rok, krát počtem plodných let, cca 32, což jest 384, tedy řekněme něco kolem 400 oocytů za život, ovšem za předpokladu, že žena nikdy neotěhotní a nikdy nebere hormonální antikoncepci • buňky folikulu rovněž produkují hormony estrogeny

49. Reprodukční soustava ženy • vagina = tenkostěnná komora, ve které jsou uchovány spermie během pohlavního styku a která slouží jako kanál, kterým je narozeno dítě • hymen = „panenská blána“ částečně kryje ústí vaginy, během prvního sexuálního styku nebo během těžké fyzické aktivity praská • vestibul = prostor, do kterého ústí vagina a močová trubice • labia minora – kryje vestibul • labia majora – kryje labia minora a vestibul (viz obr.) • clitoris – se nachází vpředu a nahoře vestibulu, sestává z erektilní tkáně, je bohatě inervován a je proto velmi důležitý během sexuální stimulace

50. Reprodukční soustava ženy • Bartholinovy žlázy (Bartholin´s glands) – jsou umístěny poblíž ústí vaginy, vylučují hlen během sexuálního styku a ulehčují tak kopulaci • během sexuálního styku se vagina, Labia minora a clitoris plní krví a zvětšují