stringtranslate.com

Спаривание

Синехвостые стрекозы
( Ischnura elegans ) спаривание

В биологии спаривание — это соединение либо противоположного пола, либо гермафродитных организмов с целью полового размножения . Оплодотворение — это слияние двух гамет . [1] Копуляция — это объединение половых органов двух размножающихся половым путем животных для оплодотворения и последующего внутреннего оплодотворения . [ 2] Спаривание может также приводить к внешнему оплодотворению , как это наблюдается у амфибий , рыб и растений. Для большинства видов спаривание происходит между двумя особями противоположного пола. Однако для некоторых гермафродитных видов копуляция не требуется, поскольку родительский организм способен к самооплодотворению ( автогамии ); например, банановые слизни .

Термин спаривание также применяется к родственным процессам у бактерий, архей и вирусов. Спаривание в этих случаях включает в себя спаривание особей, сопровождающееся спариванием их гомологичных хромосом , а затем обмен геномной информацией, приводящий к образованию рекомбинантного потомства (см. системы спаривания ).

Животные

Для животных стратегии спаривания включают случайное спаривание , неассортативное спаривание , ассортативное спаривание или пул спаривания . У некоторых птиц это включает в себя такие формы поведения, как строительство гнезда и кормление потомства. Человеческая практика спаривания и искусственного осеменения домашних животных является частью животноводства .

У некоторых наземных членистоногих , включая насекомых, представляющих базальные (примитивные) филогенетические клады, самец откладывает сперматозоиды на субстрат, иногда хранящиеся в специальной структуре. Ухаживание включает в себя побуждение самки принять пакет спермы в ее половое отверстие без фактического совокупления. Ухаживание часто облегчается путем формирования групп, называемых токами , у мух и многих других насекомых. Например, самец Tokunagayusurika akamusi образует рои, танцующие в воздухе, чтобы привлечь самок. В таких группах, как стрекозы и многие пауки, самцы выдавливают сперму во вторичные копулятивные структуры, удаленные из их полового отверстия, которые затем используются для оплодотворения самки (у стрекоз это набор модифицированных стернитов на втором брюшном сегменте; у пауков это педипальпы самца ). У продвинутых групп насекомых самец использует свой эдеагус — структуру, образованную конечными сегментами брюшка, — чтобы вносить сперму непосредственно (иногда в капсуле, называемой « сперматофор ») в половые пути самки.

Другие животные размножаются половым путем с внешним оплодотворением, включая многих базальных позвоночных . Позвоночные размножаются с внутренним оплодотворением посредством клоакального совокупления (у рептилий, некоторых рыб и большинства птиц) [3] или эякуляции семени через пенис во влагалище самки (у млекопитающих ). [4] [5] [3]

У домашних животных существуют различные методы спаривания, например, спаривание в загоне (когда самку помещают в загон к нужному самцу) или спаривание в загоне (когда одного самца выпускают в загон с несколькими самками).

Растения и грибы

Как и у животных, спаривание у других эукариот, таких как растения и грибы , обозначает половую конъюгацию [ уточнить ] . Однако у сосудистых растений это в основном достигается без физического контакта между спаривающимися особями (см. опыление ), а в некоторых случаях, например, у грибов, не существует различимых мужских или женских органов (см. изогамия ); однако типы спаривания у некоторых видов грибов в некоторой степени аналогичны половому диморфизму у животных и определяют, могут ли спариваться два отдельных изолята. Дрожжи являются эукариотическими микроорганизмами, отнесенными к царству грибов , с 1500 описанными в настоящее время видами . [6] В общем, в условиях сильного стресса, таких как голодание по питательным веществам , гаплоидные клетки погибают; Однако при тех же условиях диплоидные клетки Saccharomyces cerevisiae могут подвергаться споруляции, вступать в половое размножение ( мейоз ) и производить множество гаплоидных спор , которые могут затем спариваться (конъюгировать) и преобразовываться в диплоидные . [7]

Протисты

Протисты — это большая группа разнообразных эукариотических микроорганизмов , в основном одноклеточных животных и растений, которые не образуют тканей . [8] Самые ранние эукариоты, вероятно, были протистами. Спаривание и половое размножение широко распространены среди современных эукариот, включая таких протистов, как Paramecium и Chlamydomonas . У многих видов эукариот спаривание стимулируется половыми феромонами , включая протиста Blepharisma japonicum . Основываясь на филогенетическом анализе, Дэкс и Роджер [9] предположили, что факультативный пол присутствовал у общего предка всех эукариот.

Однако многим биологам до недавнего времени казалось маловероятным, что спаривание и пол могут быть изначальной и фундаментальной характеристикой эукариот. Основной причиной этой точки зрения было то, что спаривание и пол, по-видимому, отсутствовали у некоторых патогенных простейших, чьи предки рано ответвились от генеалогического древа эукариот. Однако теперь известно, что некоторые из этих простейших способны или недавно обладали способностью к мейозу и, следовательно, к спариванию. Приведем один пример: распространенный кишечный паразит Giardia intestinalis когда-то считался потомком линии простейших, которая предшествовала появлению мейоза и пола. Однако недавно было обнаружено, что у G. intestinalis есть основной набор генов, которые функционируют в мейозе и которые широко представлены среди половых эукариот. [10] Эти результаты предполагают, что G. intestinalis способен к мейозу и, следовательно, к спариванию и половому размножению. Кроме того, прямые доказательства мейотической рекомбинации, указывающие на спаривание и половое размножение, были также обнаружены у G. intestinalis . [11] Другие простейшие, для которых недавно были описаны доказательства спаривания и полового размножения, — это паразитические простейшие рода Leishmania , [12] Trichomonas vaginalis , [13] и акантамеба . [14]

Простейшие, как правило, размножаются бесполым путем в благоприятных условиях окружающей среды, но склонны размножаться половым путем в стрессовых условиях, таких как голод или тепловой шок. [15]

Смотрите также

Ссылки

  1. ^ Бесплатный словарь. "'Fertilization' – определение". Farlex, Inc. Архивировано из оригинала 28 мая 2022 года . Получено 25 января 2014 года .
  2. ^ Нагиб, Марк (19 апреля 2020 г.). Достижения в изучении поведения. Academic Press. ISBN 978-0-12-820726-0.
  3. ^ ab Либби Генриетта Хайман (15 сентября 1992 г.). Сравнительная анатомия позвоночных Хайман. Издательство Чикагского университета. ISBN 978-0-226-87013-7. Архивировано из оригинала 1 августа 2023 . Получено 21 ноября 2016 .
  4. ^ Биркхед, Тим Р.; Мёллер, Андерс Папе (12 августа 1998 г.). Конкуренция сперматозоидов и половой отбор. Elsevier. ISBN 978-0-08-054159-4.
  5. ^ Диксон, Алан Ф. (3 июня 2021 г.). Сексуальность млекопитающих: акт спаривания и эволюция размножения. Cambridge University Press. ISBN 978-1-108-69949-5.
  6. ^ "Что такое дрожжи?". Виртуальная библиотека дрожжей . 13 сентября 2009 г. Архивировано из оригинала 26 февраля 2009 г. Получено 28 ноября 2009 г.
  7. ^ Neiman, AM (2005). «Образование аскоспор в дрожжах Saccharomyces cerevisiae». Microbiology and Molecular Biology Reviews . 69 (4): 565–584. doi :10.1128/MMBR.69.4.565-584.2005. PMC 1306807. PMID  16339736 . 
  8. ^ Javaux EJ, Knoll AH, Walter MR (2001). «Морфологическая и экологическая сложность в ранних эукариотических экосистемах». Nature . 412 (6842): 66–9. Bibcode :2001Natur.412...66J. doi :10.1038/35083562. PMID  11452306. S2CID  205018792.
  9. ^ Dacks J, Roger AJ (1999). «Первая половая линия и значимость факультативного пола». J. Mol. Evol . 48 (6): 779–83. Bibcode :1999JMolE..48..779D. doi :10.1007/pl00013156. PMID  10229582. S2CID  9441768.
  10. ^ Ramesh MA, Malik SB, Logsdon JM (2005). «Филогеномный перечень мейотических генов; доказательства пола у Giardia и раннего эукариотического происхождения мейоза». Curr. Biol . 15 (2): 185–91. Bibcode :2005CBio...15..185R. doi : 10.1016/j.cub.2005.01.003 . PMID  15668177. S2CID  17013247.
  11. ^ Cooper MA, Adam RD, Worobey M, Sterling CR (2007). «Популяционная генетика предоставляет доказательства рекомбинации у лямблий». Curr. Biol . 17 (22): 1984–8. Bibcode : 2007CBio...17.1984C. doi : 10.1016/j.cub.2007.10.020 . PMID  17980591. S2CID  15991722.
  12. ^ Акопянц Н.С., Кимблин Н., Секундино Н., Патрик Р., Питерс Н., Лоуер П., Добсон Д.Е., Беверли СМ., Сакс Д.Л. (2009). «Демонстрация генетического обмена во время циклического развития лейшманий у переносчика москитов». Science . 324 (5924): 265–8. Bibcode :2009Sci...324..265A. doi :10.1126/science.1169464. PMC 2729066 . PMID  19359589. 
  13. ^ Malik SB, Pightling AW, Stefaniak LM, Schurko AM, Logsdon JM (2008). «Расширенный перечень консервативных мейотических генов предоставляет доказательства пола у Trichomonas vaginalis». PLOS ONE . 3 (8): e2879. Bibcode : 2008PLoSO ...3.2879M. doi : 10.1371/journal.pone.0002879 . PMC 2488364. PMID  18663385. 
  14. ^ Хан NA, Сиддики Р. (2015). «Есть ли доказательства полового размножения (мейоза) у Acanthamoeba?». Pathog Glob Health . 109 (4): 193–5. doi :10.1179/2047773215Y.0000000009. PMC 4530557. PMID  25800982 . 
  15. ^ Фаулер, Саманта; Роуш, Ребекка; Уайз, Джеймс (2013). «Глава 13: Разнообразие микробов, грибов и простейших». Концепции биологии. OpenStax. Архивировано из оригинала 19 апреля 2021 г. Получено 13 ноября 2020 г.

Внешние ссылки

На Викискладе есть медиафайлы по теме «Секс животных».