유성생식의 기원. 유성 생식의 진화 방향 유성 생식 중 새로운 유기체의 출현

번식은 유사한 유기체의 유기체에 의한 번식입니다. 그 덕분에 삶의 연속성이 보장됩니다. 새로운 유기체를 형성하는 방법에는 무성생식과 유성생식이라는 두 가지 방법이 있습니다. 단 하나의 유기체만이 참여하는 무성애는 세포분열, 포자형성, 발아 또는 영양학적으로 발생합니다. 주로 원시 유기체의 특징입니다. 무성생식에서 새로운 유기체는 부모의 복사본입니다. 유성생식은 배우자라고 불리는 성세포의 도움으로 일어납니다. 그것은 주로 부모 개체와 다른 새로운 개체의 출현에 기여하는 두 가지 유기체를 포함합니다. 많은 동물은 무성생식과 유성생식을 번갈아 하는 것이 특징입니다.

성적 재생산의 유형

성적 재생산에는 다음과 같은 유형이 있습니다.

양성애자;
남녀 추니;
처녀생식 또는 처녀생식.

이성적인 재생산

자웅동체 생식은 수정이라고 불리는 반수체 배우자의 융합이 특징입니다. 수정은 양쪽 부모의 유전 정보를 포함하는 이배체 접합체를 생성합니다. 자웅동체 재생산은 성적 과정이 존재하는 것이 특징입니다.

성적 과정의 유형

성적 과정에는 세 가지 유형이 있습니다.

동질성. 모든 배우자가 이동 가능하고 크기가 동일하다는 것이 특징입니다.
Anisogamy 또는 이성애. 배우자는 크기가 다양합니다. 거대 배우자와 미세 배우자가 있습니다. 그러나 두 배우자 모두 움직일 수 있습니다.
우가미. 이는 움직이지 않는 큰 난자와 움직일 수 있는 작은 정자가 존재하는 것이 특징입니다.

자웅동체증

단위 생식

일부 유기체는 수정되지 않은 세포에서 발달할 수 있습니다. 이러한 유성 생식을 처녀생식이라고 합니다. 그것의 도움으로 개미, 벌, 말벌, 진딧물 및 일부 식물이 번식합니다. 처녀생식의 한 유형은 소아생식입니다. 유충의 처녀 번식이 특징입니다. 일부 딥테란과 딱정벌레는 소아 발생을 통해 번식합니다. 처녀생식은 인구 규모의 급격한 증가를 보장합니다.

식물 번식

동물과 마찬가지로 식물도 무성생식과 유성생식을 할 수 있습니다. 차이점은 피자 식물의 유성 생식이 이중 수정을 통해 발생한다는 것입니다. 그것은 무엇입니까? S.G. Navashin이 발견한 이중 수정에서는 두 개의 정자가 난자의 수정에 참여합니다. 그 중 하나가 계란과 결합합니다. 이것은 이배체 접합체를 생성합니다. 두 번째 정자는 2배체 중심 세포와 융합하여 영양분을 공급하는 3배체 배유를 형성합니다.

유성생식의 생물학적 의미

유성 생식은 유기체가 변화하고 불리한 환경 조건에 저항하도록 만들고 생존력을 증가시킵니다. 이는 두 유기체의 유전 결합의 결과로 태어난 자손의 다양성에 의해 촉진됩니다.

개요: 무성생식과 유성생식

소개

번식 능력, 즉 같은 종의 새로운 개체를 생산하는 능력은 살아있는 유기체의 주요 특징 중 하나입니다. 번식 과정에서 유전 물질은 부모 세대에서 다음 세대로 전달되며, 이는 특정 종뿐만 아니라 특정 부모 개체의 특성 재현을 보장합니다. 종에 있어서 번식의 의미는 종의 존재의 연속성을 보장하는 죽은 대표자를 대체하는 것입니다. 또한, 적절한 조건 하에서는 번식을 통해 종의 총 수를 늘릴 수 있습니다.

각각의 새로운 개체는 번식이 가능한 단계에 도달하기 전에 여러 가지 성장과 발달 단계를 거쳐야 합니다. 일부 개체는 포식자, 질병 및 다양한 무작위 사건에 의한 파괴의 결과로 생식 단계(또는 성적 성숙)에 도달하기 전에 사망합니다. 그러므로 종은 각 세대가 번식에 참여한 부모 개체보다 더 많은 자손을 생산한다는 조건에서만 생존할 수 있습니다. 인구 규모는 개체의 번식과 멸종 사이의 균형에 따라 변동됩니다. 다양한 전파 전략이 있으며 각각 뚜렷한 장점과 단점이 있습니다. 이 초록에서는 이들 모두에 대해 설명합니다.

그리고 내 작업의 목적은 몇 가지 유형의 재생산을 고려하는 것입니다.

무성생식과 유성생식

번식에는 무성 생식과 유성 생식의 두 가지 주요 유형이 있습니다. 무성생식은 배우자 형성 없이 발생하며 단 하나의 유기체에만 관여합니다. 무성 생식은 일반적으로 동일한 자손을 낳으며, 유전적 변이의 유일한 원인은 무작위 돌연변이입니다.

유전적 다양성은 자연 선택과 진화를 위한 “원료”를 제공하기 때문에 종에게 유익합니다. 환경에 가장 잘 적응한 자손은 같은 종의 다른 구성원과의 경쟁에서 이점을 갖게 되며, 생존하고 자신의 유전자를 다음 세대에 전달할 가능성이 더 커집니다. 덕분에 종은 변할 수 있습니다. 즉, 종분화 과정이 가능합니다. 서로 다른 두 개체의 유전자를 혼합함으로써 변이를 증가시킬 수 있는데, 이는 유성생식의 중요한 특징인 유전자 재조합이라고 불리는 과정입니다. 원시 형태의 유전적 재조합은 이미 일부 박테리아에서 발견됩니다.

무성생식

무성생식에서는 배우자의 융합 없이 자손이 한 유기체에서 나옵니다. 감수 분열은 무성 생식 과정에 관여하지 않으며 (세대가 교대되는 식물 유기체에 대해 이야기하지 않는 한) 자손은 부모 개체와 동일합니다. 동일한 부모에게서 나온 동일한 자손을 클론이라고 합니다. 동일한 클론의 구성원은 무작위 돌연변이가 발생한 경우에만 유전적으로 다를 수 있습니다. 고등동물은 무성생식을 할 수 없지만, 최근 일부 종을 인공적으로 복제하려는 여러 가지 성공적인 시도가 이루어졌습니다. 나중에 살펴보겠습니다.

분할

포자 형성(포자 형성)

포자는 단세포 생식 단위로, 보통 미세한 크기로 소량의 세포질과 핵으로 구성됩니다. 포자의 형성은 박테리아, 원생 동물, 모든 녹색 식물 그룹 및 모든 곰팡이 그룹의 대표자에서 관찰됩니다. 포자는 유형과 기능이 다양할 수 있으며 종종 특별한 구조로 형성됩니다.

종종 포자는 대량으로 형성되고 무게가 무시할 정도로 작기 때문에 바람이나 동물(주로 곤충)에 의해 더 쉽게 퍼집니다. 포자는 크기가 작기 때문에 일반적으로 최소한의 영양분만을 함유하고 있습니다. 많은 포자가 발아에 적합한 위치에 도달하지 못하기 때문에 포자 손실이 매우 높습니다. 이러한 포자의 가장 큰 장점은 종, 특히 곰팡이를 빠르게 번식하고 퍼뜨리는 능력입니다.

엄밀히 말하면 박테리아 포자는 번식을 위한 역할을 하는 것이 아니라 불리한 조건에서 생존하는 역할을 합니다. 왜냐하면 각 박테리아는 단 하나의 포자를 생성하기 때문입니다. 박테리아 포자는 저항력이 가장 강한 포자 중 하나입니다. 예를 들어, 강력한 소독제를 사용한 처리와 물에 끓이는 과정을 견딜 수 있는 경우가 많습니다.

발아

신진(Budding)은 무성생식의 한 형태로, 새로운 개체가 부모 개체의 몸에서 파생물(새싹)의 형태로 형성된 후 분리되어 개체와 완전히 동일한 독립적인 유기체로 변하는 것입니다. 부모의. 출아는 다양한 유기체 그룹, 특히 Hydra(그림 1)와 같은 장장 및 효모와 같은 단세포 곰팡이에서 발생합니다. 후자의 경우, 출아는 결과로 나온 두 부분의 크기가 다르다는 점에서 핵분열(이스트에서도 관찰됨)과 다릅니다.

특이한 형태의 싹이 즙이 많은 식물인 선태(bryophyllum)에 기술되어 있습니다. 건생식물은 흔히 관상용 관엽 식물로 재배됩니다. 작은 뿌리를 갖춘 미니어처 식물은 잎의 가장자리를 따라 자랍니다(그림 2). 이 "싹"은 결국 떨어져서 독립적인 식물로 존재하기 시작합니다.

단편화(단편화)에 의한 재생산

단편화는 개인을 두 개 이상의 부분으로 나누는 것이며, 각 부분은 성장하여 새로운 개체를 형성합니다. 예를 들어 Spirogyra와 같은 사상 조류에서 단편화가 발생합니다. 스피로자이라 실은 어디에서나 두 부분으로 나눌 수 있습니다.

단편화는 일부 하등동물에서도 관찰되는데, 이는 고도로 조직화된 형태와 달리 상대적으로 제대로 분화되지 않은 세포에서 재생하는 상당한 능력을 유지합니다. 예를 들어, 네메르테아인(주로 해양 생물인 원시 벌레 그룹)의 몸은 특히 쉽게 여러 부분으로 찢어지며, 각 부분은 재생의 결과로 새로운 개체가 생길 수 있습니다. 이 경우 재생은 정상적이고 규제된 과정입니다. 그러나 일부 동물(예: 불가사리)에서는 실수로 조각난 후에만 개별 부분의 복원이 발생합니다. 재생 능력이 있는 동물은 이 과정에 대한 실험적 연구의 대상이 됩니다. 종종 독립생활을 하는 플라나리아 벌레가 사용됩니다. 이러한 실험은 분화 과정을 이해하는 데 도움이 됩니다.

영양번식

영양번식은 상대적으로 크고 일반적으로 분화된 부분이 식물에서 분리되어 독립된 식물로 자라는 무성번식의 한 형태입니다. 본질적으로 영양번식은 싹트기와 비슷합니다. 종종 식물은 구근, 알줄기, 뿌리 줄기, 줄기 및 괴경과 같이 이러한 목적을 위해 특별히 설계된 구조를 형성합니다. 이러한 구조 중 일부는 영양분을 저장하는 역할도 하여 식물이 추위나 가뭄과 같은 불리한 조건에서도 살아남을 수 있도록 해줍니다. 저장 기관을 통해 식물은 겨울을 견디고 다음 해에 꽃과 열매를 맺거나(2년생 식물) 여러 해 동안 생존할 수 있습니다(다년생 식물). 월동 기관이라고 불리는 이러한 기관에는 구근, 구경, 뿌리 줄기 및 괴경이 포함됩니다.

월동 기관은 줄기, 뿌리 또는 전체 새싹(싹)일 수도 있지만, 모든 경우에 포함된 영양분은 주로 해당 연도의 잎에서 발생하는 광합성 과정에서 생성됩니다. 생성된 영양분은 저장 기관으로 전달된 후 일반적으로 전분과 같은 일부 불용성 저장 물질로 전환됩니다. 불리한 조건이 발생하면 식물의 지상 부분이 죽고 지하 동면 기관은 휴면 상태에 들어갑니다. 다음 성장 시즌이 시작될 때 효소의 도움으로 영양분 보유량이 동원됩니다. 새싹이 깨어나고 저장된 영양분으로 인해 활발한 성장 및 발달 과정이 시작됩니다. 하나 이상의 새싹이 돋아나면 번식이 일어났다고 가정할 수 있습니다.

어떤 경우에는 영양 번식에 사용되는 특수 기관이 형성됩니다. 이것은 감자 괴경, 양파 구근, 마늘 구근, 블루 그래스 잎 겨드랑이의 구근, 어린 새싹 등 줄기의 변형된 부분입니다. 딸기는 "콧수염"으로 번식합니다(그림 3). 싹의 마디에 부정근이 형성되고, 겨드랑이 싹에서 잎이 달린 싹이 형성된다. 그 후 절간이 죽고 새 식물은 모식물과의 연결이 끊어집니다.

농업 관행에서는 식물의 영양 번식이 매우 널리 사용됩니다.

고등 식물과 동물의 복제

이미 언급했듯이 무성생식을 통해 동일한 자손을 얻는 것을 복제라고 합니다. 60년대 초반에는 일부 고등 식물과 동물을 성공적으로 복제할 수 있는 방법이 개발되었습니다. 이러한 방법은 발달이 완료된 성숙한 세포의 핵이 유기체의 모든 특성을 인코딩하는 데 필요한 모든 정보를 포함하고 있으며 세포 전문화가 특정 세포의 활성화 및 비활성화로 인해 발생한다는 것을 증명하려는 시도의 결과로 발생했습니다. 유전자 중 일부는 손실되지 않습니다. 첫 번째 성공은 교수에 의해 달성되었습니다. 코넬 대학교의 Steward는 올바른 영양소와 호르몬을 함유한 배지에서 개별 당근 뿌리 세포(식용 부분)를 성장시키면 세포 분열이 유도되어 새로운 당근 식물이 형성될 수 있음을 보여주었습니다.

얼마 지나지 않아 옥스퍼드 대학에서 근무하던 Gurdon은 최초로 척추동물 복제에 성공했습니다. 척추동물은 자연 조건에서는 복제물을 형성하지 않습니다. 그러나 개구리의 장 세포에서 채취한 핵을 이전에 자외선 조사에 의해 핵이 파괴된 난자에 이식함으로써 Gurdon은 올챙이를 키운 다음 핵을 채취한 개체와 동일한 개구리를 키울 수 있었습니다.

이러한 종류의 실험은 분화된(특수한) 세포가 전체 유기체의 발달에 필요한 모든 정보를 포함하고 있음을 입증할 뿐만 아니라 인간을 포함한 더 높은 발달 단계의 척추동물을 복제하는 데 유사한 방법을 사용할 수 있다는 것을 기대할 수 있게 해줍니다. 번식용 황소, 경주마 등과 같은 원하는 동물을 복제하는 것은 이미 언급한 바와 같이 식물을 복제하는 것만큼 수익성이 있을 수 있습니다. 그러나 복제 방법을 인간에게 적용하는 것은 심각한 도덕적 문제와 관련이 있다. 이론적으로 특정 남성이나 여성의 유전적으로 동일한 사본을 원하는 만큼 생성하는 것이 가능합니다. 언뜻 보면 재능 있는 과학자나 예술가가 이런 방식으로 재생산될 수 있을 것 같습니다. 그러나 환경이 발달에 미치는 영향의 정도는 아직 완전히 명확하지 않으며 복제된 세포는 다시 모든 발달 단계, 즉 사람의 경우 배아, 태아의 단계를 거쳐야 한다는 점을 기억해야 합니다. , 유아 등.

성적 재생산.

유성 생식에서는 반수체 핵의 유전 물질이 융합되어 자손이 생산됩니다. 일반적으로 이러한 핵은 특수 생식 세포(배우자)에 포함되어 있습니다. 수정 중에 배우자는 융합하여 이배체 접합체를 형성하며, 발달 중에 성숙한 유기체가 생성됩니다. 배우자는 반수체입니다 - 감수분열로 인해 발생하는 한 세트의 염색체를 포함합니다. 그들은 이 세대와 다음 세대 사이의 연결 고리 역할을 합니다(꽃 피는 식물의 유성 생식 중에 세포가 아니라 핵이 합쳐지지만 일반적으로 이러한 핵은 배우자라고도 합니다.)

감수분열은 유성 생식과 관련된 생활 주기에서 중요한 단계입니다. 감수 분열은 유전 물질의 양을 절반으로 감소시키기 때문입니다. 덕분에 성적으로 번식하는 일련의 세대에서 이 숫자는 수정 중에 매번 두 배로 증가하지만 일정하게 유지됩니다. 감수분열 중에는 염색체의 무작위 발산(독립 분포)과 상동 염색체 간의 유전 물질 교환(교차)의 결과로 한 배우자에 새로운 유전자 조합이 나타나고 이러한 섞임은 유전적 다양성을 증가시킵니다. 배우자에 포함된 반수체 핵의 융합을 수정 또는 합성이라고 합니다. 이는 이배체 접합체, 즉 각 부모로부터 하나의 염색체 세트를 포함하는 세포의 형성으로 이어집니다. 접합체에서 두 세트의 염색체의 조합(유전적 재조합)은 종내 변이의 유전적 기초를 나타냅니다. 접합체는 성장하여 다음 세대의 성숙한 유기체로 발전합니다. 따라서 수명주기의 유성 생식 중에 이배체와 반수체 단계의 교대가 발생하며 다른 유기체에서는 이러한 단계가 다른 형태를 취합니다.

배우자는 일반적으로 남성과 여성의 두 가지 유형으로 나오지만 일부 원시 유기체는 한 가지 유형의 배우자만 생산합니다. 두 가지 유형의 배우자를 생산하는 유기체에서는 남성과 여성의 부모가 각각 생산할 수도 있고, 동일한 개체가 남성과 여성의 생식 기관을 모두 가질 수도 있습니다. 남성과 여성 개체가 분리되어 있는 종을 자웅동체라고 합니다. 대부분의 동물과 인간이 그렇습니다. 꽃 피는 식물 중에는 자웅동체 종이 있습니다. 자웅동주 종에서 수꽃과 암꽃이 예를 들어 오이와 개암나무와 같이 동일한 식물에 형성된다면, 자웅동체 종에서는 일부 식물은 수꽃만 피우고 다른 식물은 호랑가시나무나 주목처럼 암꽃만 맺습니다.

자웅동체증

단위 생식

처녀생식은 수컷 배우자의 수정 없이 암컷 배우자가 새로운 개체로 발달하는 유성생식의 변형 중 하나입니다. 단위생식은 동물계와 식물계 모두에서 발생하며 어떤 경우에는 번식률을 높이는 이점이 있습니다.

처녀생식에는 여성 배우자의 염색체 수에 따라 반수체와 이배체의 두 가지 유형이 있습니다. 개미, 벌, 말벌을 포함한 많은 곤충에서는 반수체 처녀생식의 결과로 특정 군집 내에서 다양한 유기체 계층이 발생합니다. 이들 종에서는 감수분열이 일어나고 반수체 배우자가 형성됩니다. 일부 알은 수정되어 이배체 암컷으로 발달하는 반면, 수정되지 않은 난은 생식력이 있는 반수체 수컷으로 발달합니다. 예를 들어, 꿀벌의 경우 여왕벌은 수정란(2n=32)을 낳고, 이는 암컷(여왕 또는 일벌)으로 발전하고, 무정란(n=16)은 유사분열을 통해 정자를 생성하는 수컷(드론)을 생산하며, 그리고 감수 분열이 아닙니다. 꿀벌에서 이 세 가지 유형의 개체 발달이 그림 1에 개략적으로 제시되어 있습니다. 4. 사회성 곤충의 이러한 번식 메커니즘은 각 유형의 후손 수를 조절할 수 있기 때문에 적응적인 중요성을 갖습니다.

진딧물에서는 암컷 난모세포가 염색체 분리 없이 특별한 형태의 감수분열을 겪는 이배체 처녀생식이 발생합니다. 모든 염색체가 난자로 전달되고 극체는 단일 염색체를 받지 않습니다. 알은 어미의 몸에서 자라므로 어린 암컷은 알에서 부화하는 것이 아니라 완전한 형태로 태어납니다. 이 과정을 생생함이라고합니다. 이는 세포 중 하나에서 거의 완전한 비분리가 일어나 모든 쌍의 상염색체와 하나의 X 염색체를 포함하는 세포가 될 때까지 여러 세대 동안, 특히 여름에 계속될 수 있습니다. 이 세포에서 수컷은 단위생식적으로 발달합니다. 이러한 가을 수컷과 단위생식 암컷은 유성생식에 참여하는 감수분열을 통해 반수체 배우자를 생산합니다. 수정된 암컷은 겨울을 나는 이배체 알을 낳고, 봄에 암컷으로 부화하여 단위생식을 통해 살아있는 새끼를 낳습니다. 여러 단위생식 세대 뒤에는 정상적인 유성생식으로 인한 세대가 이어지며, 이는 재조합을 통해 집단에 유전적 다양성을 도입합니다. 처녀생식이 진딧물에게 주는 가장 큰 장점은 모든 성숙한 구성원이 알을 낳을 수 있기 때문에 개체군의 급속한 성장입니다. 이는 환경 조건이 대규모 인구의 존재에 유리한 기간, 즉 여름철에 특히 중요합니다.

처녀생식은 다양한 형태를 취하는 식물에 널리 퍼져 있습니다. 그 중 하나인 아포믹시스(apomixis)는 유성생식을 시뮬레이션하는 처녀생식입니다. Apomixis는 핵 세포 또는 거대포자 중 하나인 이배체 난자 세포가 수컷 배우자의 참여 없이 기능성 배아로 발달하는 일부 꽃 피는 식물에서 관찰됩니다. 나머지 밑씨는 씨앗을 형성하고 씨방은 열매로 발달합니다. 다른 경우에는 발아하지는 않지만 처녀생식을 자극하는 꽃가루의 존재가 필요합니다. 꽃가루는 배아 발달에 필요한 호르몬 변화를 유도하는데, 실제로 이러한 경우는 진정한 유성 생식과 구별하기 어렵습니다.

수정은 꽃 피는 식물에서 독특한 방식으로 발생합니다. 수정 후 밑씨는 배아와 영양분 공급이 포함된 종자를 생성합니다. 씨앗에 영양분 공급이 어떻게 이루어지나요?

꽃 피는 식물에서는 이중 수정이 발생합니다. 수분 과정에서 꽃가루는 암술머리 암술머리에 착상하여 발아합니다. 쌀. 57), 꽃가루 관을 형성합니다. 이는 영양 세포에서 형성되며 빠르게 성장하여 난소에 도달합니다. 꽃가루관 끝에는 두 개의 정세포가 있습니다.

* 하등 식물의 운동성 정자와 달리 현화 식물의 정자는 움직이지 않으며 꽃가루관을 통해서만 난자에 침투할 수 있습니다.

꽃가루 관은 난자로 자라서 끝이 터지고 정자는 배낭으로 들어갑니다. 그 중 하나는 알과 융합됩니다. 이배체 세포가 형성됩니다 - 접합체. 두 번째 정자는 배아낭의 이배체 이차 핵과 융합됩니다. 결과적으로 세포는 삼중 염색체 세트로 형성되며, 이로부터 영양분을 공급하는 조직인 유사 분열을 반복하여 배유가 형성됩니다.

꽃 피는 식물의 이중 수정

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성적 재생산의 메커니즘

유성생식을 하는 동물의 생식기에서는 수컷(작고 이동성이 있음)과 암컷(크고 움직이지 않음)이라는 두 가지 유형의 배우자만 생성됩니다. 어떤 상황에서도 생식 세포는 남성과 여성의 배우자의 특성을 결합한 중간 유형입니다.

진화 과정에서 남성과 여성이라는 두 가지 성별이 탄생한 이유는 무엇입니까? 왜 3개, 4개 또는 그 이상은 안되나요? 그리고 실제로 성세포가 중간 크기가 될 수 없는 이유는 무엇입니까? L. Miele, R. Trivers 및 기타 사람들은 다음과 같은 설명을 제공합니다. 사실 유성 생식은 중간 크기의 성 세포를 생산하는 개체가 원래 개체군에서 연속적으로 제거되는 특별한 형태의 자연 선택(성 선택)의 영향으로 형성되었습니다(그림 1.2). 이는 작은 배우자를 생산하는 개체가 큰 배우자를 보유하는 개체와 성관계를 갖는 조건에서만 선택되고 그 반대의 경우도 마찬가지이기 때문에 발생했습니다. 배우자 크기 선택은 성 파트너 선택과 함께 이루어졌습니다.

쌀. 1.2. 배우자 크기에 대한 파괴적인 선택을 통한 이성혼의 진화. 가로축은 생식세포의 크기를 나타내고, 세로축은 부모 유형의 생식세포의 발생 빈도를 나타냅니다. (Mealey에서 제공. 2000).

유성 생식을 하는 동물 종이 있다고 가정해 보겠습니다. 어떤 개체는 크고 영양이 풍부한 배우자를 생산하고, 다른 개체는 작고 움직이는 배우자를 생산하며, 또 다른 개체는 중간 유형의 배우자를 생산합니다. 작은 배우자를 생산하는 개인은 대형 또는 중간 크기의 배우자를 생산하는 개인보다 훨씬 더 많은 배우자를 생산할 수 있습니다. 그들은 대형 및 중형 배우자 생산자보다 훨씬 더 자주 번식할 수 있습니다. 따라서 점차적으로 이 종의 개체군에서는 작고 영양이 부족한 생식 세포를 생산하는 개체의 비율이 증가해야 합니다.

그러나 작은 배우자에는 한 가지 중요한 단점이 있습니다. 동일한 크기의 생식 세포와 결합하면 접합자가 사실상 생존할 가능성이 없습니다. 그러한 “원시 수컷”이 큰 배우자를 생산하는 “원생 암컷”보다 훨씬 더 자주 짝짓기를 한다 하더라도, 자손을 남기는 성공률은 낮습니다. 원시 수컷이 풍부한 개체군에서 모든 원시 암컷은 상당한 이점을 받게 됩니다. 결국 그들에게는 많은 "신사"가 있고 수정된 대형 난자의 생존 가능성이 가장 높습니다. 결과적으로 인구의 선택 벡터는 다른 방향으로 이동합니다. 즉, 큰 배우자를 생산하는 개체가 선택되기 시작합니다. 이러한 배경에서 중간 크기의 배우자는 어떤 경우에도 이점을 얻지 못하며 점차 인구에서 휩쓸려갑니다.

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4.1. 번식 유형 살아있는 유기체의 진화 과정에서 번식 방법의 진화도 있었고 그 다양성은 살아있는 종에서 관찰됩니다. 모든 재생산 옵션은 근본적으로 다른 두 가지 유형, 즉 무성 생식과 무성 생식으로 나눌 수 있습니다.

작가의 책에서

8.7. 생식 및 성적 행동 과정의 조절 생식 및 성적 행동 과정에 대한 신경학적 조절은 매우 복잡합니다. 이 조절에서 시상하부-뇌하수체 시스템의 역할은 특히 분명합니다. 시상하부는 분비를 통해

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유성 생식과 예방 접종의 공통점은 무엇입니까? 이제 불안한 모든 것을 아는 사람들은 면역력에 대해 한 마디도 말하지 않았기 때문에 조바심으로 안절부절하기 시작할 것입니다. 그들은 질병과 싸우는 일반적인 방법은 성관계가 아니라 항체, 예방 접종 등이라고 말할 것입니다.

생물학 보고서. 성적 재생산. 우가미

무성생식과 유성생식

유성생식

성적 과정의 유형

성적 과정에는 동성혼, 이성혼, 우가미 등 여러 유형이 있습니다.

동형혼합에서 배우자의 병합(교배)은 형태학적으로 다르지 않습니다. 이 과정은 조류뿐만 아니라 하등 균류 및 많은 원생동물(근족류, 방산충류, 하급 gregarines)에 널리 퍼져 있지만 다세포 동물에는 없습니다. 동위혼에서는 생화학적, 생리학적 특성이 다른 배우자가 교미합니다.

Anisogamy는 크기, 모양 또는 행동이 다른 배우자의 융합이 발생하는 일종의 성적 과정입니다. 이 과정은 예를 들어 조류 Eudarina의 배우자의 특징입니다.

Anisogamy는 다세포 식물과 동물에서 가장 높은 수준에 도달합니다. 즉, 운동성이 있는 정자와 정지된 난의 수정입니다. 이 과정은 수정 중에 배우자가 합쳐져 크기, 모양 및 행동이 크게 다른 접합체를 형성하는 경우 이미 oogamy라고 불립니다. Oogamy는 모든 다세포 동물, 많은 하등 및 모든 고등 식물의 특징입니다.

oogamy에서는 일반적으로 두 명의 부모 개인이 참여하며 각각은 새로운 유기체의 형성에 참여하여 하나의 생식 세포, 즉 비 성적인 것보다 염색체 수가 절반 인 배우자 (계란 또는 정자) 만 도입합니다. 즉, 체세포, 부모 세포. 배우자의 융합의 결과로 수정란이 형성됩니다. 이는 두 부모의 유전적 성향을 전달하는 접합체로 인해 자손은 부모 개인의 특징이 아닌 새로운 유전자 조합을 개발합니다.

유성생식은 더 복잡한 유기체에 지대한 영향을 미친 또 다른 원생동물의 발명품입니다. 성적 과정과 생식은 서로 별도로 존재할 수 있는 두 가지 다른 현상이라는 점에 유의해야 합니다. 번식은 새로운 개체의 출현이고, 성적 과정은 서로 다른 두 개체에서 유래한 유전자의 새로운 조합이 생성되는 것입니다. 성적 과정이 없는 번식은 단순 분열로 번식하는 유기체의 특징입니다. 아메바가 분열하거나 새로운 히드라 개체가 싹트면 유전자의 재분배가 관찰되지 않습니다. 단세포 유기체에서는 종종

동물 발달 연구 소개___________________________________________ 21

생식이 없는 성적 과정도 있습니다. 박테리아는 특수한 성 융모를 사용하여 한 개인에서 다른 개인으로 유전자를 전달할 수 있습니다. 섹스 톱또는 선모(그림 1.12). 이 전송은 재생산과 독립적으로 발생합니다. 원생동물은 번식과 관계없이 유전자를 재분배할 수도 있습니다. 예를 들어 짚신벌레의 번식은 단순한 둘로 나누는 방식으로 이루어지며, 성적 과정은 다음과 같습니다. 동사 변화(그림 1.13). 두 개의 짚신벌레는 입 부분으로 연결되어 있으며 그 사이에 세포질 다리가 나타납니다. 두 파라메시아 모두 대핵(대사 과정을 조절함)이 파괴되는 반면, 소핵은 감수분열과 유사분열을 겪습니다. 8개의 반수체 소핵이 발생하며, 하나를 제외하고 모두 파괴됩니다. 나머지 소핵은 다시 분할되어 고정 및 이동하는 두 개의 소핵을 형성합니다. 각각의 이동하는 소핵은 세포질 다리를 따라 인접한 접합체로 이동하고 고정 소핵과 합쳐져(“수정”) 두 세포 모두에 새로운 이배체 핵이 나타납니다. 접합 파트너가 분리되면 이 이배체 핵이 분열되어 새로운 소핵과 새로운 대핵이 생성됩니다. 이 경우 짚신벌레는 번식하지 않고 성적 과정만 발생합니다.

단세포 진핵생물에서는 이 두 가지 독립적인 현상, 즉 성적 과정과 번식의 조합도 관찰됩니다. 이 경우 우리는 성적 재생산에 대해 이야기합니다. 그림에서. 1.14는 클라미도모나스(Chlamydomonas)의 생활사를 보여줍니다( 클라미도모나스). 이 유기체는 일반적으로 포유류 배우자와 같은 반수체 형태로 존재합니다. 클라미도모나스의 각 염색체는 단수입니다. 그러나 각 종의 개체는 짝짓기 행동에 따라 두 그룹으로 나뉩니다. ...을 더한그리고 마이너스.서로 다른 그룹의 개체가 만나면 세포질이 결합되고 핵이 융합되어 이배체 접합체가 형성됩니다. 이 접합체는 클라미도모나스의 생활사에서 유일한 이배체 세포입니다. 궁극적으로 감수분열을 수행하여 4개의 새로운 세포를 형성합니다. 여기서 우리는 감수 분열 과정에서 염색체가 재분배되고 동시에 더 많은 수의 개체가 발생하기 때문에 성적 생식을 다루고 있습니다. 이러한 유형의 원생 동물의 유성 생식에서는 배우자가 형태 학적으로 동일합니다. 정자와 난자 사이의 차이는 아직 발생하지 않았습니다.

진화에서 유성생식의 출현과 함께 두 가지 측면에서 진전이 이루어졌다. 첫째, 감수분열의 메커니즘이 발생했다(그림 1.15). 이 과정에 의해 염색체의 이배체 세트가 반수체 상태로 감소됩니다(이 과정은 22장에서 자세히 논의됩니다). 둘째, 성별이 다른 두 유형의 개인이 서로를 인식하는 메커니즘이 발생했습니다. 인식은 처음에는 편모막 수준에서 발생합니다(그림 1.16; Goodenough. Weiss. 1975; Bergman et al.. 1975). 편모의 응집으로 인해 세포막의 특수 영역 사이에 접촉이 가능해집니다. 이러한 특수 영역에는 다양한 유형의 개체에 특정한 구성 요소가 포함되어 있어 이러한 개체의 세포질이 병합됩니다. 편모의 응집 후 을 더한-개인은 융합을 시작하여 정자에서 발견되는 것과 유사한 "수정관"을 형성합니다. 이 튜브는 표면의 특정 영역과 접촉하여 병합됩니다. 마이너스-개인 흥미롭게도 이 튜브를 연장하는 데 사용되는 것과 동일한 메커니즘이 있습니다.

Gilbert S. 발달 생물학: 3권 T. I: Transl. 영어로부터 -M .: Mir, 1993. - 228p.

22________________ 1장_______________________________________________________________________________

액틴 단백질의 중합 - 성게 정자와 난자의 파생물 형성에도 작용합니다. 다음 장에서 우리는 정자와 난자의 인식과 융합이 Chlamydomonas에서 설명한 과정과 놀랍도록 유사하다는 것을 알게 될 것입니다.

단세포 진핵생물은 분명히 다른 유형의 동물에 속하는 보다 복잡한 유기체의 특징인 발생 과정의 기본 요소를 특징으로 합니다. 1) 세포의 합성 과정은 전사, 번역 및 번역 후 수준에서 제어됩니다. 2) 핵막을 통해 RNA의 방출을 보장하는 메커니즘이 있습니다. 3) 단세포 진핵생물에 내재된 개별 유전자와 염색체의 구조는 진핵생물의 전체 진화 과정에서 보존됩니다. 4) 진화 과정에서 유사분열과 감수분열이 더욱 진전됩니다. 5) 유성 생식에는 개별 세포 간의 협력이 포함되는데, 이는 다세포 유기체에서 더욱 중요해집니다.