Rozmnožování a vývin mnohobuněčných organismů

nepohlavně se rozmnožují pouze někteří živočichové, ale pohlavně se můžou rozmnožovat všichni
při pohl. rozmnož. se nový jedinec vyvíjí z jednobuň. stádia, kt. se dělením + diferenciací a specializací buněk mění na stádium mnohobuněčné

Děje pohl. rozmnožování, vývinu jedince a období jako života můžeme rozdělit na několik etap

Etapy:

vznik pohlavních buněk
oplození
zárodečný vývin
růst a dosažení pohl. zralosti
stárnutí
smrt

Nepohlavní rozmnožování

vzniká dceřiný jedinec z tělních buněk rodičovského organismu (z diploidních buněk se vyvíjí mitózou , mají úplnou sadu genetických informací jako rodič)
probíhá jako dělení nebo pučení

Dělení:

– spojeno se schopností nahrazovat ztracené části těla, tzn. spojeno s regenerací

probíhá 2 způsoby:

1) rodičovský jedinec se rozpadne na několik části a z každé části * nový jedinec

např. kroužkovci

2) na těle rodičovského organismu se odškrtí a později oddělí dceřiný jedinec->dorůstají

např. polypové stádium u medúz
u některých zvláštní způsob dělení : polyembryonie

-> dochází k dělení pohlavně * zárodků, např. u parazitických lumčíků

Pučení:

na mateřském organismu * pupen – z této skupiny buněk, kt. vypučí na těle rodič. organismu se vyvíjí dceřinný jedinec
buď na mateřském org. zůstane nebo se oddělí
např. nezmaři, živočiš. houby
pokud se neoddělují -> * trvalých kolonií
rozšířenější než dělení

Pohlavní rozmnožování

předpokladem je * gamet v těle rodič. org.
rozlišujeme 2 typy gamet: samčí – spermie (haploidní)

samičí – vajíčka (haploidní)

splynutí -> oplození -> * zygota ( oplozené vajíčko)
zygota diploidní
při pohl. rozmn. jedinec získává dědičné geny od obou rodičů
gamety * v pohlavních žlázách = gonády

-> spermie ve varlatech

-> vajíčka ve vaječnících

jestliže živočich má jen 1pohl. orgán jednoho druhu = gonochorista
gonochorista s 1 varletem = samec
gonochorista s 1 vaječníkem = samice
např. členovci, hlavonožci, obratlovci
jestliže živočich má oba typy gonád = hermafrodit (má menší šanci najít partnera)
např. žížala, tasemnice, hlemýžď, plži
u org., kteří se pohybují pomalu -> menší hustota jedinců
stejně se oplozují s jedinci dalšími, ale většinou neoplozují svá vajíčka
samooplození (vzácné) je charakteristické pro tasemnici (parazitismus neumožňuje vyhledat partnera)
přítomnost gonád považujeme jako primární znak
pohl.orgány produkují pohl. hormony a ty ovlivňují tvorbu sekundárních znaků (odlišují samečka od samičky)
pohlavní dimorfismus (dvojtvárnost)= na první pohled rozlišujeme samečka od samičky

Vývoj pohlavních buněk

= gametogeneze

u nejjednodušších a fylogeneticky nejstarších mn. živ. * pohlavní buňky z nespecializovaných buněk tkání -> spermie, vajíčka i tělní (somatická buňka)
u vyšších mn.ž. * pohl. buňky ze specializovaných buněk (prapohlavní buňky), k odlišení od tkáňových buněk dochází už v průběhu dělení oplozeného vajíčka
v průběhu zárodečného vývoje dochází k aktivnímu průniku do pohl. žláz
z nich * pohl. buňky, ne žádné jiné (ne somatické)
na počátku gametogeneze mají buňky diploidní sadu chromozomů

Gametogeneze má 3 fáze:

Na počátku mají buňky diploidní sadu chromozomů!

rozmnožovací

– dochází ke zmnožení buněk mitotickým dělením

růstová

– buňky rostou, ukládají se v nich zásobní látky a ke konci bývá zahájena jejich meióza

– během meiózy probíhají 2 buněčná dělení po sobě

zrací

– dokončena meióza a výsledkem jsou zralé haploidní pohl. buňky

Jestliže dopadne celá gametogeneze = mn. ž. dosáhl své pohl. zralosti a může se rozmnožovat!

Vývoj samčích pohlavních buněk = spermatogeneze

probíhá ve varleti
prapohlavní buňky se mění ve spermatogonie (výchozí buňky pro spermatogenezi)
spermatogonie se mitoticky dělí a jejich počet zmnoží a mění se v diploidní primární spermatocyty (spermatocyty I. řádu)
každého spermatocytu I. řádu * po prvním meotickém dělení * 2 haploidní sekundární spermatocyty (spermatocyty II.řádu) a po 2. meiotickém dělení * 4 spermatidy a ty se mění ve 4 zralé spermie
spermie mohou mít měňavkovitý, nitkovitý, bičíkovitý tvar

STAVBA SPERMIE

– hlavička, krček, bičík (pohyb spermie)

hlavička

– je v ní jádro (nese dědičnou informaci) sperm. buňky a hydrolytické enzymy (aby se spermie mohla dostat do vajíčka)

krček

– báze bičíku a je vyztužen mitochondriemi (zajišťují chemickou energii pro pohyb bičíku)

Vývoj samičích pohlavních buněk = OOGENEZE

probíhá ve vaječníku
nejdříve se prapohlavní buňky mění v oogonie, poté dochází k 1. meiotickému dělení a vytváří se primární oocyty (ještě diploidními buňkami)->růst, syntéza DNA,RNA
a na konci * sekundární oocyt a jedna pólová buňka (haploidní)->také se dělí ->2.pol.buňky
následuje 2.meiotické dělení ze sekundárního oocytu * 1 zralé vajíčko (ootida) a 3 pólové buňky
výsledkem je vznik 1 vaječné buňky a 3 buněk pólových

Vaječná buňka:

kulovitý nebo oválný tvar
velká
buňka může obsahovat rezervní látky – množství závisí na druhu = žloutek
velké množství žloutku mají ptačí vajíčka, rybí, hmyzí
savčí mají malé množství (žádné)

– vajíčko je kryto vaječnými obaly, některé * až po oplození vajíčka ve vejcovodech

– několik obalů má ptačí vajíčko

Vývoj pohl buněk mohou ovlivňovat určité vlivy:

Vnější

teplota prostředí
délka slunečního dne

Vnitřní

nemoce
věk
gonádotropní hormony( pohlavní , předního laloku hypofýzy)

OPLOZENÍ A PÁŘENÍ

oplození = vniknutí spermie do vajíčka

u živ. organismů souvisí se sexuálním chováním rodičovských organismů -> páření
páření může probíhat několika způsoby, např. u ryb dochází k vypuštění pohl.buněk do vody -> oplození mimo tělo samičky´= vnější oplození (tření)
např. u suchozemských i vodních živočichů jeden pohl. partner zavádí pohl. buňky do pohl. cest samice, k oplození tedy dochází uvnitř samičky = vnitřní oplození (kopulace)
spermie se aktivně pohybují ke zralému vajíčku
vajíčko do okolí vypuzuje produkty metabolismu a tím ho spermie může najít
spermie se zachytí na povrchu vajíčka a z hlavičky se vyloučí hydrolytické enzymy, kt. naruší vaječné obaly a umožní vniknutí spermie do vajíčka
jakmile spermie vnikne do vajíčka, tak proběhne několik reakcí, kt. zabrání vniknutí další spermie
jádro spermie splyne s jádrem vajíčka a * zygota
jakmile * zygota, začíná vývoj dceřiného jedince
u org., kt. jsou odděleného pohlaví, kde je pohlaví řízeno pohlavními chromozomy, tak při * zygoty je určeno pohlaví

– zvláštní způsob rozmnožování – PARTENOGENEZE

u pakobylek, mšic
dochází k vývoji neoplozeného vajíčka, * partenogenetická generace -> tvoří ji jedinci jen jednoho pohlaví (většinou samičky střídány)
tyto generace mohou být nahrazeny normálními generacemi, kt. normálně kopulují a rozmnožují se pohlavně (např. mšice)

ZÁRODEČNÝ VÝVIN (embryogeneze)

– od * zygoty po vylíhnutí nového jedince nebo narození

– zahrnuje:

rýhování vajíčka (mění se v mnohobuněčné stádium)
tvorba zárodečných listů
diferenciace jejich buněk do tkání
tvorba orgánů
tvorba buněčného tvaru zárodku

-> zakódováno v dědičné informaci

Rýhování vajíčka = blastogeneze

dochází k řetězci mitotických dělení
způsob rýhování vajíčka záleží na množství žloutku
u těch, kt. nemají žloutek, nebo jen málo -> totální rýhování (u živ. hub, žahavců, kroužkovců, měkkýšů, ostnokožců, savců)
u vajíček, kt. obsahují velké množství žloutku -> částečné (parciální) rýhování – rýhuje se pouze část cytoplasmy nikoli žloutek (např. vajíčka hmyzu, ryb, plazů a ptáků)
u ptáků, ryb a plazů p. rýhování probíhá z animálního pólu
z oplozeného vajíčka * stádium mnohobuněčné -> MORULA -> z té * BLASTULA (dutá koule), uvnitř blastuly se vytvořila dutina -> prvotní tělní dutina BLASTOCOEL – je ohraničen masou buněk (blastoderm) -> GASTRULA – vícevrstevné zárodečné stádium, kt. *:
buňky blastuly se v té další fázi začínají vchlipovat směrem do dutiny tělní a tím se vytvoří celkem 3 vrstvy buněk = zárodečné listy
takovýmto jedincům říkáme : Triblastica (3 zár. listy)

Diblastica (2 zár. listy)

Zárodečné listy:

vnější (ektoderm)
vnitřní (entoderm)
střední (mezoderm)

mohou se vytvářet zároveň nebo postupně
entoderm vystýlá budoucí trávící dutinu (prvostřevo)
dutina prvostřeva je spojena s vnějším prostředím otvorem (prvoústa – blastoporus)
další vývoj prvoúst může mít dvojí charakter:
buď se stávají definitivním ústním otvorem dospělého jedince ( = prvoústí)
od živ. hub po členovce
prvoústa zanikají, postupně se uzavírají buňkami a definitivní ústa se vytváří na opačné straně těla (=druhoústa)
ostnokožci, polostrunatci, strunatci

– závěrečné stádium rýhování = neurulace:

dochází k vchlípení části ektodermu a z toho se vytváří základ nové nervové soustavy
někdy se gastrula v tomto období nazývá neurula
u prvoústých – základ nervové soustavy se tvoří na břišní straně zárodku
u druhoústých – na hřbetní straně těla zárodku

Stádiem neuruly jsou zahájeny děje směřující k tvorbě orgánů a vzniku orgán. soustav

ORGANOGENEZE

– začíná diferenciací a specializací buněk do tkání -> dávají jim základ-> rozvíjí se orgánové základy

– z každého zárodečného listu * něco jiného

z ektodermu * pokožka a její deriváty, nervová soustava, vzdušnice, výstelka zač. a konce tráv. trubice
z entodermu * zbývající výstelka tráv. trubice, trávící žlázy, plíce obratlovců, štítná žláza, příštitná tělíska a brzlík
z mezodermu * svalová tkáň, vnitřní kostra obratlovců, pohlavní žlázy a jejich vývody, srdce, cévy, krev, tělní tekutiny, výstelka druhotné dutiny tělní

– končí narozením jedince

POSTEMBRYONÁLNÍ VÝVIN

– začíná vylíhnutím nebo narozením jedince

období:

do dosažení pohl. zralosti
aktivní reprodukční období dospělého živočicha
stárnutí a smrt

– pohl. dospělosti mohou živočichové dosáhnout 2 způsoby:

nepřímý vývoj

– charakteristické pro živočichy, kde se z vajíčka vylíhne larva a bývá označena jako aktivní stádium, bývá dravá a vytváří si energetické zásoby

->dále prochází metamorfózou -> * dospělý jedinec

– u živočichů s málo rezervními látkami a zárodečný vývin je krátký

= hmyz, korýši, žahavci, mlži, někteří ploštěnci, obojživelníci, mnohoštětinatci, houby, ostnokožci

b) přímý vývoj

char. pro ž. s dostatečným přísunem zásobních látek anebo je zárodek vyživován z těla matky
vylíhlý nebo narozený jedinec se podobá dospělé formě
další podmínkou pro dosažení pohl. zralosti je, aby proběhla poslední fáze gametogeneze, kdy proběhne poslední zrací fáze
tvorbu sekundárních pohlavních znaků způsobují pohlavní hormony, jejichž produkce se zvyšuje -> následuje období REPRODUKČNÍ A AKTIVNÍ (dosažení pohlavní dospělosti je zahájeno)
se zárodečným a postembryonálním vývojem souvisí růst-> řízen genetickou informací je většinou ohraničený
růst je ukončen dosažením pohlavní dospělosti , ale existují vyjímky např. u ryb
velikost každého živočicha je různý,
nejmenší -> vířníci (mikroskopické rozměry) x největší -> plejtvák obecný
růst je realizací genetického programu, který je uvnitř živočicha a ovládá jak a kdy růst
délka života je časově omezená, podmíněna geneticky
nejkratší doba ž. – korýši , plankton x nejdelší doba života – želva (až 2OOlet)

STÁRNUTÍ A SMRT

v průběhu dochází k nevratným změnám v org. a odumírají specializované buňky
ukládání pigmentů do buněk
degradace tukové tkáně
provázeno ztrátou vody, ukládají se v nich anorganické látky a látky odpadového charakteru
ubývá bílkovin (elastin, kolagen) a v důsledku toho tkáně ztrácejí pružnost
klesá hladina hormonu a klesá obranyschopnost, snižuje se funkce orgánů a tkání
na proces stárnutí má vliv také prostředí
pokud dojde k selhání některé ze životních funkcí-> smrt
v důsledku těchto nevratných změn dojde k zablokování funkcí buněk

Rozmnožování a vývin mnohobuněčných organismů