Reproducerea
Reproducerea este o funcție extrem de importantă, definitorie, a organismelor vii. Reprezintă capacitatea acestora de a forma alte organisme cu caracteristici asemănătoare cu ale organismelor parentale (ale părinților). Deoarece conceptul de reproducere conține și conceptul de autoreproducere, care se referă la capacitatea organismelor de a-și regenera componentele în urma proceselor metabolice, se preferă termenul de înmulțire pentru a caracteriza capacitatea organismelor de a forma urmași.
Dacă în procesul de înmulțire este implicat un singur individ este vorba despre înmulțire asexuată, iar dacă sunt implicați doi indivizi atunci vorbim despre înmulțire sexuată.
Înmulțirea la plante
Plantele sunt organisme autotrofe cu capacități limitate de mișcare. Înmulțirea acestor organisme implică aspecte dintre cele mai diverse, în funcție de complexitatea corpului acestora.
A. Înmulțirea plantelor inferioare
Sunt plante inferioare algele (verzi, roșii și brune), lichenii și mușchii de pământ. Înmulțirea acestor organisme se face atât asexuat cât și sexuat. Înmulțirea asexuată se face fie prin fragmente de tal (corpul plantei), fie prin spori, formațiuni de rezistență care pot fi împrăștiate pe suprafețe mari. Redăm mai jos modul de reproducere al mușchilor de pământ, la care alternează o generație haploidă (gametofitul) cu o generație diploidă (sporofitul):
B. Înmulțirea plantelor superioare
Sunt considerate plante superioare ferigile (pteridofitele), coniferele (gimnospermele) și angiospermele. Dacă la ferigi înmulțirea se desfășoară asemănător cu cea de la mușchii de pământ, la gimnosperme și angiosperme apar organe specializate în înmulțire numite flori, motiv pentru care gimnospermele și angiospermele se mai numesc și plante fanerogame.
I. Floarea la gimnosperme: cele mai răspândite gimnosperme sunt coniferele, ale căror flori poartă numele de con. Florile gimnospermelor sunt unisexuate, conurile bărbătești reprezintă o floare și produc celulele sexuale bărbătești, în timp ce conurile femeiești sunt inflorescențe, fiecare solz este o floare care produce celule sexuale femeiești. Semințele produse prin fecundație nu sunt închise în fruct, asta fiind principala caracteristică a gimnospermelor (gymnos = gr. nud, gol; sperma = gr. sămânță).
II. Floarea la angiosperme: Angiospermele sunt plante cu flori, fructe și semințe. Florile pot fi unisexuate (adică conțin doar un tip de organe sexuale) sau hermafrodite (adică conțin ambele tipuri de organe sexuale). O floare hermafrodita clasică este alcătuită din următoarele elemente:
pedicel: cu care se prinde floarea de tulpină;
receptacul: o porțiune dilatată ce susține toate celelalte elemente florale;
caliciu: alcătuit dintr-o rozet de frunzulițe numite sepale;
corola: alcătuită din petale modificate, colorate, numite petale;
gineceu: organul femeiesc al florii (se mai numește pistil), alcătuit din ovar, stil și stigmat;
androceu: organul bărbătesc al florii, alcătuit din stamine, formate din conectiv și anteră.
Fecundația la angiosperme
Fecundația este procesul de unire a celulelor sexuale (gameților) pentru a forma celula-ou (zigotul). La plantele angiosperme avem de-a face cu o dublă fecundație. Celulele sexuale femeiești se află în interiorul ovarului, în camera ovariană, unde se află două celule sexuale numite oosferă și nucleul secundar. Celulele sexuale bărbătești se află în grăuncioarele de polen, unde există două nuclee. Odată ajuns grăunciorul de polen pe stigmatul gineceului (prin polenizare) el va dezvolta un tubușor polinic care va străbate ovarul și va intra în camera ovariană. Cele doua nuclee din grăunciorul de polen vor intra în camera ovariană unde vor fecunda oosfera (și se va forma zigotul) și nucleul secundar (și se va forma endospermul). Ulterior ovarul se va umfla și se va transforma în fruct, iar camera ovariană în sămânță.
Înmulțirea la animale
Animalele se înmulțesc aproape exclusiv sexuat, puținele excepții aparțin spongierilor și celenteratelor. Înmulțirea animalelor se face cu ajutorul celulelor sexuale (gameților). Gameții sunt de două tipuri: izogameți, celule sexuale identice, care nu pot fi deosebite una de alta și care, prin unire, dau naștere zigotului și anizogameți, gameți deosebiți. Aceștia sunt de două tipuri:
ovule: celule mari, imobile, caracteristice organismelor femele;
spermii (spermatozoizi): celule mai mici, în general mobile, aparțin organismelor mascule.
Celulele sexuale (gameții) sunt produse de organe specializate numite gonade (sau glande sexuale). Gonada femelelor se numește ovar iar gonada masculului testicul. Ambele tipuri de gonade sunt organe pereche și produc regulat gameți.
Fecundația
Fecundația reprezintă unirea celor două celule sexuale și apariția primei celule ale unui nou organism. Fecundația are loc între spermatozoid și ovul. Cele două celule sunt haploide (adică au un singur set de cromozomi), iar prin unirea lor rezultă celula-ou numită și zigot. Intrarea spermatozoidului în ovul are loc dupa întâlnirea acestora. Spermatozoidul pătrunde numai cu corpul celular, flagelul este retezat de membrana ovulului, care devine impermeabilă. Apoi nucleul spermatozoidului se unește cu nucleul ovulului, fenomen numit amfimixie. Celula rezultată are aceeași formă cu fostul ovul, dar un nucleu de două ori mai greu și se numește celula-ou sau zigot. Zigotul se divide apoi în două celule, apoi în patru, apoi 8, 16, 32, 64, 128...etc. Apare astfel o formațiune în formă de mură numită morulă. Din morulă se va forma apoi blastula, apoi din blastulă apare gastrula. Prin procese complexe de histogeneză (formarea țesuturilor) și organogeneza (formarea organelor) apare embrionul:
Comportament sexual la animale:
La viermi Unele anelide (de exemplu Lumbricus terrestris, adică râma) sunt hermafrodite, având atât organe sexuale masculine cât și feminine. Totuși acești viermi se acuplează înconjurandu-se de un manșon de mucus. Râmele depun ouăle într-o formațiune numită clitellum. Oxiurii sunt viermi paraziți în intestinul gros al omului. Noaptea, femela depune în jurul orificiului anal al omului adormit ouăle, care prin scărpinat ajung sub unghii și de acolo înapoi în tubul digestiv.
La moluște Sexele sunt, în general separate, deși unii melci sunt hermafrodiți. Un comportament de reproducere interesant se înregistrează la anumite specii de cefalopode (caracatițe, sepii și calmari) la care masculul posedă un tentacul plin cu pachețele de spermatozoizi, tentacul numit hectocotil. Aceste tentacule sunt introduse în cavitatea paleală a femelei și sunt rupte din corpul masculului.
La artropode sexele sunt separate și apare acuplarea și depunerea ouălor. Unii crustacei își cară ouăle pe corpul femelei. Păianjenii depun ouăle într-o țesătură numită pontă în care se dezvoltă puii. Insectele au o dezvoltare interesantă, tipul numit dezvoltare holometabolă în care individul trece prin mai multe stadii de dezvoltare: ou-larvă-nimfă-adult. Ouăle sunt depuse în pământ sau pe diverse suprafețe, iar din ouă ies larvele. Larvele insectelor seamănă izbitor cu viermii, dovedind o înrudire filogenetică certă. Larvele muștelor sunt viermi lungi, de culoare alb-murdar, larvele fluturilor se numesc omizi. Larvele se transformă în structuri imobile numite nimfe (sau pupe) în care au loc intense procese de refacere tisulară. Din nimfe ies adulții (stadiul de imago) care nu seamănă deloc cu larvele.
La pești Fecundația este externă: femelele depun pe fundul apei ovulele (numite icre) iar masculul care trece prin zona depune deasupra acestora spermatozoizii (numiți lapți). După fecundație se formează ouăle din care ies peștișorii (numiți și alevini). Un comportament interesant înregistrează căluțul-de-mare, la care masculul ține în interiorul său ouăle fecundate și apoi eliberează peștișorii.
La amfibieni Fecundația este tot externă, dar cei doi parteneri se întâlnesc și masculul ține strâns femela în timp ce depune spermiile deasupra ovulelor acesteia (pseudo-împerechere). La broaște are loc o metamorfoză, adică puii trec prin mai multe stadii de larve (numite mormoloci) până să-și piardă coada și să devină broaște adulte.
La reptile Fecundația este internă, masculul se acuplează cu femela iar femela depune ouăle la exterior (excepție fac unele viperide care țin ouăle în interiorul organismului femelei până eclozeaza puii). Se cunosc și comportamente de curtare (încercare de atragere a atenției femelei de către mascul) la unii șerpi și la crocodili.
La păsări Fecundația este internă, are loc acuplarea masculului cu femela, iar femela depune ouăle, uneori în cuiburi improvizate sau atent realizate. Majoritatea păsărilor au grijă de pui până ce aceștia ating maturitatea.
La mamifere Fecundația este internă. Din punct de vedere al dezvoltării embrionului mamiferele se împart în trei categorii: monotremele (ornitorincii și echidnele) depun ouă și-și hrănesc puii cu laptele ce se scurge pe firele de păr ale femelei, marsupialele nasc puii incomplet dezvoltați și-i maturizează ântr-un "buzunar" numit marsupiu și placentare care formează puii în interiorul unui organ numit uter într-o formațiune ce se numește placentă, apoi îi nasc și îi hrănesc cu lapte produs de glandele mamare.
