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18.1: Wie Tiere sich fortpflanzen – Biologie

18.1: Wie Tiere sich fortpflanzen – Biologie


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Einige Tiere produzieren Nachkommen durch asexuelle Fortpflanzung, während andere Tiere Nachkommen durch sexuelle Fortpflanzung produzieren. Beide Methoden haben Vor- und Nachteile. Die ungeschlechtliche Fortpflanzung bringt Nachkommen hervor, die mit dem Elternteil genetisch identisch sind, da die Nachkommen alle Klone des ursprünglichen Elternteils sind. Ein einzelnes Individuum kann ungeschlechtlich Nachkommen zeugen und eine große Zahl von Nachkommen kann schnell gezeugt werden; dies sind zwei Vorteile, die sich ungeschlechtlich fortpflanzende Organismen gegenüber sich sexuell fortpflanzenden Organismen haben. In einer stabilen oder vorhersehbaren Umgebung ist die asexuelle Fortpflanzung ein wirksames Mittel zur Fortpflanzung, da sich alle Nachkommen an diese Umgebung anpassen. In einer instabilen oder unvorhersehbaren Umgebung können Arten, die sich ungeschlechtlich fortpflanzen, im Nachteil sein, da alle Nachkommen genetisch identisch sind und möglicherweise nicht an unterschiedliche Bedingungen angepasst sind.

Bei der sexuellen Fortpflanzung wird das Erbgut zweier Individuen zu genetisch unterschiedlichen Nachkommen kombiniert, die sich von ihren Eltern unterscheiden. Es wird angenommen, dass die genetische Vielfalt von sexuell gezeugten Nachkommen sexuell reproduzierenden Individuen eine größere Fitness verleiht, da mehr ihrer Nachkommen in einer unvorhersehbaren oder sich verändernden Umgebung überleben und sich fortpflanzen können. Arten, die sich sexuell reproduzieren (und getrennte Geschlechter haben), müssen zwei verschiedene Arten von Individuen haben, Männchen und Weibchen. Nur die Hälfte der Bevölkerung (Weibchen) kann Nachkommen zeugen, daher werden im Vergleich zur ungeschlechtlichen Fortpflanzung weniger Nachkommen produziert. Dies ist ein Nachteil der sexuellen Fortpflanzung gegenüber der asexuellen Fortpflanzung.

Asexuelle Reproduktion

Die ungeschlechtliche Fortpflanzung findet bei prokaryontischen Mikroorganismen (Bakterien und Archaeen) und bei vielen eukaryontischen, ein- und mehrzelligen Organismen statt. Es gibt verschiedene Arten, wie sich Tiere ungeschlechtlich vermehren, deren Details zwischen den einzelnen Arten variieren.

Fission

Spaltung, auch binäre Spaltung genannt, tritt bei einigen wirbellosen, mehrzelligen Organismen auf. Es ist in gewisser Weise dem Prozess der binären Spaltung von einzelligen prokaryotischen Organismen analog. Der Begriff Spaltung wird auf Fälle angewendet, in denen ein Organismus sich in zwei Teile zu spalten scheint und bei Bedarf die fehlenden Teile jedes neuen Organismus regenerieren. Zum Beispiel Arten von turbellaren Plattwürmern, die allgemein als Planarien bezeichnet werden, wie z Dugesia dorotocephala, sind in der Lage, ihren Körper in Kopf- und Schwanzregionen zu trennen und die fehlende Hälfte in jedem der beiden neuen Organismen zu regenerieren. Seeanemonen (Cnidaria), wie Arten der Gattung Antipleura (Abbildung 18.1.1), teilen sich entlang der oral-aboralen Achse, und Seegurken (Echinodermata) der Gattung Holothurie, teilt sich in zwei Hälften entlang der oral-aboralen Achse und regeneriert die andere Hälfte in jedem der resultierenden Individuen.

Knospung

Knospung ist eine Form der asexuellen Fortpflanzung, die aus dem Auswachsen eines Körperteils resultiert, was zur Trennung der „Knospe“ vom ursprünglichen Organismus und zur Bildung von zwei Individuen führt, eines kleiner als das andere. Knospung tritt häufig bei einigen wirbellosen Tieren wie Hydras und Korallen auf. Bei Hydras bildet sich eine Knospe, die sich zu einem Erwachsenen entwickelt und sich vom Hauptkörper löst (Abbildung 18.2.2).

KONZEPT IN AKTION

Sehen Sie sich dieses Video an, um eine Hydra zu sehen.

Zersplitterung

Fragmentierung ist das Aufbrechen eines Individuums in Teile, gefolgt von der Regeneration. Wenn das Tier fragmentierbar ist und die Teile groß genug sind, wird aus jedem Teil ein separates Individuum nachwachsen. Fragmentierung kann durch versehentliche Beschädigung, Beschädigung durch Raubtiere oder als natürliche Form der Fortpflanzung auftreten. Die Fortpflanzung durch Fragmentierung wird bei Schwämmen, einigen Nesseltieren, Turbellarien, Stachelhäutern und Ringelwürmern beobachtet. Bei einigen Seesternen kann aus einem gebrochenen Arm und einem Stück der zentralen Scheibe ein neues Individuum regeneriert werden. Dieser Seestern (Abbildung 18.1.3) ist dabei, aus einem abgeschnittenen Arm einen kompletten Seestern zu wachsen. Es ist bekannt, dass Fischereiarbeiter versuchen, die Seesterne zu töten, die ihre Muschel- oder Austernbänke essen, indem sie sie in zwei Hälften schneiden und zurück ins Meer werfen. Unglücklicherweise für die Arbeiter können die beiden Teile jeweils eine neue Hälfte regenerieren, was dazu führt, dass doppelt so viele Seesterne die Austern und Muscheln erbeuten.

Parthenogenese

Die Parthenogenese ist eine Form der asexuellen Fortpflanzung, bei der sich eine Eizelle ohne Befruchtung zu einem Individuum entwickelt. Die resultierenden Nachkommen können je nach Prozess in der Art entweder haploid oder diploid sein. Parthenogenese tritt bei wirbellosen Tieren wie Wasserflöhen, Rädertierchen, Blattläusen, Stabheuschrecken und Ameisen, Wespen und Bienen auf. Ameisen, Bienen und Wespen nutzen die Parthenogenese, um haploide Männchen (Drohnen) zu produzieren. Die diploiden Weibchen (Arbeiterinnen und Königinnen) sind das Ergebnis einer befruchteten Eizelle.

Einige Wirbeltiere – wie bestimmte Reptilien, Amphibien und Fische – vermehren sich ebenfalls durch Parthenogenese. Parthenogenese wurde bei Arten beobachtet, bei denen die Geschlechter in terrestrischen oder marinen Zoos getrennt wurden. Zwei weibliche Komodowarane, ein Hammerhai und ein Schwarzspitzenhai haben parthenogene Junge hervorgebracht, wenn die Weibchen von den Männchen isoliert wurden. Es ist möglich, dass die beobachtete asexuelle Fortpflanzung als Reaktion auf ungewöhnliche Umstände stattfand und normalerweise nicht auftreten würde.

Sexuelle Fortpflanzung

Sexuelle Fortpflanzung ist die Kombination von Fortpflanzungszellen von zwei Individuen, um genetisch einzigartige Nachkommen zu bilden. Die Natur der Individuen, die die beiden Arten von Gameten produzieren, kann unterschiedlich sein, beispielsweise mit getrennten Geschlechtern oder beiden Geschlechtern in jedem Individuum. Die Geschlechtsbestimmung, der Mechanismus, der bestimmt, zu welchem ​​Geschlecht sich ein Individuum entwickelt, kann ebenfalls variieren.

Hermaphroditismus

Hermaphroditismus tritt bei Tieren auf, bei denen ein Individuum sowohl männliche als auch weibliche Fortpflanzungssysteme hat. Wirbellose Tiere wie Regenwürmer, Nacktschnecken, Bandwürmer und Schnecken (Abb. 18.1.4) sind oft zwittrig. Hermaphroditen können sich selbst befruchten, aber normalerweise paaren sie sich mit einer anderen ihrer Art, befruchten sich gegenseitig und bringen beide Nachkommen hervor. Selbstbefruchtung kommt häufiger bei Tieren vor, die eingeschränkt oder nicht beweglich sind, wie Seepocken und Muscheln. Viele Arten haben spezifische Mechanismen, um die Selbstbefruchtung zu verhindern, da es sich um eine extreme Form der Inzucht handelt und normalerweise weniger fitte Nachkommen hervorbringen.

Geschlechtsbestimmung

Das Geschlecht von Säugetieren wird genetisch durch die Kombination von X- und Y-Chromosomen bestimmt. Für X (XX) homozygote Individuen sind weiblich und heterozygote Individuen (XY) sind männlich. Bei Säugetieren führt das Vorhandensein eines Y-Chromosoms zur Entwicklung männlicher Merkmale und sein Fehlen führt zu weiblichen Merkmalen. Das XY-System kommt auch bei einigen Insekten und Pflanzen vor.

Die Bestimmung des Vogelgeschlechts hängt von der Kombination der Z- und W-Chromosomen ab. Homozygot für Z (ZZ) ergibt ein Männchen und heterozygot (ZW) ergibt ein Weibchen. Beachten Sie, dass dieses System das Gegenteil des Säugetiersystems ist, da bei Vögeln das Weibchen das Geschlecht mit den verschiedenen Geschlechtschromosomen ist. Das W scheint für die Bestimmung des Geschlechts des Individuums wesentlich zu sein, ähnlich dem Y-Chromosom bei Säugetieren. Einige Fische, Krebstiere, Insekten (wie Schmetterlinge und Motten) und Reptilien verwenden das ZW-System.

Es gibt auch kompliziertere chromosomale Geschlechtsbestimmungssysteme. Einige Schwertträgerfische haben beispielsweise drei Geschlechtschromosomen in einer Population.

Das Geschlecht einiger anderer Arten wird nicht durch Chromosomen bestimmt, sondern durch einen Aspekt der Umwelt. Die Geschlechtsbestimmung ist beispielsweise bei Alligatoren, einigen Schildkröten und Tuataras von der Temperatur im mittleren Drittel der Eientwicklung abhängig. Dies wird als umweltbedingte Geschlechtsbestimmung oder genauer als temperaturabhängige Geschlechtsbestimmung bezeichnet. Bei vielen Schildkröten bringen kühlere Temperaturen während der Eibebrütung Männchen und warme Temperaturen Weibchen hervor, während bei vielen anderen Schildkrötenarten das Gegenteil der Fall ist. Bei einigen Krokodilen und einigen Schildkröten produzieren gemäßigte Temperaturen Männchen und sowohl warme als auch kühle Temperaturen produzieren Weibchen.

Individuen einiger Arten wechseln im Laufe ihres Lebens ihr Geschlecht und wechseln von einem zum anderen. Wenn das Individuum zuerst weiblich ist, wird es als Protogynie oder „erstes Weibchen“ bezeichnet, wenn es zuerst männlich ist, wird es als Protandrie oder „erstes Männchen“ bezeichnet. Austern werden männlich geboren, wachsen an Größe, werden weiblich und legen Eier. Die Lippfische, eine Familie von Rifffischen, sind alle aufeinanderfolgende Hermaphroditen. Einige dieser Arten leben in eng koordinierten Schulen mit einem dominanten Männchen und einer großen Anzahl kleinerer Weibchen. Wenn das Männchen stirbt, wird ein Weibchen größer, wechselt das Geschlecht und wird zum neuen dominanten Männchen.

Düngung

Die Verschmelzung eines Spermiums und einer Eizelle wird als Befruchtung bezeichnet. Dies kann entweder innerhalb (innere Befruchtung) oder außerhalb (äußere Befruchtung) des Körpers des Weibchens erfolgen. Der Mensch ist ein Beispiel für ersteres, während die Froschreproduktion ein Beispiel für letzteres ist.

Externe Düngung

Die äußere Befruchtung findet normalerweise in aquatischen Umgebungen statt, wo sowohl Eier als auch Spermien ins Wasser abgegeben werden. Nachdem die Spermien die Eizelle erreicht haben, findet die Befruchtung statt. Die meiste externe Befruchtung findet während des Laichprozesses statt, bei dem ein oder mehrere Weibchen ihre Eier und das Männchen (die Männchen) gleichzeitig Spermien im selben Bereich freisetzen. Das Laichen kann durch Umweltsignale wie Wassertemperatur oder Tageslichtdauer ausgelöst werden. Fast alle Fische laichen, ebenso Krustentiere (wie Krabben und Garnelen), Weichtiere (wie Austern), Tintenfische und Stachelhäuter (wie Seeigel und Seegurken). Auch Frösche, Korallen, Weichtiere und Seegurken laichen (Abbildung 18.1.5).

Innere Befruchtung

Die innere Befruchtung findet am häufigsten bei Landtieren statt, obwohl auch einige Wassertiere diese Methode anwenden. Die innere Befruchtung kann dadurch erfolgen, dass das Männchen während der Paarung direkt Spermien in das Weibchen einbringt. Es kann auch vorkommen, dass das Männchen Spermien in der Umgebung ablegt, normalerweise in einer schützenden Struktur, die eine Frau aufnimmt, um die Spermien in ihrem Fortpflanzungstrakt abzulegen. Es gibt drei Möglichkeiten, wie nach der inneren Befruchtung Nachkommen produziert werden. Bei der Oviparität werden befruchtete Eier außerhalb des Körpers des Weibchens abgelegt und entwickeln sich dort, wobei sie vom Eigelb, das ein Teil des Eies ist, Nahrung erhalten (Abbein). Dies tritt bei einigen Knochenfischen, einigen Reptilien, einigen Knorpelfischen, einigen Amphibien, einigen Säugetieren und allen Vögeln auf. Die meisten nicht vogelartigen Reptilien und Insekten produzieren ledrige Eier, während Vögel und einige Schildkröten Eier mit hohen Konzentrationen an Kalziumkarbonat in der Schale produzieren, was sie hart macht. Hühnereier sind ein Beispiel für eine harte Schale. Die Eier der eierlegenden Säugetiere wie Schnabeltier und Ameisenigel sind ledrig.

Bei der Ovoviparität bleiben befruchtete Eier im Weibchen zurück und der Embryo erhält seine Nahrung aus dem Eigelb. Die Eier bleiben im Körper des Weibchens, bis sie in ihr schlüpfen, oder sie legt die Eier direkt vor dem Schlüpfen. Dieser Prozess hilft, die Eier bis zum Schlüpfen zu schützen. Dies tritt bei einigen Knochenfischen (wie dem Platyfish) auf Xiphophorus maculatus, Abbildung 18.1.6B), einige Haie, Eidechsen, einige Schlangen (Strumpfbandnatter Thamnophis sirtalis), einige Vipern und einige wirbellose Tiere (Madagaskar zischende Kakerlake Gromphadorhina portentosa).

In der Viviparität werden die Jungen lebendig geboren. Sie beziehen ihre Nahrung vom Weibchen und werden in unterschiedlichen Reifestadien geboren. Dies tritt bei den meisten Säugetieren auf (Abbildung 18.1.6C), einige Knorpelfische und einige Reptilien.

Abschnittszusammenfassung

Die Fortpflanzung kann asexuell sein, wenn ein Individuum genetisch identische Nachkommen hervorbringt, oder sexuell, wenn das genetische Material von zwei Individuen zu genetisch unterschiedlichen Nachkommen kombiniert wird. Die ungeschlechtliche Fortpflanzung bei Tieren erfolgt durch Spaltung, Knospung, Fragmentierung und Parthenogenese. Die sexuelle Fortpflanzung kann eine Befruchtung im Körper oder in der äußeren Umgebung beinhalten. Eine Art kann getrennte oder kombinierte Geschlechter haben; wenn die Geschlechter kombiniert werden, können sie zu unterschiedlichen Zeiten im Lebenszyklus exprimiert werden. Das Geschlecht eines Individuums kann durch verschiedene Chromosomensysteme oder Umweltfaktoren wie die Temperatur bestimmt werden.

Die sexuelle Fortpflanzung beginnt mit der Kombination eines Spermiums und einer Eizelle in einem Prozess, der als Befruchtung bezeichnet wird. Dies kann entweder außerhalb des Körpers oder innerhalb des Weibchens auftreten. Die Art der Befruchtung variiert zwischen den Tieren. Einige Arten geben das Ei und das Sperma in die Umwelt ab, einige Arten behalten das Ei und nehmen das Sperma in den weiblichen Körper auf und stoßen dann den sich entwickelnden Embryo aus, der mit einer Schale bedeckt ist, während wieder andere Arten die sich entwickelnden Nachkommen während der gesamten Tragzeit behalten.

Rezensionsfragen

In welcher Gruppe ist die Parthenogenese ein normales Ereignis?

A. Hühner
B. Bienen
C. Kaninchen
D. Seesterne

B

Genetisch einzigartige Individuen werden durch ________ erzeugt.

Asexuelle Reproduktion
B. Parthenogenese
C. aufkeimend
D. Fragmentierung

EIN

In welcher Umgebung findet die äußere Befruchtung statt?

A. Wasser
B. bewaldet
C. Savanne
D. Steppe

EIN

Freie Antwort

Was könnte ein Nachteil der temperaturabhängigen Geschlechtsbestimmung sein?

Die Temperaturen können von Jahr zu Jahr variieren und ein ungewöhnlich kaltes oder heißes Jahr kann Nachkommen eines Geschlechts hervorbringen, was es für Einzelpersonen schwierig macht, Partner zu finden.

Was könnte im Vergleich zu getrennten Geschlechtern und unter der Annahme, dass eine Selbstbefruchtung nicht möglich ist, ein Vorteil und ein Nachteil des Hermaphroditismus sein?

Ein möglicher Vorteil des Hermaphroditismus könnte sein, dass jedes Mal, wenn ein Individuum derselben Art angetroffen wird, eine Paarung möglich ist, im Gegensatz zu getrennten Geschlechtern, die ein Individuum des richtigen Geschlechts finden müssen, um sich zu paaren. (Außerdem kann jedes Individuum in einer zwittrigen Population Nachkommen zeugen, was bei Populationen mit getrenntem Geschlecht nicht der Fall ist.) Ein Nachteil könnte sein, dass zwittrige Populationen weniger effizient sind, weil sie sich nicht auf das eine oder andere Geschlecht spezialisieren, was bedeutet ein Hermaphrodit produziert nicht so viele Nachkommen durch Eier oder Spermien wie Arten mit getrennten Geschlechtern. (Andere Antworten sind möglich.)

Glossar

asexuelle Reproduktion
ein Mechanismus, der Nachkommen hervorbringt, die mit den Eltern genetisch identisch sind
Knospung
eine Form der asexuellen Fortpflanzung, die aus dem Auswachsen eines Teils eines Organismus resultiert, was zu einer Trennung vom ursprünglichen Tier in zwei Individuen führt
externe Düngung
die Befruchtung von Eiern durch Spermien außerhalb des Körpers eines Tieres, oft während des Laichens
Fission
(auch binäre Spaltung) eine Form der asexuellen Fortpflanzung, bei der sich ein Organismus in zwei separate Organismen oder zwei Teile aufspaltet, die die fehlenden Teile des Körpers regenerieren
Zersplitterung
das Aufbrechen eines Organismus in Teile und das Wachstum eines separaten Individuums aus jedem Teil
Hermaphroditismus
der Zustand, in dem ein und dieselbe Person sowohl männliche als auch weibliche Fortpflanzungsstrukturen hat
innere Befruchtung
die Befruchtung von Eiern durch Spermien im Körper des Weibchens
Oviparität
ein Prozess, bei dem befruchtete Eier außerhalb des Körpers des Weibchens abgelegt werden und sich dort entwickeln, wobei sie Nahrung aus dem Eigelb erhalten, das ein Teil des Eies ist
Ovoviparität
ein Prozess, durch den befruchtete Eier im Weibchen zurückgehalten werden; der Embryo ernährt sich vom Eigelb und die Jungen sind beim Schlüpfen voll entwickelt
Parthenogenese
eine Form der asexuellen Fortpflanzung, bei der sich eine Eizelle zu einem vollständigen Individuum entwickelt, ohne befruchtet zu werden
Geschlechtsbestimmung
der Mechanismus, durch den das Geschlecht von Individuen in sich sexuell fortpflanzenden Organismen anfänglich festgelegt wird
sexuelle Fortpflanzung
eine Form der Fortpflanzung, bei der sich Zellen, die genetisches Material von zwei Individuen enthalten, verbinden, um genetisch einzigartige Nachkommen zu produzieren

Tierreproduktion

Jeder Regenwurm produziert in wenigen Wochen Spermien und Eier, aus befruchteten Eiern schlüpfen neue Würmer.

Die Fortpflanzung von Tieren hat viele Formen.

Aspekte der Tierform und -funktion können allgemein als Anpassungen angesehen werden, die zum Fortpflanzungserfolg beitragen.

Wie kann jeder dieser Regenwürmer sowohl männlich als auch weiblich sein?


Im Folgenden sind die beiden Reproduktionsmodi &minus

Lassen Sie uns jeden einzeln besprechen &minus

Sexuelle Fortpflanzung

Bei Tieren haben Männchen und Weibchen unterschiedliche Fortpflanzungsorgane.

Die Fortpflanzungsteile in Tieren produzieren Gameten, die verschmelzen und eine Zygote bilden.

Die Zygote entwickelt sich zu einer neuen ähnlichen Art.

Die Art der Fortpflanzung durch die Verschmelzung von männlichen und weiblichen Gameten wird als . bezeichnet sexuelle Fortpflanzung.

Die männlichen Gameten, die von Hoden produziert werden, sind bekannt als Spermien.

Die weiblichen Gameten, die von Eierstöcken produziert werden, sind bekannt als Eizellen (oder Eier).

Im Reproduktionsprozess ist der erste Schritt die Verschmelzung eines Spermas und einer Eizelle (Ei).

Die Verschmelzung von Eizelle und Sperma ist bekannt als Düngung (wie im obigen Bild gezeigt).

Während der Befruchtung verschmelzen die Kerne des Spermiums und der Eizelle zu einem einzigen Kern, der zur Bildung von a . führt befruchtetes Ei auch bekannt als Zygote (im Bild unten gezeigt).

Die Zygote teilt sich wiederholt weiter, wodurch ein Zellball entsteht, der beginnt, Gruppen zu bilden. Die Gruppen entwickeln sich zu verschiedenen Geweben und Organen, die einen Ganzkörper bilden. Dabei wird die entstehende Struktur als ein Embryo (im Bild unten gezeigt).

Der Embryo entwickelt sich in der Gebärmutter weiter und entwickelt Körperteile wie Kopf, Gesicht, Ohr, Augen, Nase, Hände, Beine, Zehen usw.

Das Stadium des Embryos, in dem sich verschiedene Körperteile entwickeln und identifiziert werden können, wird als . bezeichnet Fötus (im Bild unten gezeigt).

In einem definierten Zeitraum, wenn die Entwicklung des Fötus abgeschlossen ist, bringt die Mutter das Baby zur Welt.

Das Tier, das Junge zur Welt bringt, ist bekannt als lebendgebärend Tier. Z.B. Mensch, Kuh, Hund usw.

Der Organismus, der Eier legt, ist bekannt als ovipar Tier. Z.B. alle Vögel (außer Fledermäuse), Eidechsen usw.

Asexuelle Reproduktion

Die Art der Fortpflanzung, bei der nur ein einziger Elternteil in zwei neue Nachkommen geteilt wird, wird als . bezeichnet asexuelle Reproduktion. Z.B. Hydra und Amöbe.

Bei Hydra entwickeln sich die Individuen aus den Knospen, daher ist diese Art der asexuellen Fortpflanzung als . bekannt Knospung (im Bild unten gezeigt).

Bei Amöben wird der Kern in zwei Kerne geteilt, daher ist eine solche Art der asexuellen Fortpflanzung bekannt als Zellteilung.


Wie Tiere sich fortpflanzen

Einige Tiere produzieren Nachkommen durch asexuelle Fortpflanzung, während andere Tiere Nachkommen durch sexuelle Fortpflanzung produzieren. Beide Methoden haben Vor- und Nachteile. Asexuelle Reproduktion produziert Nachkommen, die mit dem Elternteil genetisch identisch sind, da die Nachkommen alle Klone des ursprünglichen Elternteils sind. Ein einzelnes Individuum kann ungeschlechtlich Nachkommen zeugen und eine große Zahl von Nachkommen kann schnell produziert werden. Dies sind zwei Vorteile, die sich asexuell fortpflanzende Organismen gegenüber sich sexuell fortpflanzenden Organismen haben. In einer stabilen oder vorhersehbaren Umgebung ist die asexuelle Fortpflanzung ein wirksames Mittel zur Fortpflanzung, da sich alle Nachkommen an diese Umgebung anpassen. In einer instabilen oder unvorhersehbaren Umgebung können Arten, die sich ungeschlechtlich fortpflanzen, im Nachteil sein, da alle Nachkommen genetisch identisch sind und möglicherweise nicht an unterschiedliche Bedingungen angepasst sind.

Während sexuelle Fortpflanzung, wird das genetische Material zweier Individuen kombiniert, um genetisch vielfältige Nachkommen zu produzieren, die sich von ihren Eltern unterscheiden. Es wird angenommen, dass die genetische Vielfalt von sexuell gezeugten Nachkommen sexuell reproduzierenden Individuen eine größere Fitness verleiht, da mehr ihrer Nachkommen in einer unvorhersehbaren oder sich verändernden Umgebung überleben und sich fortpflanzen können. Arten, die sich sexuell reproduzieren (und getrennte Geschlechter haben), müssen zwei verschiedene Arten von Individuen haben, Männchen und Weibchen. Nur die Hälfte der Bevölkerung (Weibchen) kann Nachkommen zeugen, daher werden im Vergleich zur asexuellen Fortpflanzung weniger Nachkommen produziert. Dies ist ein Nachteil der sexuellen Fortpflanzung gegenüber der asexuellen Fortpflanzung.

Asexuelle Reproduktion

Die ungeschlechtliche Fortpflanzung findet bei prokaryontischen Mikroorganismen (Bakterien und Archaeen) und bei vielen eukaryontischen, ein- und mehrzelligen Organismen statt. Es gibt verschiedene Arten, wie sich Tiere ungeschlechtlich vermehren, deren Details zwischen den einzelnen Arten variieren.

Fission

Fission, auch binäre Spaltung genannt, tritt bei einigen wirbellosen, mehrzelligen Organismen auf. Es ist in gewisser Weise dem Prozess der binären Spaltung von einzelligen prokaryotischen Organismen analog. Der Begriff Spaltung wird auf Fälle angewendet, in denen ein Organismus sich in zwei Teile zu spalten scheint und bei Bedarf die fehlenden Teile jedes neuen Organismus regenerieren. Zum Beispiel Arten von turbellarischen Plattwürmern, die allgemein als Planarien bezeichnet werden, wie z Dugesia dorotocephala, sind in der Lage, ihren Körper in Kopf- und Schwanzregionen zu trennen und die fehlende Hälfte in jedem der beiden neuen Organismen zu regenerieren. Seeanemonen (Cnidaria), wie Arten der Gattung Antipleura ([link]), teilt sich entlang der oral-aboralen Achse und Seegurken (Echinodermata) der Gattung Holothurie, teilt sich in zwei Hälften entlang der oral-aboralen Achse und regeneriert die andere Hälfte in jedem der resultierenden Individuen.

Knospung

Knospung ist eine Form der asexuellen Fortpflanzung, die aus dem Auswachsen eines Körperteils resultiert, was zur Trennung der „Knospe“ vom ursprünglichen Organismus und zur Bildung von zwei Individuen führt, eines kleiner als das andere. Knospung tritt häufig bei einigen wirbellosen Tieren wie Hydras und Korallen auf. Bei Hydras bildet sich eine Knospe, die sich zu einem Erwachsenen entwickelt und sich vom Hauptkörper löst ([Link]).

Sehen Sie sich dieses Video an, um eine Hydra zu sehen.

Zersplitterung

Zersplitterung ist die Zerlegung eines Individuums in Teile, gefolgt von der Regeneration. Wenn das Tier splitterfähig ist und die Teile groß genug sind, wächst aus jedem Teil ein separates Individuum nach. Fragmentierung kann durch versehentliche Beschädigung, Beschädigung durch Raubtiere oder als natürliche Form der Fortpflanzung auftreten. Die Fortpflanzung durch Fragmentierung wird bei Schwämmen, einigen Nesseltieren, Turbellarien, Stachelhäutern und Ringelwürmern beobachtet. Bei einigen Seesternen kann aus einem gebrochenen Arm und einem Stück der zentralen Scheibe ein neues Individuum regeneriert werden. Dieser Seestern ([link]) ist dabei, einen kompletten Seestern aus einem abgeschnittenen Arm zu züchten. Es ist bekannt, dass Fischereiarbeiter versuchen, die Seesterne zu töten, die ihre Muschel- oder Austernbänke essen, indem sie sie in zwei Hälften schneiden und zurück ins Meer werfen. Unglücklicherweise für die Arbeiter können die beiden Teile jeweils eine neue Hälfte regenerieren, was dazu führt, dass doppelt so viele Seesterne die Austern und Muscheln erbeuten.

Parthenogenese

Parthenogenese ist eine Form der ungeschlechtlichen Fortpflanzung, bei der sich eine Eizelle ohne Befruchtung zu einem Individuum entwickelt. Die resultierenden Nachkommen können je nach Prozess in der Art entweder haploid oder diploid sein. Parthenogenese tritt bei wirbellosen Tieren wie Wasserflöhen, Rädertierchen, Blattläusen, Stabheuschrecken und Ameisen, Wespen und Bienen auf. Ameisen, Bienen und Wespen nutzen die Parthenogenese, um haploide Männchen (Drohnen) zu produzieren. Die diploiden Weibchen (Arbeiterinnen und Königinnen) sind das Ergebnis einer befruchteten Eizelle.

Einige Wirbeltiere – wie bestimmte Reptilien, Amphibien und Fische – vermehren sich ebenfalls durch Parthenogenese. Parthenogenese wurde bei Arten beobachtet, bei denen die Geschlechter in terrestrischen oder marinen Zoos getrennt wurden. Zwei weibliche Komodowarane, ein Hammerhai und ein Schwarzspitzenhai haben parthenogene Junge hervorgebracht, wenn die Weibchen von den Männchen isoliert wurden. Es ist möglich, dass die beobachtete asexuelle Fortpflanzung als Reaktion auf ungewöhnliche Umstände stattfand und normalerweise nicht auftreten würde.

Sexuelle Fortpflanzung

Sexuelle Fortpflanzung ist die Kombination von Fortpflanzungszellen von zwei Individuen, um genetisch einzigartige Nachkommen zu bilden. Die Natur der Individuen, die die beiden Arten von Gameten produzieren, kann unterschiedlich sein, beispielsweise mit getrennten Geschlechtern oder beiden Geschlechtern in jedem Individuum. Die Geschlechtsbestimmung, der Mechanismus, der bestimmt, zu welchem ​​Geschlecht sich ein Individuum entwickelt, kann ebenfalls variieren.

Hermaphroditismus

Hermaphroditismus tritt bei Tieren auf, bei denen ein Individuum sowohl männliche als auch weibliche Fortpflanzungssysteme hat. Wirbellose wie Regenwürmer, Nacktschnecken, Bandwürmer und Schnecken ([Link]) sind oft zwittrig. Hermaphroditen können sich selbst befruchten, aber normalerweise paaren sie sich mit einer anderen ihrer Art, befruchten sich gegenseitig und bringen beide Nachkommen hervor. Selbstbefruchtung kommt häufiger bei Tieren vor, die eingeschränkt oder nicht beweglich sind, wie Seepocken und Muscheln. Viele Arten haben spezifische Mechanismen, um die Selbstbefruchtung zu verhindern, da es sich um eine extreme Form der Inzucht handelt und normalerweise weniger fitte Nachkommen hervorbringen.

Geschlechtsbestimmung

Das Geschlecht von Säugetieren wird genetisch durch die Kombination von X- und Y-Chromosomen bestimmt. Für X (XX) homozygote Individuen sind weiblich und heterozygote Individuen (XY) sind männlich. Bei Säugetieren führt das Vorhandensein eines Y-Chromosoms zur Entwicklung männlicher Merkmale und sein Fehlen führt zu weiblichen Merkmalen. Das XY-System kommt auch bei einigen Insekten und Pflanzen vor.

Vogel Geschlechtsbestimmung ist abhängig von der Kombination von Z- und W-Chromosomen. Homozygot für Z (ZZ) ergibt ein Männchen und heterozygot (ZW) ergibt ein Weibchen. Beachten Sie, dass dieses System das Gegenteil des Säugetiersystems ist, da bei Vögeln das Weibchen das Geschlecht mit den verschiedenen Geschlechtschromosomen ist. Das W scheint für die Bestimmung des Geschlechts des Individuums wesentlich zu sein, ähnlich dem Y-Chromosom bei Säugetieren. Einige Fische, Krebstiere, Insekten (wie Schmetterlinge und Motten) und Reptilien verwenden das ZW-System.

Es gibt auch kompliziertere chromosomale Geschlechtsbestimmungssysteme. Einige Schwertträgerfische haben beispielsweise drei Geschlechtschromosomen in einer Population.

Das Geschlecht einiger anderer Arten wird nicht durch Chromosomen bestimmt, sondern durch einen Aspekt der Umwelt. Die Geschlechtsbestimmung ist beispielsweise bei Alligatoren, einigen Schildkröten und Tuataras von der Temperatur im mittleren Drittel der Eientwicklung abhängig. Dies wird als umweltbedingte Geschlechtsbestimmung oder genauer als temperaturabhängige Geschlechtsbestimmung bezeichnet. Bei vielen Schildkröten bringen kühlere Temperaturen während der Eibebrütung Männchen und warme Temperaturen Weibchen hervor, während bei vielen anderen Schildkrötenarten das Gegenteil der Fall ist. Bei einigen Krokodilen und einigen Schildkröten produzieren gemäßigte Temperaturen Männchen und sowohl warme als auch kühle Temperaturen produzieren Weibchen.

Individuen einiger Arten wechseln im Laufe ihres Lebens ihr Geschlecht und wechseln von einem zum anderen. Wenn das Individuum zuerst weiblich ist, wird es als Protogynie oder „erstes Weibchen“ bezeichnet, wenn es zuerst männlich ist, wird es als Protandrie oder „erstes Männchen“ bezeichnet. Austern werden männlich geboren, wachsen an Größe, werden weiblich und legen Eier. Die Lippfische, eine Familie von Rifffischen, sind alle aufeinanderfolgende Hermaphroditen. Einige dieser Arten leben in eng koordinierten Schulen mit einem dominanten Männchen und einer großen Anzahl kleinerer Weibchen. Wenn das Männchen stirbt, wird ein Weibchen größer, wechselt das Geschlecht und wird zum neuen dominanten Männchen.

Düngung

Die Verschmelzung eines Spermiums und einer Eizelle wird als Befruchtung bezeichnet. Dies kann entweder innerhalb (innere Befruchtung) oder draußen (externe Düngung) der Körper des Weibchens. Der Mensch ist ein Beispiel für ersteres, während die Froschreproduktion ein Beispiel für letzteres ist.

Externe Düngung

Die äußere Befruchtung findet normalerweise in aquatischen Umgebungen statt, wo sowohl Eier als auch Spermien ins Wasser abgegeben werden. Nachdem die Spermien die Eizelle erreicht haben, findet die Befruchtung statt. Die meiste externe Befruchtung findet während des Laichprozesses statt, bei dem ein oder mehrere Weibchen ihre Eier und das Männchen (die Männchen) gleichzeitig Spermien im selben Bereich freisetzen. Das Laichen kann durch Umweltsignale wie Wassertemperatur oder Tageslichtdauer ausgelöst werden. Fast alle Fische laichen, ebenso Krustentiere (wie Krabben und Garnelen), Weichtiere (wie Austern), Tintenfische und Stachelhäuter (wie Seeigel und Seegurken). Überarbeitung von "Frösche, Korallen, Tintenfische und Tintenfische spawnen ebenfalls ([link]).

Innere Befruchtung

Die innere Befruchtung findet am häufigsten bei Landtieren statt, obwohl einige Wassertiere diese Methode auch anwenden. Die innere Befruchtung kann dadurch erfolgen, dass das Männchen während der Paarung direkt Spermien in das Weibchen einbringt. Es kann auch vorkommen, dass das Männchen Spermien in der Umgebung ablegt, normalerweise in einer schützenden Struktur, die eine Frau aufnimmt, um die Spermien in ihrem Fortpflanzungstrakt abzulegen. Es gibt drei Möglichkeiten, wie nach der inneren Befruchtung Nachkommen produziert werden. In Oviparität, befruchtete Eier werden außerhalb des Körpers des Weibchens abgelegt und entwickeln sich dort, wobei sie Nahrung aus dem Eigelb erhalten, das ein Teil des Eies ist ([Link]ein). Dies tritt bei einigen Knochenfischen, einigen Reptilien, einigen Knorpelfischen, einigen Amphibien, einigen Säugetieren und allen Vögeln auf. Die meisten nicht-Vogel-Reptilien und -Insekten produzieren ledrige Eier, während Vögel und einige Schildkröten Eier mit hohen Konzentrationen an Kalziumkarbonat in der Schale produzieren, was sie hart macht. Hühnereier sind ein Beispiel für eine harte Schale. Die Eier der eierlegenden Säugetiere wie Schnabeltier und Ameisenigel sind ledrig.

In Ovoviparität, befruchtete Eier bleiben im Weibchen erhalten und der Embryo erhält seine Nahrung aus dem Eigelb. Die Eier bleiben im Körper des Weibchens, bis sie in ihr schlüpfen, oder sie legt die Eier direkt vor dem Schlüpfen. Dieser Prozess hilft, die Eier bis zum Schlüpfen zu schützen. Dies tritt bei einigen Knochenfischen (wie dem Platyfish) auf Xiphophorus maculatus, [Verknüpfung]B), einige Haie, Eidechsen, einige Schlangen (Strumpfbandnatter Thamnophis sirtalis), einige Vipern und einige wirbellose Tiere (Madagaskar zischende Kakerlake Gromphadorhina portentosa).

In Lebendigkeit die Jungen werden lebendig geboren. Sie beziehen ihre Nahrung vom Weibchen und werden in unterschiedlichen Reifestadien geboren. Dies tritt bei den meisten Säugetieren auf ([link]C), einige Knorpelfische und einige Reptilien.

Abschnittszusammenfassung

Die Fortpflanzung kann asexuell sein, wenn ein Individuum genetisch identische Nachkommen hervorbringt, oder sexuell, wenn das genetische Material von zwei Individuen zu genetisch unterschiedlichen Nachkommen kombiniert wird. Die ungeschlechtliche Fortpflanzung bei Tieren erfolgt durch Spaltung, Knospung, Fragmentierung und Parthenogenese. Die sexuelle Fortpflanzung kann eine Befruchtung im Körper oder in der äußeren Umgebung beinhalten. Eine Art kann getrennte Geschlechter oder kombinierte Geschlechter haben, wenn die Geschlechter kombiniert werden, können sie zu verschiedenen Zeiten im Lebenszyklus exprimiert werden. Das Geschlecht eines Individuums kann durch verschiedene Chromosomensysteme oder Umweltfaktoren wie die Temperatur bestimmt werden.

Die sexuelle Fortpflanzung beginnt mit der Kombination eines Spermiums und einer Eizelle in einem Prozess, der als Befruchtung bezeichnet wird. Dies kann entweder außerhalb des Körpers oder innerhalb des Weibchens auftreten. Die Art der Befruchtung variiert zwischen den Tieren. Einige Arten geben das Ei und das Sperma an die Umwelt ab, einige Arten behalten das Ei und nehmen das Sperma in den weiblichen Körper auf und stoßen dann den sich entwickelnden Embryo mit einer Schale bedeckt aus, während wieder andere Arten die sich entwickelnden Nachkommen während der gesamten Tragzeit behalten.


Tierreproduktion und das Ei – Geführtes Lernen

Ich habe diese Aktivität für meinen Erstsemester-Biologiekurs während der Pandemie von 2020 entworfen. Mein Ziel war es, einen Überblick darüber zu geben, wie sich Wirbeltiergruppen reproduzieren. In der Vergangenheit konzentrierten sich die Schüler im Rahmen der Einheit über Vögel und Reptilien auf das Amnion-Ei. Ich würde die Amnion-Eifärbung als eine Möglichkeit für die Schüler zuweisen, die Strukturen des Eies wie Amnion, Chorion, Allantois und Eigelb zu lernen.

Die Eyewitness-Videoserie hat eine großartige Episode über Vögel und das Amnion-Ei, die jetzt auf Youtube verfügbar ist. Ich habe sogar ein Arbeitsblatt dazu, obwohl Edpuzzle auch eine großartige App ist, um Schüler dazu zu bringen, zugewiesene Videos anzusehen.

Diese geführte Lernaktivität ist eine interaktive Erforschung der Fortpflanzung in verschiedenen Tiergruppen. Es beginnt mit dem Unterschied zwischen innerer und äußerer Befruchtung. Ich verwende ansprechende Grafiken, wie Gifs, um die Aufmerksamkeit der Schüler auf wichtige (oder erstaunliche) Konzepte zu lenken. Schwimmende Lachse zum Beispiel zeigen, dass eine dunkelrote Färbung der Schlüssel zum Anlocken eines Partners sein kann.

Als nächstes vergleichen die Schüler drei Arten von Fortpflanzungsstrategien. Manche Tiere, wie Schlangen, legen Eier, während manche Tiere Eier in ihrem Körper behalten. Säugetiere ernähren wie Menschen das Ei in der Gebärmutter. Ich möchte, dass die Schüler verstehen, dass es in all diesen Strategien Ähnlichkeiten gibt. Obwohl die meisten Säugetiere keine Eier legen, behalten sie einige der Eimerkmale, wie z Amnion.

In späteren Folien beschriften die Schüler ein Bild des Amnion-Eies basierend auf den Beschreibungen. A fill-in slide contains the descriptions for what each membrane does. In another slide, students drag labels to an image.

In the final slide, students must synthesize what they have learned to create a Venn diagram comparing mammal reproduction to bird reproduction. A fun way to make the unit more interactive is to create “reptile” eggs by soaking bird eggs in vinegar. This will remove the calcium from the shell and make it soft and flexible.

In the past, I have also incubated chicken eggs. This can be a major project though, and you’ll need an incubator and fertilized eggs, plus a place to go with the chicks that hatch.


18.1 How animals reproduce

Some animals produce offspring through asexual reproduction while other animals produce offspring through sexual reproduction. Both methods have advantages and disadvantages. Asexual reproduction produces offspring that are genetically identical to the parent because the offspring are all clones of the original parent. A single individual can produce offspring asexually and large numbers of offspring can be produced quickly these are two advantages that asexually reproducing organisms have over sexually reproducing organisms. In a stable or predictable environment, asexual reproduction is an effective means of reproduction because all the offspring will be adapted to that environment. In an unstable or unpredictable environment, species that reproduce asexually may be at a disadvantage because all the offspring are genetically identical and may not be adapted to different conditions.

During sexual reproduction , the genetic material of two individuals is combined to produce genetically diverse offspring that differ from their parents. The genetic diversity of sexually produced offspring is thought to give sexually reproducing individuals greater fitness because more of their offspring may survive and reproduce in an unpredictable or changing environment. Species that reproduce sexually (and have separate sexes) must maintain two different types of individuals, males and females. Only half the population (females) can produce the offspring, so fewer offspring will be produced when compared to asexual reproduction. This is a disadvantage of sexual reproduction compared to asexual reproduction.


Animal Reproduction (AR) publishes original scientific papers and invited literature reviews, in the form of Basic Research, Biotechnology, Applied Research and Review Articles, with the goal of contributing to a better understanding of phenomena related to animal reproduction.

The scope of the journal applies to students, researchers and practitioners in the fields of veterinary, biology and animal science, also being of interest to practitioners of human medicine. Animal Reproduction Journal is the official organ of the Brazilian College of Animal Reproduction in Brazil.


Lesson Plan: Animal Patterns of Reproduction

Image shows nine animals species that exhibit sexual dimorphism or unique reproductive strategies: elephant seals, seahorses, mallad ducks, Indian peafowl, Mormon cricket, honey bee, magnificent riflebird, clownfish, and slipper limpet.

In this lesson, students learn briefly about the reproductive strategies nine different animal species. Student use a tally to track what strategies are most common - for example, male competition, female mate choice. More unique patterns like sex-changing clownfish and touch-mediated sex development are included within the nine species.

When I taught this lesson, students learned about each species through short video recordings of teachers in our school describing the species. For more general use, I changed the lesson as posted on this website to have students do online research instead of watching the videos.


Biology Basics: How Animals Reproduce

Two types of two-parent reproduction (sexual) and two types of one parent reproduction (aseuxual) are seen in animals. It seems crazy to think that animals can reproduce with only one parent, but with more simple creatures like worms and jellyfish, it happens!

Two-parents Reproduction

Two parent reproduction ensures genetic variation in each new offspring. This makes for unique traits of each young, and allows for greater protection from disease. However the animals must find a mate in order to have new babies. The two types of two-parent reproduction are live birth and eggs.

One-Parent Reproduction

Most animals that reproduce asexually are invertebrates, like worms, jellyfish and sea stars. Fragmentation and Budding can also be called cloning, because the offspring are identical to the parents. The advantage to asexual reproduction is that these animals can reproduce even if they cannot find a mate. However the offspring that are created have identical genetic information as the parent, and therefore one disease can kill off an entire population of cloned animals. They can also reproduce much quicker, but that means they can easily overpopulate and compete for resources.


18.1: How Animals Reproduce - Biology

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Abschnittszusammenfassung

Die Fortpflanzung kann asexuell sein, wenn ein Individuum genetisch identische Nachkommen hervorbringt, oder sexuell, wenn das genetische Material von zwei Individuen zu genetisch unterschiedlichen Nachkommen kombiniert wird. Die ungeschlechtliche Fortpflanzung erfolgt durch Spaltung, Knospung und Fragmentierung. Die sexuelle Fortpflanzung kann die Verbindung von Spermien und Eizellen im Tierkörper bedeuten oder die Freisetzung von Spermien und Eizellen in die Umwelt bedeuten. Ein Individuum kann ein Geschlecht haben oder beide, es kann als ein Geschlecht beginnen und im Laufe seines Lebens wechseln, oder es kann männlich oder weiblich bleiben.


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