Rozmnožovací soustava
Šárka Špániková
Rozmnožovací soustava
• Zásadní pro přežívání druhu
• Nepohlavní (asexuální) × pohlavní (sexuální)
• Metanegeze, partenogeneze, heterogonie
• Hermafrodit × gonochorista
• Gamety
• Rozmnožovací orgány
• Pohlavní dimorfismus
Nepohlavní rozmnožování (asexuální)
• Evolučně původnější
• Rychlejší, menší spotřeba energie, stačí 1 rodič, tvorba kolonií
• Nevyžaduje speciální rozmnožovací orgán
• Geneticky uniformní potomstvo – špatně reaguje na změnu podmínek
• Štěpení, pučení, odškrcování, rozpad (architomie)
• Paratomie – noví jedinci pučí ze zadního konce mateřského jedince a
tvoří řetěz různě starých jedinců (nejmladší hned za mateřským)
• Př. Autolytus purpureomaculatus („Polychaeta“)
Paratomie Pučení nezmara
Dělení krásnoočka
Pohlavní rozmnožování (sexuální)
• Evolučně mladší
• Genetická variabilita potomstva – adaptace na změnu podmínek
• Pomalejší, náročnější, jsou třeba 2 jedinci,
• Autogamie (samooplození) – předstupeň pohlavního rozmnožování
• Mohou a nemusí být gonády (pohl.orgány)
• Oplození vnější – častěji u vodních
• Oplození vnitřní – adaptace na souš
Hermafrodit vs. gonochorista
• Není jasné, co je evolučně starší – hermafroditismus by mohl být
původnější, pokud jsou Porifera monofylum → což nejsou ...?
• Ale je pokládán za původnější u Bilateria
• Hermarfodit (od Hermés a Afrodité) – obě pohlaví v jednom jedinci
• Snah chránit se proti samooplození – př. proterandrický vývoj (samčí gamety
se vyvinou dříve)
• Většinou si dva jedinci vyměňují spermie
• Př. Clitellata, Pulmonata
• Gonochorista
• Každý jedince tvoří jen samčí nebo samičí pohlavní buňky
• Pohlaví dáno většinou geneticky, ale jsou i výjimky (např. Echiura – rypohlavcipohlaví
dáno až fenotypově)
Gamety
• Zárodečné buňky (germ cells) – ty, z kterých vznikají gamety
• Preformace (preformation) – zárodečné buňky jsou determinovány
hned po oplození
• Epigeneze – zárodečné buňky určeny až během rýhovaní embrya
nebo až když se tvoří gonády, více rozšířená, asi původnější
• Když je buňka rozpoznána,stává se z ní primordiální zár. buňka
• Oogeneze, spermatogeneze
• Izogamety – stejné ♀♂, anizogamety – liší se vajíčka a spermie
• Gamety jsou přítomny u všech Metazoa
Gonády – pohlavní orgány
• Gonády jsou místem buď vzniku nebo jen dozrávání gamet
• Gonády jsou obvykle orgány ohraničené epitelem a obsahující gamety
(ne vždy – u žahavců jsou mezi epitely - nepravé, u Acoela jsou mezi
parenchym. buňkami)
• Gonády se vyvinuly později než gamety
• Gonády nemají „Porifera“, Cnidaria (jen určené místo vzniku gamet)
• Většina Bilateria již má ohraničené gonády často zárodečným
epitelem
Vznik gonád u Bilateria
• Absence gonád – gamety se tvoří v coelomu (Bryozoa, Phoronida,
Sipunculida)
• Gonády z coelomu – u některých Gastropod, Bivalvií a Cephalopod,
vznikají z perikardiálního epitelu
• Nejprve shluk buněk, poté obalen epitelen – u Nematomorpha
(strunovci)
• Epitel rostoucí kolem zárodečných buněk – u druhů s brzkou
diferenciací primordiálních buněk, které migrují na místo gonád, kde
iniciují růst epitelu, u hmyzu, Nematod
Přenos gamet, oplození
• Vnější oplození - je původnější, je nutné vytvořit více gamet, aby se
zvýšila pravděpodobnost jejich splynutí → náročnější
• Vnitřní oplození – odvozené, není nutné tolik gamet, ale je často
potřeba další orgán k účinnému přenosu, oplození uvnitř těla samičky
umožňuje ochranu a výživu lépe než u vnějšího oplození
• Pohlavní orgány pro přenos spermií: zatažitelná kopulační orgán (penis, cirri),
spermatofory (pavoukovci, hmyz), cementační žlázy vrtejšů, receptaculum
seminis (uložení spermií v těle samice – u Pulmonata)
• Oviparie – kladení vajíček
• Ovoviviparie – kladení vajíček, ze kterých se ihned líhnou mláďata
• Viviparie – narození živých jedinců
Partenogeneze
• Nepohlavní rozmnožování za přítomnosti gamet (vajíček)
• Odvozena z pohlavního rozmnožování
• Vývoj jedince z neoplozeného vajíčka
• Automiktická, haploidní, apomiktická
• Nutné střídání s pohlavní fází (cyklicky × nepravidelně)
• Reakce na ztížené podmínky prostředí
• U některých skupin (gastrotricha, Tardigrada) jsou sladkovodní druhy
partenogenetické, mořské se rozmnožují pohlavně
• https://www.youtube.com/watch?v=T3bmbpBPR3U
Partenogeneze
• Automiktická – ještěři, varan, genetický různé potomstvo, pohlaví
potomstva záleží na determinaci pohlaví (XY × WZ)
• Haploidní – včely, diploidní samice při neoplození tvoří haploidní
samce, při oplození diploidní samice
• Apomiktická – pouze mitóza, potomstvo identické s matkou
Metageneze - rodozměna
• Střídání pohlavní a nepohlavní fáze rozmnožování
• Nepohlavní fáze zajistí dostatek potomstva
• Pohlavní fáze pro genetickou variabilitu
• Př. žahavci
(pohlavní medúza × nepohlavní polyp)
Amoebozoa
• Mycetozoa, Lobosea (améby, krytenky)
• Jednobuněční
• Nepohlavní rozmnožování dělením
• Amoeba proteus – dělení buňky
• https://www.youtube.com/watch?v=PgjRP4Togww
Rhizaria
• Jednobuněční
• Filosea, Heliozoea, Foraminifera, Radiolaria
• Většinou nepohlavní dělení
• Foraminifera (dírkonošci)
• Pohlavního rozmnožování (haploidní gamont tvoří
izogamety)
• Izogamety dvou různých jedinců se spojí v diploidní
zygotu
• Rostou diploidní agamonti se množí mitózou, noví
haploidní jedinci (gamonti) opouští schránku
Excavata
• Jednobuněční
• Metamonada – diplomonády – trvalé
splynutí dvou jedinců, zdvojené jádro
• Parabasala – dělení
• Euglenozoa – dělení
• Percolozoa – dělení, střídání améby, cysty
a bičíkatého stádia (Naegleria fowleri –
panožkovka Fowlerova), fakultativní
parazit
Naegleria fowleri životní cyklus
Chromalveolata
• jednobuněční
• Opalozoa – složitější životní cyklus
• V konečníku žab žijí mnohojaderní trofonti, ti se
zacystují a s výkaly opustí tělo žáby, když cystu
pozře pulec, cysta praskne a vyjdou z ní
jednojaderné gamety, ty splynou a přemění se v
trofonta (pulec mezitím dospěje v žábu)
• Dinozoa – nepohlavní rozmnožování
• Apicomplexa – často paraziti, složitý vývojový
cyklus
• Ciliophora – konjugace (spájení)
Životní cyklus Opalina ranarum
A
P
I
C
O
M
P
L
E
X
A
Opisthokonta
• Ministeriida – jednobuněční, není znám životní
cyklus
• Choanoflagellata (trubénky) – množí se nepohlavně
• Jednobuněčná stádia s tlačným bičíkem - později
spermie
• Porifera
• Nepohlavní (vnější pučení – kolonie, vnitřní pučení –
gemulace – shluk archeocytů v gemuli)
• Pohlavní – hermafrodité i gonochoristé, pohlavní buňky
vznikají z choanocytů
→ larva trichimela (Hexactinellida), parenchymula
(Demospongia), amfiblastula (Calcispongia)
Eumetazoa
Cnidaria - žahavci
Anthozoa (korálnatci)
- Potlačeno stádium medúzy
- Často koloniální – nepohlavní
pučení
- Pohlavní rozmnožování – dospělý
polyp uvolňuje gamety z
endodermu
→ planula → polyp
- U některých sasanek se poprvé
objevuje kopulace – dva jedinci se
přitisknou pedáními disky, vznikne
komůrka pro výměnu gamet,
oplodnění, vyvíjí se zde nový
jedince až do planuly
Polyp (nepohlavní) – medúza (pohlavní)
Hydrozoa (polypovci)
- Převládá hydropolyp
- Nepohlavně – pučením
- Pohlavně – varlata a vaječníky vychlípeniny
epidermis produkující
gamety (♂+♀) z ektodermu
- U koloniálních vytváří gamety
medúza
- hermafroditi
Staurozoa (medúzovci)
- Převládá scyphomedúza
- Nepohlavní polyp (scyphistoma) –
strobilace, odškrcuje ephyry
- Pohlavní – scyphomedúza –
pohlavní orgány z gastrodermu
(endodermu), tvoří gamety
- Většinou gonochoristé
Eubilateria
Protostomia
Lophotrochozoa
Pohlavní rozmnožování
- Obvykle hermafroditi s výměnou samčích pohlavních buněk
- Gonády jako ovotestes nebo oddělené, velmi složité (zejm. Neoophora)
- Přímý vývoj (x Polycladida – Müllerova larva)
- Vnitřní oplození
Nepohlavní rozmnožování
- Pučení + regenerace
- Architomie (rozpad a dorůstání)
- Paratomie (dělení v proliferačních zónách – řetízky zoidů) – Catenula lemnae
Parazitiční Neodermata často složité vývojové cykly ↓
Platyhelminthes
Motolice →
- Miracidium e
líhne ve vodě, do
mezihostitele
(plovatka), v něm
se nepohlavně
množí za vzniku
sporocysty plné
rédií, z nich
cerkárie, která
opustí plovatku a
je sežrána ovcí,
zde dospěje a
naklade vajíčka
do vody
← Škulovec
-z vajíčka se líhne
koracidium, po
pozření klanonožce
ztrácí řasinkový
epitel – onkosféra –
v tělní dutině
procerkoid, po
pozření korýše
rybou se mění na
plerocerkoid, v
medvědovi
dospělec
← Tasemnice
- V mezihostiteli se
líhne z vajíčka
onkosféra a cévami
proniká do různých
částí těla, kde se
mění v larvocystu
(boubel), dospělec
v tenkém střevě
Kamptozoa
Lophotrochozoa
- Párové gonády s krátkými gonoducty
Entoprocta (mechovnatci)
- Nepohlavně – pučení
- Pohlavně – planktonní larva
Pučení mechovnatců
Cycliophora
(vířníkovci)
- Potravní (nepohlavní)
stádia produkují
vnitřním pučením
nové postraní jedince
- Složitá metageneze
(pohlavní +
nepohlavní, dva typy
larev)
Gnathifera
Lophotrochozoa
Gnathostomulida
(čelistovky)
- Hermafroditi s
přímým vývojem
Micrognathozoa (oknozubky)
- Párové vaječníky
- Proterandrický hermafrodit
(samčí žlázy po dozrání mizí
„Rotifera“
- gonochoristé,
- Heterogonie (v jednom
životním cyklu se vystřídá
partenogeneze a pohlavní
rozmnožování)
- Haploidní samci
- Dormantní vajíčka
Bdelloida
(pijavenky) –pouze
partenogeneze
Monogodonta
(točivky) –
partenogeneze i
heterogonie
Seisonida
(žábrovci) – bez
partenogeneze,
Acanthocephala (vrtejši)
- Sekundární gonochoristé
- Po vnitřním oplození
uzavírá samec samici
pohlavní vývod sekretem
cementačních žláz
- parazit
Mollusca
Lophotrochozoa
Bivalvia (mlži)
- Gonochoristé
- Schopni měnit pohlaví v průběhu života
- Larva veliger – volně plovoucí (většina
mořských)
- Larva glochidium – parazitické (škeble)
glochidium
veliger
Gastropoda (plži)
- Prosobranchia – gonochoristé,
někdy s pohlavním dimorfismem
- Opistobranchia – hermafroditi
- Pulmonata – hermafroditi,
vyměňují si spermie
Cephalopoda (hlavonožci)
- Gonochoristé s přímým vývojem
Phoronida (chapadlovky
- hermafroditi, larva trochofora
- Nepohlavně dělením nebo pučením
Brachiopoda (ramenonožci)
- Gonochoristé
- Volně plovoucí obrvená larva
Annelida (kroužkovci)
Lophotrochozoa
- Většinou hermafroditi
- Někdy obrvená plovoucí larva trochofora
- I nepohlavní nebo regenerace
Eunice viridis („Polychaeta“, Errantia)
- Rozmnožování řízeno fázemi Měsíce
- V poslední čtvrti se uvolní dlouhý
červovitý zadeček naplněný
pohlavními buňkami, odplave z
útesu na hladinu, obal se rozpustí,
vyplavou pohl.buňky a splynou v
nové jedince, zadeček dorůstá
Osedax – kostižerka
(„Polychaeta“,
Pogonofory)
- Malí samci (0,2 mm)
uvnitř velké samice 5 cm
Echiura – rypohlavci („Polychaeta“,
Sedenteria)
- Samečci v gonoduktech samic
- Fenotypově určené pohlaví – bez
pohlaví, je-li přítomná samice,
pozře ostatní a ti se mění v
samce
Clitellata (opaskovci)
- Hermafroditi s přímým vývojem
- Pohlavní orgány v přední části
těla (opasek)
- Nepohlavní – architomie
(žížalice)
- Paratomie (nitěnky)
Nematoida
Ecdysozoa
Nematomorpha – strunovci
- Paraziti hmyzu
- Sekundární gonochoristé
- Vodní mládě (polknuto
hostitelem) – jedno svlékání –
opouští hostitele, klade vajíčka
do vody
- https://www.youtube.com/watch?v=
R9kbzyJ5oiA
Nematoda (hlístice)
- Spíše gonochorismus
- Často sekundární – samci
menší, spikuly
- Kloaka ústí do TS
Panarthropoda
Tardigrada
- Gonochoristé
- Vývoj přímý
- Druhově specifická vajíčka
- Nepárové dorzální gonády
- Vnější nebo vnitřní oplození
Onychophora
- Sekundární gonochoristé
- Oviparní i viviparní
Arthropoda
- Gonochoristé, často pohlavní dimorfismus
- Častopartenogeneze i heterogonie
- Rozmanitá „larvální“ stádia
- Může být i klidová kukla
Euchelicerata – Arachnida
- Samci pavouků mají pedipaldy upravené pro přenos
spermií
- Většinou přímý vývoj (x Acari – larvální stádia)
- Vejcorodí i živorodí (štíři - péče o potomstvo)
MANDIBULATA
Myriapoda (stonožkovci)
- Samci mají obvykle spermatofory
- Gonochoristé s pohlavním dimorfismem
(samci o něco kratší)
„CRUSTACEA“
- Většinou gonochoristé, někdy s partenogenezí (př.
tantulovky)
- Pohlavní dimorfismus (samec menší)
- Vývoj přímý (rak)
- Nebo larva nauplius (u většiny korýšů kromě Rakovců)
- Larva zoea (u mořských Rakovců)
Ecdysozoa
Hexapoda - ectognatha
Ecdysozoa
- Většinou gonochoristé s pohlavním dimorfismem
- Častá partenogeneze (např. blanokřídlí)
- Různé přídatné orgány – samenné schránky, kladélka, kopulační orgány
Hemimetabolie
- Hmyz s proměnnou nedokonalou
- Bez kukly
- Mladý jedinec (nymfa) je zmenšeninou dospělce
- Se svlékáním prochází dalšími instary a mění se v
dospělce (imago)
Holometabolie
- Hmyz s proměnnou dokonalou
- Klidové stádium kukly (pupa)
- Larva morfologicky odlišná od dospělce, s jinou
ekologií
- V kukle proběhne kompletní přestavba tkání a líhne
se dospělec s křídly
Deuterostomia
Pterobranchia (křídložábříci)
- Kolonie zoidů ukrytých
jednotlivě v bílkovinných
schránkách
- Kolonie hermafroditní, ale
zoidi většinou jednoho
pohlaví
- Pučení i regenerace
Enteropneusta (žaludovci)
- Gonochoristé
- Planktonní larva tornaria
Hemichordata (polostrunatci) Echinodermata (ostnokožci)
- Většinou gonochoristé
- Pohlavní žlázy většinou
radiálně paprsčité a velké
- Larva dipleura – každá
skupina má vlastní
morfologický typ
- Nepohlavně se množí
vzácně, schopnost
regenerace
skupina organismů způsob rozmnožování (AR. SR) H/G larva x přímý vývoj gonády výjimky
"jednobuněční" AR dělení, pučení xxx xxx xxx
Excavata-metamonada splynutí
dvou jedinců,
spájení trepy, paraziti složitý
vývojový cyklus
Porifera AR - gemulace, kolonie, SR H, G xxx xxx, gamety z choanocytů
Cnidaria metageneze (AR+SR) H, G planula nejsou obalené epitelem
kopulace u některých
sasanek
Platyhelminthes
AR-pučení, architomie, paratomie, SR,
paraziti složitý cyklus H přímý
ovotestes nebo odděleně,
vnitřní opl.
Polycladida - Müllerova
larva
"Rotifera" SR, heterogonie, partenogeneze G přímý ?
Mollusca SR G, H přímý, glochidium, veliger ano, vnitřní opl. Phoronida - AR
Annelida SR, AR H přímý nebo trochofora ano, vnitřní opl.
Echiura - fenotypové
určení pohlaví
Tardigrada SR G přímý
ano, nepárové, vnější nebo
vnitřní
Arachnida SR G přímý ano, vejcorodí i živorodí Acari - larva
Hexapoda SR, partenogeneze
G,
dimorfi
smus nymfa, příp. kukla ano + další orgány
Holometabola x
Hemimetabola
Hemichordata SR, AR G, H žaludovci - larva tornaria ano
Echinodermata SR, regenerace G Dipleura ano, paprsčité
AR asexuální rozmnožování
SR sexuální rozmnožování
H hermafrodit
G gonochorista
Souhrnná tabulka
Děkuji za pozornost