有性生殖：特征，类型，植物，动物 - 生物学 - 2025

在有性繁殖是不同性别的父母双方个人的乘法：男性和女性-指的是在细菌或原生动物的有性繁殖，那里时除外是没有性别的区别。这是在真核生物中广泛分布的过程。

每个参与有性生殖的个体都会产生一种特殊的生殖系细胞：精子和卵。这些是由一种称为减数分裂的特殊细胞分裂引起的。此事件是无性生殖和有性生殖之间的关键区别。

来源：Manojiritty，来自Wikimedia Commons

该过程从产生配子的两个配子的结合开始。后来，合子产生了一个具有其父母双方特征并具有某些独特特征的新个体。

由于这一过程无处不在，我们推断，有性生殖比无性生殖具有一系列优势。但是，性生殖的可能弊端更加明显：在寻找伴侣上花费的时间和精力，与女性的竞争，未受精的配子的生产成本等等。

成本似乎很高，因此它们必须具有实质性优势以帮助抵消。有性生殖的好处一直是进化生物学家争论和辩论的话题。

一种假设表明，有性生殖是有益的，因为它产生的变种在环境变化时可能对物种有利。实际上，遗传变异的产生是归因于性别的优势之一。

另一方面，一些研究人员建议选择有性生殖，特别是重组作为DNA修复机制。然而，性行为的流行尽管付出了代价，却仍然未知。

一般特征

性是一种复杂的现象，在真核生物类群中差异很大。通常，我们可以将其理解为一个涉及三个步骤的过程：两个单倍体核的融合，产生新基因型的重组现象以及二倍体细胞分裂形成单倍体核的过程。

从这个角度来看，真核生物的性别取决于生命周期，其中二倍体细胞必须通过减数分裂分裂。这种减数分裂分裂过程负责分配未来配子的遗传物质。

减数分裂的目的是分离同源染色体，使得每个配子具有一半的体细胞染色体。除了减少遗传负荷外，减数分裂中还会发生非姐妹染色单体之间的物质交换，从而产生全新的组合。

配子

配子是由减数分裂产生的生物的性细胞，它们包含一半的遗传负荷，即它们是单倍体。

配子在动植物中均不同，并且根据它们的大小和相对活动性分为三大基本类别：同卵，异卵和卵。

同性生殖是有性生殖的一种形式，融合在一起以产生新个体的配子在大小，活动性和结构上都是相同的。同性恋主要表现在植物中。

相反，异性配偶由大小和结构不同的两个配子结合而成。异性配偶的一种特殊类型是卵性配子，其中雄配子的大小相对较小，数量众多。雌性则更为显着，且数量较少。

动物的有性生殖

在动物界，有性生殖是群体成员之间广泛分布的现象。

几乎所有的无脊椎动物和脊椎动物都在不同的生物中具有性别-也就是说，我们可以区分物种中的男性和女性。这种情况称为雌雄异体，这个词源于希腊语“两宫”

相比之下，在同一个体中存在性别的某些物种中被称为雌雄同体：“一所房子”的物种则要少得多。这些动物也被称为雌雄同体。

性别之间的区别不是通过大小或颜色的形态特征来确定的，而是通过每种性别产生的配子的类型来确定的。

雌性产生胚珠，其特征是它们的大尺寸和不动。另一方面，精子是由雄性产生的，它们的体积小得多，并且具有移动和受精的特殊结构。

接下来，我们将描述动物的典型性器官，然后我们将详细介绍每个动物群体的繁殖过程。

与繁殖相关的结构

有性生殖的专门细胞-卵和精子-在称为性腺的特定组织中产生。

在雄性中，睾丸负责精子的产生，而雌性配子则在卵巢中形成。

性腺被认为是主要的性器官。附属的性器官存在于重要的后生动物群中，负责接收和转移卵子和精子。在女性中，我们发现阴道，子宫管或输卵管以及子宫，而在男性中，我们发现阴茎。

多孔的

磷灰石通常被称为海绵，可以有性繁殖和无性繁殖。在大多数物种中，雄配子和雌配子的产生发生在单个个体中。

软骨细胞是该谱系的一种特殊类型的细胞，可以转化为精子。在其他组中，配子可源自原始细胞。

许多种是胎生的，这表明在受精现象后，合子被亲代生物保留，直到幼虫释放。在这些物种中，精子被释放到水中，并被另一个海绵吸收。

老人

抓捕者是包括水母等的海洋生物。这些动物有两种形态：第一种是息肉，特征是固执的生活方式，第二种是能够移动和漂浮的水母。

息肉通常通过出芽或裂变过程无性繁殖。水母是雌雄异体，有性繁殖。该组的生命周期变化很大。

elo形虫和扁虫

扁虫，例如涡虫，主要是因为它们具有从单个个体无性繁殖和产生多个克隆的能力。

这些蠕虫动物大多数是雌雄同体的。但是，他们正在寻找合作伙伴进行杂交。

雄性生殖系统包括一些睾丸和类似于复杂脊椎动物的阴茎的乳头状结构。

软体动物和肘类动物

大多数软体动物都是雌雄异体的，它们的繁殖会产生自由游泳的幼虫，称为trocófera（非常类似于无脊椎动物中的幼虫），并根据软体动物的种类而变化。

同样，类人猿有不同的性别，在某些情况下，它们的性腺会暂时出现。

节肢动物

节肢动物是一组极为多样化的动物，其特征是由几丁质和关节附属物组成的外骨骼。该谱系包括无足动物，螯足动物，甲壳类动物和六足动物。

性别通常是分开的，专门从事生殖的器官是成对出现的。大多数物种都有内部受精。它们可以是卵生的，卵生的或卵生的。

棘皮动物

棘皮动物包括海星，海参，海胆等。尽管有一些雌雄同体的物种，但大多数都具有独立的性别特征。性腺结构大，管道简单，没有复杂的交配器官。

受精发生在外部，双侧幼虫发育，可以在水体中自由移动。有些物种有直接的发展。

和弦

大多数性别是分开的。在这一组中，我们发现了更复杂的生殖器官。每个性别的性腺都有导管，将这些产物引导至泄殖腔或肛门附近的某个特殊开口。根据不同的群体，施肥可以是外部的或内部的。

动物单性生殖

单性生殖是一种广泛存在于动物界的现象，主要发生在无脊椎动物和某些脊椎动物中，这使得可以在只有一个父母的情况下产生一个新个体。尽管它是无性生殖的一种形式，但是某些类型的孤雌生殖被认为是有性生殖的类型。

在减数分裂孤雌生殖中，卵是由减数分裂形成的，并且可能会或可能不会被雄性精子受精。

在某些情况下，卵必须被雄性配子激活。在这种情况下，两个核都不会融合，因为精子的遗传物质被丢弃了。

但是，在某些物种中，卵子可以自发生长，而无需激活过程。

植物的有性繁殖

与动物类似，植物可以进行有性繁殖。它由两个单倍体配子结合而成，这将产生具有独特遗传特征的新个体。

该植物可以在单个个体中具有雄性和雌性器官，或者它们可以分开。在黄瓜和乳白色中，性别是分开的，而在玫瑰和矮牵牛中，性别是在一起的。

花

负责有性生殖过程的器官是花朵。这些特殊的结构具有不直接参与生殖的区域：花萼和花冠，以及有性活跃的结构：雄蕊和雌蕊。

雄蕊是由雄蕊组成的雄性生殖器官，雄蕊又分为花丝和花药。最后一个区域负责生产花粉粒。

妇科是女性的花器官，由称为心皮的单元组成。结构类似于拉长的“液滴”，分为柱头，花柱和子房。

授粉

植物的有性生殖过程主要是通过授粉发生的，而授粉是将花粉粒从花药传输到柱头。

授粉可能发生在同一朵花上（花粉粒进入同一株植物的雌性器官），也可能是异花授粉，在此花粉粒使不同的人受精。

在大多数植物中，必须进行动物干预才能进行授粉。它们可以是无脊椎动物，如蜜蜂或其他昆虫，或脊椎动物，如鸟类和蝙蝠。该植物为授粉者提供花蜜作为奖励，他们负责散布花粉。

不直接参与繁殖的花冠是花冠和花萼。这些是经过修饰的叶子，在许多情况下，它们具有明亮和鲜艳的色彩，可在视觉上或化学上吸引潜在的传粉媒介。

类似地，一些植物不需要动物授粉，而使用风或水来散布花粉。

施肥，种子和果实

该过程从花粉粒到达花的柱头开始。它们按照样式旅行，直到找到子房。

双重施肥是开花植物的典型特征，在所有生物中都是独特的。该现象发生如下：一个精子的核与一个卵子结合在一起，另一个精子的核融合到孢子体的二倍体胚胎上。

这种异常受精事件的结果是三倍体胚乳，它将作为有机体发育的营养组织。一旦胚珠成功成熟，它们就会转化成种子。另一方面，果实是由成熟的卵巢形成的。

如果果实来自成熟的子房，则可以将其分类为简单；如果果实是从多个卵巢发育而来的，则可以添加该果实，例如草莓。

细菌的有性生殖

细菌主要因其无性繁殖能力而闻名。

在这种原核世系中，一个人能够通过称为二元裂变的过程一分为二。但是，由于遗传物质的交换，细菌中有一系列的机制让人联想到有性生殖。

直到1940年代中期，人们一直认为细菌仅以无性方式繁殖。但是，研究人员约书亚·莱德伯格和爱德华·塔图姆通过一项精巧的实验证明了这一信念，该实验使用具有不同饮食要求的大肠杆菌作为模型。

该实验包括在基本蛋氨酸和生物素培养基中生长的菌株A和仅在苏氨酸，亮氨酸和硫胺素环境中生长的菌株B。换句话说，每个菌株都携带一个突变，阻止其合成这些化合物，因此必须在培养基中合成它们。

当菌落接触几个小时后，这些人就具有了合成以前无法合成的营养素的能力。因此，莱德伯格（Lederberg）和塔图姆（Tatum）证明了有一种类似于有性生殖的DNA交换过程，并将其称为结合。

共轭

结合过程通过称为性菌毛的桥状结构发生，该结构将两种细菌物理结合在一起，并允许它们交换DNA。

由于细菌没有性二态性，因此我们不能说男性和女性。但是，只有一种类型可以产生菌毛，并且它们具有称为“生育力”的特殊DNA片段，称为F因子。F因子具有产生菌毛的基因。

参与交换的DNA不是单个细菌染色体的一部分。相反，它是一个分离的环状部分，称为质粒，具有自己的复制系统。

转型

除了结合，细菌还有其他过程可以获得额外的DNA，其特征是比结合更简单。其中之一是转化，其中包括从外部环境中获取裸露的DNA。该外源DNA片段可以整合到细菌染色体中。

转化机制进入了有性生殖的概念。尽管细菌获取了自由的DNA，但这种遗传物质必须来自另一种生物-例如​​，一种细菌死亡后将其DNA释放到环境中。

转导

细菌获得外源DNA的第三个也是最后一个已知的机制是转导。这意味着感染细菌的病毒即噬菌体的参与。

在转导中，病毒会吸收一部分细菌DNA，并且当感染细菌时，差异会将该片段传递给它。一些作者使用术语“性伴侣事件”来指这三种机制。

进化论

生物中有性生殖的普遍存在是一个了不起的事实。因此，进化生物学中最大的问题之一是，如果性行为是一项耗费能量的活动，为什么性行为会分布在如此众多的世系中-在某些情况下甚至是危险的。

怀疑在真核生物中产生有性生殖的选择力与维持所述细菌的副性生殖过程的选择力相同。

性成本

从进化的角度来看，术语“成功”是指个体将其基因传给下一代的能力。矛盾的是，性是一个不完全满足该定义的过程，因为一系列与生殖有关的成本。

有性生殖涉及寻找伴侣，并且在大多数情况下，这项任务并不容易。在这项工作中必须投入大量的时间和精力，这将决定后代的成功-就找到“理想伴侣”而言。

这些动物表现出一系列的仪式来吸引他们的潜在配偶，在某些情况下，它们必须为暴露自己的生命而奋斗以实现交配。

即使在细胞水平上，性别也很昂贵，因为减数分裂的时间要比有丝分裂的时间长得多。那么，为什么大多数真核生物都进行性繁殖？

有两种基本理论。一种与细胞融合有关，是一种“自私”遗传元件水平传播的机制，而第二种理论则提出了将重组作为一种DNA修复机制。下面我们将描述每种理论的利弊：

性福利

要回答这个问题，我们必须集中精力于第一个真核生物中性生殖的可能好处。

配子融合形成合子导致两种不同基因组的组合，它们能够补偿一个基因组中的可能缺陷基因，并补偿另一个基因组的正常拷贝。

例如，在人类中，我们从每个父母那里继承了一个副本。如果我们从母亲那里遗传了一个有缺陷的基因，那么我们父亲的正常基因就可以弥补它（在这种情况下，病理或疾病仅表现为纯合的隐性遗传）。

第二种理论-不像第一种理论那么直观-提出减数分裂是DNA的修复机制。对遗传物质的损害是所有生物都必须面对的问题。但是，有些生物只能无性繁殖，其DNA没有受到特别的破坏。

另一个假设指出，性可能已经演变为自私遗传元素之间的寄生适应，以便被分配给其他遗传谱系。在大肠杆菌中已经证明了类似的机制。

尽管有可能的解释，但性别进化是进化生物学家争论的话题。

性选择

性选择是查尔斯·达尔文（Charles Darwin）提出的一个概念，仅适用于有性生殖的人群。它用于解释行为，结构和其他属性的存在，而这些行为，结构和其他属性的存在无法通过自然选择来设想。

例如，孔雀的羽毛非常鲜艳，有些“夸张”，不会给个人带来直接好处，因为它使潜在的掠食者更容易看见。此外，它仅存在于男性中。

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