有性生殖

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親本產生的有性生殖細胞(配子),經過兩性生殖細胞(例如精子卵細胞)的結合,成為受精卵,再由受精卵發育成為新的個體的生殖方式,叫做有性生殖。

有性生殖是通過生殖細胞結合的生殖方式。通常生物的生活周期中包括二倍體時期與單倍體時期的交替。二倍體細胞借減數分裂產生單倍體細胞(雌雄配子或卵和精子);單倍體細胞通過受精核融合)形成新的二倍體細胞。這種有配子融合過程的有性生殖稱為融合生殖。某些生物的配子可不經融合而單獨發育為新個體,稱單性生殖。  

有性生殖的主要方式

單細胞生物有性生殖由個體直接進行,稱接合生殖;多細胞生物及單細胞生物的群體則由特化的單倍體細胞,即配子,進行融合生殖或單性生殖。

接合生殖 細菌的接合生殖 兩個菌體通過暫時形成的原生質橋單向的轉移遺傳信息供體(雄體的部分染色體)可以轉移到受體雌體)的細胞中並導致基因重組。這是最原始的接合生殖。

原生動物的接合生殖 多見於纖毛蟲類,按接合的雙方,即接合子的形態又可分為兩類:

①同配接合:接合子的形態相同。接合時雙方暫時融合,小核減數分裂後進行交換,相互受精後分開,如尾草履蟲。

接合雙方緊靠在一起,口部融合,然後大核消失小核分裂二次,成4個,其中3個退化,一個再經一次分裂成為一個動核和一個靜核。此時接合個體互相交換動核,然後靜核與換來的動核融合。接著蟲體分開,每個個體的融合核分裂三次形成8個核,其中4個成大核,3個退化。此後大核不分裂,剩下的小核與蟲體同時分裂兩次而成為4個的子體。

②異配接合:見於緣毛目類纖毛蟲。在進行接合生殖前,蟲體先經一次不均等分裂,除小核外大核和蟲體都分成大小兩部分,成為大接合子和小接合子,前者固著,後者自由游泳。小接合子找到大接合子後即牢固附著在其上開始接合。在接合過程中,合子核只在大接合子中形成,小接合子為大接合子吸收。如鍾蟲。

配子生殖 配子是由營養個體所產生的生殖細胞,需兩兩配合後才能繼續其生活史,如在一定時間內找不到適當的配子便死亡。按配子的大小,形狀和性表現可分為三種類型:

同配生殖 配子的形態和機能完全相同,沒有性的區分。例如衣藻屬中的大多數種類。

異配生殖 有兩種類型:①生理的異配生殖,參加結合的配子形態上並無區別,但交配型不同,在相同交配型的配子間不發生結合,只有不同交配型的配子才能結合,且具有種的特異性。如衣藻屬中的少數種類。這是異配生殖中最原始的類型。②形態的異配生殖,參加結合的配子形狀相同,但大小和性表現不同。大的不大活潑為雌配子,小的活潑,為雄配子,這說明已開始了性在形態上的分化

配子生殖的進化趨勢是由同配到異配,最後發展為卵配生殖。在原生動物和單細胞植物中,所有個體或營養細胞都可能直接轉變為配子或產生配子,而在高等動物中,生殖細胞是由特殊的性腺產生的。

孤雌生殖 也稱單性生殖,即卵不經過受精也能發育成正常的新個體。  

有性生殖的起源

有性生殖發生的直接證據,最早見於澳大利亞中部的苦泉燧石中,在這裡發現了植物減數分裂產生的四分孢子的化石。岩石的年齡約為10億年,估計有性生殖實際出現還要早些,約在真核生物產生後不久。從動、植物生殖細胞的形成過程中均有複雜的減數分裂來看,有性生殖應起源於動、植物分化前,但這還只是一種推測。  

生物學意義

有性生殖中基因組合的廣泛變異能增加子代適應自然選擇的能力。有性生殖產生的後代中隨機組合的基因物種可能有利,也可能不利,但至少會增加少數個體在難以預料和不斷變化的環境中存活的機會,從而對物種有利。

有性生殖還能夠促進有利突變種群中的傳播。如果一個物種有兩個個體在不同的位點上發生了有利突變,在無性生殖的種群內,這兩個突變體必將競爭,直到一個消滅為止,無法同時保留這兩個有利的突變。但在有性生殖的種群內,通過交配與重組,可以使這兩個有利的突變同時進入同一個體的基因組中,並且同時在種群中傳播。

此外進行有性生殖的物種其生活周期中都有二倍體的階段。二倍體的物種每一基因都有兩份,有一份在機能上處於備用狀態。如果這個備用的基因發生突變,成為有新的功能的基因,但此時新功能還是潛在的。通過自發的重複和有性生殖中的遺傳重組,這個新基因可與原有基因先後排列,這樣便產生一個的基因。二倍體物種可以用這樣的方法使其基因組不斷豐富。

由於上述原因,有性生殖加速了進化的進程。在地球上生物進化的30餘億年中,前20餘億年生命停留在無性生殖階段,進化緩慢,後10億年左右進化速度明顯加快。除了地球環境的變化(例如含氧大氣的出現等)外,有性生殖的發生與發展也是一個主要的原因。現存150餘萬種生物中,從細菌到高等動植物,能進行有性生殖的種類佔98%以上,就說明了這一點。

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--49.158.184.112 2013年4月9日 (二) 23:06 (CST)

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