Статеве розмноження– це поєднання в одній клітині генетичного матеріалу двох різних особин. Він здійснюється у формах кон’югації або копуляції.
Кон’югація – це загальна назва кількох форм статевого процесу, відомих у бактерій, водоростей, грибів, деяких найпростіших (інфузорій). Під час кон’югації бактерій за умовами тимчасового контакту дві клітини обмінюються фрагментами своїх молекул ДНК через цитоплазматичний місток. У деяких зелених і діатомних водоростей та грибів зливається вміст двох подібних безджгутикових клітин. У спірогіри (зелена нитчаста водорость) дві нитки розташовуються паралельно одна одній. У сусідніх клітинах з різних нитокутворюються цитоплазматичні виростки, що ростуть на зустріч одна одній, з’єднуються та створюють цитоплазматичний канал, по якому вміст однієї клітини (чоловічої) переходить в іншу (жіночу). У результаті злиття клітинних ядер утворюється зигота, яка після періоду спокою ділиться за допомогою мейозу. Біологічне значення конюгації полягає в обміні спадковим матеріалом між особинами, що сприяє комбінативній мінливості (спадкова мінливість підвищується завдяки утворенню нових комбінацій хромосм).
Копуляція- це злиття двох статевих клітин (гамет). Коли зливаються дві однакові за будовою статеві клітини, цей процес називається ізогамією. Частіше трапляються злиття чоловічої та жіночої гамет, які відрізняються за формою, розмірами та особливостями (анізогамія).
Будова статевих клітин
Статеві клітини виконують функцію передачі спадкової інформації від особин батьківського покоління нащадкам. Порівнянно із нестатевим (соматичними) клітинами вони мають половинний (як правило, гаплоїдний) набір хромосом, що забезпечує при їхньому злитті відтворення в заплідненій яйцеклітинні типового для організмів набору хромосом. На відміну від нестетевих клітин, гамети характеризуються низьким рівнем процесів обміну.
Яйцеклітини відрізняються від сперматозоїдів більшими розмірами, оскільки здебільшого містять запас поживних речовин, потрібних для розвитку зародка, та можуть бути вкриті різноманітними оболонками. Ці оболонки виконують захисну функцію, а білкова – є також джерелом води для зародка, що розвивається.
Сперматозоїди менші за яйцеклітину. Сперматозоїди рухаються переважно за допомогою джгутиків. Будова цих джгутиків подібна до будови джгутиків різних типів клітин еукаріот, вони забезпечують поступальний рух у рідкому середовищі.
Будова сперматозоїдів ссавців: вони мають коротеньку головку, в якій містять ядро. На її передньому кінці є особлива органела – акросома, що формується за рахунок елементів комплексу Гольджі. Акросома забезпечує проникнення сперматозоїда в яйцеклітину, виділяючи ферменти, що розчиняють оболонку останьої, а також забезпечує її активацію – перехід від стану спокою до розвитку. За головкою розташована шийка, а за нею – коротенький проміжний відділ. У нього містяться центріолі, оточені мітохондріями, які генерують енергію для роботи джгутика, розташованому на задньому кінці клітини.
Участини вищих рослин і грибів, а також у деяких груп тварин сперматозоїди джгутиків не мають.
Роздільностатеві та гермафродитні організми
В статевому процесі у тварин беруть участь дві особини, у яких в особливих статевих органах утворюють статеві клітини – чоловічі та жіночі. Тварини, які мають тільки один тип статевих залоз й утворюють лише один вид статевих клітин, називають роздільностатевими.
Особини різних статей тварин можуть бути зовнішньо схожі, однак у багатьох видів вони відрізняються між собою. Це явище називається статевим диморфізмом та повністю виявляється на період статевої зрілості і пов’язане як з розбіжностями у будові статевих органів, так і з розвитком вторинних статевих ознак.
Вторинні статеві ознаки – сукупність особливостей, за якими, крім власне статевих органів, відрізняються особини різних статей. Їхній розвиток зумовлений впливом статевих гормонів. Вторинні статеві ознаки або зберігаються постійно, або проявляються лише під час періоду парування. Вони допомагають особинам різних стетей відшукати і впізнати одне одного, стимулюють їхню шлюбну поведінку.
Удеяких випадках жіночі і чоловічі статеві клітини й, відповідно, залози утворюються в одному організмі. Це явище у тварин дістало назву гермафродитизм, а двостатеві організми – гермафродитів. Гермафродитизм трапляється серед багатьох груп безхребетних і зрідка серед хребетних тварин.
У більшості гермафродитних організмів існують різноманітні механізми, які запобігають самозаплідненню (неодночасне дозрівання чоловічих і жіночих статевих клітин, особливості у будові статевої системи).