Reproducerea la animale și plante

Prezintă modalitățile de reproducere sexuată și asexuată la regnul vegetal și animal.

Reproducerea asexuată – forme și exemple

Reproducerea asexuată produce urmași dintr-un singur părinte, fără gameți și fără fecundație. Baza ei celulară este mitoza, de aceea urmașii sunt identici genetic cu părintele — formează o clonă.

Formele de reținut, cu exemplele lor clasice:

• Diviziunea directă (bipartiția) — organisme unicelulare: bacterii, amiba, euglena;
• Înmugurirea — pe corpul părintelui apare un mugure care crește și se desprinde: drojdia de bere, hidra;
• Fragmentarea și regenerarea — dintr-un fragment se reface organismul întreg: planaria, stelele-de-mare;
• Sporularea — prin celule specializate numite spori: mucegaiuri, ferigi, mușchi;
• Înmulțirea vegetativă la plante — prin organe vegetative: stoloni (căpșun), rizomi (stânjenel, pir), tuberculi (cartof), bulbi (ceapă, lalea), butași și marcote (viță-de-vie, mușcate) — intens folosită în agricultură pentru păstrarea soiurilor valoroase.

Avantaje: rapidă, eficientă, nu cere partener — ideală în medii stabile. Dezavantajul decisiv: lipsa variabilității genetice — toată clona e la fel de vulnerabilă la aceeași boală sau schimbare de mediu.

Capcana de examen: cartoful este tulpină subterană (tubercul), nu rădăcină; iar sporii de la mucegaiuri sunt celule de înmulțire asexuată — nu se confundă cu gameții, pentru că nu fuzionează doi câte doi.

Reproducerea sexuată – gametogeneza

Reproducerea sexuată presupune doi părinți (sau două tipuri de gameți), meioză și fecundație. Urmașii sunt diferiți genetic de părinți și între ei — avantajul evolutiv fundamental: variabilitatea, materia primă a selecției naturale.

Gametogeneza este formarea gameților în gonade, prin meioză — de la celule diploide (2n) la gameți haploizi (n):

• Spermatogeneza (în tubii seminiferi ai testiculului, continuă de la pubertate): dintr-o celulă-mamă rezultă patru spermatozoizi funcționali, mici și mobili. Spermatozoidul are cap (nucleu + acrozom cu enzime pentru străpungerea învelișurilor ovulului), piesă intermediară (bogată în mitocondrii — motorul energetic) și flagel (mișcarea).
• Ovogeneza (în ovar, începută înainte de naștere și încheiată, pentru fiecare celulă, abia la fecundație): dintr-o celulă-mamă rezultă un singur ovul funcțional și trei globule polare care degenerează — citoplasma se concentrează într-o singură celulă mare, bogată în rezerve nutritive.

Asimetria 4:1 dintre spermatogeneză și ovogeneză este grilă sigură la admitere, la fel și corespondența compartiment–funcție la spermatozoid (mitocondriile în piesa intermediară, NU în flagel).

La om: gameții au 23 de cromozomi; ovulul poartă întotdeauna X, spermatozoidul X sau Y — deci sexul genetic al copilului e determinat de tatăl biologic.

Fecundația și dezvoltarea embrionară

Fecundația este fuziunea gametului masculin cu cel feminin, cu formarea zigotului (celulei-ou) — prima celulă diploidă (2n) a noului organism, care restabilește numărul de cromozomi al speciei.

După locul desfășurării:

• Fecundație externă — în apă, la majoritatea peștilor și amfibienilor: gameți foarte numeroși, pierderi uriașe, fără protecția embrionului;
• Fecundație internă — în căile genitale femele, la reptile, păsări, mamifere (și la multe nevertebrate terestre): șanse mult mai mari de supraviețuire, număr mic de urmași.

La om, fecundația are loc în trompa uterină. Zigotul parcurge segmentarea (mitoze rapide, fără creșterea volumului total) → morulă → blastocist, care se nidează în mucoasa uterină la ~6–7 zile. Urmează gastrulația — formarea celor trei foițe embrionare, din care derivă toate țesuturile: ectodermul (epiderma și sistemul nervos), mezodermul (mușchi, schelet, inimă, sânge, rinichi), endodermul (căptușeala tubului digestiv și respirator, ficat, pancreas).

Placenta — organ mixt, matern și fetal — asigură schimburile de gaze și nutrimente între mamă și făt, fără amestecarea directă a celor două circulații sanguine (capcană frecventă), și secretă hormoni. Sarcina durează ~280 de zile (40 de săptămâni). Grilă clasică: sistemul nervos provine din ectoderm, nu din mezoderm.

Reproducerea la plantele cu flori – floarea

La angiosperme, organul reproducerii sexuate este floarea. Componentele, de la exterior spre interior:

• Învelișurile florale: sepalele (caliciul, verde, protector) și petalele (corola, colorată — atrage polenizatorii);
• Androceul — partea bărbătească: totalitatea staminelor; fiecare stamină are filament și anteră, iar în antere se formează grăunciorii de polen (care conțin gameții masculini);
• Gineceul (pistilul) — partea femeiască: ovar, stil și stigmat; în ovar stau ovulele, fiecare cu oosfera (gametul feminin).

Florile pot fi hermafrodite (au și androceu, și gineceu — majoritatea angiospermelor: măr, cireș) sau unisexuate (pe plante monoice, ca porumbul — ambele tipuri de flori pe aceeași plantă; sau dioice, ca salcia și cânepa — sexe pe plante diferite).

La angiosperme are loc dubla fecundație — particularitatea de admitere: un gamet masculin fuzionează cu oosfera, formând zigotul (2n), viitorul embrion; al doilea gamet fuzionează cu celula secundară a sacului embrionar, formând țesutul nutritiv — endospermul (albumenul, 3n), cămara cu hrană a seminței.

Capcanele standard: polenul NU este gametul, ci structura care conține și transportă gameții masculini; iar stigmatul (primește polenul) nu se confundă cu stilul (canalul de legătură cu ovarul).

Polenizarea, fecundația și formarea fructului

Polenizarea este transportul polenului de la anteră pe stigmat. Tipuri:

• directă (autopolenizare) — cu polen propriu (grâu, mazăre);
• încrucișată — cu polen de la altă plantă din aceeași specie; agenții: insectele (plante entomofile — flori colorate, parfumate, cu nectar) și vântul (plante anemofile — flori mici, verzui, fără parfum, cu polen enorm de mult și ușor: graminee, plop, mesteacăn). Corelația floare–agent polenizator este grilă frecventă: polenul abundent și florile șterse trădează polenizarea prin vânt.

După polenizare, grăunciorul de polen germinează pe stigmat și formează tubul polinic, care coboară prin stil până la ovul, ducând gameții masculini — la plantele terestre fecundația nu mai depinde de apă, spre deosebire de mușchi și ferigi.

După dubla fecundație, transformările „în oglindă” cerute la examen:

• ovulul → sămânța (cu embrion, endosperm și tegument);
• ovarul → fructul (protejează semințele și ajută răspândirea lor).

Fructe cărnoase: baca (roșia, strugurele), drupa (cireașa, pruna — cu sâmbure); fructe uscate: păstaia (fasolea), capsula (macul), cariopsa (grâul), achena (floarea-soarelui). Diseminarea semințelor: vânt (fructe cu aripioare sau puf — arțar, păpădie), animale (fructe cărnoase sau cu cârlige), apă.

Capcana de punctaj: fructul provine din ovar, sămânța din ovul — inversarea lor e greșeala cea mai des sancționată.

Reproducerea la nevertebrate și vertebrate – comparație

Trecerea în revistă a grupelor arată o tendință evolutivă clară: de la mulți urmași fără îngrijire, spre puțini urmași bine protejați.

Nevertebrate: hidra se înmulțește și asexuat (înmugurire), și sexuat; viermii lați (tenia) sunt hermafrodiți — adaptare la viața parazitară, unde întâlnirea unui partener e improbabilă; râma e hermafrodită, dar cu fecundație încrucișată (hermafroditismul NU implică autofecundare — nuanță de grilă); insectele au sexe separate, fecundație internă și adesea metamorfoză (ou → larvă → pupă → adult la fluturi).

Vertebrate:

• Peștii — fecundație externă, icre numeroase, fără îngrijirea puilor (cu excepții);
• Amfibienii — fecundație externă în apă, de care rămân legați pentru reproducere; larva (mormolocul) respiră prin branhii și suferă metamorfoză;
• Reptilele — fecundație internă, ouă cu coajă și anexe embrionare (amniosul) — emanciparea completă de mediul acvatic;
• Păsările — fecundație internă, ouă clocite, îngrijire parentală dezvoltată;
• Mamiferele — fecundație internă, dezvoltare intrauterină cu placentă (la placentare), naștere de pui vii (vivipare) și hrănirea puilor cu lapte.

Termenii de reținut: ovipar (depune ouă — păsări, majoritatea reptilelor), vivipar (naște pui vii, hrăniți prin placentă — majoritatea mamiferelor), ovovivipar (oul se dezvoltă și eclozează în corpul mamei, fără placentă — vipera). Capcană: nu orice „naștere de pui vii” înseamnă viviparitate adevărată — la ovovivipare embrionul se hrănește din rezervele oului, nu de la mamă.

Test — 6 întrebări ca la examen

Grile de admitere UMF — 5