In biologia , lisääntyminen on biologinen prosessi, jonka avulla tuotannon uusien organismien lajin aiempia yksilöiden että lajin . Yhdessä ravitsemus , se on yksi tärkeimmistä toiminnoista jakavat kaikki elävät organismit, varmistaen, mukaan finalisti visio , jatkuvuutta lajien ilman lisääntymiseen, kuolee ja tulee sukupuuttoon , mutta lajin säilymiseen on vanhentunut tieteellinen konsepti.
Lisääntymiselle voidaan kytkeä järjestelmän hajaantuminen on tilaa . Nämä ovat järjestelmiä, jotka mahdollistavat uusien biotooppien asuttamisen ja lisäävät lajien selviytymismahdollisuuksia.
Joillekin kirjoittajille termi lisääntyminen tulisi varata vain seksuaaliseen lisääntymiseen . Kirjallisuudessa termi kattaa kuitenkin yleensä seksuaalisen lisääntymisen ja vegetatiivisen lisääntymisen, jota usein kutsutaan aseksuaaliseksi lisääntymiseksi .
Lisääntyminen, jota usein pidetään ilmeisenä elävissä olennoissa, herättää itse asiassa useita evoluution kysymyksiä. Seksuaalisen ja aseksuaalisen lisääntymisen tapahtumien suhteellinen taajuus vaihtelee lajin mukaan. Biologit havaitsevat jatkuvuuden yksinomaisen seksuaalisen lisääntymisen ja yksinomaisen seksuaalisen lisääntymisen välillä kaikkien mahdollisten välittäjien kanssa.
Vaihteluista riippuen kontekstista, yksilöistä , populaatioista ja lajeista ( eläimistöstä , kasvistosta , sienestä tai bakteereista ), lisääntymiskustannukset vastaavat suunnilleen niitä resursseja, etenkin energiaa, jotka yksilö tai laji jakaa lisääntymiseen. Näillä kustannuksilla näyttää olevan tärkeä rooli luonnollisissa valintaprosesseissa , jotka voidaan esimerkiksi analysoida kustannus-hyötymallin mukaan. Joissakin tapauksissa aikuiset kuolevat tavallaan "hyödyksi" jälkeläistensä jälkeen, kun he ovat tuottaneet suuren määrän munia ( esimerkiksi lohi kutun jälkeen). Muissa tapauksissa, kuten suuret nisäkkäät, aikuiset tuottavat vain vähän nuoria, mutta käyttävät paljon energiaa heidän kasvatukseensa ja suojeluunsa ainakin elämän alkuvaiheessa.
Suvullisen lisääntymisen varmistetaan kyllästämällä , eli fuusioimalla sukusolujen uros ja naaras joka antaa muna (tai tsygootti ). Tämän ei-identtisten kopiointi mahdollistaa huolto geneettisen monimuotoisuuden sisällä populaatioiden , koska se takaa geneettisen sekoittumisen .
Suvuton lisääntyminen (kutsutaan myös suvutonta tai kasvullinen ) tarkoittaa muita kertolaskuvälinettä jotka eivät puutu tai sukusoluja tai lannoitusta. Tässä tapauksessa vain mitoosi varmistaa geenitiedon siirtymisen uusille soluille: se on luonnollinen kloonausprosessi . Tästä lisääntymisestä syntyvät jälkeläiset eivät kuitenkaan ole identtisiä niiden esivanhempien kanssa, koska lisääntymissolut voivat siirtää mutaatioita sukupolvelta toiselle ja kerääntyä ajan myötä, mikä mahdollistaa myös suuren vaihtelun.
Lisääntyminen esitetään usein tapana, jolla yksilöt varmistavat " lajin selviytymisen" , sen ikuisuuden tai jatkuvuuden, mutta tämä on väärinkäsitys Lamarckin vaikutuksesta . Biologit ovat yhä enemmän saaneet ajattelemaan, että yksilöt eivät ole päämäärä itsessään, etteivät he lisäänny lajiensa kestävyyden varmistamiseksi, vaan päinvastoin, että ne "ovat geenien keksimiä keinotekoisia keinoja lisääntyä", koska ainoa asia joka jatkuu ja kehittyy ajan myötä, on geneettistä tietoa .
Tämä lisääntyminen viittaa erilaisten sukupuolityyppien (mies ja nainen, MATa ja MATα, + ja -) tai vain erityyppisten solujen kohtaamiseen . Se ei välttämättä merkitse parittelua tai parittelua, koska liikkumattomat organismit, kuten kasvit, sienet, simpukat, pystyvät myös lisääntymään. Lisääntymistä jakavat vain eukaryoottilajit , mikä sallii geneettisen sekoittumisen niihin .
Samassa lajissa yksilöillä on melkein sama määrä geenejä (esimerkiksi ihmisillä 35 000). Toisaalta näiden geenien ( alleelien ) versiot eivät ole samat. Siksi kukin yksilö on erilainen. In eukaryoottisten lajien , lisääntyminen on mahdollisuus sekoittaa tai sekoittaa nämä alleelit kahden yksilöiden, yleensä vastapäätä sukupuolta. Tämä tuottaa uuden alleelien yhdistelmän ja siten uuden genomin. Tämä antaa populaatioille mahdollisuuden kehittyä , ja jos ympäristö muuttuisi (ilmaston lämpeneminen, uusi loinen jne.), Luonnollinen valinta voisi suosia näitä uusia yhdistelmiä .
Jokaisella sukupolvella tai lisääntymissyklillä löydämme samat vaiheet solutasolla:
Siksi voidaan miettiä, missä olosuhteissa sukupuoli luo edullisempia genotyyppejä kuin se tuhoaa. Lisäksi, joissakin tapauksissa, luominen suotuisa genotyyppien voidaan liittää kustannukset ( taakkaa rekombinaation ja on erottelun ) " .
Voimme kuitenkin huomata, että:
Lisääntyminen liittyy meioosi ja lannoitus ei toista geeniperimän vanhempien identtisesti. Lapsella ei ole isänsä tai äitinsä alleelien yhdistelmiä, vaan näiden kahden yhdistelmä.
Seksuaalinen lisääntyminen mahdollistaa geenien siirtymisen sukupolvelta toiselle, mutta indusoi geneettisen vaihtelevuuden. On geneettinen sekoittuminen , jonka avulla geneettistä informaatiota kehittyä (olennaista pitkällä aikavälillä, jotta lajit sopeutua jonka valitsemalla mukaan ympäristölle että Darwinin evoluutio visio ).
Puikko-hyönteisessä on kahta tyyppiä lisääntymistä :
Useimmat lajit tietävät kuitenkin nämä kaksi lisääntymistapaa.
Hermaphrodismi etanassaEtana on hermafrodiitti laji , että on, se on sekä miesten että naisten. Siinä on sekä miesten että naisten sukuelimiä, mutta uroselimet kypsyvät ensin. Se ei voi itselannoittua, lannoitus on ylitettävä: kukin lisääntyvä hedelmöittää naispuoliset sukusolut kumppaninsa urospuolisilla sukusoluilla.
Rakastavien alkusoittojen aikana nämä kaksi etanaa titisoivat toistensa antenneja ja pistävät toisiaan hienoilla kalkkikivin tikoilla siittiöiden erityksen aktivoimiseksi . Jotkut yksilöt lähettävät kuitenkin liikaa iskuja, mikä on haitallista kumppanin terveydelle ja hedelmällisyydelle .
Parittelu kestää kahdeksasta kahteentoista tuntiin. Noin kymmenen päivää myöhemmin molemmat vanhemmat munivat omat munansa kaivettuaan reiän löysään maaperään.
Lisääntyminen varmistaa lajien selviytymisen ajan myötä. Myös tietyt lisääntymiseen vaikuttavat tapahtumat tai ympäristötekijät vaikuttavat populaatioiden dynamiikkaan ja ylläpitoon. Laji hyväksyy joskus jopa lisääntymisstrategioita ympäristön optimoimiseksi.
Koska lajin selviytyminen on taattava jatkuvasti, erilaisissa ympäristöissä evoluutio on valinnut useita erilaisia strategioita. Tässä on kaksi äärimmäistä kuvausta:
Esimerkiksi selkärankaisten The hirvi on K strategia: muutaman jälkeläisiä, imettää ... Sitä vastoin sammakko on ominaista R strategia: monissa jälkeläisiä ja kuolleisuutta, eikä välittänyt nuorille.
Yhden lajin lisääntyminen voi riippua toisen lajin populaation vaihteluista. Tämä pätee lumisiin pöllöihin ja lemingoihin.
Sopulit on tärkeä ekologinen rooli ekosysteemin Bylotinsaari . Ne ovat useiden saalistajien, kuten Snowy Owl, pääsaalis. Ne vaikuttavat myös tundran kasvillisuuteen levittämällä siemeniä ja tuhoamalla kasvit intensiivisellä laiduntamisella. Lempingien populaatio kehittyy syklisesti. Jos olosuhteet ovat hyvät, lemmings voi lisääntyä ja niillä voi olla useita pentueita vuodessa. Niiden väestö kasvaa, kunnes kasveja ei ole enää tarpeeksi kaikkien väestön yksilöiden tukemiseksi. Tässä vaiheessa väestö vähenee, kasvillisuus uusiutuu ja kierto jatkuu. Bylot-saarella kahden runsauden huipun välinen aika lemming-populaatiossa on 3-4 vuotta.
Luminen pöllö on saalistaja, joka löytyy säännöllisesti Bylot-saarelta. Luminen pöllö asuu pääasiassa arktisen tundran nurmimaisilla ja avoimilla alueilla ja ruokkii pääasiassa pieniä nisäkkäitä , kuten lemmingit. Vaikka Luminen pöllö tunnustetaan muuttolinnuksi, sen muuttoliikkeet ovat hyvin arvaamattomia, mihin vaikuttavat sen pääsaaliin, lemmingin, runsauden vaihtelut.
Pöllö sopeutuu Lemmingsin muunnelmiin. Koska Snowy Owlilla on vaikeuksia metsästää muita arktisia nisäkkäitä, kuten arktista jänistä ( Lepus arcticus ), vaihtelevat lemmingipopulaatiot vaikuttavat suuresti sen lisääntymiseen. Naaras munii munan joka toinen päivä, joten poikaset kuoriutuvat samalla aikavälillä. Pesä sisältää siksi hyvin erikokoisia poikia. Jos saalismäärä ei salli kaikkien poikasien ruokkimista, nuorimmat ja pienimmät eivät voi kilpailla vanhimpiensa kanssa ja joutua nälkään. Ruokarikkaana naispuolinen pöllö munii jopa kaksitoista munaa, kun vain neljä saalista on niukasti. Kun ruokaa on liian vähän, pöllöt eivät munita ollenkaan, ja tässä tapauksessa naaraat eivät edes rakenna pesää.
Vuodesta 1946 lähtien orgaanisista klooriklooreista , kuten DDT: stä , aldriinista ja dieldriinistä , valmistettujen hyönteismyrkkyjen käyttö on saavuttanut peregrine-haukkoja .
Ne aiheuttivat häiriöitä näiden lisääntymisessä, mikä johti peregrine-haukkojen munien munien määrän vähenemiseen ja munankuoren paksuuden muutokseen, joka alkoi kasvaa. Laski vuodesta 1953, sitten se vakiintui vuoteen 1964 ja sitten vuoteen 1990, jolloin kuoren paksuus palasi normaaliin ulkonäköönsä ja paksuuteensa.
Nämä hyönteismyrkyt lisäävät myös haukkavauvojen määrää, jotka kuolevat joutuessaan kosketuksiin näiden tuotteiden kanssa hyvin nuorena.
Vietettyään useita vuosia merellä aikuinen lohi palaa alkuperäisiin jokiinsa lisääntymään: ne ovat siksi muuttokaloja. He ovat syntyneet makeassa vedessä, liittyvät mereen kasvamaan ja palaavat jokeen lisääntymään.
Atlantin lohen sukupuutto korostaa patojen haitallisia vaikutuksia. Mikä tahansa vesistöön liittyvä fyysinen este voi enemmän tai vähemmän vakavasti häiritä kalojen liikkumista, erityisesti kalojen lisääntymisalueita kohti.
1990-luvun puolivälistä lähtien padot rakennettiin luomalla tai parantamalla ylityslaitteita (kalalippuja).
Monissa lajeissa, eläimissä tai kasveissa, aikuiset organismit (jotka pystyvät lisääntymään) ovat liikkumattomia: kasvit, sienet, osterit , korallit ... Lisääntymisjärjestelmät kytketään sitten nuorten organismien leviämisjärjestelmiin:
Koska nämä nuoret rakenteet ovat pieniä ja kevyitä, kuljetus on passiivista. Sen tarjoaa tuuli, vesivirrat tai jopa muiden lajien ansiosta.
Olipa kyse sukupuolisesta lisääntymisestä tai kasvullisesta lisääntymisestä, perinnöllisyys on mahdollista vain, jos geneettisen tiedon kantaja ( DNA ) kopioidaan ja siirretään uuteen organismiin. Tämä on mahdollista kaikissa tapauksissa DNA-replikaation ansiosta , joka yleensä edeltää mitä tahansa solujen jakautumista , kuten mitoosia tai meioosia . DNA-replikaatiotapa on yleinen elävässä maailmassa: se on puolikonservatiivinen tila.
Onnistuneen lisääntymisen tulos ei välttämättä kuulu samaan lajiin, stricto sensu. Tietyt lajit, jotka ovat eriytyneet ”lyhyeksi ajaksi” evoluutiomittakaavassa, pysyvät riittävän lähellä seksuaalisen lisääntymisen mahdollistamista, vaikka tuote ( hybridi ) olisi harvoin hedelmällinen . Tapaus on hyvin tiedossa:
Ilmiö voi jopa laajentua näyttävästi, sillä geneettisessä rakenteessa (kromosomien lukumäärässä ja rakenteessa on merkittäviä muutoksia) sekä hybridin muodossa ja ominaisuuksissa on huomattavia vaihteluita: