Lisääntyminen (biologia)

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.

Kaksi lisääntymismuotoa

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 .

Seksuaalinen lisääntyminen

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:

Haitat

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 ) " .

Edut

Voimme kuitenkin huomata, että:

Geneettiset vaikutukset

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 ).

Erityiset lisääntymistapaukset

Hermaphroditism kepissä hyönteinen

Puikko-hyönteisessä on kahta tyyppiä lisääntymistä  :

Useimmat lajit tietävät kuitenkin nämä kaksi lisääntymistapaa.

Hermaphrodismi etanassa

Etana 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.

Suvuton lisääntyminen

  • Yksisoluisissa lajeissa solujen jakautuminen tarjoaa tämän tyyppisen solujen lisääntymisen. Kaikilla saman emosolun tytärsoluilla on geneettinen perintö, joka on identtinen vanhemman kanssa, josta ne ovat peräisin, lukuun ottamatta virheitä sen geenien kopioinnissa ja / tai mutaatiossa. Vanhemman molekyylikoneistoa ei kuitenkaan välttämättä peri oikeudenmukaisesti heidän tytärsolunsa.
  • Monisoluisten organismien malli on kaikissa tapauksissa sama: "emo" organismi erottuu yhdestä tai useammasta solusta, jotka ovat sitten vastuussa uuden organismin (kloonin) uudelleenrakentamisesta. Koska näiden solujen muodostuminen tapahtuu vain mitoosilla (tai bakteerijakaumalla), geneettistä materiaalia ei muuteta.

Lisääntyminen ja populaatiodynamiikka

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.

Väestörakenteen lisääntymisstrategiat

Koska lajin selviytyminen on taattava jatkuvasti, erilaisissa ympäristöissä evoluutio on valinnut useita erilaisia ​​strategioita. Tässä on kaksi äärimmäistä kuvausta:

  • Epävakaassa ja arvaamattomassa ympäristössä elävät lajit omaksuvat nopean ja massiivisen lisääntymisstrategian : tämä on r-strategia. Näin on detritusta syövillä mikro-organismeilla: homeilla, bakteereilla jne.
  • Ennustettavissa olevissa ympäristöissä, joissa vaihtelut ovat vakaita tai suhdanteita, valittu strategia on lisääntymisen strategia, joka on vähemmän nopeaa, mutta tehokasta, erityisesti suhteessa tarvittavien resurssien määrään. Tämä on strategia K. Tämä on esimerkki monimutkaisista organismeista (nisäkkäät jne.).

Esimerkiksi selkärankaisten The hirvi on K strategia: muutaman jälkeläisiä, imettää ... Sitä vastoin sammakko on ominaista R strategia: monissa jälkeläisiä ja kuolleisuutta, eikä välittänyt nuorille.

Lisääntyminen ja elintarvikevarat

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.

Hyönteisten torjunta-aineiden vaikutukset muuttohaukkojen lisääntymiseen

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.

Patojen vaikutus lohen lisääntymiseen

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).

Uusien ympäristöjen lisääntyminen ja asuttaminen

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.

Geneettisen tiedon jäljentäminen

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.

Lisääntyminen lajikkeiden tai eri lajien välillä

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:

Huomautuksia ja viitteitä

Huomautuksia

  1. Kirjallisuudessa termillä lisääntyminen yksinään tarkoitetaan seksuaalista lisääntymistä, kun ei ole sukupuolista lisääntymistä tavanomaisella tavalla (esim. Ihmisen lisääntyminen) . Kasveissa termi lisääntyminen kattaa usein molemmat lisääntymistyypit.

Viitteet

  1. Raised Dictionary of Biology, Jean-Louis Morère ja Raymond Pujol, Frison-Roche-julkaisut, 2003.
  2. Ziller Catherine ja Camefort Henri . Lisääntyminen . Encyclopedia Universalis, 2006
  3. Levien biologia ja fülogeneesi - osa 1, kirjoittanut Bruno de Reviers. Toim. Belin, 2002.
  4. Rodolphe KAEPPELIN , Elävien olentojen lisääntymistavat , Chez M.Allouard,1860( lue verkossa )
  5. Jean-Claude Laberche , kasvibiologian 3. painos , Dunod ,10. maaliskuuta 2010, 304  Sivumäärä ( ISBN  978-2-10-054840-8 , lue verkossa )
  6. Jean-François Morot-Gaudry , Roger Prat , Isabelle Bohn-Courseau ja Marc Jullien , Kasvibiologia: kasvu ja kehitys - 2. painos , Dunod ,7. maaliskuuta 2012, 256  Sivumäärä ( ISBN  978-2-10-057927-3 , lue verkossa )
  7. Yves Tourte Michel Bordonneau , Max Henry ja Catherine Tourte , maailma kasveja: Organisaatio, fysiologia ja genomiikka , Dunod ,9. syyskuuta 2005, 400  Sivumäärä ( ISBN  978-2-10-052777-9 , lue verkossa )
  8. André Beaumont , Pierre Cassier ja Daniel Richard , Eläinbiologia: Les Cordés - 9. painos. : Selkärankaisten vertaileva anatomia , Dunod ,1. st heinäkuu 2009, 688  Sivumäärä ( ISBN  978-2-10-054131-7 , lue verkossa )
  9. Thierry Lefevre, Michel Raymond ja Frédéric Thomas, evoluutiobiologia , De Boeck Superieur ( lue verkossa ) , s.  123.
  10. Reznick, D. 1985 Lisääntymiskustannukset: empiiristen todisteiden arviointi . Oikos 44: 257–267 ( yhteenveto CrossRefin kautta )
  11. Raised Dictionary of Biology, Jean-Louis Morère ja Raymond Pujol, Frison-Roche-julkaisut, 2003.
  12. Bernard Boullardin kasvitieteellinen sanakirja . Toim. Ellipses, 1988
  13. Biology Neil A. Campbell, Jane B. Reece ed De Boeck 2004, Ranskan trad biologian, 2002 def P250 käsikirjaksi korkeakoulutukseen. ( ISBN  2-8041-4478X )
  14. Paulette Van Gansenin ja Henri Alexandren yleinen biologia , toim. Dunod 2004
  15. Claire Tirard, Luc Abbadie, David Laloi ja Philippe Koubbi, ekologia , Dunod ,2016, s.  229.
  16. Thomas Lenormand "  Seksi on joskus valikoivaa etua  ," The Search , n o  387,Kesäkuu 2005, s.  314.
  17. Mallit AnaGenesis ja cladogenesis ehdotettu JSHuxley (1958) ja kehitetty Henri Tintant (1963) osoittavat, että kestävä kehitys on "enintään yleisessä tapauksessa kiinteys illuusio ihmisen mittakaavassa syntynyt 'väärinkäyttöä ekstrapoloinnin suhteellinen vakaus välillä peräkkäisiä sukupolvia paljon korkeammissa asteissa ” .
  18. Louis ALLANO Alex Clamens ja Marc-André Selosse "  " survival lajin, "vanhentunut käsite  " Biology-geologian, lehden APBG , n o  1,2013, s.  87-98 ( lue verkossa ).
  19. Pierre-Henri Gouyon , Luonnon harmoniat koetellaan biologiaa. Kehitys ja biologinen monimuotoisuus , Quæ-painokset,2001( lue verkossa ) , s.  38.
  20. Thierry Lefevre, op. cit. , s. 137
  21. "  Phasmes & Co. - Accueil  " , osoitteessa phasmesandco.free.fr (käytetty 14. toukokuuta 2018 )
  22. Erwan Le Fol , "  Kuinka hyönteiset lisääntyvät?"  » , Osoitteessa www.svt-monde.org ,29. maaliskuuta 2006(käytetty 14. toukokuuta 2018 )
  23. Etanoiden lisääntyminen  " , www.gireaud.net (käytetty 14. toukokuuta 2018 )
  24. Lodé Thierry, eläinten lisääntymisstrategiat , Pariisi, Dunod Masson Sciences,2001, 274  Sivumäärä ( ISBN  2-10-005739-1 )
  25. Futura , "  Lumipöllön jakautuminen lemmingin mukaan  ", Futura ,2. maaliskuuta 2015( lue verkossa , kuultu 11. toukokuuta 2018 )
  26. "  Maan eläimistö ja kasvisto - The lemmings  " , www.hww.ca (käytetty 11. toukokuuta 2018 )
  27. Oiseaux.net , "  Luminen pöllö - Bubo scandiacus - Luminen pöllö  " , osoitteessa www.oiseaux.net (käytetty 11. toukokuuta 2018 )
  28. "  Hyönteisten ja lisääntymiselle muuttohaukoissa  " , on Svt aix marseille
  29. "  Peregrine Falcon  " , luonnon midi-pyreneillä
  30. "  Muuttavien kalojen määrän kehitys: lohi [Indikaattorit ja indikaattorit, Ympäristö, Yhteenvetotiedot biologisesta monimuotoisuudesta, Tavallisen ja merkittävän biologisen monimuotoisuuden tila]: Tarkkailu ja tilastot  " , osoitteessa www.statistiques.developpement-permanent. Gouv.fr ( katsottu 7. toukokuuta 2018 )

Katso myös

Aiheeseen liittyvät artikkelit

Ulkoiset linkit