성 생식 : 특성, 유형, 식물, 동물 - 생물학 - 2025

유성 생식은 이 세균이나 원생 동물의 유성 생식, 참조 할 때를 제외하고 - 남성과 여성 : 서로 다른 남녀의 두 부모로부터 개인의 곱셈이다 없다 성별의 구분. 진핵 생물에 널리 분포하는 과정입니다.

유성 생식에 참여하는 각 개인은 정자와 난자와 같은 일종의 특수 생식 세포를 생산합니다. 이는 감수 분열이라고하는 일종의 특수 세포 분열에 의해 발생합니다. 이 사건은 무성 생식과 성적 생식의 결정적인 차이입니다.

출처 : Wikimedia Commons의 Manojiritty 작성

이 과정은 접합체를 생성하는 두 배우자의 결합으로 시작됩니다. 나중에 접합자는 부모 모두의 특성과 특정 고유 특성을 가진 새로운 개인을 낳습니다.

그 과정의 편재성 때문에 우리는 성적 생식이 무성 생식에 비해 일련의 이점을 포함한다고 추론합니다. 그러나 성적 생식의 가능한 단점은 더 두드러집니다. 배우자를 찾는 데 투자 한 시간과 에너지, 여성 경쟁, 수정되지 않은 배우자 생산 비용 등입니다.

비용이 매우 높기 때문에이를 상쇄 할 수있는 상당한 이점이 있어야합니다. 유성 생식의 이점은 진화 생물 학자들 사이에서 논쟁과 논쟁의 주제였습니다.

한 가지 가설은 성 생식이 환경 변화의시기에 종에게 유익 할 수있는 품종을 생산하기 때문에 유익하다는 것을 시사합니다. 사실 유전 적 가변성의 생성은성에 기인하는 장점 중 하나입니다.

반면에 일부 연구자들은 성 생식, 특히 재조합이 DNA 복구 메커니즘으로 선택되었다고 제안합니다. 그러나 비용에도 불구하고 성의 유행은 아직 알려지지 않았습니다.

일반적 특성

성은 진핵 생물 분류군에 따라 크게 달라지는 복잡한 현상입니다. 일반적으로 우리는 두 개의 반수체 핵의 융합, 새로운 유전자형을 생성하는 재조합 현상, 반수체 핵을 형성하는 이배체 세포의 분열의 세 단계를 포함하는 과정으로 이해할 수 있습니다.

이러한 관점에서 진핵 생물의 성은 2 배체 세포가 감수 분열에 의해 분열해야하는 수명주기에 달려 있습니다. 이 감수 분열 과정은 미래 배우자의 유전 물질을 배포하는 역할을합니다.

감수 분열은 각 배우자가 체세포 염색체의 절반을 갖도록 상동 염색체를 분리하는 것을 목표로합니다. 유전 적 부하를 줄이는 것 외에도 감수 분열에서 비-자매 염색 분체 간의 물질 교환도 발생하여 완전히 새로운 조합을 생성합니다.

배우자

배우자 (gametes)는 감수 분열에 의해 생성되고 유전 부하의 절반을 포함하는 유기체의 성세포입니다. 즉, 반수체입니다.

배우자는 식물과 동물 모두에 따라 다르며 크기와 상대적인 이동성에 따라 세 가지 기본 범주로 분류됩니다 : isogamy, anisogamy 및 oogamy.

Isogamy는 새로운 개인을 낳기 위해 융합되는 배우자가 크기, 이동성 및 구조가 동일한 성적 생식의 한 형태입니다. Isogamy는 주로 식물에서 나타납니다.

대조적으로, anisogamy는 크기와 구조가 다른 두 배우자의 결합으로 구성됩니다. 이방체의 한 가지 특정 유형은 oogamy로, 수컷 배우자는 상대적으로 크기가 작고 숫자가 풍부합니다. 암컷은 훨씬 더 눈에 띄고 적은 수로 생산됩니다.

동물의 성 생식

동물계에서 성 생식은 집단 구성원들 사이에 널리 분포 된 현상입니다.

거의 모든 무척추 동물과 척추 동물은 별도의 유기체에서 성별을 가지고 있습니다. 즉, 한 종에서 남성과 여성 개체를 구별 할 수 있습니다. 이 상태는 그리스어 "두 집"에서 파생 된 용어 인 dioecious라고합니다.

이와는 대조적으로, 독창성 (monoecious) :“집”이라고 불리는 동일한 개체에 성별이 존재하는 특정 종은 더 적습니다. 이 동물들은 자웅 동체라고도합니다.

성별의 구분은 크기 나 색의 형태 학적 특성이 아니라 각 성별이 생성하는 배우자의 유형에 따라 결정됩니다.

암컷은 큰 크기와 부동성을 특징으로하는 난자를 생성합니다. 반면에 정자는 수컷에 의해 더 많은 양으로 생산되며 훨씬 더 작고 난자를 이동하고 수정하는 특별한 구조를 가지고 있습니다.

다음으로 동물의 전형적인 성기를 설명하고 각 동물 그룹의 번식 과정을 자세히 설명합니다.

번식과 관련된 구조

성 생식을위한 특수 세포 인 난자와 정자는 생식선이라는 특정 조직에서 생성됩니다.

남성의 경우 고환은 정자의 생산을 담당하고 여성 배우자는 난소에서 형성됩니다.

생식선은 일차 성기로 간주됩니다. 부속 성기는 난자와 정자를 받고 전달하는 중요한 후생 동물 그룹에 존재합니다. 암컷에서는 질, 자궁 관 또는 나팔관 및 자궁을 발견하고 수컷에서는 음경이 있습니다.

Poriferous

포 리퍼는 일반적으로 스펀지로 알려져 있으며 성적으로나 무성으로 번식 할 수 있습니다. 대부분의 종에서 수컷과 암컷 배우자의 생산은 한 개체에서 발생합니다.

Choanocytes는이 계통의 특정 유형의 세포로 정자로 변형 될 수 있습니다. 다른 그룹에서 배우자는 고 세포에서 파생 될 수 있습니다.

많은 종은 태생으로 수정 현상 후 유충이 방출 될 때까지 모체가 접합체를 보유하고 있음을 나타냅니다. 이 종에서는 정자가 물 속으로 방출되어 다른 스폰지에 흡수됩니다.

Cnidarians

Cnidarians는 해파리 등을 포함하는 해양 생물입니다. 이 동물은 두 가지 형태를 가지고 있습니다. 첫 번째는 폴립이고 고착 된 생활 방식을 특징으로하는 반면 두 번째는 움직이고 떠 다니는 해파리입니다.

폴립은 일반적으로 발아 또는 분열 과정을 통해 무성 생식을합니다. 해파리는 이성적이고 성적으로 번식합니다. 이 그룹의 수명주기는 매우 다양합니다.

Acelomorphs 및 flatworms

플라나리아와 같은 플랫 웜은 주로 단일 개체로부터 무 성적으로 여러 클론을 재생하고 생산하는 능력으로 유명합니다.

이 vermiform 동물의 대부분은 독특합니다. 그러나 그들은 교차 수정을 수행 할 파트너를 찾고 있습니다.

남성의 생식 기관은 여러 고환과 복잡한 척추 동물의 음경과 유사한 유두와 같은 구조를 포함합니다.

연체 동물과 어닐 리드

대부분의 연체 동물은 이족 적이며 번식은 trocófera (아닐리드에있는 유충과 매우 유사)라고하는 자유롭게 헤엄 치는 유충을 낳고 연체 동물의 종에 따라 다릅니다.

마찬가지로, annelids는 성별이 분리되어 있으며 일부에서는 일시적으로 나타나는 생식선이 있습니다.

절지 동물

절지 동물은 키틴과 관절 부속기로 구성된 외골격을 특징으로하는 매우 다양한 동물 그룹입니다. 이 혈통에는 myriapods, chelicerates, 갑각류 및 hexapods가 포함됩니다.

성별은 일반적으로 분리되어 있으며 생식 전문 기관은 쌍으로 나타납니다. 대부분의 종에는 내부 수정이 있습니다. 그들은 난생, 난태생 또는 태생 일 수 있습니다.

극피 동물

극피 동물에는 불가사리, 해삼, 성게 등이 포함됩니다. 일부 자웅 동체 종이 있지만 대부분은 성별이 분리되어 있습니다. 생식선은 큰 구조이고 덕트는 단순하며 정교한 교합 기관이 없습니다.

수정은 외부에서 발생하고 양측 유충이 발생하여 수역에서 자유롭게 움직일 수 있습니다. 일부 종은 직접 발달합니다.

화음

대부분의 성별은 분리되어 있습니다. 이 그룹에서 우리는 번식을 위해 더 복잡한 기관을 찾습니다. 각성에는 이들의 생성물을 배설강 또는 항문 근처에 위치한 특수한 구멍으로 보내는 덕트가있는 생식선이 있습니다. 그룹에 따라 수정은 외부 또는 내부가 될 수 있습니다.

동물의 분만 발생

Parthenogenesis는 동물계에서 주로 무척추 동물과 일부 척추 동물에서 널리 표현되는 현상으로, 단일 부모가있는 새로운 개체를 생성 할 수 있습니다. 그것은 무성 생식의 한 형태이지만, 특정 유형의 처녀 생식은 성적 생식의 유형으로 간주됩니다.

감수 분열에서 난자는 감수 분열에 의해 형성되며 남성의 정자에 의해 수정되거나 수정되지 않을 수 있습니다.

어떤 경우에는 남성 성 배우자가 알을 활성화해야합니다. 이 경우 정자의 유전 물질이 폐기되기 때문에 두 핵의 융합이 없습니다.

그러나 일부 종에서는 난자가 활성화 과정없이 자연적으로 발달 할 수 있습니다.

식물의 성 생식

동물의 경우와 유사하게 식물은 유성 생식을 할 수 있습니다. 그것은 독특한 유전 적 특성을 가진 새로운 개체를 낳을 두 개의 반수체 배우자의 결합으로 구성됩니다.

식물은 남성과 여성의 장기를 한 개체에 포함하거나 분리 할 수 ​​있습니다. 오이와 유백색에서는 남녀가 분리되고 장미와 피튜니아에서는 남녀가 함께 있습니다.

꽃

유성 생식 과정을 담당하는 기관은 꽃입니다. 이러한 특수 구조는 생식에 직접 관여하지 않는 영역을 가지고 있습니다 : 꽃받침과 화관, 성적으로 활동적인 구조 : 안드로에 슘과 자 이노에 슘.

안드로에 슘은 수술로 구성된 남성 생식 기관으로, 수술은 필라멘트와 꽃밥으로 나뉩니다. 이 마지막 지역은 꽃가루 곡물 생산을 담당합니다.

gynoecium은 암컷 꽃 기관이며 심피라는 단위로 구성됩니다. 구조는 길쭉한 "방울"과 유사하며 낙인, 스타일 및 마지막으로 난소로 나뉩니다.

수분

식물의 유성 생식 과정은 주로 꽃밥에서 오명으로 꽃가루 알갱이를 운반하는 수분을 통해 발생합니다.

수분은 같은 꽃 (꽃가루 알갱이는 같은 식물의 여성 기관으로 이동)에서 발생하거나 꽃가루 알갱이가 다른 개체를 수정하는 교차 될 수 있습니다.

대부분의 식물에서 수분을 수행하려면 동물의 개입이 필요합니다. 이들은 꿀벌 또는 다른 곤충과 같은 무척추 동물 또는 새와 박쥐와 같은 척추 동물 일 수 있습니다. 식물은 수 분자에게 과즙을 보상으로 제공하고 꽃가루를 분산시키는 역할을합니다.

번식에 직접 관여하지 않는 꽃 구조는 화관과 꽃받침입니다. 이들은 수정 된 잎으로, 많은 경우에 밝고 생생한 색상으로 잠재적 인 수분 매개체를 시각적 또는 화학적으로 끌어들이는 역할을합니다.

유사하게, 일부 식물은 동물 수분 매개체를 필요로하지 않으며 꽃가루를 분산시키기 위해 바람이나 물을 사용합니다.

수정, 씨앗 및 과일

이 과정은 꽃가루 알갱이가 꽃의 오명에 도착하는 것으로 시작됩니다. 이들은 난소를 찾을 때까지 스타일에 따라 이동합니다.

이중 수정은 꽃 피는 식물의 전형이며 모든 유기체 중에서 독특합니다. 이 현상은 다음과 같이 발생합니다. 정자의 핵이 난자와 결합하고 또 다른 정자의 핵이 포자체의 이배체 배아에 융합됩니다.

이 비정상적인 수정 이벤트의 결과는 유기체의 발달을위한 영양 조직 역할을하는 삼중 배유입니다. 난자가 성공적으로 성숙하면 난자가 씨앗으로 변합니다. 반면에 열매는 성숙한 난소에서 형성됩니다.

과일은 성숙한 난소에서 나온 경우 단순으로 분류 할 수 있으며, 예를 들어 딸기와 같은 여러 난소에서 발생하면 추가 할 수 있습니다.

박테리아의 성 생식

박테리아는 주로 무성 생식 능력으로 알려져 있습니다.

이 원핵 계통에서 개인은 이분법이라는 과정에 의해 둘로 나눌 수 있습니다. 그러나 박테리아에는 유전 물질의 교환이 있기 때문에 성 생식을 연상시키는 일련의 메커니즘이 있습니다.

1940 년대 중반까지 박테리아는 무성으로 만 번식한다고 생각했습니다. 그러나 연구원 Joshua Lederberg와 Edward Tatum은식이 요구 사항이 다른 E. coli 박테리아를 모델로 사용한 독창적 인 실험을 통해 이러한 믿음을 반증했습니다.

실험은 메티오닌과 비오틴이있는 최소 배지에서 성장하는 균주 A와 트레오닌, 류신 및 티아민이있는 환경에서만 자라는 균주 B로 구성되었습니다. 즉, 각 균주는 이러한 화합물의 합성을 방해하는 돌연변이를 가지고있어서 배양 배지에서 합성해야했습니다.

식민지가 몇 시간 동안 접촉했을 때 개인들은 이전에는 할 수 없었던 영양소를 합성 할 수있는 능력을 얻었습니다. 따라서 Lederberg와 Tatum은 유성 생식과 유사한 DNA 교환 과정이 있음을 입증했으며이를 접합이라고 불렀습니다.

동사 변화

접합 과정은 두 개의 박테리아를 물리적으로 결합하여 DNA를 교환 할 수있는 성 필리 (sexual pili)라고하는 다리 모양의 구조를 통해 발생합니다.

박테리아에는 성적인 이형성이 없기 때문에 우리는 남성과 여성에 대해 말할 수 없습니다. 그러나 한 가지 유형만이 필리를 생산할 수 있으며, "다산"을 위해 인자 F라고하는 특별한 DNA 조각을 가지고 있습니다. 인자 F는 필리 생산을위한 유전자를 가지고 있습니다.

교환에 관여하는 DNA는 단일 박테리아 염색체의 일부가 아닙니다. 대신 자체 복제 시스템을 가진 플라스미드라고하는 분리 된 원형 부분입니다.

변환

접합 외에도 박테리아가 여분의 DNA를 얻을 수 있고 접합보다 간단하다는 특징이있는 다른 과정이 있습니다. 그중 하나는 외부 환경에서 벗은 DNA를 가져 오는 것으로 구성된 변형입니다. 이 외인성 DNA 단편은 박테리아 염색체에 통합 될 수 있습니다.

변환 메커니즘은 성적 재생산의 개념에 들어갑니다. 박테리아는 자유 DNA를 가져 왔지만,이 유전 물질은 다른 유기체, 예를 들어 죽어 DNA를 환경으로 방출 한 박테리아에서 유래해야했습니다.

변환

외래 DNA를 얻기 위해 박테리아에서 세 번째이자 마지막으로 알려진 메커니즘은 형질 도입입니다. 이것은 박테리아를 감염시키는 바이러스 인 박테리오파지의 참여를 의미합니다.

형질 도입에서 바이러스는 박테리아 DNA의 일부를 취하고 박테리아를 감염시킬 때 차이가이 단편을 전달할 수 있습니다. 일부 저자는이 세 가지 메커니즘을 지칭하기 위해 "성애 적 사건"이라는 용어를 사용합니다.

진화론 적 관점

유기체에서 유성 생식의 편재성은 놀라운 사실입니다. 따라서 진화 생물학에서 가장 큰 질문 중 하나는 섹스가 에너지 적으로 비용이 많이 드는 활동이고 어떤 경우에는 심지어 위험한 경우에도 많은 혈통에 퍼져있는 이유입니다.

진핵 생물에서 유성 생식을 유발 한 선택적인 힘은 박테리아에 대해 묘사 된 양성애 과정을 유지하는 것과 동일한 것으로 의심됩니다.

섹스 비용

진화에 비추어 볼 때 "성공"이라는 용어는 개인이 자신의 유전자를 다음 세대에 전달하는 능력을 의미합니다. 역설적이게도 성은 번식과 관련된 일련의 비용 때문에이 정의를 완전히 충족하지 못하는 과정입니다.

성적 재생산에는 배우자를 찾는 것이 포함되며 대부분의 경우이 작업은 사소한 일이 아닙니다. "이상적인 짝"을 찾는 관점에서 자손의 성공을 결정할이 노력에 엄청난 시간과 에너지를 투자해야합니다.

동물들은 잠재적 인 짝을 구애하기 위해 일련의 의식을 보여 주며, 어떤 경우에는 교미를 달성하기 위해 자신의 삶을 드러내 기 위해 싸워야합니다.

세포 수준에서도 감수 분열에 의한 분열은 유사 분열보다 훨씬 오래 걸리기 때문에 성은 비용이 많이 듭니다. 그렇다면 대부분의 진핵 생물은 왜 성적으로 번식합니까?

두 가지 기본 이론이 있습니다. 하나는 "이기적인"유전 적 요소의 수평 적 전달을위한 메커니즘으로서 세포 융합과 관련이있는 반면, 두 번째 이론은 DNA 복구 메커니즘으로서 재조합을 제안합니다. 아래에서는 각 이론의 장단점을 설명합니다.

섹스 혜택

이 질문에 답하기 위해 우리는 최초의 진핵 생물에서 성적 생식의 가능한 이점에 초점을 맞추어야합니다.

배우자를 융합하여 접합체를 형성하면 한 게놈에서 가능한 결함이있는 유전자를 다른 게놈의 정상적인 사본으로 보상 할 수있는 두 개의 다른 게놈이 결합됩니다.

예를 들어 인간의 경우 각 부모로부터 하나의 사본을 상속받습니다. 우리가 어머니로부터 결함이있는 유전자를 물려 받으면 아버지의 정상 유전자가이를 보상 할 수 있습니다 (병리 나 질병이 동형 접합 열성으로 만 나타나는 경우).

첫 번째 이론만큼 직관적이지 않은 두 번째 이론은 감수 분열이 DNA의 복구 메커니즘으로 작용한다고 제안합니다. 유전 물질에 대한 손상은 모든 유기체가 직면해야하는 문제입니다. 그러나 무성 생식만을하는 유기체가 있으며 그들의 DNA는 특별히 손상되지 않습니다.

또 다른 가설은 섹스가 다른 유전 적 혈통에 분배되기 위해 이기적인 유전 적 요소 사이의 기생 적 적응으로 진화했을 수 있다는 것입니다. E. coli에서도 유사한 메커니즘이 입증되었습니다.

가능한 설명이 있지만 성의 진화는 진화 생물 학자들 사이에서 열띤 논쟁의 주제입니다.

성적 선택

성적 선택은 찰스 다윈이 도입 한 개념으로, 성적으로 번식하는 인구에만 적용됩니다. 자연 선택에 의해 그 존재를 인식 할 수없는 행동, 구조 및 기타 속성의 존재를 설명하는 데 사용됩니다.

예를 들어, 매우 다채롭고 다소 "과장된"공작의 깃털은 잠재적 포식자에게 더 잘 보이게하므로 개인에게 직접적인 혜택을 제공하지 않습니다. 또한 남성에게만 존재합니다.

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