Skip to main content
Global

18.1: כיצד בעלי חיים מתרבים

  1. Last updated
  2. Save as PDF
  • Page ID
    208960

    • \( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)\(\newcommand{\AA}{\unicode[.8,0]{x212B}}\)

    בעלי חיים מסוימים מייצרים צאצאים באמצעות רבייה א -מינית בעוד שבעלי חיים אחרים מייצרים צאצאים באמצעות רבייה מינית. לשתי השיטות יתרונות וחסרונות. רבייה א-מינית מייצרת צאצאים זהים גנטית להורה מכיוון שהצאצאים הם כולם שיבוטים של ההורה המקורי. אדם בודד יכול לייצר צאצאים באופן א-מיני וניתן לייצר מספר רב של צאצאים במהירות; אלה שני יתרונות שיש לאורגניזמים המתרבים א -מינית על פני אורגניזמים המתרבים מינית. בסביבה יציבה או צפויה, רבייה א-מינית היא אמצעי רבייה יעיל מכיוון שכל הצאצאים יותאמו לסביבה זו. בסביבה לא יציבה או בלתי צפויה, מינים המתרבים באופן א-מיני עשויים להיות בעמדת נחיתות מכיוון שכל הצאצאים זהים גנטית וייתכן שלא יותאמו לתנאים שונים.

    במהלך הרבייה המינית, החומר הגנטי של שני פרטים משולב כדי לייצר צאצאים מגוונים מבחינה גנטית השונים מהוריהם. המגוון הגנטי של צאצאים המיוצרים מינית נחשב כמעניק לאנשים המתרבים מינית כושר רב יותר מכיוון שיותר מצאצאיהם עשויים לשרוד ולהתרבות בסביבה בלתי צפויה או משתנה. מינים המתרבים מינית (ויש להם מינים נפרדים) חייבים לשמור על שני סוגים שונים של פרטים, זכרים ונקבות. רק מחצית מהאוכלוסייה (נקבות) יכולות להוליד את הצאצאים, כך שייווצרו פחות צאצאים בהשוואה לרבייה א-מינית. זהו חסרון של רבייה מינית בהשוואה לרבייה א-מינית.

    רבייה א-מינית

    רבייה א-מינית מתרחשת במיקרואורגניזמים פרוקריוטיים (חיידקים וארכיאה) ובאורגניזמים אוקריוטיים, חד-תאיים ורב-תאיים רבים. ישנן מספר דרכים שבהן בעלי חיים מתרבים באופן א-מיני, שפרטיהם משתנים בין מינים בודדים.

    ביקוע

    ביקוע, הנקרא גם ביקוע בינארי, מתרחש בכמה אורגניזמים חסרי חוליות, רב-תאיים. זה מקביל במובנים מסוימים לתהליך הביקוע הבינארי של אורגניזמים פרוקריוטיים חד-תאיים. המונח ביקוע מיושם על מקרים שבהם נראה שאורגניזם מפצל את עצמו לשני חלקים ובמידת הצורך מחדש את החלקים החסרים של כל אורגניזם חדש. לדוגמה, מינים של תולעים שטוחות טורבלריות הנקראות בדרך כלל הפלנרים, כגון Dugesia dorotocephala, מסוגלים להפריד את גופם לאזורי ראש וזנב ולאחר מכן לחדש את החצי החסר בכל אחד משני האורגניזמים החדשים. כלניות ים (Cnidaria), כגון מינים מהסוג Anthopleura (איור\(\PageIndex{1}\)), יתחלקו לאורך ציר הפה-אבוראלי, ומלפפוני ים (Echinodermata) מהסוג Holothuria, יחלקו לשני חצאים על פני ציר הפה-אבורלי ויחדשו את החצי השני בכל אחד מהפרטים המתקבלים.

    תמונה מראה כלנית ים גדולה בצבע שמנת ממש ליד כלנית אחרת של אותו צבע וצורה, אבל קטן יותר.
    איור\(\PageIndex{1}\): כלנית הים Anthopleura artemisia יכולה להתרבות באמצעות ביקוע.

    בודינג

    ניצנים הם סוג של רבייה א-מינית הנובעת מצמיחת חלק בגוף המובילה להפרדה של "הניצן" מהאורגניזם המקורי והיווצרותם של שני פרטים, האחד קטן מהשני. ניצנים מתרחשים בדרך כלל בכמה בעלי חיים חסרי חוליות כגון הידרות ואלמוגים. בהידרות נוצר ניצן המתפתח למבוגר ומתנתק מהגוף הראשי (איור\(\PageIndex{2}\)).

    חלק א ': זה מראה הידרה, שיש לה גוף דמוי גבעול עם זרועות שצומחות מהחלק העליון. הידרה קטנה יותר נובעת מצד הגבעול. חלק ב ': תמונה זו מציגה פוליפים אלמוגים לבנים מסועפים.
    איור\(\PageIndex{2}\): (א) הידרה מתרבה באופן א-מיני באמצעות ניצנים: ניצן נוצר על גופה הצינורי של הידרה בוגרת, מפתח פה ומחושים ואז מתנתק מההורה שלו. ההידרה החדשה מפותחת במלואה ותמצא מיקום משלה להתקשרות. (ב) אלמוגים מסוימים, כגון Lophelia pertusa המוצג כאן, יכולים להתרבות באמצעות ניצנים. (אשראי ב: שינוי העבודה על ידי אד בולבי, NOAA/החוף האולימפי NMS; NOAA/OAR/משרד לחקר האוקיינוס)

    מושג בפעולה

    צפה בסרטון זה כדי לראות ניצני הידרה.

    פיצול

    פיצול הוא שבירה של אדם לחלקים ואחריו התחדשות. אם בעל החיים מסוגל להתפצל, והחלקים גדולים מספיק, אדם נפרד יצמח מחדש מכל חלק. פיצול עלול להתרחש באמצעות נזק מקרי, נזק מטורפים או כצורת רבייה טבעית. רבייה באמצעות פיצול נצפית בספוגים, כמה קנידרים, טורבלרים, אכינודרמים ואנלידים. בכמה כוכבי ים, אדם חדש יכול להתחדש מזרוע שבורה וחתיכת הדיסק המרכזי. כוכב ים זה (איור\(\PageIndex{3}\)) נמצא בתהליך של גידול כוכב ים שלם מזרוע שנותקעה. ידוע כי עובדי הדייג מנסים להרוג את כוכבי הים שאוכלים את צדפתם או את מיטות הצדפות שלהם על ידי חיתוך לשניים וזריקתם חזרה לאוקיינוס. לרוע מזלם של העובדים, שני החלקים יכולים כל אחד לחדש מחצית חדשה, וכתוצאה מכך כפליים כוכבי ים לטרוף את הצדפות והצדפות.

    חלק א ': בתצלום נראה כוכב ים חום עם חמש זרועות באורכים מעט משתנים. חלק ב ': זוהי תמונה של כוכב ים עם זרוע אחת ארוכה וארבע זרועות קצרות מאוד.
    איור\(\PageIndex{3}\): (א) Linckia multifora הוא מין של כוכב ים שיכול להתרבות באופן א-מיני באמצעות פיצול. בתהליך זה, (ב) זרוע שנשפכה צומחת לכוכב ים חדש. (קרדיט א: שינוי יצירה מאת דוויין מדוז, NOAA/NMFS/OPR)

    פרתנוגנזה

    פרתנוגנזה היא סוג של רבייה א-מינית בה ביצית מתפתחת לאדם מבלי להיות מופרית. הצאצאים המתקבלים יכולים להיות הפלואידים או דיפלואידים, בהתאם לתהליך במין. פרתנוגנזה מתרחשת בחסרי חוליות כגון פרעושים מים, רוטיפים, כנימות, חרקי מקל ונמלים, צרעות ודבורים. נמלים, דבורים וצרעות משתמשות בפרתנוגנזה כדי לייצר זכרים הפלואידים (מל"טים). הנקבות הדיפלואידיות (עובדות ומלכות) הן תוצאה של ביצית מופרית.

    כמה בעלי חיים בעלי חוליות - כמו זוחלים מסוימים, דו-חיים ודגים - מתרבים גם הם באמצעות פרתנוגנזה. פרתנוגנזה נצפתה במינים בהם המינים הופרדו בגני חיות יבשתיים או ימיים. שתי דרקוני קומודו נקבות, כריש פטיש וכריש שחור יצרו צעירים פרתנוגניים כאשר הנקבות בודדו מזכרים. יתכן שהרבייה הא-מינית שנצפתה התרחשה בתגובה לנסיבות חריגות ובדרך כלל לא הייתה מתרחשת.

    רבייה מינית

    רבייה מינית היא שילוב של תאי רבייה משני פרטים ליצירת צאצאים ייחודיים מבחינה גנטית. טבעם של הפרטים המייצרים את שני סוגי הגמטות יכול להשתנות, למשל מינים נפרדים או שני המינים בכל פרט. קביעת מין, המנגנון שקובע לאיזה מין אדם מתפתח, יכולה גם היא להשתנות.

    הרמפרודיזם

    הרמפרודיזם מתרחש בבעלי חיים שבהם לאדם אחד יש מערכות רבייה זכריות ונקביות כאחד. חסרי חוליות כגון תולעי אדמה, שבלולים, תולעי סרט וחלזונות (איור\(\PageIndex{4}\)) הם לרוב הרמפרודיטיים. הרמפרודיטים עשויים להפרות את עצמם, אך בדרך כלל הם יזדווגו עם אחר ממין שלהם, יפרו זה את זה ושניהם יניבו צאצאים. הפריה עצמית שכיחה יותר בבעלי חיים בעלי ניידות מוגבלת או שאינם תנועתיים, כגון ברנקים וצדפות. למינים רבים יש מנגנונים ספציפיים למניעת הפריה עצמית, מכיוון שזו צורה קיצונית של הכלאה ובדרך כלל מייצרת צאצאים פחות מתאימים.

    חלק א: בתצלום נראה חילזון יבשתי. חלק ב ': בתצלום נראים 2 חלזונות מזדווגים.
    איור\(\PageIndex{4}\): חלזונות רבים (א) הם הרמפרודיטים. כאשר שני פרטים (ב) מזדווגים, הם יכולים לייצר עד 100 ביצים כל אחד. (קרדיט א: שינוי עבודתו של אסף שטילמן; קרדיט ב: שינוי עבודה על ידי "שריסטיה" /פליקר)

    קביעת מין

    מין היונקים נקבע גנטית על ידי השילוב של כרומוזומי X ו- Y. אנשים הומוזיגוטים ל- X (XX) הם נקבות ואנשים הטרוזיגוטיים (XY) הם זכרים. אצל יונקים נוכחות כרומוזום Y גורמת להתפתחות מאפיינים זכריים והיעדרו מביא למאפיינים נשיים. מערכת XY נמצאת גם בכמה חרקים וצמחים.

    קביעת מין ציפורים תלויה בשילוב של כרומוזומי Z ו- W. הומוזיגוט ל- Z (ZZ) מביא לתוצאות של זכר והטרוזיגוט (ZW) לנקבה. שימו לב שמערכת זו היא ההפך ממערכת היונקים מכיוון שבציפורים הנקבה היא המין עם כרומוזומי המין השונים. נראה שה- W חיוני בקביעת מין הפרט, בדומה לכרומוזום Y ביונקים. כמה דגים, סרטנים, חרקים (כגון פרפרים ועשים) וזוחלים משתמשים במערכת ZW.

    קיימות גם מערכות מורכבות יותר לקביעת מין כרומוזומליות. לדוגמה, לחלק מדגי זנב החרב יש שלושה כרומוזומי מין באוכלוסייה.

    המין של מינים אחרים אינו נקבע על ידי כרומוזומים, אלא על ידי היבט כלשהו של הסביבה. קביעת מין בתנינים, בצבים מסוימים ובטואטרות, למשל, תלויה בטמפרטורה במהלך השליש האמצעי של התפתחות הביציות. זה מכונה קביעת מין סביבתית, או ליתר דיוק, קביעת מין תלויה בטמפרטורה. בצבים רבים, טמפרטורות קרירות יותר במהלך דגירת הביציות מייצרות זכרים וטמפרטורות חמות מייצרות נקבות, בעוד שבמינים רבים אחרים של צבים, ההפך הוא הנכון. בחלק מהתנינים ובחלק מהצבים, טמפרטורות מתונות מייצרות זכרים וטמפרטורות חמות וקרירות מייצרות נקבות.

    אנשים ממינים מסוימים משנים את מינם במהלך חייהם, ועוברים מאחד לשני. אם הפרט הוא נקבה תחילה, הוא נקרא פרוטוגניה או "נקבה ראשונה", אם הוא זכר ראשון, זה נקרא פרוטנדריה או "זכר ראשון". צדפות נולדות זכר, גדלות בגודלן והופכות לנקבות ומטילות ביצים. השבטים, משפחה של דגי שונית, כולם הרמפרודיטים עוקבים. חלק מהמינים הללו חיים בבתי ספר מתואמים היטב עם זכר דומיננטי ומספר גדול של נקבות קטנות יותר. אם הזכר מת, נקבה גדלה בגודלה, משנה את המין והופכת לזכר הדומיננטי החדש.

    דישון

    מיזוג של זרע וביצה הוא תהליך הנקרא הפריה. זה יכול להתרחש בתוך (הפריה פנימית) או מחוץ (הפריה חיצונית) הגוף של הנקבה. בני אדם מספקים דוגמה לראשון, ואילו רביית צפרדעים היא דוגמה לאחרונים.

    הפריה חיצונית

    הפריה חיצונית מתרחשת בדרך כלל בסביבות מימיות בהן ביציות וגם זרע משתחררים למים. לאחר הזרע מגיע לביצה, ההפריה מתרחשת. רוב ההפריה החיצונית מתרחשת במהלך תהליך ההשרצה שבו נקבה אחת או כמה משחררות את ביציהן והזכר/ים משחררים זרע באותו אזור, בו זמנית. ההשרצה עשויה להיות מופעלת על ידי אותות סביבתיים, כגון טמפרטורת המים או אורך אור היום. כמעט כל הדגים משריצים, וכך גם סרטנים (כגון סרטנים ושרימפס), רכיכות (כגון צדפות), דיונון ואכינודרמים (כגון קיפודי ים ומלפפוני ים). צפרדעים, אלמוגים, רכיכות ומלפפוני ים גם משריצים (איור\(\PageIndex{5}\)).

    תמונה מראה קרפדות מזדווגות. הנקבה הגדולה יותר נושאת את הזכר הקטן יותר על גבה.
    איור\(\PageIndex{5}\): במהלך רבייה מינית בקרפדות, הזכר תופס את הנקבה מאחור ומפרה חיצונית את הביצים כשהן מופקדות. (קרדיט: ברני קוהל)

    הפריה פנימית

    הפריה פנימית מתרחשת לרוב אצל בעלי חיים יבשתיים, אם כי כמה בעלי חיים ימיים משתמשים גם בשיטה זו. הפריה פנימית עלולה להתרחש על ידי הזכר שמפקיד ישירות זרע בנקבה במהלך ההזדווגות. זה עלול להתרחש גם על ידי הזכר שמפקיד זרע בסביבה, בדרך כלל במבנה מגן, אותו נקבה מרימה כדי להפקיד את הזרע בדרכי הרבייה שלה. ישנן שלוש דרכים לייצור צאצאים בעקבות הפריה פנימית. בשחלה, ביצים מופרות מוטלות מחוץ לגוף הנקבה ומתפתחות שם, ומקבלות הזנה מהחלמון שהוא חלק מהביצה (איור א). \(\PageIndex{6}\) זה קורה בכמה דגים גרמיים, כמה זוחלים, כמה דגים סחוסים, כמה דו-חיים, כמה יונקים וכל הציפורים. רוב הזוחלים והחרקים שאינם עופות מייצרים ביצי עור, בעוד שציפורים וכמה צבים מייצרים ביצים עם ריכוז גבוה של סידן פחמתי בקליפה, מה שמקשה עליהן. ביצי עוף הן דוגמה לקליפה קשה. הביצים של היונקים המטילים ביצים כמו הפלטיפוס והאכידנה עוריות.

    בביצית, ביציות מופרות נשמרות בנקבה, והעובר מקבל את הזנתו מחלמון הביצה. הביצים נשמרות בגוף הנקבה עד שהן בוקעות בתוכה, או שהיא מטילה את הביצים ממש לפני שהן בוקעות. תהליך זה מסייע בהגנה על הביצים עד לבקיעה. זה קורה בכמה דגים גרמיים (כמו דג הפלטיפיש Xiphophorus maculatus, איור \(\PageIndex{6}\) ב), כמה כרישים, לטאות, כמה נחשים (נחש בירית Thamnophis sirtalis), כמה צפענים וכמה בעלי חיים חסרי חוליות (מדגסקר שורקת ג'וק Gromphadorhina portentosa).

    בחיים הצעירים נולדים חיים. הם משיגים את הזנתם מהנקבה ונולדים במצבי בגרות משתנים. זה קורה ברוב היונקים (איור \(\PageIndex{6}\) ג), כמה דגים סחוסים, וכמה זוחלים.

    חלק א': בתצלום נראים ביצים צהובות קטנות על עלה עם חיפושיות זעירות בוקעות מתוך חלקן. חלק ב ': בתצלום נראה דג באקווריום, עם בטן חיוורת ובולטת. חלק ג ': בתצלום נראה סנאי תינוק חסר שיער בעיניים עצומות.
    איור\(\PageIndex{6}\): ב (א) ביציות, צעירים מתפתחים בביצים מחוץ לגוף הנשי, כמו שחיפושיות Harmonia axydridis אלה בוקעות. כמה בעלי חיים ימיים, כמו זה (ב) Xiphophorus maculatus בהריון הם ביציות, כאשר הביצית מתפתחת בתוך הנקבה ותזונה מסופקת בעיקר מהחלמון. אצל יונקים התזונה נתמכת על ידי השלייה, כפי שהיה במקרה של סנאי זה (ג) שזה עתה נולד. (אשראי ב: שינוי עבודה על ידי גוראמי צופה; אשראי ג: שינוי עבודה על ידי "AudreyJM529"/פליקר)

    סיכום מדור

    רבייה עשויה להיות א -מינית כאשר אדם אחד מייצר צאצאים זהים גנטית, או מינית כאשר החומר הגנטי משני פרטים משולב כדי לייצר צאצאים מגוונים מבחינה גנטית. רבייה א-מינית בבעלי חיים מתרחשת באמצעות ביקוע, ניצנים, פיצול ופרתנוגנזה. רבייה מינית עשויה להיות כרוכה בהפריה בתוך הגוף או בסביבה החיצונית. למין יכול להיות מינים נפרדים או מינים משולבים; כאשר המינים משולבים הם עשויים לבוא לידי ביטוי בזמנים שונים במחזור החיים. המין של אדם עשוי להיקבע על ידי מערכות כרומוזומליות שונות או גורמים סביבתיים כגון טמפרטורה.

    רבייה מינית מתחילה בשילוב של זרע וביצית בתהליך הנקרא הפריה. זה יכול להתרחש מחוץ לגופות או בתוך הנקבה. שיטת ההפריה משתנה בין בעלי חיים. מינים מסוימים משחררים את הביצית והזרע לסביבה, מינים מסוימים שומרים על הביצית ומקבלים את הזרע לגוף הנשי ואז מגרשים את העובר המתפתח המכוסה בקליפה, בעוד שמינים אחרים שומרים על הצאצאים המתפתחים לאורך כל תקופת ההיריון.

    רשימת מילים

    רבייה א-מינית
    מנגנון המייצר צאצאים זהים גנטית להורה
    ניצני
    צורה של רבייה א -מינית הנובעת מצמיחה של חלק מאורגניזם המוביל להפרדה מהחיה המקורית לשני פרטים
    הפריה חיצונית
    הפריה של ביצים על ידי זרע מחוץ לגוף של בעל חיים, לעתים קרובות במהלך ההשרצה
    ביקוע
    (גַם, ביקוע בינארי) צורה של רבייה א -מינית שבה אורגניזם מתפצל לשני אורגניזמים נפרדים או שני חלקים המחדשים את החלקים החסרים של הגוף
    פיצול
    שבירת אורגניזם לחלקים וצמיחתו של אדם נפרד מכל חלק
    הרמפרודיזם
    המצב שיש מבני רבייה זכריים ונקביים בתוך אותו אדם
    הפריה פנימית
    הפריה של ביצים על ידי זרע בתוך הגוף של הנקבה
    ביציות
    תהליך שבו ביצים מופרות מוטלות מחוץ לגוף הנקבה ומתפתחות שם, ומקבלות הזנה מהחלמון שהוא חלק מהביצה
    ביצית
    תהליך שבו ביציות מופרות נשמרות בתוך הנקבה; העובר מקבל את הזנתו מחלמון הביצה, והצעירים מפותחים במלואם כאשר הם בוקעים
    פרתנוגנזה
    צורה של רבייה א -מינית שבה ביצית מתפתחת לאדם שלם מבלי להיות מופרית
    קביעת מין
    המנגנון שבאמצעותו נקבע בתחילה מין הפרטים באורגניזמים המתרבים מינית
    רבייה מינית
    צורת רבייה שבה תאים המכילים חומר גנטי משני פרטים מתאחדים כדי לייצר צאצאים ייחודיים מבחינה גנטית
    חיות
    תהליך בו הצעירים מתפתחים בתוך הנקבה ונולדים במצב לא עוברי

    תורמים וייחוסים