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재생산

Reproduction
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기적의 잎식물(칼란초 피나타)의 잎 가장자리를 따라 새로운 개체 생산.앞에 있는 작은 식물은 키가 약 1cm입니다."개인"의 개념은 이 무성 생식 과정에 의해 분명히 확장됩니다.
시리즈의 일부
생물학
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생명과학
주요 컴포넌트
나뭇가지
조사.
적용들

생식(또는 번식 또는 번식)은 새로운 개별 유기체 - "오프링" -이 "부모" 또는 부모로부터 생산되는 생물학적 과정입니다.생식은 알려진 모든 생명체의 근본적인 특징입니다; 각각의 개별 유기체는 생식의 결과로 존재합니다.생식에는 두 가지 형태가 있다: 무성애와 성애.

무성 생식에 있어서, 유기체는 다른 유기체의 개입 없이 번식할 수 있다.무성생식은 단세포 생물에만 국한되지 않는다.유기체의 복제는 무성 생식의 한 형태이다.무성 생식을 통해 유기체는 유전적으로 비슷하거나 동일한 복제품을 만든다.성생식의 진화는 생물학자들에게 큰 수수께끼이다.성생식의 두 배 비용은 오직 50%만이[1] 번식하고 유기체는 [2]단지 50%만 유전한다는 것이다.

성적 번식은 전형적으로 생식체라고 불리는 두 개의 특수 유기체의 성적인 상호작용을 필요로 하는데, 생식체는 정상 세포의 염색체 수의 절반을 포함하고 감수 분열에 의해 생성되며, 전형적으로 수컷은 수정 접합체를 만들기 위해 같은 종의 암컷을 수정한다.이것은 두 부모 유기체의 유전적 특성에서 파생된 자손 유기체를 생산한다.

무성애자

주요 기사:무성 생식

무성생식은 다른 유기체의 유전물질의 기여 없이 유기체가 유전적으로 비슷하거나 동일한 자기 복제를 만드는 과정이다.박테리아는 2차 핵분열을 통해 무성분열한다; 바이러스는 더 많은 바이러스를 생산하기 위해 숙주 세포를 통제한다; 하이드라스와 효모는 싹을 틔움으로써 번식할 수 있다.이 유기체들은 종종 다른 성을 가지고 있지 않고, 그들은 그들 자신을 두 개 이상의 복제품으로 "분할" 수 있습니다.대부분의 식물은 무성생식을 할 수 있는 능력을 가지고 있으며, 개미의 종인 Mycocepurus smithii는 전적으로 무성생식을 통해 번식하는 것으로 생각된다.

히드라, 효모, 해파리와 같이 무성생식을 할 수 있는 몇몇 종들은 또한 성적으로 번식할 수도 있다.예를 들어, 대부분의 식물은 씨앗이나 포자 없이 번식할 수 있지만 성적으로 번식할 수도 있습니다.마찬가지로 박테리아는 결합을 통해 유전 정보를 교환할 수 있다.

무성 생식의 다른 방법으로는 처녀생식, 분열, 유사분열만을 수반하는 포자 형성이 있다.처녀생식은 수컷에 의한 수정 없이 배아나 씨앗의 성장과 발달이다.처녀생식은 하등식물(아포믹시스라고 불리는 곳), 무척추동물(물벼룩, 진딧물, 꿀벌, 기생 말벌 등), 척추동물([3]파충류, 물고기, 그리고 아주 드물게 새와 상어[5] 등[4])을 포함한 몇몇 종에서 자연적으로 발생한다.그것은 또한 때때로 자가 수정이 가능한 암수동물의 번식 형태를 묘사하는 데에도 사용된다.

성적인

주요 기사 : 성적 생식
다음 항목도 참조하십시오.인간 생식
공중에서 짝짓기를 하는 호버파리

성생식은 두 유기체의 유전물질을 결합해 새로운 유기체를 만드는 생물학적 과정으로 세포분열의 특수 형태인 감수분열에서 시작된다.두 부모 유기체는 각각 반수체 생식체를 만들어 [6]자손의 유전자 구성의 절반을 기여한다.대부분의 유기체는 두 가지 다른 형태의 배우자를 형성한다.이러한 반등생 종족에서, 두 성별은 남성(정자 또는 미소 포자를 생산함)과 여성(난자 또는 거대 [7]포자를 생산함)으로 불립니다.이소가메트 종에서 배우자는 형태가 비슷하거나 동일하지만(이소가메트), 분리할 수 있는 특성이 있을 수 있으며 다른 다른 이름이 붙을 수 있다(이소가메 참조).예를 들어 녹색 조류인 Chlamydomonas reinhardtii에는 소위 "플러스"와 "마이너스" 배우자가 있습니다.많은 균류와 섬모충과 [8]같은 몇몇 종류의 유기체들은 singens라고 불리는 두 개 이상의 "성"을 가지고 있다.대부분의 동물과 식물은 성적으로 번식한다.성적으로 번식하는 유기체들은 모든 특징에 대해 다른 유전자 세트를 가지고 있습니다.자손은 각 부모로부터 각 특성별로 하나의 대립 유전자를 물려받는다.따라서, 자손들은 부모의 유전자의 조합을 가지고 있다."유해 [9][10]대립 유전자의 마스킹은 재조합이 자유롭게 일어나는 반배체와 이배체를 번갈아 가며 일어나는 유기체의 지배적인 이배체 단계의 진화에 유리하다"고 믿어진다.

브라이오피스는 성적으로 번식하지만, 더 크고 흔히 볼 수 있는 유기체는 반수체이고 배우자를 생산한다.배우자가 융합하여 접합자를 형성하고 포자낭으로 발전하며, 포자낭은 반수체 포자를 생성합니다.이배체 단계는 반수체 단계, 즉 반수체 우위에 비해 상대적으로 작고 수명이 짧다.이배체의 장점인 이배체증은 이배체 생물 생성에만 존재한다.이형식물은 반수체 단계가 이형성으로부터 혜택을 받지 않음에도 불구하고 성적 번식을 유지한다.이것은 성생식이 이종간의 유전자 재조합과 같은 이질적인 것 이외의 이점을 가지고 있다는 것을 암시하는 것일 수 있으며, 이는 광범위한 특성의 발현을 가능하게 하고, 따라서 개체군을 환경 변화에서 더 잘 살아남을 수 있게 한다.

알로가미

주요 기사:알로가미

알로가미란 꽃의 난자가 다른 식물의 꽃가루에서 정자에 의해 수정될 때 생기는 교잡수분이다.꽃가루는 꽃가루 벡터나 바람과 같은 비생물 운반체를 통해 전달될 수 있다.수정은 꽃가루 튜브를 통해 암컷 배우자에게 꽃가루가 전달될 때 시작된다.자기 수정 방법인 자가 결혼이나 지리 결혼과는 대조적으로, 알로가미는 교차 수정으로도 알려져 있다.

자혼

주요 기사:자혼

자가 수정으로 융합된 두 개의 생식체가 같은 개체, 예를 들어 많은 혈관 식물, 일부 유라미페란, 일부 섬모충으로부터 나오는 자생 생물에서 자가 수정으로도 알려져 있는 자가 수정이 일어난다."자율혼"이라는 용어는 때때로 자가수분(반드시 성공적인 수정으로 이어지지는 않음)을 대체하며, 지리수분,[11] 같은 현화식물의 다른 꽃으로의 꽃가루 이동 또는 단일 수생식물 내의 자기수분을 말한다.

유사분열과 감수분열

유사분열과 감수분열은 세포분열의 한 종류이다.유사분열은 체세포에서 일어나는 반면 감수분열은 생식세포에서 일어난다.

유사분열 결과 세포 수는 원래 세포 수의 두 배입니다.자손세포의 염색체 수는 부모세포의 염색체 수와 같다.

감수 분열 결과 세포 수는 원래 세포 수의 4배입니다.이것은 부모 세포에 존재하는 염색체 수의 절반을 가진 세포를 만든다.이배체세포는 4개의 반수체세포를 형성하는 과정에서 자신을 복제한 후 2개의 분열(사배체, 2배체, 2배체, 반수체)을 거친다.이 과정은 감수분열 I과 감수분열 II의 두 단계로 이루어진다.

동성

주요 기사: LGBT 복제

최근 수십 년 동안, 발달 생물학자들은 동성 [12]번식을 촉진하기 위한 기술을 연구하고 개발해왔다.활동량이 증가하는 명백한 접근법은 여성의 정자와 남성의 난자로, 여성의 정자는 인간의 현실성에 가깝다.2004년, 다른 일본 과학자들은 각인과 관련된 몇몇 유전자의 기능을 변경함으로써 두 개의 쥐 알을 결합하여 딸[13] 쥐를 생산했고, 2018년 중국 과학자들은 두 마리의 암컷 쥐로부터 29마리의 암컷 쥐를 만들어 냈지만 두 마리의 아빠 [14][15]쥐로부터 생존 가능한 새끼를 생산하지 못했다.

전략들

상세 정보:생식의 양식과 생명사 이론

다른 종에 의해 사용되는 광범위한 생식 전략이 있다.인간과 북부 가넷과 같은 몇몇 동물들은 태어난 후 수년 동안 성적 성숙에 이르지 못하고 심지어 새끼를 거의 낳지 않는다.다른 것들은 빨리 번식하지만, 정상적인 상황에서는, 대부분의 자손들은 성인이 될 때까지 살아남지 못합니다.예를 들어 토끼(8개월 후 성숙)는 연간 10~30마리의 새끼를 낳을 수 있고 초파리(10-14일 후 성숙)는 연간 최대 900마리의 새끼를 낳을 수 있다.이 두 가지 주요 전략은 K-선택(소수 자손)과 R-선택(다수 자손)으로 알려져 있다.어떤 전략이 진화에 의해 선호되는지는 다양한 상황에 따라 달라집니다.자손 수가 적은 동물들은 각각의 개별 자손을 양육하고 보호하는데 더 많은 자원을 소비할 수 있으며, 따라서 많은 자손의 필요성이 감소한다.반면에, 많은 자손을 가진 동물들은 각각의 개별 자손에게 더 적은 자원을 소비할 수 있다; 이러한 종류의 동물들에게 많은 자손들이 태어난 후 곧 죽는 것은 흔한 일이지만, 일반적으로 개체 수를 유지하기 위해 충분한 수의 개체들이 살아남는다.꿀벌과 초파리와 같은 몇몇 유기체들은 정자 저장이라고 불리는 과정에서 정자를 유지하여 그들의 번식력을 증가시킨다.

기타 타입

주요 기사:반비례와 반복성
  • 다환식 동물은 일생 동안 간헐적으로 번식한다.
  • 반생물은 한해살이 식물(모든 곡물 작물 포함), 특정 종의 연어, 거미, 대나무, 세기 식물과 같이 일생에 단 한 번만 번식한다.종종 그들은 번식 직후에 죽는다.이것은 종종 r-strategist와 관련이 있습니다.
  • 반복성 유기체는 여러해살이 식물과 같이 연속적인 (예: 연간 또는 계절) 주기로 자손을 생산한다.반복성 동물은 여러 계절에 걸쳐 생존한다.이것은 K-전략가들과 더 관련이 있다.

무성 생식 대 성 생식

성적 재생산의 두 배 비용에 대한 삽화.각 유기체가 동일한 수의 자손에 기여하는 경우 (a) 각 세대마다 모집단의 크기가 동일하며, (b) 무성 인구는 각 세대마다 크기가 두 배로 증가한다.

무성 생식을 통해 번식하는 유기체는 그 수가 기하급수적으로 증가하는 경향이 있다.하지만, 그들은 DNA의 변이를 위해 돌연변이에 의존하기 때문에, 그 종의 모든 구성원들은 비슷한 취약점을 가지고 있다.성적으로 번식하는 유기체는 적은 수의 자손을 낳지만, 유전자의 많은 변화가 그들을 질병에 덜 걸리게 한다.

많은 유기체들이 무성 생식뿐만 아니라 성적으로도 번식할 수 있다.진딧물, 슬라임 곰팡이, 말미잘, 불가사리, 그리고 많은 식물들이 그 예입니다.환경적 요인이 유리한 경우, 풍부한 식량 공급, 적절한 보호소, 유리한 기후, 질병, 최적의 pH 또는 다른 라이프스타일 요건의 적절한 조합과 같은 생존을 위한 적절한 조건을 이용하기 위해 무성 생식을 사용한다.이러한 유기체의 개체 수는 풍부한 공급 자원을 최대한 활용하기 위해 무성 생식 전략을 통해 기하급수적으로 증가한다.

식량원이 고갈되거나, 기후가 적대적이 되거나, 생활환경의 다른 부정적인 변화로 인해 개인의 생존이 위태로워지면, 이러한 유기체들은 성적 형태의 번식으로 전환된다.성적 번식은 그 종의 유전자 풀의 혼합을 보장한다.성생식의 자손에게서 발견되는 변화는 일부 개체들이 생존에 더 적합하도록 하고 선택적 적응이 일어나는 메커니즘을 제공한다.성주기의 감수분열 단계는 DNA 손상을 특히 효과적으로 복구할 수 있게 해준다(감수분열 [citation needed]참조).게다가, 성적 생식은 보통 무성 부모의 자손을 위협하는 조건을 견딜 수 있는 삶의 단계를 형성한다.따라서, 씨앗, 포자, 알, 번데기, 낭종 또는 다른 "과겨울" 단계의 성적 생식은 좋지 않은 시기 동안 생존을 보장하며, 유기체는 적합성으로 되돌아갈 때까지 불리한 상황을 "기다릴" 수 있습니다.

없는 삶

생식이 없는 생명체의 존재는 몇 가지 추측의 대상이다.생물의 기원이 어떻게 비생식 요소로부터 유기체를 번식시키는 것을 생산했는지에 대한 생물학적 연구는 생물 발생이라고 불린다.여러 독립적인 생물 발생학적 사건이 있었든 없었든, 생물학자들은 지구상의 모든 현재 생명체의 마지막 보편적인 조상이 약 35억 년 전에 살았다고 믿는다.

과학자들은 실험실에서 비생산적으로 생명체를 창조할 가능성에 대해 추측해 왔다.몇몇 과학자들은 완전히 무생물 [16]물질로부터 단순한 바이러스를 만들어내는 데 성공했다.그러나 바이러스는 종종 살아있지 않은 것으로 간주된다.단백질 캡슐 안에 있는 작은 RNA나 DNA에 지나지 않기 때문에, 그들은 신진대사가 없고 납치된 세포의 신진대사 기구의 도움을 받아야만 복제할 수 있다.

조상이 없는 진짜 살아있는 유기체(예를 들어 단순한 박테리아)의 생산은 훨씬 더 복잡한 작업이 될 것이지만, 현재의 생물학적 지식에 따르면 어느 정도 가능할 수 있다.합성 게놈이 기존의 박테리아로 옮겨져 토종 DNA를 대체함으로써 새로운 M.마이코이드 [17]유기체가 인공적으로 생산되었다.

과학계에서는 화학적으로 합성된 게놈이 거의 1:1의 자연발생 게놈 복제품이고 수용체 세포가 자연발생 박테리아라는 이유로 이 세포가 완전히[18] 합성된 것으로 간주될 수 있는지에 대한 논란이 일고 있다.크레이그 벤터 연구소는 "합성 박테리아 세포"라는 용어를 유지하고 있지만, 그들은 또한 "..."를 명확히 한다.우리는 이것을 "처음부터 생명을 창조하는 것"이라고 생각하지 않고 합성 DNA를 사용하여 이미 존재하는 생명에서 새로운 생명을 창조하고 있다.[19]Venter는 실험용 세포에 대해 "매우 명백한 인간의 발명품"[18]이라고 특허출원을 계획하고 있다.그것의 창시자들은 '합성 생명체'를 만드는 것은 연구자들이 생명체를 분해하는 것이 아니라 그것을 만들어서 생명체에 대해 배울 수 있게 해줄 것이라고 제안한다.그들은 또한 생명과 기계 사이의 경계를 "진짜 프로그램 가능한 유기체"[20]를 생산하기 위해 두 가지가 겹칠 때까지 확장시킬 것을 제안합니다.관련된 연구원들은 "진정한 합성 생화학적 생명체"의 창조가 현재의 기술과 비교적 가깝고 인간을 [21]달에 보내는 데 필요한 노력에 비해 저렴하다고 말했다.

복권원칙

성적 생식은 무성 생식보다 훨씬 더 많은 에너지를 필요로 하고 유기체들을 다른 추구로부터 멀어지게 하기 때문에, 그리고 왜 그렇게 많은 종들이 그것을 사용하는지에 대한 논란이 있다.조지 C. 윌리엄스는 성적 [22]재생산의 광범위한 사용에 대한 하나의 설명에서 복권을 비유로 사용했다.그는 자손에게 유전적 다양성을 거의 또는 전혀 생산하지 않는 무성생식은 모두 같은 숫자를 가진 많은 표를 사는 것과 같아서, "당첨"의 가능성, 즉 살아남은 자손을 낳는 것을 제한한다고 주장했다.그는 성적 재생산은 표를 적게 사는 것과 같았지만 숫자가 더 다양해 성공 가능성이 더 크다고 주장했다.이 유추의 요점은 무성 생식이 유전적 변이를 일으키지 않기 때문에 변화하는 환경에 빠르게 적응할 수 있는 능력이 거의 없다는 것이다.요즘 복권 원칙은 불안정한 환경에서 무성 생식이 더 널리 퍼진다는 증거 때문에 덜 받아들여지고 있는데, 이는 그것이 [citation needed]예측한 것과 반대되는 것이다.

「 」를 참조해 주세요.

메모들

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레퍼런스

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  • "Allogamy". Stedman's Online Medical Dictionary (27 ed.). 2004.

추가 정보

외부 링크

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