Avantages de la reproduction sexuée par rapport à la reproduction asexuée chez les animaux. Cycles de vie
L'essence de la reproduction sexuée est la création de nouvelles combinaisons génétiques. Dans les cas les plus typiques, un mâle et une femelle s'accouplent et produisent des individus dont les génotypes ne sont identiques ni au génotype du père ni à celui de la mère. Chez certains animaux, de nouveaux génotypes peuvent être créés à la suite de processus d'un. type différent. Chez les protozoaires tels que les paramécies, l'autogamie se produit, dans laquelle un individu crée un nouveau génotype homozygote. D'autres formes, notamment certains vers plats et mollusques, sont hermaphrodites, c'est-à-dire ont à la fois des gonades mâles (productrices de spermatozoïdes) et femelles (productrices d'ovules). Il existe des formes hermaphrodites capables de s'autoféconder.
Toute reproduction n’est pas sexuelle (c’est-à-dire qu’elle crée de nouveaux génotypes). Par exemple, les paramécies sont capables de se diviser en deux pour former deux nouveaux organismes filles, génétiquement identiques à l'individu d'origine. Les polypes hydroïdes (un des groupes de coelentérés) peuvent produire de nouveaux individus identiques à eux-mêmes à la suite du processus de bourgeonnement. dans ce cas, plusieurs nouveaux organismes peuvent se former dans une même zone bourgeonnante. D'autres animaux, dont de nombreux insectes et certains poissons, sont capables de reproduction parthénogénétique, dans laquelle la progéniture se développe à partir d'œufs non fécondés.
La grande majorité des animaux, en particulier les formes apparues relativement récemment, se reproduisent sexuellement, c'est-à-dire par fusion de gamètes mâles et femelles. Les théoriciens sont en désaccord sur les raisons de cette prédominance du processus sexuel. Puisque la reproduction sexuée nécessite certains coûts, elle doit évidemment apporter des avantages significatifs. Les principales raisons suivantes ont été avancées pour expliquer :
1) un avantage évolutif pour les populations qui peuvent changer plus rapidement que les autres grâce à la reproduction sexuée ;
2) avantage évolutif dû au fait que ce mode de reproduction facilite la spéciation (l'émergence de nouvelles espèces) ;
3) que les parents individuels peuvent créer de la diversité chez leur progéniture immédiate, ce qui leur permet de s'adapter plus facilement aux changements imprévisibles de l'environnement.
Au cours de la reproduction sexuée, à la suite de la fusion des gamètes, un œuf fécondé se forme - un zygote, qui porte les inclinations héréditaires des deux parents, ce qui entraîne une forte augmentation de la variabilité héréditaire des descendants. C'est l'avantage de la reproduction sexuée par rapport à la reproduction asexuée. Ceux. en présence de recombinaison génétique, les individus parentaux produisent une progéniture qui en différera de la manière la plus imprévisible, et parmi les nouvelles combinaisons aléatoires de gènes, au moins la moitié peut s'avérer pire que le génotype parent, cependant, le mélange des gènes lors de la reproduction sexuée contribue à la survie de l'espèce lorsque les conditions environnementales changent. Si un parent produit de nombreux descendants avec une grande variété de combinaisons de gènes, il y a plus de chances qu'au moins un descendant soit bien adapté aux circonstances de la vie future, quelles qu'elles soient.
En présence de recombinaison génétique, les individus parentaux produisent une progéniture qui différera d'eux de la manière la plus imprévisible, et parmi les nouvelles combinaisons aléatoires de gènes, au moins la moitié peut s'avérer pire que le génotype parent, mais le mélange des gènes lors de la reproduction sexuée contribue à la survie de l'espèce lorsque les conditions environnementales changent. Si un parent produit de nombreux descendants avec une grande variété de combinaisons de gènes, il y a plus de chances qu'au moins un descendant soit bien adapté aux circonstances de la vie future, quelles qu'elles soient.
De nombreuses hypothèses ont été proposées pour expliquer les avantages de la reproduction sexuée dans la lutte pour l’existence. L’un d’eux donne une idée de ce qu’auraient pu être les premières étapes de l’évolution de la reproduction sexuée. Le cours de l’évolution dépend en grande partie de mutations qui modifient les gènes existants et forment de nouveaux allèles (variantes) de ces gènes. Supposons que deux individus dans une certaine population présentent des mutations favorables qui affectent certains locus génétiques, et donc des fonctions différentes. Chez une espèce asexuée, chacun de ces individus donnera naissance à un clone de progéniture mutante, et les deux nouveaux clones entreront en compétition jusqu'à ce que l'un d'eux gagne. L'un des allèles favorables produits par la mutation va ainsi se propager, tandis que l'autre finira par disparaître. Imaginez maintenant que l'un des mutants originaux possède une caractéristique génétiquement déterminée qui lui permet de temps en temps d'inclure des gènes provenant d'autres clones dans son génome. Dans des conditions de lutte pour l'existence, l'acquisition de gènes à partir de cellules d'un clone concurrent équivaut à la création d'une cellule portant toutes les mutations favorables. Une telle cellule aura la plus grande forme physique et les avantages dont elle bénéficiera assureront la propagation dans la population d'une caractéristique qui lui permettra d'inclure des gènes provenant d'autres cellules dans son génome. La sélection naturelle favorisera une telle reproduction sexuée primitive.
Les spermatozoïdes sont l'un des principaux acteurs de la reproduction sexuée.
La levure a aidé les scientifiques à montrer que le métissage conduit à une plus grande adaptabilité écologique d’une espèce.
La survie d'une espèce est associée à l'accumulation de changements génétiques qui aident l'organisme à survivre dans un habitat particulier. On pense que la reproduction sexuée, qui augmente la variabilité génétique, contribue à l’évolution rapide de l’espèce. Mais dans le cas de la reproduction sexuée, la progéniture adopte les gènes de deux individus différents. Imaginons que la mère et le père soient issus de populations différentes ; Les gènes de la mère lui permettent de survivre dans certaines conditions, tandis que les gènes du père sont « adaptés » à d’autres. Dans ce cas, la progéniture ne sera adaptée ni à l'un ni à l'autre : les gènes s'affaiblissent les uns les autres et ne pourront fonctionner correctement dans aucune condition. Il s’avère que la reproduction sexuée ne contribue pas à la survie de l’espèce ?
Des chercheurs de l'Université d'Auckland (Nouvelle-Zélande) ont mis en place une expérience censée répondre directement à la question de savoir si le métissage entre populations favorise ou entrave l'évolution. Les scientifiques ont utilisé de la levure, qui peut se reproduire de manière asexuée et sexuelle. La première culture a été cultivée dans certaines conditions, la seconde dans des conditions différentes. À un moment donné, la levure a activé le mécanisme de reproduction sexuée et a permis à des champignons de différentes populations de se retrouver.
Dans un article publié dans la revue Ecology Letters, les auteurs écrivent que la progéniture issue de la reproduction sexuée s'adapte plus rapidement à son environnement. Si les parents appartenaient à des populations différentes, alors leurs enfants se sentaient aussi bien dans les conditions environnementales « maternelles » que « paternelles ». Autrement dit, non seulement la reproduction sexuée n'interfère pas, mais elle stimule également l'évolution de l'espèce, en particulier lorsque des individus de populations différentes se rencontrent.
En fait, les résultats de l’expérience confirment une hypothèse alternative, mais relativement peu connue, selon laquelle les gènes « adaptés » à une condition n’interfèrent pas nécessairement avec la vie dans une autre. Les gènes de différents habitats ne s'affrontent pas, mais coexistent pacifiquement dans un seul génome, s'activant et s'éteignant selon les besoins.
Auparavant, les biologistes évolutionnistes devaient trouver des astuces astucieuses censées empêcher les individus de populations différentes de se croiser et ainsi affaiblir la position évolutive de l'espèce. Et bien que, comme nous l’avons déjà mentionné, il existait une hypothèse alternative, une confirmation expérimentale était nécessaire pour la placer au-dessus de toutes les autres. Lors de la préparation de cet article, des informations obligatoires ont été utilisées.
4. Structure, propriétés biologiques et développement du sperme :
Informations connexes.
1. Quel est l’avantage de la reproduction sexuée par rapport à la reproduction asexuée ?
Répondre. Lors de la reproduction sexuée, qui s'effectue par la fusion de deux cellules sexuelles de gamètes, des informations génétiques des parents sont échangées. En conséquence, la progéniture semble diversifiée dans ses caractéristiques, ce qui peut surpasser celle de ses parents en termes de viabilité, y compris lorsque les conditions environnementales changent.
2. Donnez des exemples d'organismes qui se reproduisent principalement de manière asexuée.
Répondre. Avec la reproduction asexuée, un nouvel organisme peut naître d’une ou plusieurs cellules asexuées (somatiques) de la mère.
Les cellules procaryotes se reproduisent en se divisant en deux. De nombreux protozoaires (amibes, euglène verte, etc.), des algues unicellulaires (Chlamydomonas) se reproduisent par division cellulaire mitotique normale. D'autres champignons unicellulaires et inférieurs, les algues (chlorelle), les animaux (plasmodium du paludisme) sont caractérisés par la sporulation. Cela réside dans le fait que la cellule se divise en un grand nombre d'individus égal au nombre de noyaux précédemment formés dans la cellule mère à la suite de divisions répétées de son noyau.
Questions après le § 32
1. Quelle est la différence entre conjugaison et copulation ?
Répondre. Si nous parlons de méthodes de reproduction sexuée, alors :
lors de la copulation, deux individus unicellulaires fusionnent (les informations génétiques des deux parents sont combinées, puis se divisent par méiose (le nombre d'individus ayant reçu des informations génétiques des deux parents augmente).
lors de la conjugaison, les informations génétiques sont échangées sans augmenter le nombre d'individus. On distingue les principales formes de conjugaison suivantes : l'isogamie, l'anisogamie et l'oogamie.
Avec l'isogamie, des gamètes mobiles et morphologiquement identiques se forment. L'isogamie se produit chez de nombreuses algues.
Avec l'hétérogamie, des gamètes mobiles différents morphologiquement et physiologiquement se forment. Ce type de processus sexuel est caractéristique de nombreuses algues.
Dans le cas de l'oogamie, les gamètes sont très différents les uns des autres. Le gamète femelle est un gros œuf immobile contenant une grande quantité de nutriments. Les gamètes mâles - les spermatozoïdes - sont de petites cellules, le plus souvent mobiles, qui se déplacent à l'aide d'un ou plusieurs flagelles. L'oogamie est caractéristique des animaux, des plantes supérieures et de nombreux champignons.
2. Où se forment les œufs ?
Répondre. L'œuf est le gamète femelle des animaux, des plantes supérieures, ainsi que de nombreuses algues et organismes unicellulaires, caractérisés par l'oogamie. Chez les animaux, les œufs se forment dans les glandes sexuelles femelles - les ovaires, chez les gymnospermes et les angiospermes dans les ovules, dans les mousses et les fougères chez les archégones.
3. À quoi sert l’acrosome du sperme ?
Répondre. Lors de la fécondation, au moment du contact du spermatozoïde avec l'ovule, les enzymes contenues dans l'acrosome sont libérées et dissolvent les membranes de l'ovule, assurant ainsi la pénétration du spermatozoïde dans l'ovule.
La reproduction sexuée est la principale forme de reproduction dans le monde organique. La reproduction sexuée implique deux parents. Elle est précédée par la formation dans le corps des parents, à la suite de la méiose, de cellules germinales spécialisées - des gamètes, dont chacun porte un seul ensemble (haploïde) de chromosomes. La reproduction elle-même consiste en la fécondation – la fusion des gamètes en un zygote.
Les cellules reproductrices mâles et femelles chez les animaux se forment généralement dans les gonades (testicules et ovaires). Ils peuvent être chez des individus différents ou chez un seul ; dans ce dernier cas, les individus sont appelés hermaphrodites. L'hermaphrodisme est la forme de reproduction la plus primitive, caractéristique de nombreux animaux inférieurs (y compris les ténias, les vers de terre, les escargots) et les plantes à fleurs, les vers de terre, les vers de terre, les escargots, les plantes à fleurs.
Hermaphrodisme : L'autofécondation est POSSIBLE (important pour les espèces sédentaires ou les individus menant une existence solitaire) MAIS l'autofécondation empêche l'échange de matériel génétique entre individus ; PAR CONSÉQUENT, de nombreux organismes ont des adaptations qui empêchent l'autofécondation (incompatibilité génétique des cellules germinales d'un organisme, formation de gamètes mâles et femelles à des moments différents, structure florale particulière qui favorise la pollinisation croisée).
L'essence de la méiose La méiose est un élément important de la reproduction sexuée. Au cours de la méiose, des cellules se forment contenant un seul ensemble de chromosomes, ce qui permet la fusion ultérieure des cellules sexuelles (gamètes) des deux parents. En fait, la méiose est un type de mitose. Elle implique deux divisions cellulaires successives, mais les chromosomes ne sont dupliqués que dans la première de ces divisions. L'essence biologique de la méiose est de réduire de moitié le nombre de chromosomes et de former des gamètes haploïdes (c'est-à-dire des gamètes avec un seul ensemble de chromosomes).
19
Questions au début du paragraphe.
Question 1. Pourquoi une espèce peut-elle exister pendant une durée quasi illimitée, alors que chaque individu est mortel ?
Un individu ne peut pas évoluer. Cela peut changer en s'adaptant aux conditions environnementales. Mais ces changements ne sont pas évolutifs, puisqu’ils ne sont pas hérités. L'espèce est généralement hétérogène et se compose de plusieurs populations. La population est relativement indépendante et peut exister longtemps sans lien avec les autres populations de l'espèce. Tous les processus évolutifs se déroulent dans une population : des mutations se produisent chez les individus, des croisements se produisent entre individus, la lutte pour l'existence et la sélection naturelle s'opèrent. En conséquence, le patrimoine génétique de la population évolue avec le temps et elle devient l’ancêtre d’une nouvelle espèce. C’est pourquoi l’unité élémentaire de l’évolution est une population et non une espèce.
Question 2. Comment mûrissent les spermatozoïdes et les ovules ?
Cellules reproductrices mâles - les spermatozoïdes se forment dans les testicules (testicules). La maturation des spermatozoïdes se produit à une température d'environ 35 "C. Ceci est inférieur à la température de la cavité abdominale du corps. Par conséquent, les testicules sont situés à l'extérieur de la cavité abdominale, dans le sac cutané - le scrotum. La maturation complète des spermatozoïdes se produit dans le système des canaux déférents, puis ils pénètrent dans l'urètre, au début duquel s'écoulent également les conduits de glandes supplémentaires - les vésicules séminales et la prostate, ou prostate.
La maturation de l'ovule a lieu dans la vésicule de Graaf de l'ovaire. Le développement de l'œuf dure environ 28 jours. À la suite de la division par réduction, l'ovule mature, comme le spermatozoïde, reste avec la moitié de l'ensemble des chromosomes. Chaque œuf ne contient qu'un chromosome X. Le sexe de l’enfant à naître dépend donc du père.
Question 3. Qu'est-ce qui détermine le sexe d'un enfant ?
Le sexe de la progéniture dépend des chromosomes sexuels.
Si la cellule germinale (zygote) contient deux chromosomes X (X de la mère et X du père), une fille naîtra. S’il y a des chromosomes X et Y (X de la mère et Y du père), un garçon naîtra.
Questions à la fin du paragraphe.
Question 1. Quels sont les avantages de la reproduction sexuée par rapport à la reproduction asexuée ?
Avec l'aide de la reproduction sexuée, l'appareil génétique de la progéniture est mis à jour, de nouvelles combinaisons de gènes apparaissent, puisque l'organisme maternel et paternel y participe, et la diversité des caractéristiques individuelles est bénéfique pour la survie de l'espèce dans des conditions environnementales changeantes. . Dans la reproduction asexuée, à laquelle un seul individu participe, l'ensemble des gènes des organismes mère et fille est le même.
Question 2. Expliquez la signification biologique de la présence d'un demi-ensemble de chromosomes dans le spermatozoïde et l'ovule.
Les noyaux des cellules germinales mâles et femelles contiennent chacun la moitié de l'ensemble des chromosomes caractéristiques d'une espèce donnée. Lorsqu'un ovule et un spermatozoïde fusionnent, leurs ensembles de chromosomes sont combinés, l'ensemble de chromosomes caractéristique d'une espèce donnée est restauré et le futur organisme combine les caractéristiques héréditaires des deux parents.
Question 3. Où a lieu la fécondation ? Qu’est-ce qui se forme à la suite de ce processus ?
La fusion de l’ovule et du spermatozoïde se produit dans la trompe de Fallope. Une fois que le sperme a pénétré dans l'ovule, un zygote se forme - une cellule germinale qui porte les caractéristiques héréditaires des deux parents.
Question 4. Pourquoi un embryon peut-il rester dans l'utérus, mais pas un ovule non fécondé ?
Un ovule non fécondé, contrairement à un embryon, ne possède pas de villosités qui lui permettent de rester dans l’utérus.
L'essence de la reproduction sexuée est la création de nouvelles combinaisons génétiques. Dans les cas les plus typiques, un mâle et une femelle s'accouplent et produisent des individus dont les génotypes ne sont identiques ni au génotype du père ni à celui de la mère. Chez certains animaux, de nouveaux génotypes peuvent être créés à la suite de processus d'un. différents types. Chez les protozoaires tels que les paramécies, l'autogamie se produit, dans laquelle un individu crée un nouveau génotype homozygote. D'autres formes, y compris certains vers plats et mollusques, sont hermaphrodites, c'est-à-dire qu'elles ont à la fois un mâle (producteur de spermatozoïdes) et une femelle (productrice d'œufs). ) gonades Il existe des formes hermaphrodites capables de s'autoféconder (Bermant, Davidson, 1974).
Toute reproduction n'est pas sexuée (c'est-à-dire qu'elle crée de nouveaux génotypes). Par exemple, les paramécies sont capables de se diviser en deux pour former deux nouveaux organismes filles génétiquement identiques à l'individu d'origine (un des groupes de coelentérés). peuvent produire de nouveaux individus identiques à eux-mêmes à la suite du processus de bourgeonnement. Dans ce cas, plusieurs nouveaux organismes peuvent se former dans une même zone de bourgeonnement. D'autres animaux, dont de nombreux insectes et certains poissons, sont capables de reproduction parthénogénétique, dans laquelle la progéniture se développe à partir d'œufs non fécondés (Bermant et Davidson, 1974).
La grande majorité des animaux, en particulier les formes apparues relativement récemment, se reproduisent sexuellement, c'est-à-dire par fusion de gamètes mâles et femelles. Les théoriciens ne sont pas d'accord sur les raisons de cette prédominance du processus sexuel. Puisque la reproduction sexuée nécessite certains coûts, elle doit évidemment apporter des avantages significatifs. Les principales raisons suivantes ont été avancées pour expliquer :
1) un avantage évolutif pour les populations capables de changer plus rapidement que les autres grâce à la reproduction sexuée ; 2) un avantage évolutif dû au fait que ce mode de reproduction facilite la spéciation (l'émergence de nouvelles espèces) ; 3) le fait que les individus parents peuvent créer de la diversité chez leur progéniture immédiate, facilitant ainsi leur adaptation aux changements imprévisibles de l'environnement (Stanley, 1975 ; Williams, 1966 ; Wilson, 1975).
COMPORTEMENTS ASSOCIÉS À LA REPRODUCTION SEXUELLE
L'une des principales caractéristiques du cycle de reproduction de nombreux vldas est sa saisonnalité, c'est-à-dire qu'il se limite à certaines périodes de l'année. Le cycle de reproduction complet comprend la parade nuptiale, l'accouplement, les conséquences de l'accouplement et le soin des œufs et des petits.
Saisonnalité
De nombreuses espèces, notamment celles que l’on trouve dans les zones tempérées, se reproduisent seulement à certaines périodes de l’année. Le pic printanier de l’activité reproductrice des oiseaux a servi de source d’inspiration à de nombreux écrivains et poètes. Cependant, d'autres animaux se reproduisent à d'autres moments de l'année. De nombreuses espèces de cerfs et d'orignaux se reproduisent à l'automne, les loups et les coyotes se reproduisent au milieu de l'hiver, et certains phoques et otaries se reproduisent à la fin du printemps et au début de l'été. Au sein d'une espèce donnée, les saisons de reproduction varient souvent en fonction de la latitude. Le dénominateur commun à toutes ces différentes saisons de reproduction est l'heure de naissance des petits. Bien que les périodes de gestation varient selon les animaux, la plupart donnent naissance à leurs petits à la fin du printemps et au début de l'été. Apparemment, un autre avantage de la saisonnalité est qu'elle permet à la naissance de la progéniture de coïncider avec le beau temps et la plus grande abondance de ressources alimentaires. Les saisons d'accouplement et de gestation semblent être coordonnées de sorte que, chez la plupart des espèces, les petits naissent à la fin du printemps et au début de l'été (voir Sadleir, 1969).
Les facteurs directement liés au début de l’activité reproductrice varient d’une espèce à l’autre. Les conditions telles que la température, les précipitations, le développement de la végétation et la durée du jour varient selon les saisons, ce qui peut toutes influencer l'activité de reproduction chez des animaux spécifiques. Apparemment, le début de la reproduction chez de nombreuses espèces est déterminé par la durée du jour, « puisque dans de nombreux habitats, ce facteur est corrélé de la manière la plus fiable avec le changement de saisons. Par exemple, si les cailles d'Extrême-Orient sont gardées dans des conditions de jours courts. (8 heures de lumière et 16 heures d'obscurité), puis chez les mâles et les femelles, les organes reproducteurs sont réduits et les réactions sexuelles disparaissent. Un changement approprié du régime lumineux (16 heures de lumière et 8 heures d'obscurité) conduit à la restauration. de la morphologie et du comportement (Sachs, 1969 ; Adkins, 1973).
Cour
La fonction de la parade nuptiale est de réunir deux animaux de sexes différents dans des conditions qui offrent une plus grande probabilité de succès de l'accouplement. Tout d’abord, il est nécessaire que l’animal puisse trouver un partenaire potentiel pour se marier. L'importance de l'accouplement avec un congénère et le rôle du comportement d'accouplement dans l'isolement reproductif sont abordés dans les chapitres 2 et 13. La parade nuptiale est souvent une séquence complexe de signaux en interaction (tels que ceux illustrés à la Fig. 5.1) qui devraient conduire à l'accouplement des individus. un individu donné avec un partenaire approprié. Le timing est d’une grande importance pour une reproduction réussie ; Lors de l’accouplement, le mâle et la femelle doivent être en bonne condition physiologique. Ceci est réalisé grâce à la synchronisation des cycles, qui est assurée par l'interaction de stimuli externes et le comportement des partenaires eux-mêmes. Les représentants de l'éthologie classique ont souligné que de nombreuses formes de fréquentation contiennent des éléments de conflit, souvent parce que la réaction initiale d'un individu face à un autre individu apparaissant à proximité peut être agressive.
Les systèmes d'accouplement varient considérablement selon les espèces. Un certain nombre d'espèces, par exemple certains cygnes et oies, sont de véritables monogames et choisissent un partenaire toute leur vie. De nombreux oiseaux migrateurs forment des couples pendant une seule saison. Certains primates présentent une polygamie séquentielle, c'est-à-dire la formation de couples avec plusieurs partenaires à des moments différents, pendant une certaine période avec chacun d'eux. Avec la polygamie simultanée, un individu est lié par mariage simultanément à plusieurs individus de l'autre sexe. De nombreuses espèces de mammifères semblent être caractérisées par des relations sexuelles totalement promiscuité, c'est-à-dire une copulation avec de nombreux partenaires différents en l'absence totale de couples (voir Brown, 1975).
Les formes de parade nuptiale entre différentes espèces sont très diverses. Voici quelques exemples.
Fig. 51. Schéma du comportement de parade nuptiale des papillons, illustrant la chaîne de stimuli et de réactions séquentiels dans la relation entre la femelle (A) et le mâle (B). (Brower, Brower, Cranston, 1965.)
Arthropodes. La détection initiale d’un individu du sexe opposé se fait souvent par l’odorat. Par exemple, les vers à soie mâles (Bombyx mori) sont exceptionnellement sensibles au bombi-col, un attractif sexuel sécrété par la femelle. Cet attractif attire les mâles sur de très longues distances ; une de ses molécules suffit à provoquer un influx nerveux dans une cellule réceptrice (Schneider, 1974). Les grillons émettent une variété de sons qui attirent les partenaires et jouent également un rôle dans d'autres aspects du comportement de parade nuptiale.
Les signaux visuels sont également courants. Les crabes séduisants mâles (Uca) effectuent des mouvements rituels spécifiques à l'espèce avec leurs griffes élargies pendant la parade nuptiale. Lorsqu’elles font la cour, les araignées sauteuses effectuent également des manifestations visuelles caractéristiques.
Les manifestations visuelles les plus spectaculaires incluent les signaux d'accouplement des lucioles (Fig. 5.2). En survolant les champs ou les forêts, les mâles produisent des éclairs de lumière spécifiques à chaque espèce. Les femelles répondent aux signaux du mâle de leur espèce par un bref flash. La période de latence et le signal lui-même sont caractéristiques de chaque espèce et dépendent également de la température. Le mâle répond au signal de la femelle en se rapprochant de plus en plus d'elle, et le couple continue d'échanger des signaux jusqu'à ce que le mâle descende et s'accouple avec la femelle (Lloyd, 1966). Un observateur expérimenté peut attirer un mâle en utilisant une lampe de poche miniature pour imiter la réaction de la femelle aux explosions du mâle.
De nombreux travaux ont été consacrés à la parade nuptiale des mouches des fruits du genre Drosophila (voir Spieth, 1974). Un certain nombre d'éléments comportementaux ont été identifiés (vibrations des ailes, tremblements des pattes, signaux des ailes, cercles et léchage), qui, dans diverses combinaisons, constituent le rituel de parade nuptiale chez différentes espèces.
Poisson. Différents types de poissons présentent différentes formes de parade nuptiale. La description la plus détaillée du comportement de l'un des poissons d'aquarium tropicaux est Tilapia melanotheron, dans laquelle quatre formes de comportement « purement accouplées » (qui ne se produisent dans aucune autre circonstance) ont été identifiées : des courbures rapides vers le bas et vers l'avant, une une sorte de tremblement de tête, de morsure du substrat et une posture immobile au nid (Barlow et Green, 1970). La démonstration la plus expressive de la cérémonie de parade nuptiale des guppys est la pose « sigmoïde », ou en forme de S, adoptée par le mâle. En porte-épée, le mâle s'approche de la femelle de côté, et peut également s'approcher d'elle en reculant, en secouant tout son corps ou en agitant son gonopodium (Clark, Aronson, Gordon, 1954).
Amphibiens et reptiles. Les ouaouarons mâles occupent certains territoires d'où leurs chœurs bruyants peuvent être entendus. Les femmes sont évidemment attirées par de tels chœurs. De nombreuses espèces de crocodiles émettent de forts rugissements.
Le rituel de parade nuptiale des lézards Anolis carolinensis est bien connu de nombreux Américains qui possèdent un terrain chez eux. Le mâle sautille de manière rythmée, affichant une poche gulaire rouge vif (un pli de peau suspendu sous le menton) (Grews, 1975). Chez la plupart des espèces de serpents, le rôle principal dans la procédure de parade nuptiale est joué par la stimulation tactile de la femelle et la stimulation olfactive du mâle. Il a été démontré que les soi-disant « danses d'accouplement », dans lesquelles deux serpents sont étroitement enroulés l'un contre l'autre, impliquent deux mâles et que l'interaction entre eux est probablement agressive (Porter, 1972).
Des oiseaux. Certains des exemples les plus frappants de comportement d’accouplement sont connus chez les oiseaux. Les cérémonies complexes de parade nuptiale des grèbes, des goélands, des canards, des hérons et d'autres oiseaux ont été des sujets d'étude favoris des éthologues. Le chant des oiseaux et les légendes associées ont également reçu une attention particulière.
Lorenz a étudié diverses formes de comportement de parade nuptiale chez les drakes (Fig. 5.3) ; ils peuvent être observés sur de nombreuses mares aux canards. Le canard incline son bec vers l'eau et courbe son corps vers le haut ; en même temps, il agite son bec et émet un fort sifflement, accompagné d'un son rappelant un grognement. La pose « tête haute, queue baissée » est accompagnée d’un sifflement fort. Dans la présentation de haut en bas, la poitrine plonge dans l'eau et le bec effectue un mouvement brusque vers le haut et vers l'avant, soulevant une fontaine d'embruns (voir McKinney, 1969).
Sur la fig. La figure 2.1 montre quatre types de parades du bihoreau vert. Les mâles occupent des zones individuelles. Un mâle qui a occupé un site en éloigne les autres mâles, adoptant un comportement « à toute vitesse ». Les cris des mâles attirent les femelles. Les femelles sont initialement découragées par le comportement « à toute vitesse », mais ne quittent pas la zone et finissent par commencer un comportement de cour sous la forme de « effleurements » et de « tendues du cou ». Ayant formé un couple, le mâle et la femelle survolent le territoire, affichant parfois un vol battant intense. Le comportement ultérieur conduit à une proximité croissante jusqu'à ce que la copulation ait lieu (Meyerriecks, 1960).
Chez de nombreux oiseaux, le chant sert à éloigner les autres mâles d’une zone occupée et à attirer les femelles. La nature du chant chez certaines espèces est aussi spécifique que leurs caractéristiques externes.
Les mammifères. Ewer (1968) a examiné certaines formes de comportement d'accouplement chez les mammifères. Le sens de l'odorat joue un rôle important dans la régulation de ce comportement chez de nombreuses espèces. Shirok», des actions telles que l'examen de la région anogénitale et le reniflement des marques urinaires sont courantes. Chez de nombreuses espèces, les mâles, lorsqu'ils sentent l'odeur d'une femelle, présentent une réaction de Flehmen, exprimée en étirant le cou et en soulevant la lèvre supérieure. Cette réaction semble faciliter la perception de l'odeur plutôt que servir de démonstration.
Les mammifères femelles encouragent souvent le mâle à monter, s'approchant parfois de lui, le reniflant et le léchant, et souvent le fuyant. Dans de nombreux cas, la fuite de la femelle loin du mâle semble servir à l'attirer plutôt qu'à lui échapper.
Chez les grands dauphins, les rituels de parade nuptiale comprennent des vocalisations, mordre le partenaire, renifler ses organes génitaux, se frotter les uns contre les autres, caresser les nageoires, exposer le dessous blanc du corps, sauter, se poursuivre et se donner des coups (voir Puente et Dewsbury, 1976).
Riz. 5.3. Dix postures observées chez les canards colverts et autres canards qui se nourrissent à la surface de l'eau. (Lorenz, 1958.)
/ – balancement initial du bec ; 2 – lancer de tête ; 3 – remue la queue ; 4 – sifflement et grondement ; 5 – « tête haute – queue haute » ; 6 – tournez-vous vers la femelle ; 7 – s'incline en nageant ; 8 – tourner la tête avec l'arrière de la tête vers la femelle ; 9 – saillie de la poitrine ; 10 – « de haut en bas ».
Couplage
Le comportement d'accouplement se termine par l'acte de copulation, qui assure la fécondation des œufs. Les formes de copulation sont presque aussi variées que les formes de parade nuptiale, et la fécondation peut être interne ou externe. Plusieurs formes différentes d'accouplement seront décrites ici à titre d'exemple.
Arthropodes. Chez de nombreuses espèces, le sperme est conditionné dans des spermatophores, un type de poche ou de sac contenant le sperme. Le plus haut degré d'« impersonnalité » est atteint chez certaines espèces d'acariens, de pseudoscorpions, de mille-pattes et de collemboles ; dans ces formes, le mâle laisse le spermatophore sur le substrat, et plus tard la femelle vient le prendre ; dans ce cas, le mâle et la femelle risquent de ne jamais se rencontrer. Dans de nombreuses formes aquatiques, la fécondation est externe (par exemple, le limule mâle Limulus s'attache à la femelle par derrière et y reste jusqu'à ce qu'elle ponde ses œufs dans le sable, qu'il insémine). La plupart des espèces terrestres connaissent une forme de fécondation interne, dans laquelle le spermatophore est introduit directement dans le corps de la femelle au moyen d'une sorte d'appendice (voir Alexander, 1964).
Poisson. La fécondation chez les poissons peut être externe ou interne. Les représentants de la famille des Anabantidae, comme les gouramis ou les coqs, construisent un nid à la surface de l'eau à partir de bulles d'air et d'une sécrétion spéciale qu'ils sécrètent, et le frai a généralement lieu sous ce nid. Les œufs et les spermatozoïdes sont pondus simultanément et les œufs sont fécondés lorsqu'ils flottent vers le nid. Chez d'autres poissons, comme les guppys, les porte-épées et les poissons-moustiques, le sperme est introduit dans le corps de la femelle à l'aide d'un gonopodium (une nageoire anale modifiée). Le requin nourrice mâle, saisissant la femelle par le bord postérieur d'une de ses nageoires pectorales, la retourne sur le dos et lui insère des organes copulateurs spécialisés, les ptérygopodes (Budker, 1971).
Amphibiens et reptiles. Chez la plupart des amphibiens à queue, la fécondation interne se produit après que la femelle a capturé le spermatophore déposé par le mâle ; Chez certaines espèces, une fécondation externe et une parthénogenèse se produisent. La plupart des grenouilles et des crapauds se caractérisent par une fécondation externe, qui se produit lors de la ponte des œufs. Les exceptions sont les grenouilles-à-queue, qui possèdent un organe copulatoire, et les crapauds vivipares africains, dont le cloaque se touche lors de l'accouplement. En règle générale, une grenouille femelle sexuellement mature se dirige vers le mâle, qui émet des sons d'appel ; le mâle saisit la femelle d'une manière particulière (appelée « amplexus »). Les œufs sortent et sont fécondés en plusieurs étapes. Si un mâle attrape un autre mâle ou une femelle qui a déjà pondu, ce partenaire choisi par erreur émet un son spécial, après quoi il est relâché (Rabb, 1973).
Chez les reptiles, la fécondation interne s'effectue à l'aide des organes copulatoires. Chez Anolis carolinensis, le mâle attrape la femelle par le cou, enroule sa queue autour de la sienne et y insère l'un de ses organes copulateurs appariés.
Des oiseaux. Contrairement aux comportements d'accouplement variés des oiseaux, le processus de copulation se déroule chez eux plus ou moins de la même manière. La plupart des espèces n'ont pas d'organe copulateur, le sperme est donc transféré du cloaque du mâle au cloaque de la femelle. Lors de la copulation, les deux cloaques entrent en contact. Par exemple, chez la caille d’Extrême-Orient, le mâle attrape avec son bec les plumes du cou de la femelle, grimpe sur son dos et essaie de mettre son cloaque en contact avec celui de la femelle (Sachs, 1969).
Les mammifères. La plupart des travaux sur le comportement copulatoire ont été réalisés sur des souches de laboratoire de rat gris (Rattus noruegicus). Par conséquent, la copulation chez le rat sera décrite ici de manière assez détaillée. Si une femelle prête à s'accoupler est placée dans une cage dans laquelle se trouve un mâle, d'autres événements sont alors tout à fait prévisibles. Après le rituel initial de parade nuptiale (reniflement, course, provocation de la femelle), le mâle commence à poursuivre la femelle en fuite. Lorsqu'il monte la femelle par derrière, elle adopte une position stéréotypée appelée lordose. En même temps, sa tête et l'arrière de son corps sont relevés, son dos est courbé et sa queue est tirée sur le côté. Deux types de copulations sont habituellement observés. Un type de copulation, appelé « intromission », consiste pour l'homme à insérer son pénis dans le vagin de la femme pendant environ un quart de seconde, puis à descendre rapidement de la femelle. Avant d'insérer le pénis, le mâle peut effectuer plusieurs poussées avec le bassin, mais intravaginales. Il n’y a pas de poussées péniennes. Après environ une douzaine de ces courtes intromissions, se succédant à intervalles infimes, le mâle passe au deuxième type de comportement, appelé « éjaculation ». Lors de l'éjaculation, le mâle effectue des poussées convulsives avec son pénis et saisit la femelle pendant quelques secondes avant de descendre d'elle, après quoi il adopte une position verticale stéréotypée. L’ensemble complet des intromissions qui aboutissent à l’éjaculation est appelé une « série ». L'éjaculation et, par conséquent, l'introduction de spermatozoïdes ne se produisent jamais sans intromissions préalables. Après l'éjaculation, l'activité sexuelle s'arrête temporairement ; après environ 5 minutes, il reprend et le deuxième épisode commence. En règle générale, les rats accomplissent environ sept séries de ce type avant que la satisfaction ne s'installe, ce dont le signe est l'absence de tentatives d'intromission pendant une demi-heure (Beach et Jordan, 1956).
Riz. 5.4. Schéma de classification des types de comportement copulatoire chez les mammifères mâles. (Dewsbury. 1972.)
Le type de comportement caractéristique de chaque espèce peut être classé selon que 1) l'accouplement a lieu, 2) si le mâle fait des poussées intravaginales, 3) si plusieurs intromissions sont nécessaires avant l'éjaculation, et 4) si plusieurs intromissions se produisent au cours d'une même monte. Il en existe 24, soit 16 types de comportements copulatoires possibles.
Un homme ou une femme peut développer une réponse opérante sélectionnée au hasard, en utilisant comme renforcement la possibilité de copuler avec un individu de l'autre sexe. Si un homme satisfait reçoit une autre femme à la place de sa précédente partenaire, il peut reprendre son activité sexuelle.
Tous les mammifères ne s'accouplent pas de la même manière que les rats de laboratoire. Un schéma de classification possible pour le comportement copulatoire des mammifères est présenté dans la Fig. 5.4 (Dewsbury, 1972). Ce schéma repose sur quatre critères : 1) si un « collage » se produit lors de la copulation, c'est-à-dire si le pénis est maintenu mécaniquement dans le vagin ; 2) si des poussées intravaginales du pénis sont produites ; 3) les intromissions multiples préliminaires sont-elles nécessaires à l'éjaculation ; 4) si des éjaculations répétées se produisent au cours du même épisode. Ce système autorise 24, soit 16 types de copulation et permet de caractériser n'importe quelle espèce à cet égard. Chez le rat, ni l'accouplement ni les poussées intravaginales ne se produisent, mais l'éjaculation est précédée de multiples intromissions et l'éjaculation se produit également plusieurs fois. Les rats sont donc du type 13.
Les chiens se comportent très différemment lors de l'accouplement que les rats (Hart, 1967). Leur trait le plus caractéristique est l’accouplement d’un mâle avec une femelle : le pénis du mâle, lorsqu’il est dans le vagin, se gorge de sang, après quoi il est très difficile pour les partenaires de se séparer, même s’ils s’efforcent d’y parvenir. Habituellement, le mâle quitte la femelle lorsque la copulation n'est pas encore terminée, après quoi les partenaires accouplés se tournent le dos. La copulation chez le chien dure souvent environ 20 minutes, contrairement aux intromissions très courtes chez les rats de laboratoire. Chez les chiens, des grincements et des poussées intravaginales se produisent, mais chez eux, l'éjaculation n'est pas précédée de multiples intromissions et il y a plusieurs éjaculations, leur comportement appartient donc au type 3.
Il convient de rappeler que les types de copulation diffèrent à bien des égards et que le schéma proposé ici ne représente qu'une des voies de classification possibles. Différentes espèces appartenant au même type en termes de comportement copulatoire peuvent différer considérablement dans leurs postures de copulation et les aspects quantitatifs de leur activité.
Avantages de la reproduction sexuée et asexuée
Donnez vos 17 derniers POINTS SEULEMENT pour commencer Expliquez l'avantage évolutif de la reproduction sexuée par rapport à la reproduction asexuée 2 Quel est le rôle biologique de la reproduction asexuée dans l'évolution de la vie 3 Remplacez le terme par les mots surlignés L'union de deux cellules adjacentes situées l'une à côté de l'autre est une méthode de fécondation dans de nombreux organismes primitifs. Les cellules sexuelles mobiles des mâles se développent chez la plupart des animaux et des plantes et les cellules sexuelles ne sont encore mâles que dans les testicules.
Je donnerai mes 17 derniers points seulement je vous en prie
1 Expliquer l'avantage évolutif de la reproduction sexuée par rapport à la reproduction asexuée
2 Quel est le rôle biologique de la reproduction asexuée dans l'évolution des êtres vivants ?
3 Remplacez les mots surlignés par le terme :
La fusion de deux cellules adjacentes et adjacentes est une méthode de fécondation dans de nombreux organismes primitifs.
Les cellules sexuelles mâles mobiles se développent chez la plupart des animaux et des plantes, tandis que les cellules sexuelles mâles immobiles se développent uniquement dans les plantes à graines.
2) Le rôle biologique consiste à maintenir la plus grande forme physique dans des conditions environnementales légèrement changeantes ; car il garantit des taux de reproduction rapides.
3) conjugaison
les spermatozoïdes sont mobiles
les spermatozoïdes sont immobiles
Évolution(du latin evolutio - "déploiement") - le processus de développement de tous les organismes vivants, qui s'accompagne changements génétiques, adaptations, modifications et extinction de populations et d'espèces individuelles, entraînant des changements dans écosystèmes Et biosphère en général.
Schéma de l'évolution des organismes vivants sur Terre.
Aujourd'hui, il existe plusieurs principaux théories de l'évolution. Le plus courant est théorie synthétique de l'évolution(STE) est la synthèse La théorie de l'évolution de Darwin et la génétique des populations.
AVANTAGES DE LA REPRODUCTION SEXUELLE PAR RAPPORT À LA REPRODUCTION asexuée
STE explique le lien entre voie d'évolution (mutations génétiques) Et mécanisme de l'évolution (sélection naturelle selon Darwin). STE définit l'évolution comme un processus au cours duquel la fréquence des allèles génétiques change sur une période de temps qui dépasse largement la durée de vie d'un membre de la population.
L'essence de la théorie de l'évolution de Charles Darwin, qui l'a formulée dans son ouvrage "Origine des espèces"(1859), est que le principal « moteur » de l’évolution est la sélection naturelle, un processus composé de trois facteurs :
1) Dans les populations naissent plus de descendants qu'ils ne peuvent survivre, compte tenu des conditions environnementales (quantité de nourriture, présence d'êtres vivants se nourrissant d'une espèce donnée, etc.) ;
2) Différents organismes ont différents traits qui affectent leur capacité à survivre et à procréer ;
3) Les traits mentionnés ci-dessus sont hérités.
Ces trois facteurs expliquent l'émergence d'une compétition intraspécifique et d'une extinction sélective (élimination) des individus les moins adaptés à la survie. Ainsi, seuls les plus forts laissent une progéniture, ce qui conduit à l'évolution progressive de tous les êtres vivants.
La sélection naturelle est le seul facteur expliquant l’adaptation de tous les êtres vivants, mais elle n’est pas la seule cause de l’évolution. D'autres raisons tout aussi importantes sont mutations, flux génétique et dérive génétique.
