Jednym z najważniejszych procesów utrzymujący istnienie organizmów żywych na naszej Ziemi jest rozmnażania. W wyniku działania różnorodnych czynników endo- i egzogennych powstały różne rodzaje rozmnażania.

Najprościej dzielimy rozmnażanie na: płciowe (poprzez gamety) i bezpłciowe (brak udziału gamet). Rozmnażanie płciowe dzielimy ze względu na różnice w budowie i wielkości gamet na: izogamię, anizogamię i oogamię. Izogamia: gamety są takiej samej wielkości, kształtu i morfologii, najczęściej posiadają witki umożliwiające ruch. Anizogamia: gamety charakteryzują się podobnym kształtem, mogą być wyposażone w witki umożliwiające ruch, ale mają różną wielkość, zazwyczaj gameta żeńska jest większa od męskiej. Oogamia: gamety znacznie różnią się wielkością, gameta żeńska ( komórka jajowa) jest duża i nieruchoma, a gamet męska (plemnik) jest niewielka i ruchliwa (posiada witkę).

Rozmnażanie bezpłciowe możemy inaczej nazwać wegetatywnym i następuje ono na różnych drogach poprzez:

  • podział porzeczny;
  • podział podłużny;
  • zarodniki;
  • rozpad koloni;
  • fragmentację plechy;
  • rozmnóżki;

Proces rozmnażania jest bezpośrednio związany z rozwojem. Wyróżniamy rozwój prosty i złożony. W rozwoju prostym zygota dzieli się i przekształca w zarodek, a ten w dorosły organizm podobny do rodzica (osobnika macierzystego). Rozwój prosty występuje u organizmów bardziej prymitywnych. W rozwoju złożonym jest dodatkowy etap, zarodek przekształca się w formę młodocianą różną od osobnika macierzystego, która następnie przechodzi przeobrażenie zupełne dając formę dojrzałą (podobną do osobnika rodzicielskiego) lub przechodzi przeobrażenie niezupełne dając kolejną formę pośrednią. Rozwój złożony występuje od obleńców.

Rozwój związany jest także z podziałami zygoty. Wyróżniamy rozwój mozaikowy i regulacyjny.

Jedno z najważniejszych zadań współczesnej embriologii to określenie, w którym momencie ustalają się ostateczne losy komórek. U nielicznych zwierząt (osłonice) przeznaczenie komórek jest określone już w momencie powstania zygoty. Nazywamy ja wtedy mozaika, gdyż posiada regiony o określonym z góry losie.

U przeważającej części zwierząt losy poszczególnych komórek ustalają się dopiero w czasie podziałów i różnicowania.

Pierwsza grupę która omówię będą pierwotniaki, jako że są najprymitywniejsze.

Pierwotniakami określamy najprymitywniejsza grupę wśród bezkręgowców. Większość tych zwierząt zbudowana jest tylko z jednej komórki, o stosunkowo małych rozmiarach ciała więc nie wymagają skomplikowanego sposobu rozmnażania i systemu rozwoju. Pierwotniaki rozmnażają się najczęściej poprzez podziały poprzeczne. Jest to bardzo efektywny proces, dzięki któremu zasiedliły prawie cała Ziemię.

Jednym z najbardziej charakterystycznych przedstawicieli pierwotniaków jest pantofelek , należący do typu: Orzęski i na jego przykładzie omówię rozmnażanie i rozwój.

Cechą specyficzną dla pantofelka jak i dla pozostałych przedstawicieli orzęsków jest występowanie dwóch jąder: makronukleusa, który jest odpowiedzialny za sterowanie wszystkimi funkcjami życiowymi i zawiera tylko część informacji genetycznej oraz mikronukleusa, który jest odpowiedzialny za przekazywanie informacji genetycznej potomstwu i posiada pełen zestaw chromosomów. Pantofelki rozmnażają się płciowo (poprzez koniugację) i bezpłciowo (poprzez podział poprzeczny). Podczas podziału poprzecznego u pantofelków tylko mikronukleus ulega podziałowi mitotycznemu. Makronukleus dzieli się amitotycznie gdyż nie posada pełnego garnituru chromosomów.

Koniugacja u pantofelka ma na celu wymieszanie materiału jądrowego dwóch odmiennych płciowo osobników. W tym procesie płciowym nie bierze udziału makronukleus. Mikronukleus jest diploidalny i przechodzi proces mejozy podczas którego powstają cztery haploidalne jądra - można je traktować jako odpowiedniki gamet. Trzy z nich zanikają, a ostatnie dzieli się mitotycznie - powstają dwa identyczne jądra. Jedno z nich pozostaje wewnątrz komórki, a drugie jest przekazywane przez otwór gębowy drugiemu osobnikowi i zlewa się z pozostałym haploidalnym jądrem. W wyniku koniugacji dochodzi do wymiany materiału genetycznego, mamy do czynienia z "podwójnym" zapłodnieniem. Oba osobniki zyskują nowe geny.

Jak na pierwotniaka pantofelek przechodzi bardzo skomplikowany proces, który jest charakterystyczny tylko dla orzęsków. Pozostałe pierwotniaki rozmnażają się bezpłciowo przez podział komórki.

Kolejną grupą bezkręgowców są gąbki. Są to organizmy żyjące w środowisku wodnym - przede wszystkim w morzach. Larwy gąbek posiadają wici i są zdolne do poruszania ale formy dorosłe są na stałe przyczepione do podłoża i nie mogą się poruszać. Są to organizmy wielokomórkowe, ale ich komórki nie tworzą typowych tkanek. Rozmnażają się bezpłciowo poprzez odczepianie się od organizmu macierzystego wielokomórkowego pączka bądź płciowo. Gąbki są rozdzielnopłciowe bądź obupłciowe. Produkują gamety w odrębnych częściach ciała gąbki. Po zapłodnieniu powstaje formę przejściową - larwę, więc nie jest to prosty sposób rozmnażania, mimo że gąbki stanowią ślepa ścieżkę ewolucji.

W podobnym środowisku - wodnym - bytują jamochłony. Są to organizmy zbudowane z dwóch warstw tkanek - ekto i endodermy. Ich ciało wykazuje znacznie bardziej skomplikowana budowę niż gąbki. U jamochłonów występuje specyficzna przemiana pokoleń nazywana metagenezą, gdzie wyróżniamy pokolenie rozmnażające się bezpłciowo oraz pokolenie rozmnażające się płciowo, które następują po sobie.

W koloni polipów, występują polipy odżywcze i rozrodcze. Te drugie produkują wolnopływające meduzy żeńskie i męskie. Meduzy żeńskie wytwarzają komórki jajowe, a meduzy męskie plemniki. Jest to pokolenie rozmnażające się płciowo. Zapłodnienie ma miejsce w wodzie. Powstaje zygota, która dzieli się mitotycznie i rozwija dając larwę planulę - wolno żyjącą i orzęsioną. Po jakimś czasie larwa przyczepia się do podłoża i w procesie strobilizacji dzieli się mitotycznie (bezpłciowo) dając początek nowej koloni polipów.

U jamochłonów występuje znaczna specjalizacja rozmnażania.

Większość przedstawicieli kolejnej grupy - płazińców, czyli robaków płaskich prowadzi pasożytniczy tryb życia. To narzuca im sposób rozmnażania, który jest w dużej mierze nastawiony na wydanie, jak największej ilości potomstwa. U płazińców często występują formy pośrednie- larwy, a także zmiany żywicieli u form pasożytniczych. Robaki płaskie są grzbieto -brzusznie spłaszczone. Jest to pierwsza grupa zwierząt, która posiada narządy wewnętrzne zgrupowane w układy.

Z rozmnażaniem i cyklem rozwojowym robaków płaskich są związane pojęcia takie jak: Partenogeneza, hermafrodytyzm, żywiciel pośredni i żywiciel ostateczny. Partenogeneza to inaczej dzieworództwo jest to forma rozmnażania polegająca na rozwoju dorosłego osobnika z niezapłodnionej komórki jajowej. Hermafrodytyzm to inaczej obojnactwo - organizmy obojnacze posiadają w swoim ciele zarówno układ rozrodczy żeński jak i męski lub narząd obojnaczy produkujący zarówno komórki jajowe jak i plemniki. Żywiciel pośredni to organizm na którym pasożytują formy młodociane - larwalne; a żywiciel ostateczny to organizm na którym pasożytują formy dorosłe, które tam osiągają dojrzałość płciową.

Płazińce są dzielona na trzy gromady: wirki (Turbellaria), przywry (Trematoda) i tasiemce (Cestoda). Wirki to robaki płaskie, które żyją w środowisku wodnym - w morzach, jeziorach i bagnistych glebach. Są to formy wolno żyjące: drapieżniki bądź formy odżywiające się martwą materią. Przywry są to formy pasożytnicze, których żywicielami są zwierzęta bezkręgowe i kręgowe. Tasiemce to gromada, której przedstawiciele także prowadzą pasożytniczy tryb życia i podobnie ich żywicielami mogą być zarówno bezkręgowce jak i kręgowce.

U przywr często występują liczne formy przejściowe i zmiany żywiciela. Część tych zwierząt ma cykle rozwojowe związane ze środowiskiem wodnym, a część jest od niego niezależna (np. Dicrocoelium dendriticum Większość przywr jest hermafrodytyczna, jedyny wyjątek to przywra krwi (Schistosoma haematobium).

Typowy rozwój wykazuje motylica wątrobowa (Fasciola hepatica). Motylica wątrobowa jest pasożytem bydła i owiec, ale czasami, przypadkowo może zarazić się także człowiek. Przywra ta pasożytuje w wątrobie. Jest to obojnak. W drogach żółciowych dochodzi do zapłodnienia krzyżowego tzn. każdy z osobników produkuje zarówno komórki jajowe i plemniki, a plemniki jednego osobnika zapładniają komórkę jajowa pochodzącą od drugiego osobnika. To przyczynia się do zwiększenia różnorodności genetycznej. Możliwe jest także zapłodnienie komórki jajowej przez plemniki pochodzące od tego samego osobnika, co jest korzystne, gdy zwierze zostało zarażone tylko jedna larwą. Zapłodnione jaja są transportowane wraz z żółcią do przewodu pokarmowego, a stamtąd są usuwane na zewnątrz organizmu zwierzęcia wraz z kałem. Zapłodnione jajo musi dostać się do wody gdzie z jaja wylęgają się orzęsione postacie larwalne- nazywane miracidium. Te larwy zarażają ślimaka - najczęściej błotniarkę stawową bądź błotniarkę moczarową, która jest żywicielem pośrednim. Wewnątrz organizmu ślimaka larwy przechodzi szereg przeobrażeń i prawdopodobnie proces partenogenezy. Z miracidium przekształca się w larwę o bardzo prostej budowie - sporocystę, w której wnętrzu rozwijają się liczne larwy - redie. Te przekształcają się w cerkarie. W tej postaci opuszcza ciało żywiciela pośredniego i osiada na roślinie, gdzie otacza się cysta, a następnie przekształca się w kolejna larwę nazywana metacerkaria. W tej postaci czeka na zjedzenie przez żywiciela ostatecznego. W jego przewodzie pokarmowym cysta zostaje strawiona, a larwa przebija się przez ściany jelita i wraz z krwią trafia do wątroby. Tam rośnie dojrzewa i przekształca się w formę dorosłą i cykl może rozpocząć się od początku.

Przywra krwi (Schistosoma haematobium) jest jedynym przedstawicielem przywr, który jest rozdzielnopłciowy. Pasożytuje w żyłach jelit i pęcherza moczowego człowieka. Jej cykl rozwojowy jest podobny do motylicy wątrobowej. Jej żywicielem pośrednim też jest ślimak wodny, więc jest to bezkręgowiec którego rozwój jest uzależniony od wody. Po przekształceniach, larwa - cerkaria gotowa do zarażenia ludzi jest wydalana z ciała ślimaka do wody. Cerkarie mają zdolność do aktywnego wwiercania się w skórę ludzką np. kapiących się ludzi.

Kolejna grupą robaków płaskich, które omówię są tasiemce. Są to pasożyty przewodów kręgowców prawie wszystkich rodzajów kręgowców, także człowieka. Maja specjalne przystosowania powodujące, że są groźnymi pasożytami. Posiadają na główce przyssawki lub haki umożliwiające przyczepienie się do ofiary, nie posiadają własnego układu pokarmowego, gdyż pobierają pokarm całą powierzchnią ciała. Są to hermafrodyty. Ich ciało jest podzielone na segmenty, ostatnie z nich wypełnione są jajami, które są wydalane do środowiska wraz z kałem.

Tasiemiec bąblowcowy (Echinococcus granulosus) ma bardzo niewielkie rozmiary (5mm). Jest pasożytem bytującym w jelicie psów, wilków, kotów i innych mięsożernych drapieżników. Człony wypełnione jajami odrywają się od ciała tasiemca i są usuwane na zewnątrz. Żywicielem pośrednim jest m.in. bydło hodowlane, jeleniowate. Wewnątrz żywiciela pośredniego larwa przebija ścianki jelita i dostaje się do krwi. Wraz z nią przenoszona jest do różnych narządów silnie natlenianych (mózg, serce), gdzie się osadza i na drodze rozmnażania bezpłciowego przekształca się w bąbel (echinokok) zawierający wiele główek. Ma on znaczne rozmiary (kilka cm), więc może uszkadzać te narządy prowadząc do śmierci zwierzęcia. Jeśli zje je drapieżnik może się zarazić larwami tasiemca.

Tasiemiec uzbrojony (Taenia solium) to pasożyt człowieka, a dokładnie jego jelita cienkiego. Do ścian jelita przyczepia się za pomocą przyssawek i haków dlatego nazywany jest tasiemcem uzbrojonym. Dojrzałe człony z zapłodnionymi jajami są odrywane i wydalane z kałem. Żywicielem pośrednim jest świnia, która zaraża się poprzez zjedzenie jaj. Z nich wykluwa się larwa onkosfera, która przebija ściany przewód pokarmowego i wędruje wraz z krwią do różnych narządów, a osiedla się najczęściej w mięśniach. Tam przekształca się w kolejne stadium larwalne - wągra. Człowiek zaraża się poprzez zjedzenie mięsa świni zawierającego wągra.

Kolejna grupa zwierząt to obleńce inaczej robaki obłe lub nicienie. Ich cykl rozwojowy jest zazwyczaj podobny do cyklu płazińców. Dotyczy to szczególnie form pasożytniczych, co jest argumentem przemawiającym za tym, że sposób rozmnażania jest zależny od środowiska.

Większość nicieni jest rozdzielnopłciowa i wyraźnie zaznaczony jest dymorfizm płciowy. Układ rozrodczy jest zbudowany prosto u obu płci. Wiele przedstawicieli nicieni jest jajorodna i rzadziej jajożyworodna. Cykle rozwojowe charakteryzują się występowanie larw i jest to rozwój złożony, ale czasami z jaja rodzi się już w pełni ukształtowany osobnik i jest to rozwój prosty, choć w czasie wzrostu występuje zjawisko linienia. U nicienie prawie nie pojawia się przemiana pokoleń. Wśród nicienie często występują pasożyty. Są wśród nich także pasożyty ludzkie np. glista ludzka (Ascaris lumbricoides), włosień kręty (Trichinella spiralis), owsik (Enterobius vernicularis).

Kolejna grupa zwierząt o bardzo specyficznym cyklu rozwojowym to wrotki. Są rozdzielnopłciowe i występuje u nich wyraźny dymorfizm płciowy. Samice są większe, a samce często bardzo niewielkie. U części gatunków występuje specyficzna przemiana pokoleń, która polega na tym, że przez większość czasu nie ma samców, a samice rozmnażają się partenogenetycznie. Co pewien czas z niezapłodnionych, haploidalnych komórek jajowych lęgną się samce, które następnie zapładniają jaja samic. Z takich komórek rodzą się diploidalne samice.

Kolejną grupą bezkręgowców są pierścienice. Są to głównie wolno żyjące gatunki morskie lub lądowe. Są to zwierzęta o wydłużonym, segmentowanym ciele. Ciało okryte jest worek skórno - mięśniowym zaopatrzonym w parapodia, które służą do poruszania bądź lokomocji. Posiadają wtórną celomę (jamę ciała), zamknięty układ krwionośny, drożny przewód pokarmowy i metanefrydialny układ wydalniczy. Układ rozrodczy także jest bardziej skomplikowany. Pierścienice są rozdzielnopłciowe bądź hermafrodytyczne, a rozmnażają się przede wszystkim płciowo. Rozwój może być prosty lub złożony i wtedy występuje wolno pływająca larwa trochofora. Podzielone są na trzy gromady: wieloszczety, skąposzczety i pijawki.

Mięczaki to zwierzęta o nie segmentowanej budowie ciała składającej się z głowy, wora trzewiowego i nogi. Ciało jest miękkie i często okryte muszlą. Mięczaki rozmnażają się tylko i wyłącznie płciowo. Występuje u nich kopulacja, która poprzedza zapłodnienie. Podobnie jak u pierścienic osobniki mogą być rozdzielnopłciowe lub hermafrodytyczne. Podobnie rozwój może być prosty lub złożony, w którym występuje larwa trochofora lub żeglarek (weliger). Mięczaki dzielimy na trzy grupy: ślimaki, małże i głowonogi.

Ostatnia grupa, którą omówię to stawonogi. Dzielimy je na: skorupiaki, wije, owady, pajęczaki i trylobity. To najliczniejsza grupa bezkręgowców, więc wśród gatunków znajdujemy przeróżne sposoby rozmnażania.

Skorupiaki są jajorodne i w większości przypadków rozdzielnopłciowe. Rozwój jest zazwyczaj złożony - występuje larwa.

Owady to grupa, w której występują najbardziej skomplikowane sposoby rozmnażania i najbardziej złożony rozwój. Przedstawiciele tej grupy są rozdzielnopłciowi i często maja wyraźnie zaznaczony dymorfizm płciowy, a zapłodnienie zazwyczaj jest wewnętrzne poprzedzone kopulacją. U owadów społecznych np. pszczół występuje specyficzny sposób rozmnażania. Pszczoły żyją z dużych grupach złożonych głównie z samic, które rozmnażają się partenogenetycznie. Co jakiś czas z nie zapłodnionych jaj wylęgają się trutnie (haploidalne samce), które kopulują z królową (diploidalną samicą). Jest ona zapładniana przez kilku samców i zapas plemników wystarcza jej nawet na 5 lat wydawania na świat jaja z których wylęgają się larwy, a po przeobrażeniu robotnice (diploidalne samice). U owadów zazwyczaj występuje rozwój złożony z przeobrażeniem zupełnym lub niezupełnym.

Sposoby rozmnażania związane są zarówno ze sposobem życia jak i środowiskiem w jakim żyją zwierzęta. W świecie zwierząt o mniej skomplikowanej budowie np. u jednokomórkowców występuje przede wszystkim rozmnażanie bezpłciowe, a u form o bardziej złożonej budowie ciała występuje w większości wypadków rozmnażania płciowe połączone z rożnego typu rozwojem i przemiana pokoleń.