Половое размножение животных

В естественной природе все виды половой активности подчинены одной цели: соединению мужских и женских половых клеток, или гамет, и образованию первой клетки нового организма. Достигнуть этого можно многими способами. У цветковых растений, например, мужские гаметы добираются до женских с помощью ветра или животных. В царстве животных соединение мужских и женских гамет, называемых соответственно сперматозоидами и яйцеклетками, может происходить как внутри, так и вне тела самки. У всех живых организмов половых клеток производится значительно больше, чем реально участвует в оплодотворении, и в этом проявляется естественное стремление к повышенной плодовитости.

При оплодотворении - ключевом моменте полового размножения - сперматозоид партнера-самца проникает в яйце клетку самки, причем каждая гамета несет свой генетический материал. Форма сперматозоидов различна у разных видов, но в целом они делятся на клетки со жгутиками или без них

Эволюция полового размножения. Зачем возникло половое размножение? Ведь многие примитивные животные размножаются простым почкованием. Половое размножение, приводя к созданию новой комбинации из наследственных признаков двух родительских форм, увеличивает вариабельность потомства. Эта изменчивость не просто прихоть жизни: с точки зрения эволюции она необходима для выживания, поскольку расширяет возможности выбора при действии естественного отбора. Она создает основу для бесконечного множества генетических вариантов внутри вида, как формируя жизнеспособное потомство, так и создавая «запас» генов, которые в данный момент могут и не быть нужными.

Соединение полов. Первое требование для спаривания партнеров - соединение двух разнополых особей в подходящий момент. У многих видов этой цели служит выделение самками пахучих веществ, называемых половыми аттрактантами. Самец отыскивает самку с помощью обоняния, иногда чрезвычайно тонкого, как, например, у ночных бабочек, способных воспринимать всего одну-две молекулы аттрактанта [5].

Самцы ночных бабочек отыскивают самок [А] по «половым запахам» - веществам, секретируемым железами на лапках самки. Воспринимается этот запах рецепторами, расположенными на антеннах самца [Г] и способными реагировать даже на очень слабую концентрацию вещества. После копуляции [Б] и оплодотворения самка отыскивает подходящее для питания будущих личинок растение (например, шелковицу), на которое и откладывает яйца [В]

Иные животные полагаются в большей степени на другие органы чувств. Например, самцы лягушек привлекают самок, издавая специальные брачные крики. Частотный спектр брачного зова самцов меняется с возрастом и достигает своей максимальной эффективности лишь по достижении самцом подходящего для спаривания возраста. До этого момента самки не обращают на него никакого внимания.

Но наиболее эффектны распространенные у некоторых животных визуальные приемы привлечения партнеров. Это и брачные «танцы» краснобрюхого самца трехиглой колюшки; ритуальные церемонии некоторых птиц, когда они демонстрируют свой брачный наряд, как это делает, например, павлин, и строительство и украшение специальной «беседки любви» у шалашников.

Во многих случаях и брачные крики, и визуальные демонстрации исключительно сложны и служат двойной цели. Они не только помогают партнерам найти друг друга, но и препятствуют случайному спариванию особей, принадлежащих к разным видам. Брачный ритуал самца должен выполняться в строгом соответствии с видовым каноном, иначе самка на него не ответит. Химические стимулы должны быть именно те, что присущи данному виду, и подаваться в строго определенных соотношениях, иначе самец не станет ухаживать за самкой. Вот почему в ходе эволюции столь значительные энергетические ресурсы тратились на разного рода изощренные брачные церемонии и украшения: они играют важную роль механизма репродуктивной изоляции, опираясь на который близкие виды могут населять одну и ту же территорию и сохранять самостоятельность.

Существует несколько способов для окончательного завершения брачного союза партнеров и соединения их генетических наборов. У некоторых одноклеточных организмов на поверхности клетки есть специальные участки, способствующие передаче небольших порций ДНК от одного организма другому. У гермафродитных животных, таких, как дождевые черви и улитки, поведение обоих партнеров одинаково, и каждый из них вводит сперму другому. У наземных видов с хорошо различающимися полами оплодотворение обычно бывает внутренним, и самцы используют специальный совокупительный или какой-либо другой орган для введения спермы самке. У большинства водных видов яйца сначала откладываются, а затем уже оплодотворяются наружным способом. У каракатиц и кальмаров оплодотворение внутреннее, но для переноса спермы используются специализированные щупальца [2].

Самец каракатицы ухаживает за самкой [А], постоянно меняя окраску. Затем партнеры соединяются [Б] либо бок о бок, либо голова к голове, переплетаясь щупальцами. Самец передает сперматофор в мантийную полость самки с помощью видоизмененного щупальца - гектокотиля, который может отделяться,-и погибает [Г]. Погибает и самка, но лишь после того, как отложит яйца на морское дно [В]

Половые и социальные отношения. Социальный аспект половой активности у животных далеко выходит за рамки ухаживания и спаривания. Ведь те же гормоны, которые заставляют сверкать красками брачное оперение селезня или окрашивают в красный цвет брюшко колюшки, у многих видов приводят к столкновениям между самцами. Как пример - брачные турниры оленей, энергичная охрана территории самцами некоторых птиц.

У насекомых социальные и половые отношения переплетаются очень сложно. Так, пчелиная матка полностью подчиняет себе интересы трутней, чье единственное намерение - оплодотворить ее. Рабочие пчелы, которые строят, чистят соты, снабжают рой кормом и выполняют функции нянек для всей колонии, являются самками, не способными достигнуть половой зрелости, поскольку этому мешают получаемая ими пища, а также феромоны, которые они слизывают с пчелиной матки.

У высших животных, ведущих колониальный или стадный образ жизни, часто бывает, что один какой-нибудь самец доминирует над остальными и пользуется правом преимущественного доступа к большинству самок. Так, у оленей и ластоногих, например, самцы собирают вокруг себя гаремы из нескольких самок [6]. У тюленей молодые самцы часто подолгу живут изгоями, не имея права на свой гарем вплоть до достижения ими половой зрелости.

Южный морской лев (Otaria byronia), как и другие представители отряда ластоногих, размножается на суше.

Самец выходит на берег, заявляя свои права на часть береговой территории и нередко сражаясь с соперниками.

Когда приплывают самки, самцы стремятся собрать гарем из 9-10 самок, что учащает стычки между соперниками. Вскоре самки рожают по одному детенышу (спаривание происходило в предыдущем году) и вновь спариваются с самцом.

У большинства тюленей и морских львов беременность длится 250-365 дней. Вариабельность сроков объясняется задержкой врастания плода, известной для ряда видов.