简介
繁殖是一个有生命的有机体创造自己的相似物的过程。这一过程可能是无性的(即生物体单独繁殖),也可能是有性的(即需要雄性和雌性生殖细胞)。器官、腺体和其他能使有机体繁殖的结构被称为生殖系统。(本文只讨论动物的生殖)(关于植物的生殖,请参阅植物)。
生物体可以创造出自己的肖像,因为它们拥有基因,这是将一个物种的特征传递给下一代的基本单位。基因由脱氧核糖核酸(DNA)组成,排列在染色体链上。每个物种的每条染色体都有一定数量和序列的基因,这些基因支配着整个生物体的结构和功能。
生殖细胞和性腺
有性生殖的基本器官是生殖腺,也就是女性的卵巢和男性的睾丸。性腺处于休眠状态,直到性成熟时被荷尔蒙激活。(见也性)。
雄性配子,称为精子或精子,在睾丸中产生。精子是显微镜下蝌蚪状的长尾细胞。在所有无脊椎动物中,睾丸都是在体内的,但在大多数哺乳动物中,包括人类,它们位于一个叫做阴囊的外部囊中。阴囊作为一个温度调节装置来保护发育中的精子。
雌性配子,称为卵子,在卵巢(杏仁状的小器官)中产生。虽然所有哺乳动物都有成对排列的性腺,但大多数无脊椎动物和一些脊椎动物,包括雌性鸟类,只有一个性腺。
性腺的发育和功能从简单到复杂各不相同。在蠕虫和某些昆虫中,由一根管子构成性腺。卵生或产卵的脊椎动物有一个叫做泄殖腔的腔体,雄性和雌性的泄殖腔既是生殖道的腔室,也是消化系统的出口。雌性通过这个腔产卵,一些物种的雄性可以挤出泄殖腔使雌性在内部受精。许多鱼类和昆虫都有一个管状结构来产卵,称为产卵器,延伸到体外。产下幼崽的动物有一个中空的肌肉器官——子宫,幼崽就在子宫里发育。产道,或阴道,是子宫的通道。这是幼崽出生的必经之路。
被称为激素的化学分泌物在调节脊椎动物的生殖周期中是必不可少的激素).主要的男性荷尔蒙,睾丸素,是由睾丸产生的。雌性激素——雌激素和黄体酮——主要由怀孕哺乳动物的卵巢和胎盘产生。荷尔蒙刺激性成熟,促进雌雄交配行为。它们还有助于维持子宫内胎儿发育所需的适当环境。
人类生殖
人类男性的外部生殖器官是阴囊和阴茎。阴囊里有两个椭圆形的睾丸。精子是在睾丸中产生的,并储存在一个管状结构中,称为附睾,它通过传出导管与睾丸相连。附睾排空成一个又长又窄的管道,叫做输精管,精子细胞通过输精管进入一个更大的储存区域——精囊。射精管终止于尿道,尿道是一个从膀胱引出的中空管道,是尿液和精液的共同通道。精液,精子的运输液,是由尿道周围的腺体分泌的——前列腺和双考伯腺。阴茎是交配或性交的器官。它含有的组织柱使阴茎在受到刺激时变得坚固和勃起。阴茎的末端,称为龟头,被包皮覆盖,包皮是一层松散的皮肤,有时会被一种叫做包皮环切术的小手术去除包皮环切术).龟头的顶端有一个开口,是尿道的出口。
女性的外部生殖器官统称为外阴。外层是一个被阴毛覆盖的垫状丘,称为耻骨丘。从耻骨部延伸出来的组织褶皱被称为阴唇。阴蒂位于阴唇皱褶的前面,阴蒂是一个纽扣状的小结构,和男性阴茎一样,含有勃起组织。阴唇内部有两个开口,一个通向尿道,另一个通向阴道。内部器官包括阴道、子宫、输卵管和卵巢。阴道是一个从阴道口延伸到子宫的管状管道。阴道是女性交配的器官,也是产道。子宫形状像一个倒立的梨,是一个厚壁、肌肉发达但可扩张的器官,长约3英寸(7.5厘米),宽约2英寸(5厘米)。它为怀孕期间生长的胎儿提供住所。 The cervix, the neck of the uterus, extends into the vagina. The uterine section above the cervix is connected to the fallopian tubes. Near the uterus on each side are the two ovaries. Each ovary contains about 300,000 eggs, which are formed during fetal development.
排卵,即卵子从卵巢中释放出来的过程,大约每月发生一次。如果在排卵后24小时内发生交配,就可以受孕或受精。当雄性射精时,大约1/101盎司(3毫升)的精液沉积在阴道内。这少量的精液含有2亿到3亿个精子。精子从阴道中游出,经过子宫颈和子宫,在输卵管中与卵子相遇性).
附属腺
男性的碱性精液是由前列腺和考伯腺产生的。前列腺是一个栗子大小的腺体,位于膀胱下方,环绕着尿道顶部。两个豌豆大小的考伯腺体位于尿道两侧前列腺下方。
在女性体内,阴道口两侧各有一个巴托林腺,分泌一种粘液,在性交时提供润滑。宫颈腺体分泌液体保持阴道湿润。每个乳房都有15到20个产乳腺体嵌在脂肪组织中。这些腺体通过导管与乳头相连。分娩后,荷尔蒙使乳腺分泌乳汁。
肛腺位于肛门周围,在许多动物的交配行为中起着重要作用。通过分泌一种叫费洛蒙的芳香物质,雄性标记它们的领地,维护它们的统治地位,并传达它们的性地位。在昆虫中,信息素被分泌到体表,并表明昆虫准备交配。人类也会从位于腋窝、面部和生殖器周围的腺体中产生信息素。
大多数雌性哺乳动物都有一个发情周期,也就是说,这段时间她们正在排卵期,准备接受雄性并进行交配。雌性会释放信息素,提醒雄性她愿意交配。在少数哺乳动物中,尤其是兔子,发情是由交配引起的,但在大多数动物中,发情周期是由激素刺激的。大多数大型哺乳动物,如熊、狗、海豹和一些鹿,每年都有一次发情周期。较小的哺乳动物和生活在热带地区的哺乳动物更容易发情。人类和其他灵长类动物是这一规则的例外,无论他们是否在排卵期都会交配。
无性生殖
生殖不一定需要雄性和雌性配子。例如,当一种生物无性繁殖时,该生物的遗传物质被完全复制。这意味着新的生物,或女儿,在基因上与父母完全相同。
单细胞生物通过有丝分裂繁殖,与正常细胞分裂的机制相同细胞).然而,当细胞分裂产生两个大小相同的生物体时,这个过程被称为二元裂变。在一些生物中,包括一些原生动物,会发生多次裂变,在形成单独的细胞之前,细胞核会分裂几次。其他一些原始生命形式,如海绵,通过二元裂变繁殖,在这种裂变中,大量的新细胞最终从亲本分离出来,形成后代。
萌芽是一个类似于二元裂变的过程。有机体经历细胞分裂产生一个更小的子细胞。子细胞依附在父细胞上,直到它通过分裂达到足够的生长才能脱离。萌芽的一种变体是一种被称为营养性繁殖的过程,在某些植物和一些水生动物(如海鞘)中可以看到。亲本有机体发出类似植物的跑动,在跑动上形成芽,并发育成独立的个体。
有性生殖
有性生殖通常被定义为雄性配子使雌性配子受精。因为两个不同的个体贡献了他们的染色体来创造一个新的存在,后代将与父母双方相似,但在基因上永远不会与任何一方完全相同。因此,一个物种的有性繁殖提供了无穷无尽的基因组合。
有性繁殖的一种原始形式,称为结合,发生在原生动物和一些细菌中。其中一个细胞通过形成一个暂时与受体细胞连接的管道,充当雄性细胞或供体细胞。供体细胞将一部分染色体转移给受体细胞。一旦遗传物质转移,两个细胞分离,试管消失。然后两个细胞通过二元裂变进行繁殖。
所有脊椎动物都有性繁殖。受精可以发生在体内也可以发生在体外。大多数鱼类通过外部途径受精。雌虫产卵,雄虫立即在附近释放精子。鲨鱼、鳐鱼、鳐鱼、爬行动物、鸟类和哺乳动物都有体内受精现象。一般来说,雄性的外部器官对于体内受精是必要的,但一些两栖动物能够将泄殖腔向外推入雌性体内。
卵生或产卵的动物在受精前或受精后产卵,这取决于该物种是外部受精还是内部受精。卵生动物的例子包括所有的鸟类,大多数两栖动物和爬行动物,以及鸭嘴兽和带刺的食蚁兽。卵胎生动物,如一些鱼类和爬行动物,将受精卵保留在体内,直到卵准备孵化。胎生动物将胎儿携带在子宫内,并生产活的幼崽。
卵生鱼类和两栖动物经常一次产下超过一百万个小卵。卵在卵巢内迅速生长,直到它们准备产卵。在生较大卵的脊椎动物中,如鸟类和爬行动物,卵被卵巢的柄悬挂起来,直到足够成熟才能产卵。在胎生动物中,卵子是微小的,一个卵巢中可能包含数千个卵子。人类和马的成熟卵子大小差不多——小于0.006英寸(0.15毫米)。
物种内的雌雄同体同时包含雄性和雌性配子。雌雄同体既能自受精也能异受精,硬骨鱼类比其他脊椎动物更常见。通常这种动物首先作为雌性产卵,然后作为雄性受精。
扁虫能够通过分裂和再生的过程进行繁殖,因为它们是雌雄同体的(参见再生).当扁虫被切成两半时,每个部分都含有雄性和雌性配子,并能够生长缺失的部分。
有些昆虫一代有性繁殖,下一代无性繁殖。例如,蚜虫在春天无性繁殖,只产雌性。在秋天,雄性和雌性都繁殖并交配。此外,有些蚜虫会产卵,有些蚜虫会产下活的幼体。
克隆是寄生黄蜂有性繁殖的一种罕见变种。雌蜂交配后产下一枚卵,卵经过反复的二元裂变,直到产生多达3000枚卵,每一枚卵的基因都与其他所有卵相同。(见也遗传学;遗传;怀孕及分娩;性传播疾病)。
Daphna格雷格