Rozmnażanie bezkręgowców

Rozmnażanie organizmów żywych jest najważniejszym procesem podtrzymującym istnienie owych form na naszym globie. Różnorodne czynniki zewnętrzne i wewnętrzne spowodowały powstanie różnych odmian rozmnażania u bezkręgowców.
Gąbki należą do najprymitywniejszych bezkręgowców, należą do podkrólestwa beztkankowców. Owe organizmy prowadzą osiadły tryb życia, a ich budowa nie jest zbyt złożona. Jednak przedstawiciele typu Porifera mają szerokie możliwości w sposobach rozmnażania.
Bezpłciowo:
- przez podział, który zachodzi zgodnie z długą osią ciała osobnika lub kolonii
- przez pączkowanie – na powierzchni gąbki pojawia się wypukłość, do której wnikają wszystkie warstwy ciała oraz jama paragastralna; na wypukłości wytwarza się oscolum i pączek oddziela się od organizmu macierzystego lub pozostaje z nim w łączności, tworząc kolonie.
- przez pączki wewnętrzne (gemmule). Gemmula jest to wielokomórkowa masa znajdująca się w otoczce zbudowanej z dwu warstw rogowych i tkwiących i tkwiących w nich niewielkich igiełek krzemionkowych. Zimą ciało gąbki zamiera i rozpada się, natomiast gemmule opadają na dno i chronione przez otoczkę pozostają tam do następnej wiosny, kiedy to masa komórkowa wydostaje się na zewnątrz, przytwierdza do dna przekształcając się w nową gąbkę.
Płciowo:
- większość gąbek to obojnaki, czyli organizmy, u których jeden osobnik produkuje zarówno męskie, jak i żeńskie komórki rozrodcze (jedne amebocyty przekształcają się w plemniki, inne zaś w komórki jajowe). Zapłodnienie i wczesny rozwój zarodka zachodzi w galaretowatym mezohylu. Wyposażona w wić larwa przemieszcza się do jamy wewnętrznej, a następnie opuszcza organizm macierzysty z prądem wypływającej wody. Przez kilka dni pływa jako organizm planktonowy, a następnie znajduje twarde podłoże, przyczepia się do niego i rozpoczyna osiadłe życie.
Jamochłony są zwierzętami dwuwarstwowymi, endo- i ektodermalnymi, żyjącymi wyłącznie w środowisku wodnym. Stopień zależności budowy ich ciała stoi na bardzo wysokim poziomie w porównaniu do organizmów wcześniej omówionych. U jamochłonów możemy zauważyć już pewne posunięcie ewolucyjne sposobu rozmnażania. Zaczyna zanikać powoli forma bezpłciowa, a zaczyna dominować forma płciowa. Rozmnażanie bezpłciowe odbywa się przez pączkowanie, rzadziej przez podział poprzeczny lub podłużny (podział poprzeczny wielokrotny – strobilizacja np. u chełbi)
Natomiast coraz bardziej rozwija się rozmnażanie płciowe:
- jamochłony są na ogół rozdzielnopłciowe, gamety powstają z komórek interstycjalnych w niezróżnicowanych gonadach (wydostają się z nich przez pękające powłoki ciała lub przez otwór gębowy).
- zapłodnienie może być zewnętrzne lub wewnętrzne, a rozwój, przynajmniej początkowo, morze zachodzić w organizmie macierzystym. - Z zapłodnionego jaja rozwija się urzęsiona larwa Planula, która osiada na dnie i przekształca się w polipa.
- u jamochłonów pojawia się przemiana pokoleń, nazywana u tych zwierząt metagenezą. Polega ona na występowaniu kolejno po sobie dwóch pokoleń: rozmnażającego się płciowo (w formie meduzy) oraz bezpłciowo (w formie polipa). Szczegóły tego cyklu są różne u różnych gromad parzydełkowców, ale ogólny schemat przedstawia się następująco:, jeżeli gatunek żyje w kolonii złożonej z polipów, prowadzących osiadły tryb życia, to występują w niej dwa typy osobników: jedne wyspecjalizowane w odżywianiu, drugie w reprodukcji. Z polipów rozrodczych drogą strobilizacji, polegającej na wyodrębnieniu, a później oddzieleniu się od ciała polipa płaskich krążków, jednego po drugim, powstają wolno pływające meduzy żeńskie i męskie. Meduzy te produkują w gonadach komórki jajowe i plemniki; zapłodnienie zachodzi w wodzie. Z zygoty rozwija się wolno żyjąca orzęsiona larwa, zwana planulą. Larwa przyczepia się do podłoża i zaczyna wytwarzać nowe pokolenie polipów w drodze rozmnażania bezpłciowego. Wyjątkiem są koralowce, które występują tylko w formie polipa. Co prawda wytwarzają one na drodze rozmnażania płciowego, tak samo jak pozostałe parzydełkowce, orzęsioną larwę, ale większość swego życia spędzają przytwierdzone do podłoża.
Żebropławy Ctenophora jest to niezbyt liczna grupa, typ obejmuje około 80 gatunków.
Rozmnażają się bezpłciowo przez lacerację (oddzielanie z brzegów fragmentów ciała).
Płciowo (hermafrodyzm, rzadziej rozdzielnopłciowość; zapłodnienie zewnętrzne; obecna larwa wolno pływająca- cydippida).
Płazińce, z których większość przedstawicieli jest pasożytami sposoby rozrodu są nastawione na jak największą ilość nowych osobników. Tasiemce są najbardziej popularną gromadą płazińców, ich cykl rozwojowy opiera się na dwóch żywicielach: pośrednim i ostatecznym. Ciało tasiemca składa się z szeregu powtarzających się segmentów. Każdy taki segment jest kompletną „maszyną” rozrodczą, wyposażoną w narządy męskie i żeńskie, i produkującą do 100 000 jaj. A ponieważ dorosły tasiemiec może się składać nawet z 2000 segmętów, jego potencjał rozrodczy jest naprawdę ogromny. Jeden osobnik może wyprodukować nawet 600 milionów jaj rocznie. Segmęty najdalej odsunięte od główki zawierają dojrzałe jaja. Odrywają się one kolejno od ciała tasiemca i wraz z kałem opuszczają organizm żywiciela ostatecznego. Następnie każdy pęka, uwalniając jaja, które mogą np. przyczepić się do trawy, będącej głównym pożywieniem zwierząt gospodarskich, czyli żywicieli pośrednich. Z jaja połkniętego przez takie zwierzę wychodzi larwa, która następnie przebija się z jelita do mięśni, gdzie otacza się cystą i czeka na dostanie się do organizmu ostatecznego żywiciela, którym może stać się człowiek.
Bardziej interesujący jest sposób, w jaki rozmnażają się, należące do gromady wirków – wypławki. Są one drapieżcami, chwytającymi drobne zwierzęta. Rozmnażają się zarówno płciowo, jak i bezpłciowo. W procesie rozmnażania bezpłciowego ciało wypławka, co ciekawe, dzieli się na pół, tworząc dwa potomne organizmy. Każdy z nich regeneruje brakujące części. Rozmnażające się płciowo wypławki są obojnakami. W okresie letnim każdy osobnik produkuje zarówno jaja, jak i plemniki. Podczas kopulacji dwa osobniki łączą się ze sobą i wymieniają gamety; w ten sposób ich jaja zapładniane są krzyżowo.
Wstęzniaki Nemertea są rozdzielnopłciowe i zazwyczaj jajorodne, zapłodnienie jest zewnętrzne. W rozwoju występuje larwa swobodnie pływająca Pilidium.
Nicienie Nematoda większość nicieni jest rozdzielnopłciowa z zaznaczonym dymorfizmem płciowym. Zapłodnienie jest wewnętrzne zachodzi w macicy. Samce wielu gatunków giną po kopulacji. Niektóre gatunki z typu nicieni, są pasożytami, których żywicielem jest człowiek. Takim przykładem jest glista ludzka, biały robak o długości ok. 25 cm. Podobnie jak tasiemce, glista musi zużyć wiele energii na reprodukcję, by zapewnić ciągłość gatunku. Ascaris lumbricoides jest organizmem rozdzielnopłciowym; kopulacja zachodzi w ciele żywiciela. Samica potrafi złożyć 200 tys. jaj na dobę. Jaja glisty ludzkiej opuszczają ciało człowieka z kałem i tam, gdzie warunki sanitarne są niewłaściwe, (czyli w większości miejsc na świecie), trafiają do gleby. W wielu krajach odchody ludzkie używane są do nawożenia gleb, co jest praktyką sprzyjającą rozprzestrzenianiu się zarówno tego pasożyta, jak i wielu innych. Ludzie zarażają się połykając jaja glisty wraz z zanieczyszczonym pokarmem. W przewodzie pokarmowym larwy opuszczają jaja i rozpoczynają długą wędrówkę po ciele żywiciela, która kończy się w jelicie cienkim. Najpierw z przewodu pokarmowego dostają się do naczyń krwionośnych. Tam przenoszone przez krew przechodzą poprzez serce do płuc, gdzie przedostają się dzięki pęcherzykom płucnym do układu oddechowego i wędrują w górę dróg oddechowych, aż do gardła. Przełknięte trafiają ponownie do żołądka, a stamtąd do jelita cienkiego, gdzie osiadają na stałe i żywią się jego częściowo strawioną zawartością. Większość nicieni jest jajorodna.
Wrotki Rotatoria są rozdzielnopłciowe, występuje u nich dymorfizm płciowy oraz heterogonia okresowa, polegająca na rozmnażaniu się w drodze partenogenezy przez kilka pokoleń. Wrotki lądowe w warunkach niekorzystnych wytwarzają formy przetrwalnikowe w postaci cyst, cechujące się olbrzymią wytrzymałością (wytrzymują temperatury do -272C).
Pierścienice Annelida w porównaniu do typów wyżej wymienionych są organizmami o dużym stopniu skomplikowania budowy wewnętrznej. Pojawia się tutaj zamknięty układ krwionośny. Zgodnie z ewolucją, układ rozrodczy musiał także ulec temu procesowi. Spośród trzech gromad typu Annelida, dwie zasługują na szczególną uwagę: wieloszczety i skąposzczety.
Wieloszczety to organizmy rozdzielnopłciowe o prostej budowie układu rozrodczego. Dymorfizm płciowy jest wśród nich słabo zaznaczony. Gonady występują w nielicznych segmentach. Komórki jajowe wydostają się przez nefridia. Zapłodnienie jest zewnętrzne, a bruzdkowanie całkowite i spiralne. Rozwój zarodkowy prowadzi do powstania larwy, posiadającej prosty układ nerwowy. U wielu Polychaeta rozwinęły się pewne typy zachowań, które zwiększają szansę spotkania jaj z plemnikami, a więc szansę zapłodnienia. Samce i samice jednego gatunku synchronicznie reagują na określone bodźce środowiskowe, uwalniając gamety do wody w tym samym czasie.
Natomiast najbardziej znanymi skąposzczetami są dżdżownice. Tak jak wszyscy przedstawiciele typu Oligochaeta dżdżownice są hermafrodytami. W procesie kopulacji dwa osobniki wymieniają plemniki. Przywierają wtedy do siebie brzusznymi stronami ciała, z głowami zwróconymi w przeciwne strony. Ich brzuchy zostają sklejone śluzem wydzielanym przez siodełko. Plemniki przedostają się do siodełka i są przekazywane partnerowi, który magazynuje je na krótki czas w zbiornikach nasiennych. Po dokonaniu wymiany zwierzęta się rozchodzą. Po kilku dniach siodełko wytwarza błoniastą mufkę wypełnioną gęstą cieczą. Mufka, przesuwana ruchami ciała w kierunku głowy, dociera do żeńskiego otworu płciowego, skąd przedostają się do niej dojrzałe jaja. Następnie, gdy mufka dotrze do zbiorników nasiennych, pobiera z nich plemniki. Kiedy już ześlizgnie się przez głowę z ciała zwierzęcia, otwory na jej bokach zasklepiają się i powstaje wrzecionowaty kokon. W jego wnętrzu z zapłodnionych jaj rozwijają się małe dżdżownice. Ten skomplikowany sposób rozmnażania się jest przystosowaniem do życia na lądzie.
Stawonogi Arthropoda odniosły w ewolucji niezwykły sukces. Żaden inny typ zwierząt nie jest reprezentowany przez tyle różnych gatunków i nie opanował tak wielu środowisk. Zawdzięczają to po części swemu doskonałemu, jak na bezkręgowce, sposobowi rozmnażania. Przedstawiciele gromad z podtypu Chelicerata (szczękoczułkowce) są rozdzielnopłciowe. Poza ostrogonami, u których występuje zapłodnienie zewnętrzne, u wszystkich szczękoczułkowców występuje zapłodnienie wewnętrzne. Rozwój zazwyczaj jest prosty, a postacie larwalne występują wyłącznie u roztoczy.
Skorupiaki są również rozdzielnopłciowe. W trakcie zapłodnienia samiec za pomocą odnóży przekształconych w narząd kopulacyjny przekazuje samicy spermę. Zapłodnione jaja pozostają na ogół związane z ciałem matki. Wylęgające się z nich młode przechodzą serię stadiów larwalnych i wylinek, zanim osiągną postać dorosłą. Na przykład młode homary linieją aż siedem razy w pierwszym roku życia, zwiększając za każdym razem rozmiary i upodabniając się coraz bardziej do formy dorosłej. Kiedy tylko od dojrzałych osobników różnią się już tylko wielkością ciała, przechodzą kolejne wylinki związane z dalszym wzrostem.
Owady są grupą zwierząt najlepiej przystosowanych do środowiska lądowego, czego objawem jest także doskonały, jak na bezkręgowce, a zarazem prosty cykl rozwojowy. Przedstawiciele tej gromady są organizmami rozdzielnopłciowymi o zapłodnieniu wewnętrznym. W trakcie rozwoju przechodzą kilka wylinek. Rozwój owadów jest zawsze rozwojem złożonym, przy czym występują dwa rodzaje przeobrażeń: niezupełne (jajo→ nimfa→ imago) oraz zupełne (jajo→ larwa→ poczwarka→ imago). U wielu owadów funkcjonuje partenogeneza.
Mięczaki Mollusca należą do powszechnie znanych bezkręgowców. Typ Mollusca ustępuje pod względem liczby gatunków jedynie stawonogom i dzieli się na cztery gromady: chitony, ślimaki, małże i głowonogi. Mięczaki są na ogół rozdzielnopłciowe, a zapłodnienie zewnętrzne zachodzi w wodzie. Większość z nich przechodzi jedno lub dwa stadia larwalne. Pierwszym stadium jest trochofora – orzęsiona, kulista, wolnopływająca larwa, występująca także u pierścienic. Istnieje wiele podobieństw w rozwoju Mollusca i Annelida, m.in. bruzdkowanie typu spiralnego czy wspomniana wyżej trochofora. Jest jednak pewne stadium rozwojowe, którego oprócz mięczaków nie posiada żaden z typów zwierząt, mianowicie larwę weligera. Posiada ona zawiązki: muszli, narządów wewnętrznych, nogi, a także oczy i czułki. Ciekawe jest, że samice niektórych gatunków, po zapłodnieniu, przetrzymują rozwijające się z jaj młode w jamie płaszczowej.
Szkarłupnie echinodermata są rozdzielnopłciowe i jajorodne, rzadko żyworodne. W ich rozwoju występują larwy rozmaitych typów, nie wprowadziły one nic nowego do sposobu rozmnażania się.
Sposób rozmnażania z całą pewnością zależy od sposobu życia i warunków środowiska. Bezkręgowce, jako małe i pozornie nieznaczące organizmy, potrafiły z wielką perfekcją przystosować swój cykl rozwojowy i proces płciowy do zmieniających się warunków otoczenia. Po sposoby reprodukcji bezkręgowców sięgnęła wyżej zorganizowana grupa zwierząt – kręgowce.