מה היתרון של רבייה מינית. במה שונה רבייה מינית מא-מיני

נושא: "שכפול ופיתוח של אורגניזמים
איך אורגניזמים מתרבים

סמינר 2 שעות

אולם התעמלות MOU מס' 10 של מורמנסק
מוֹרֶה: פודמיאטניקובה ל.ס. , מורה לביולוגיה, זוכה בתחרות המורים הטובים ביותר של הפדרציה הרוסית (NPPO)

כיתה י"א

מטרות:

על התלמידים להבין את המושגים של רבייה א-מינית, רבייה מינית, רבייה וגטטיבית, נבגים, פיצול, ניצנים, גמטות, הרמפרודיזם, צימוד, פרתנוגנזה, שחלות, אשכים, ביצית, זרע, גמטוגנזה, אוגנזה, זרע, גדילה, גופי רבייה, אזור, אזור התבגרות, הפריה, זיגוטה, הפריה כפולה, מיקרו-ספורות, מגה-ספורות, גרגירי אבקה, שק עוברים", לדעת את המהות של תהליכי הגמטוגנזה, ההפריה, היתרונות והחסרונות של שיטות רבייה א-מינית ומינית.

על התלמידים להיות מסוגלים לעבוד באופן עצמאי חומר חינוכי, להשוות תהליכים ביולוגיים, לתת תשובה מנומקת, להסיק מסקנות וליישם ידע במצב לא סטנדרטי.

לתרום לגיבוש תפיסת עולם מדעית, איכויות תקשורתיות של תלמידים.
רבייה היא רבייה
סוג משלהם דרך לא דומים.

התקדמות הקורס.

I. מימוש הידע, מבוא לנושא.
בשיעור האחרון, למדנו בפירוט את הדרכים השונות של חלוקת תאים, העומדות בבסיס הרבייה וההתפתחות של אורגניזמים לא רק חד-תאיים, אלא גם רב-תאיים.
-מה ההבדל העיקרי בין מיטוזה למיוזה?
- מהי המשמעות הביולוגית של מיטוזה? מיוזה?
יכולת ההתרבות היא אחת התכונות החשובות ביותר של יצורים חיים. בתהליך הרבייה מועבר חומר גנטי מההורים לצאצאים. משמעות הרבייה עבור המין בכללותו מורכבת מהתחדשות מתמשכת של מספר הפרטים ממין נתון שמתים מסיבות שונות. בנוסף, הרבייה מאפשרת, בתנאים נוחים, להגדיל את מספר הפרטים.
תהליך הרבייה הוא אחד המגוונים ביותר באופיים. במקרים מסוימים, רבייה מתרחשת ברציפות לאורך חיי האורגניזם, במקרים אחרים - רק פעם אחת. לעיתים מתחילה רבייה לאחר הפסקת הגדילה של הפרט, ולעיתים היא מתאפשרת בתהליך הגדילה. ניתן לחלק את שיטות הרבייה לשתי קבוצות: א-מיני ומינית (שקף 3). . למרות שרבייה מינית נחשבת בצדק לדרך מתקדמת יותר, אורגניזמים רבים במחזור החיים שלהם שמרו על היכולת להתרבות באופן א-מיני (שקף 4).
- מדוע רבייה מינית לא החליפה לחלוטין רבייה א-מינית?

II. למד חומר חדש
בואו להכיר את התכונות והצורות של רבייה א-מינית
1. רבייה א-מינית של אורגניזמים - תשובה בעל פה, דיון
אז, רבייה א-מינית נפוצה בטבע. התכונות הבאות אופייניות (שקופית 5). :

• רק אדם אחד לוקח חלק ברפרודוקציה;
• מבוצע ללא השתתפות של תאי נבט;
• רבייה מבוססת על מיטוזה ומיוזה (היווצרות נבגים בצמחים);
• הצאצאים זהים והם עותקים גנטיים מדויקים של ההורה.

צורות של רבייה א-מינית מגוונות (שקופית 6).

א). ביקוע בינארי - חלוקה בה נוצרים שני תאי בת שווים (אמבה) - (שקופית 7).

ב) חלוקה כפולה, או סכיזוגוניה. תא האם מתפרק למספר רב של תאי בת זהים פחות או יותר (מלריה פלסמודיום).

ב) נבגים. רבייה באמצעות נבגים - תאים מיוחדים של פטריות וצמחים. אם לנבגים יש דגלון והם ניידים, אז הם נקראים zoospores (chlamydomonas) (שקופית 8).

ד) ניצנים. על הפרט האימהי נוצרת פועל יוצא - כליה, ממנה מתפתח פרט חדש (שמרים, הידרה) (שקף 9).

ה) פיצול - חלוקת פרט לשני חלקים או יותר, שכל אחד מהם מתפתח לפרט חדש. בצמחים (ספירוגירה) ובבעלי חיים (אנלידים). פיצול מבוסס על תכונת ההתחדשות.

ה) רבייה על ידי חלקים של איברים צומחים. מאפיין קבוצות צמחים רבות. במהלך ריבוי וגטטיבי, פרט חדש מתפתח או מחלק מהאם או ממבנים מיוחדים (פקעת, פקעת וכו') שתוכננו במיוחד עבור ריבוי וגטטיבי.

ז) פוליאמבריוניה. רבייה במהלך התפתחות עוברית, בה מתפתחים מספר עוברים מזיגוטה אחת - תאומים (תאומים זהים בבני אדם). הצאצאים הם תמיד מאותו המין (שקף 10).

ח) שיבוט. שיטה מלאכותית של רבייה א-מינית. אינו מתרחש בתנאים טבעיים. שיבוט הוא צאצא זהה מבחינה גנטית המתקבל מפרט אחד כתוצאה משיטה כזו או אחרת של רבייה א-מינית (שקף 11) ..
תרגיל 1.האם לצאצאים שעלו במהלך רבייה א-מינית יכולים להיות סימנים המבדילים אותם מסימני האורגניזם של האם?
בדיקת ביצוע.
בואו נזהה את היתרונות והחסרונות של רבייה א-מינית (שקף 12)

1. רבייה מינית. שיטות רבייה מינית - תשובה בעל פה, דיון
תכונות של רבייה מינית (שקופית 13):
2 הורים מעורבים
נוצרים גמטות - תאי מין
מתרחשת הפריה
תהליך המיוזה מבוסס על
הצאצאים הם הטרוגניים מבחינה גנטית.

2. מבנה הגמטות. גמטוגנזה - תשובה בעל פה, דיון(שקף 14)
משימה 2.שקול את איור 1. ומלא את הטבלה "היווצרות תאי נבט"

איור 1. תכנית היווצרות תאי נבט

היווצרות תאי נבט

מהם קווי הדמיון וההבדלים העיקריים בתהליכים אלו?
בדיקת ביצועים (שקף 15).

תוספות.

גודל הביצים משתנה מאוד - מכמה עשרות מיקרומטרים ועד כמה סנטימטרים (ביצת אדם היא כ-100 מיקרון, ביצת יען, שאורכה כ-155 מ"מ עם קליפה, היא גם ביצה).
במהלך אוגנזה, הביצית צוברת את כל החומרים הדרושים לשלבים הראשונים של התפתחות העובר. שיטות השגת החומרים הללו שונות: בבעלי חיים נמוכים יותר - על ידי פגוציטוזיס של תאים שכנים על ידי הביצית, בבעלי חיים גבוהים יותר - מתאי זקיק דרך גשרים ציטופלזמיים (חרקים) או צומת פערים (בעלי חוליות). במקרה זה, החלמון מסונתז לעתים קרובות באיברים רחוקים מהביצה, למשל, בתאי כבד. החלמון מרוכז בדרך כלל בקוטב הצומח, והגרעין נמצא בקוטב החי. בנוסף לחלמון, הביצה צוברת כמה אברונים - ריבוזומים (עד 10 13). מתרחשת הגברה של גנים של rRNA (מיליון עותקים). בביצה נוצרת קליפה נוספת על גבי הממברנה - הראשונית. הוא מורכב מגליקופרוטאין ומעורב בזיהוי ספציפי למין של זרעונים. בבעלי חיים רבים נוצרות גם קליפות ביציות משניות (מופרשות ע"י תאים זקיקים) ושלישונית (מופרשות ע"י דפנות הביציות. הן נוצרות לאחר ההפריה. דוגמה היא חלבון, קליפת קלף, קליפת ביצת ציפור. מתחת לקליפה של הביצית, מצטברים גרגירי קליפת המוח - שלפוחיות קרום המעורבות בהפריה.ביונקים יש לביצים קליפה מבריקה, שעליה יש כתר קורן - שכבה של תאים זקיקים.
תאים שהשלימו את חלוקת המיטוזה הם ביציות מסדר 1. בבני אדם, גם במהלך ההתפתחות העוברית של הגוף הנשי, הביציות נכנסות לפרופזה 1 של חלוקת המיוזה ונשארות בשלב זה למשך 12-13 שנים - עד גיל ההתבגרות. רק לאחר מכן, בהשפעת הורמוני המין, חלק מהביציות משלימות מעת לעת חלוקה אחת של מיוזה, הופכות להפלואידיות - ביציות מהסדר השני. ההפריה מתרחשת בשלב המטאפאזה II. לאחר ההפריה מסתיים תהליך המיוזה, הביציות הופכות לביצים בוגרות. אם לא מתרחשת הפריה, הביצית נהרסת.

3. הפריה - תשובה בעל פה, דיון(שקף 16, 17)
חיבור.
הביצים של בעלי חיים רבים מפרישות חומרים בעלי אופי לא חלבוני מ-2 סוגים: הראשון מפעיל את תנועת הזרעונים, השני גורם להם להיצמד זה לזה. זרעונים מפרישים גם חומרים שמאטים את תנועתם של זרעונים אחרים. הזרע נקשר בעזרת חלבון בינדין לקולטני גליקופרוטאין של הממברנה הראשונית של הביצית. bindingins שונים אפילו במינים קרובים.
לאחר ההתקשרות של הזרע, אזור הקרום הראשוני מתמוסס והקרומים החיצוניים של הזרע ותאי הביצית מתמזגים. לרוב, הזרעון נמשך לחלוטין לתוך הביצית, לפעמים הדגל נשאר בחוץ ומושלך. מרגע כניסת הזרע לביצית, הגמטות מפסיקות להתקיים, שכן הן יוצרות תא בודד - הזיגוטה. בהתאם למספר הזרעונים הנכנסים לביצית בזמן ההפריה, ישנם: מונוספרמיה - הפריה, בה נכנס רק זרע אחד לביצית (ההפריה הנפוצה ביותר), ופוליספרמיה - הפריה, בה חודרים מספר זרעונים לביצית. אבל גם במקרה זה, הגרעין של רק אחד מהזרעונים מתמזג עם גרעין הביצית, והגרעינים הנותרים נהרסים.
גרגירי קליפת המוח מתמזגים עם הממברנה החיצונית ותכולתם נשפכת החוצה מתחת לממברנה הראשונית. כתוצאה מכך, הממברנה הראשונית נפרדת מהממברנה החיצונית ונעשית נוקשה יותר. זה נקרא מעטפת ההפריה. תהליכים אלו מונעים פוליספרמיה.

משימה 3*.

בעיקרו של דבר, תהליך ההפריה דומה לרוב בעלי החיים, אך בפרט יש בו הבדלים משמעותיים למדי, החל מהתנהגות הזדווגות, שיטות ההפריה ועד הבדלים במנגנוני החדירה של הזרע לביצית. מהי לדעתך המשמעות הביולוגית של מגוון כזה?
משימה 4*. מבחינה אמפירית, ניתן להרוס את גרעין הביצית באמצעות קרני רנטגן או קרינת UV, ולאחר מכן להפרות אותו בשני זרעונים. לאחר היתוך הגרעינים שלהם, יכולים להתפתח צאצאים מן המניין. במה התוצאות של ניסויים כאלה יהיו שונות בין ציפורים ליונקים?
בדיקת ביצוע.

4. דישון כפול בצמחים פורחים - תשובה בעל פה, דיון

אחת היכולות הבסיסיות של כל האורגניזמים החיים היא רבייה. ישנן שתי אפשרויות עיקריות להיווצרות של אנשים חדשים. מומחים מבחינים וא-מיניים.

שיטות רבייה עצמית

כל אורגניזם חי יכול ליצור סוג משלו של אינדיבידואלים. צמחים רבים ובעלי חיים נמוכים משתמשים ברבייה א-מינית. כדי להשיג צאצאים, מספיק פרט הורה אחד, המסוגל ליצור אורגניזמים בת.

אבל מידע זה אינו מספיק כדי להבין כיצד רבייה מינית שונה מרבייה א-מינית. צורות רבייה אלו של צאצאים שונות מהותית. אז, רבייה מינית אפשרית רק בהשתתפות שני יחידי הורה. השיטה המינית מאופיינת בכך שנוצרות גמטות. אלו הם תאי רבייה מיוחדים עם קבוצה הפלואידית של כרומוזומים.

הבדלים עיקריים

השיטה המינית נחשבת פרוגרסיבית יותר מהא-מינית. הוא משמש את הרוב המכריע של היצורים החיים להולדת צאצאים. אתה יכול להבין כיצד רבייה מינית שונה מרבייה א-מינית אם אתה יודע את הדברים הבאים.

הצורה הראשונה של רבייה מחייבת השתתפות של שני יחידי הורה. בכל אחד מהם מיוצרים תאי מין מיוחדים - גמטות. בתהליך הרבייה הם מתמזגים ויוצרים זיגוטה. ממנו נוצר אורגניזם חדש.

אין צורך בגמטות בתהליך. פרט חדש נוצר מתאי סומטי. זהו העתק מדויק של אורגניזם האב. שיטת רבייה זו מאפשרת להשיג במהירות צאצאים.

תכונות של רבייה א-מינית

להתרבות עצמית של אורגניזמים חדשים יש יתרונות. בהכרתם, קל להסביר כיצד רבייה מינית שונה מרבייה א-מינית. היא מאפשרת ליצור מספר רב של פרטים בזמן קצר. במקרה זה, הצאצא המתקבל אינו שונה מההורה. אורגניזמים של בת הם עותקים מדויקים.

שיטת רבייה זו מועילה לאותם אורגניזמים שחיים בתנאים בלתי משתנים. שונות גנטית במהלך רבייה א-מינית יכולה להיווצר רק כתוצאה ממוטציות גנטיות. בתהליך של רבייה עצמית כזו, תאים מתחלקים, ככלל, על ידי מיטוזה.

בעלי חיים גבוהים יותר אינם יכולים להתרבות מהסוג שלהם באופן א-מיני. היוצא מן הכלל היחיד הוא שיבוט שלהם באופן מלאכותי.

סוגי רבייה א-מינית

ישנן מספר אפשרויות ליצירה על ידי אורגניזמים מסוגם ללא השתתפות של תאי נבט מיוחדים. כאשר מבינים כיצד רבייה מינית שונה מרבייה א-מינית, אין לשכוח שהדרך האחרונה להתרבות צאצאים מחולקת למספר סוגים.

חלוקה, נבגים, רבייה וגטטיבית, כולל ניצנים, וקיטוע מובחנים בנפרד. בכל אחת מהשיטות הללו, נוצר פרט חדש מאחד או מקבוצה של תאים סומטיים. פרוטוזואה מתרבים לפי חלוקה: אמבה, פרמסיה. שיטה זו משמשת גם חיידקים מסוימים.

כל הקבוצות של צמחים ירוקים, פטריות, כמה חיידקים ופרוטוזואה מתרבים על ידי היווצרות נבגים. נבגים נוצרים במבנים מיוחדים - ספורוגוניה.

לגלות את ההבדלים בין רבייה מינית וא-מינית, אסור לשכוח ששיטות אלה שונות באופן משמעותי. ואכן, במהלך רבייה עצמית ללא השתתפות של גמטות, תאים סומטיים מתחילים להתחלק. למשל, אפשר בעזרת ייחורים, שפמים, שורשים, קני שורש, פקעות, פקעות, פקעות.

תכונות של רבייה מינית

כדי להשיג צאצאים בשיטה זו יש צורך בשני פרטים מאותו המין, המייצרים תאי נבט מיוחדים. הופעת צאצאים אפשרית כאשר הם מתמזגים ויוצרים זיגוטים. זה מה שכדאי לזכור כשמספרים כיצד רבייה מינית שונה מרבייה א-מינית.

גמטות מכילות קבוצה הפלואידית (יחידה) של כרומוזומים. תאים אלו נוצרים במהלך המיוזה. בעזרתם מועבר מידע גנטי משני ההורים לאורגניזמים של בת. תהליך איחוי הגמטות נקרא הפריה. כתוצאה מכך, הגרעינים הפלואידים מתאחדים ונוצר זיגוטה. על זה מבוססת השונות התוך-ספציפית של אורגניזמים.

לגלות את התכונות של רבייה א-מינית ומינית, אסור לנו לשכוח שיש שני סוגים של גמטות. הם מיוצרים על ידי זכרים ונקבות. אבל בטבע, ישנם סוגים כאלה של אורגניזמים שיכולים לייצר בו זמנית שני סוגים של תאי נבט. הם נקראים הרמפרודיטים. כך יכולים להתרבות סרטנים קטנים, חלזונות וכמה דגים.

חריגים אפשריים

אתה יכול להבין איך רבייה מינית שונה מרבייה א-מינית אם אתה יודע שהשיטה הראשונה מאופיינת ביצירת גמטות מיוחדות, ובשנייה, התאים הסומטיים של האורגניזם האב מתחילים להתחלק.

חשוב שאדם אחד יספיק לרבייה א-מינית, ויש צורך בשניים לרבייה מינית. עם זאת, אל תשכח את החריגים. אלה כוללים hermaphroditism ו parthenogenesis. למרות שצורת הרבייה הראשונה המצוינת כוללת לעתים קרובות גמטות מאנשים שונים, מתרחשים תהליכים בגוף המפריעים להפריה עצמית.

גם אחד הזנים של רבייה מינית הוא פרתנוגנזה. בשיטה זו, תאי נבט נשיים מסוגלים להתפתח לפרט חדש ללא השתתפות של גמטות זכריות. גם כמה בעלי חיים וגם צמחים יכולים להוליד צאצאים בדרך זו.

בהתאם למספר הכרומוזומים בתאי הנבט הנשיים, מבחינים בפרתנוגנזה דיפלואידית והפלואידית. מנגנון רבייה זה מאפשר לך לשלוט על מספר הצאצאים וסוגיהם. לדוגמה, מלכת דבורים יכולה להטיל ביצים שיבקעו לנקבות (מלכות, פועלות) או זכרים (מל"טים). רבייה - מינית וא-מינית - בגרסאות הקלאסיות אין יכולות כאלה.

התהליך העיקרי הוא הברירה הטבעית. הוא מחליט אילו התאמות לבית גידול נתון הן חיוביות ואילו לא כל כך רצויות. אם ההסתגלות חיובית, אז אורגניזמים שיש להם קידוד לתכונה זו יחיו מספיק זמן כדי להתרבות ולהעביר את הגנים שלהם לדור הבא.

כדי שהברירה הטבעית תעבוד עבור אוכלוסייה, חייב להיות גיוון. כדי לקבל גיוון ביחידים, אתה צריך גנטיקה שונה ובא לידי ביטוי. הכל תלוי בשיטת הרבייה של מין מסוים.

רבייה א-מינית

רבייה א-מינית היא ייצור של צאצאים מהורה אחד שאינו מלווה בהזדווגות או ערבוב של גנים. רבייה א-מינית גורמת לשיבוט של ההורה, כלומר לצאצאים יש DNA זהה לאב הקדמון שלהם. ככלל, אין מגוון מינים מדור לדור.

אחת הדרכים להשיג מגוון מינים היא באמצעות מוטציות ברמת ה-DNA. אם מתרחשת שגיאה בתהליך או בהעתקה של ה-DNA, שגיאה זו תועבר לצאצאים, ואולי תשנה את תכונותיו. עם זאת, מוטציות מסוימות אינן משנות את הפנוטיפ, ולכן לא כל השינויים ברבייה הא-מינית מביאים לשינויים בצאצאים.

רבייה מינית

רבייה מינית מתרחשת כאשר תא מין נשי (ביצית) מתאחד עם תא זכר (זרע). צאצא הוא שילוב גנטי של אמא ואבא, מחצית מהכרומוזומים שלו מגיעים מהורה אחד והחצי השני מההורה השני. זה מבטיח שהצאצאים שונים גנטית מהוריהם ואפילו מאחיהם.

מוטציות יכולות להתרחש גם במינים המתרבים מינית כדי להגביר עוד יותר את מגוון הצאצאים. התהליך היוצר את (תאי המין) המשמשים לרבייה תורם אף הוא להגברת הגיוון. זה מבטיח שהגמטות המתקבלות שונות מבחינה גנטית. גיוס עצמאי במהלך מיוזה והפריה אקראית משפיע גם על ערבוב גנים ומאפשר לצאצאים להסתגל טוב יותר לסביבתם.

רבייה ואבולוציה

בדרך כלל מאמינים שרבייה מינית תורמת יותר לאבולוציה מאשר רבייה א-מינית, שכן יש לה הרבה יותר

רבייה מינית היא צורת הרבייה המובילה בעולם האורגני. שני יחידי הורים משתתפים ברבייה מינית. קודמת לה היווצרות באורגניזמים של ההורים כתוצאה ממיוזה של תאי מין מיוחדים - גמטות, שכל אחד מהם נושא קבוצה אחת (הפלואידית) של כרומוזומים. הרבייה עצמה מורכבת מהפריה - היתוך של גמטות לזיגוטה.מיוזיס

תאי מין זכריים ונקביים בבעלי חיים נוצרים בדרך כלל בבלוטות המין (אשכים ושחלות). הם יכולים להיות ביחידים שונים או באחד; במקרה האחרון, אנשים נקראים הרמפרודיטים. הרמפרודיטיס היא צורת הרבייה הפרימיטיבית ביותר, האופיינית לבעלי חיים נמוכים רבים (כולל תולעי סרט, תולעי אדמה, חלזונות) וצמחים פורחים. תולעי סרט, תולעי אדמה, חלזונות, צמחים פורחים

הרמפרודיטיזם: הפריה עצמית אפשרית (חשוב למינים יושבים או פרטים המנהלים קיום בודד) אבל הפריה עצמית מונעת חילופי חומר גנטי בין פרטים; לפיכך, לאורגניזמים רבים יש מכשירים המונעים הפריה עצמית (אי התאמה גנטית של תאי נבט מאורגניזם אחד, יצירת גמטות זכריות ונקבות בזמנים שונים, מבנה פרח מיוחד המעדיף האבקה צולבת).

המהות של מיוזיס מיוזיס היא מרכיב חשוב של רבייה מינית. במהלך המיוזה נוצרים תאים המכילים רק קבוצה אחת של כרומוזומים, מה שמאפשר את ההיתוך הבא של תאי נבט (גמטות) של שני הורים רבייה מינית למעשה, המיוזה היא סוג של מיטוזה. הוא כולל שתי חלוקות תאים רצופות, אך הכרומוזומים משוכפלים רק בחלוקה הראשונה מבין אלו. המהות הביולוגית של המיוזה היא הפחתת מספר הכרומוזומים בחצי ויצירת גמטות הפלואידיות (כלומר, גמטות שיש להן סט אחד של כרומוזומים לכל אחד).
19

המהות של רבייה מינית היא יצירת שילובים גנטיים חדשים. במקרים האופייניים ביותר זכר ונקבה מזדווגים ומייצרים פרטים שהגנוטיפ שלהם אינו זהה לא לגנוטיפ של האב ולא לגנוטיפ של האם, אצל חלק מהחיות ניתן ליצור גנוטיפים חדשים כתוצאה מתהליכים מסוג אחר גנוטיפ הומוזיגוטי חדש. צורות אחרות, כולל כמה תולעים שטוחות ורכיכות, הן הרמפרודיטיות, כלומר. יש להם גונדות זכריות (מייצר זרע) ונקבה (מייצרות ביצים). ישנן צורות הרמפרודיטיות המסוגלות להפריה עצמית.

לא כל רבייה היא מינית (כלומר, היא יוצרת גנוטיפים חדשים). לדוגמא, פרמציה מסוגלת להתחלק לשניים עם היווצרותם של שני אורגניזמים בת חדשים זהים גנטית לפרט המקורי.פוליפים הידרודים (אחת מקבוצות ה-coelenterates) יכולים לייצר פרטים חדשים זהים לעצמם כתוצאה מהניצנים במקרה זה, מספר אורגניזמים חדשים יכולים להיווצר באזור ניצנים אחד. בעלי חיים אחרים, כולל חרקים רבים וכמה דגים, מסוגלים להתרבות פרתנוגנטית, שבה מתפתחים צאצאים מביצים לא מופרות.

הרוב המכריע של בעלי החיים, במיוחד צורות שהופיעו לאחרונה יחסית, מתרבים מינית, כלומר על ידי היתוך של גמטות זכר ונקבה. תיאורטיקנים חלוקים בדעתם לגבי הסיבות לדומיננטיות זו של התהליך המיני. מכיוון שרבייה מינית דורשת עלויות מסוימות, ברור שהיא חייבת לספק כמה יתרונות משמעותיים. הסיבות העיקריות הבאות הועלו להסבר:

1) יתרון אבולוציוני לאוכלוסיות שיכולות להשתנות מהר יותר מאחרות באמצעות רבייה מינית;

2) יתרון אבולוציוני הקשור לעובדה ששיטת רבייה זו מקלה על יצירת מין (הופעת מינים חדשים);

3) שפרטי הורים בודדים יכולים ליצור גיוון בצאצאים הקרובים שלהם, מה שמקל עליהם להסתגל לשינויים סביבתיים בלתי צפויים.

במהלך רבייה מינית, כתוצאה מהתמזגות הגמטות, נוצרת ביצית מופרית - זיגוטה הנושאת את הנטיות התורשתיות של שני ההורים, שבגללה השונות התורשתית של הצאצאים עולה בחדות. זהו היתרון של רבייה מינית על פני רבייה א-מינית. הָהֵן. בנוכחות רקומבינציה גנטית, פרטים הוריים מייצרים צאצאים שיהיו שונים מהם בצורה הבלתי צפויה ביותר, ובין השילובים האקראיים החדשים של גנים, לפחות מחצית עשויה להתברר כגרוע יותר מהגנוטיפ ההורי, אך דשדוש הגנים בתהליך של רבייה מינית תורם להישרדות המין בתנאי סביבה משתנים. אם הורה מייצר צאצאים רבים עם מגוון רחב של שילובי גנים, יש סיכוי טוב יותר שלפחות צאצא אחד יהיה מותאם היטב לנסיבות החיים העתידיות, יהיו אשר יהיו.

בנוכחות רקומבינציה גנטית, פרטים הוריים מייצרים צאצאים שיהיו שונים מהם בצורה הבלתי צפויה ביותר, ובין השילובים האקראיים החדשים של גנים, לפחות מחציתם עשויים להתברר כגרועים יותר מהגנוטיפ ההורי, אך דשדוש הגנים בתהליך של רבייה מינית תורם להישרדות המין בתנאי סביבה משתנים. אם הורה מייצר צאצאים רבים עם מגוון רחב של שילובי גנים, יש סיכוי טוב יותר שלפחות צאצא אחד יהיה מותאם היטב לנסיבות החיים העתידיות, יהיו אשר יהיו.

השערות רבות הוצעו כדי להסביר את היתרונות של רבייה מינית במאבק על הקיום. אחד מהם נותן מושג איך יכולים להיות השלבים הראשונים של האבולוציה של רבייה מינית. מהלך האבולוציה תלוי במידה רבה במוטציות שמשנות גנים קיימים, ויוצרות במקומם אללים (וריאנטים) חדשים של הגנים הללו. נניח שלשני פרטים באוכלוסייה מסוימת יש מוטציות חיוביות המשפיעות על כמה לוקוסים גנטיים, ומכאן תפקודים שונים. במין א-מיני, כל אחד מהפרטים הללו יוליד שיבוט של צאצאים מוטנטים, ושני שיבוטים חדשים יתחרו עד שאחד מהם ינצח. אחד מהאללים המועדפים שנוצרו על ידי מוטציות יתפשט, בעוד שהשני ייעלם בסופו של דבר. כעת דמיינו שלאחד המוטנטים המקוריים יש תכונה שנקבעה גנטית המאפשרת לו לכלול גנים משבטים אחרים בגנום שלו מעת לעת. בתנאי המאבק על הקיום, רכישת גנים מתאי שיבוט מתחרה היא בגדר יצירת תא הנושא את כל המוטציות החיוביות. לתא כזה תהיה יכולת ההסתגלות הגדולה ביותר, והיתרונות המתקבלים על ידו יבטיחו את התפשטות האוכלוסייה של תכונה המאפשרת לך לכלול את הגנים של תאים אחרים בגנום שלך. הברירה הטבעית תעדיף רבייה מינית פרימיטיבית כזו.

זרעונים הם אחד הגיבורים העיקריים של רבייה מינית.

השמרים עזרו למדענים להראות שגידול בין-אוכלוסיות מוביל להסתגלות אקולוגית רבה יותר של המין.
הישרדות המין קשורה להצטברות של שינויים גנטיים המסייעים לאורגניזם להתקיים בסביבה מסוימת. מאמינים כי רבייה מינית, אשר מביאה לשונות גנטית מוגברת, תורמת לאבולוציה המהירה של המין. אבל במקרה של רבייה מינית, הצאצאים לוקחים גנים של שני פרטים שונים. תארו לעצמכם שאמא ואבא הגיעו מאוכלוסיות שונות; הגנים של האם מאפשרים לה לשרוד בתנאים מסוימים, והגנים של האב "מתחדדים" לאחרים. במקרה זה, הצאצאים לא יהיו מותאמים לא לזה ולא לזה: הגנים יחלישו זה את זה ולא יוכלו לפעול כראוי בכלל בשום תנאי. מסתבר שרבייה מינית לא תורמת להישרדות המין?

חוקרים מאוניברסיטת אוקלנד (ניו זילנד) הקימו ניסוי שהיה אמור לענות ישירות על השאלה האם מעבר בין אוכלוסיות עוזר או מאט את האבולוציה. מדענים השתמשו בשמרים, שיכולים להתרבות גם באופן א-מיני וגם מיני. התרבות הראשונה גדלה בתנאים מסוימים, השנייה - בתנאים אחרים. בשלב מסוים, מנגנון הרבייה המינית הופעל בשמרים ואיפשר לפטריות מאוכלוסיות שונות למצוא זו את זו.

במאמר שפורסם בכתב העת Ecology Letters כותבים המחברים שהצאצאים הנובעים מהרבייה המינית הסתגלו לסביבה מהר יותר. אם ההורים היו מאוכלוסיות שונות, אז ילדיהם הרגישו טוב באותה מידה בתנאים סביבתיים "אימהיים" ו"אביים". כלומר, רבייה מינית לא רק שאינה מפריעה, אלא גם מגרה את התפתחות המין, במיוחד כאשר פרטים מאוכלוסיות שונות נפגשים.

למעשה, תוצאות הניסוי מאששות השערה חלופית אחת, אך מעט ידועה יחסית, לפיה גנים ש"מתחדדים" בתנאי אחד לא בהכרח מפריעים לחיות באחרים. גנים לבתי גידול שונים אינם נכנסים לעימות, אלא מתקיימים בשלום באותו גנום, נדלקים ומכבים לפי הצורך.

בעבר, ביולוגים אבולוציוניים היו צריכים להמציא טריקים חכמים שימנעו מפרטים מאוכלוסיות שונות להתרבות זה בזה ובכך להחליש את מיקומו האבולוציוני של המין. ולמרות שכאמור הייתה השערה חלופית, היה צורך באישור ניסוי כדי להעלות אותה מעל כל האחרות. נעשה שימוש במידע מלא בהכנת המאמר.