Fortplantning, ävenförökning ellerreproduktion, kallas det närdjur,människor ellerväxter förökar sig och förlivet vidare till en nygeneration. Förökningen kan hindras av andra arter eller begränsade resurser.[1]
Olika arter fortplantar sig på olika vis. Högrearter, såsomdäggdjur inklusivemänniskan, harsexuell fortplantning (även kalladkönlig reproduktion) vilket oftast innebär att hane och hona parar sig och förenar sinagameter, det vill säga att hanen överför en enkel uppsättning av sinaanlag tilläggcellen, som också har en enkel uppsättning anlag, i honan. Därefter sker självabefruktningen vilket bildar enzygot. Zygoten delar på sig genom celldelningar, vilket ger upphov till en individ.[1] Den nya individen får då en dubbel uppsättning anlag som är unik, det vill säga inte är exakt likadan som någon annan individs.
En del enklare arter till exempelsvampar,amöbor ochbakterier harasexuell fortplantning (även kallatkönlös reproduktion) och fortplantar sig genom avknoppning av hela eller delar av sittcellmaterial till nya individer. Som ett resultat av detta får den nya individen samma gener som modern, alltså är den enklon.[1] Många växter kan föröka sig både könligt och könlöst, såsom exempelvislökväxter som kan dela sig ochjordgubbsplantorna som förutomfrösådd kan föröka sig genomrevor.
Det finns en rad olika sätt på vilka olika djurarter reproducerar sig. Vissa arter väljer att producera en stor mängd, ibland uppemot flera miljoner,avkommor, även om bara ett fåtal överlever tills de är könsmogna, medan andra arter inte producerar lika många avkommor men där det är större chans att dessa överlever och får ett långt liv. Om arter med en stor mängd avkommor lever i gynnsamma områden kan populationen öka snabbt, och om så är fallet, så kallas de för opportunister. Ju längre tid det tar till könsmogen ålder hos en art, desto långsammare ökar populationen.[2]
De flesta djurarter förökar sig sexuellt. Det medför bland annat att det är större chans att något av barnen överlever, eftersom de inte är likadana som varandra, till skillnad från den asexuella reproduktionen. Mångafiskar fortplantar sig sexuellt menbefruktningen sker externt, exempelvis genom att honan lägger äggen och att hanen släppersperma på dem efter att de har lagts.[3] Anledningen till att två individer sällan är likadana, är att man har gener från båda föräldrarna; att arvsanlagen förenas vid befruktningen. En annan anledning till att det är större chans att dessa överlever är att könscellerna delar sig i något som kallas förmeios. Detta medför att den enakromosomen i ett kromosompar kan reparera en skada som har skadat engens DNA-strängar. Meiosen omorganiserar ävenarvsanlagen. Det finns dock undantag där asexuell och sexuell reproduktion samexisterar, i något som kallas förpolyembryoni. Ett exempel på detta ärbältor, där dottercellerna isoleras från varandra till egna individer och bildar enäggssyskon, efter att en sexuell förökning har ägt rum.[2] Hos bältor kan upp till tolv syskon bilda enäggstolvlingar[4]. Vissasteklar kan på detta sätt bilda uppemot enäggstvåtuslingar[4]
Själva parningen kan ske på en mängd olika sätt, men hos många arter tas initiativ till handlingen av den ena parten – ofta hanen. Samvaron kan ske samtyckt eller eftervåld ellertvång, och parningen kan i vissa fall skada en av parterna. Det senare förekommer bland annat hoshonungsbin,bönsyrsor, vissaspindlar,vägglöss och en delblötdjur.[5]Änder ochkattdjur är andra exempel på djur medmaktspel ochaggressivitet i samband med parning.[6][7]
Komodovaranen har bekräftats kunna föröka sig med partenogenes
Partenogenes, ellerjungfrufödsel, är närdiploida ellerhaploida individer utvecklas från ett ägg som är obefruktat. Diploida individer har dubbla upplagor av varje kromosom som ingår i par. Könsceller blir genommeiosen haploida, det vill säga att de bara har en enkel upplaga av varje kromosom, men att dessa förenas vidbefruktningen. Om ingenmeios sker när den nya individen utvecklas blir den nya honan diploid, vilket bland annat förekommer hoshjuldjur. Om en meios inträffar bildar exempelvis vissarundmaskar haploida honor. Hos bland annatmyror ochbin bildar haploida obefruktade äggdrönare (hannar bland myror) medan befruktade diploida ägg resulterar i honor, antingen arbetare eller drottningar. Partenogenes finns inte blanddäggdjur.[2][8] Exempelvisbladlöss förökar sig asexuellt partenogenetiskt när förhållandena är gynnsamma, men när de blir sämre istället sexuellt för att få variation bland avkomlingarna.[2]
Nyligen fann man attkomodovaranen, som vanligtvis förökar sig sexuellt, även kan föröka sig asexuellt genom partenogenes.[9][10] Eftersom generna som bestämmer kön hos komodovaraner använder sig avZW-systemet (där ZW är hona, ZZ är hane och WW är utan livskraft) kommer avkomman från processen bli ZZ (hane) eller WW (utan livskraft), utan att några ZW-honor föds. Ett fall har dokumenterats av en komodovaran som har ändrat tillbaka till sexuell förökning efter en känd partenogeneshandling.[11] Det har förutsatts att detta ger en fördel till kolonisering av öar, där en enda hona teoretiskt kan få hannar som avkomma asexuellt, och sedan byta till sexuell förökning med dem för att få en högre grad av genetisk diversitet än vad bara asexuell förökning kan generera.[11]
Man skiljer mellan skildkönade och hermafrodita arter. Skildkönade arter har hanar och honor, som för samman sinagameter vidbefruktning, medanhermafroditer bildarspermie ochägg samtidigt, som exempelvis hosdaggmaskar,vinbergssnäckan och djuphavsarter. Hermafroditer bildar inte varierande avkomlingar, men alla avkomlingar blir befruktade. Det är anledningen till att dessa är vanligast i djuphavet, då det har sina fördelar i glesa djurbestånd. Daggmaskar och vinbergssnäckor har dock rundgått detta för att inte självbefruktas genom olika mekanismer. Daggmaskarnas mekanism består i att de parar sig tätt intill varandra, vartefter ägg och spermier samlas i enkokong som utsöndras av masken. Här utvecklas de befruktade äggen till nya daggmaskar, som efter hand kläcks[12] Det finns även exempel på arter, somnordhavsräka ochsvärdbärare, som under sin levnadstid växlar kön.[2]
Det finns ett antal djurarter som fortplantar sig asexuellt. Exempelvisamöbor fortplantar sig viacelldelning i form avmitos. Flercelliga enkla djur, som exempelvissvampdjur, förökar sig genom något som heter fragmentering, och som består i att den cellmassa som utgör deras kropp fragmenteras, sönderfaller, i mindre massor i sin könlösa fas. En del kolonibildande djur, somhydror knoppar nya avkomlingar. Hos vissa sådana arter, som hosnässeldjurenspolyper, knoppas nya individer av i maskarnas bakdel eller i polypens topp. Detta kallasstrobilation[13].[2] Djur som förökar sig asexuellt bildar avkomlingar som är identiska med sig själva, och som därför utgör enklon av sin förälder.[14]
Det finns olika sätt på vilkatvillingar uppstår.Enäggstvillingar uppstår när ettembryo under utvecklingens tidigaste skeden delas i två delar, som utvecklas till var sitt nytt embryo. Om delningen inte är fullständig uppstårsiamesiska tvillingar. Två enäggstvillingar består av exakt samma genuppsättning, och är som ett resultat av detta alltid av samma kön.Tvåäggstvillingar uppstår när tvåägg befruktas av enspermie var. I dessa fall kan de båda tvillingarna vara av olika kön. Detta är vanligt hos däggdjur, där det dock kan vara mer än två, och som därför går under namnet fleräggsmånglingar. Ju större däggdjur, desto färre ungar. Se även början av avsnittet.Polyspermi kallas det när flera spermiers kärnor förs in i samma ägg. Detta förhindras av spärrar hos de flesta djur.Zona pellucida heter det hölje runt ägget som hos många djur hindrar fler spermier att komma in i ägget när den första spermien har kommit in. En del djurs ägg ändrar yta, så att dessa förhindras. Hos de djur där polyspermi inte förhindras så degenereras övriga spermier och enbart en spermie befruktar ägget. Om två spermier ändå skulle befrukta samma ägg skulle ett för högt och obalanserat kromosomtal inträffa, vilket inte skulle kunna fungera bland människor.[4]
Växter förökar sig genom att delar av kroppen skiljs av från kroppen eller genom att bilda skott som kan utvecklas till en ny individ[15], och att dessa avskilda delar därefter kan bilda en ny eller flera nya individer. Dessa delar, kalladediasporer, brukar skiljas av i större mängder vilket bidrar till en snabbökande population samt utbredningsområde. Encelliga organismer kan föröka sig asexuellt genom enkel celldelning av en cell till två celler, och så vidare. En del växter har jordstammar som förgrenar sig och från vilka nya individer kan uppkomma.Getrams,iris ochvitsippa har relativt tjocka jordstammar, medankirskål ochkvickrot har betydligt kortare sådana. Dessa utlöpare sprider sig under marken. Det finns växter där de istället sprider sig som revor över marken, som hosjordgubben. Prydnadsväxter, samt andra växter också, kan man tasticklingar från. Sticklingar, eller avskurna dotterplantor, är även en vanlig förökningsmetod bland odlade växter somananas.[16]
Blommor är den sexuella reproduktionsmekanismen för vissa växter.
Alger och en delsvampar kan bilda stora mängdersporer. En spor är diasporer som har bildats särskilt och som släpps lös från moderindividen.Sporangium kallas celler som vissa sporer bildas i. De kan dock även bildas utanpå individen. Sporangiets sporer kommer ut ur sporangiet genom sporer och bristningar i dess vägg. Zoosporer kallas sporer som genom speciellagissel rör sig i vatten. På land har sporer sällan gissel utan sprids med vinden.Ormbunksväxter ochfanerogamer kan föröka sig genombulbiller, som bland annat sitter i bladens veck eller kanter.[16]
Sexuell fortplantning förekommer bland växter likaså. Fruktifikativ kallas den sorts diaspor som bildas hos växter vid sexuell förökning. Dessa kan förekomma i form avfröer,frukter ochfruktförband. Hos alla växter som förökar sig sexuellt bildar båda könengameter som bildarzygoter under befruktningen. Det är oftast gameternas plasma och kärnor som förs samman, under befruktningstillfället. Gametangier heter det organ som gameterna bildas i.Isogami kallas det när båda gameterna hos främst vissaalger är av samma utseende och storlek. Om de istället är olika stora kallas det föranisogami.Oogami är en typ av sexuell förökning som finns hos många alger, bland allamossor,ormbunksväxter,fanerogamer och nästan alla djur. Ägget är då stort och orörligt medan hanens gamet, spermatozioden, är liten men kan röra sig.Apomixis är när den sexuella förökningen ej längre används utan att fröna bildas utan befruktning och att förökningen därmed är asexuell.[16]
Hos de flesta växter, bådekryptogamer ochfanerogamer, förekommergenerationsväxling.[17] Detta innebär att organismen generationsvis växlar mellan två typer av organismer, en haploid med enkel genuppsättning, och en diploid med dubbel. Detta kallas kärnfasväxling. Även vissa djur, exempelvisnässeldjuren, fungerar på detta sätt[18]. Hos växter kallas organismerna i dessa två generationer förgamofyter ochsporofyter. Gamofyten är den haploida eller könliga generationen. Den bildar haploida könsceller, som sammansmälter två och två för att bilda en diploid könlös organism, sporofyten. Sporofyten bildar sedan haploidasporer, som ger upphov till en nygametofyt.[17] Vissa blommande växter har hanliga och honliga individer, men de flesta har hanliga och honliga könsorgan (ståndare ochpistill) i sammablomma.[19]
Livets existens utan fortplantning spekuleras det en del i. Den biologiska grenen som forskar i hur livets ursprung ledde från ej fortplantande element till fortplantande organismer kallasabiogenes. Oavsett om det fanns eller inte fanns flera oberoende abiogenesiska händelser tror biologer att allt idag levande livs första förfader levde på jorden för omkring 3,5 miljarder år sedan.[20] Vissa forskare har idag spekulerat i möjligheten att skapa liv utan fortplantning i ettlaboratorium. Flera forskare har lyckats att framställa enklavirus från helt olevande material[21] Viruset anses ofta vara ej levande.[22] Viruset består inte av något mer änribonukleinsyra ellerDNA i en proteinkapsel, och har ingenmetabolism och kan bara självkopiera med hjälp av en kapadcells metaboliska maskineri.[22]
Att producera en verkligen levande organism, som en enkel bakterie, utan några förfäder skulle vara mycket svårare, men kan mycket väl vara möjligt enligt nuvarande biologisk kunskap. En syntetiskgenom har överförts till en existerande bakterie där den ersatte det ursprungliga DNA:t, vilket resulterade i den artificiella produktionen av en nyMycoplasma mycoides-organism.[23]
