结构生物化学/细胞信号通路/生殖系统
生殖系统或性器官系统是生物体内的一个器官系统,它们共同作用以进行繁殖。许多非生物物质,如体液、激素和信息素,也是生殖系统的辅助工具。与大多数器官系统不同,分化物种的性别通常存在显著差异。这些差异允许两个个体之间遗传物质的结合,从而有可能提高后代的遗传适应性。
生殖系统的主要器官包括外生殖器(阴茎和阴唇)以及一些内脏器官,包括产生配子的性腺(睾丸和卵巢)。人类生殖系统的疾病非常普遍,特别是可传播的性传播疾病。
大多数其他脊椎动物通常具有相似的生殖系统,包括性腺、管道和开口。然而,在每组脊椎动物中,都存在着大量的身体适应和繁殖策略。
在动物界,有两种类型的繁殖。有性生殖发生在单倍体配子形成一个合子(二倍体细胞)时。雄性和雌性都有配子。雄性的配子被称为精子,它是能动的。雌性配子是卵子,它保持静止,不像精子那样具有移动性。另一种类型是无性生殖,它不涉及精子和卵子。无性生殖发生在有丝分裂细胞分裂中。大多数动物进行有性生殖,但也有无脊椎动物进行无性生殖。
有性生殖是有利的,因为它允许产生多种基因型,这些基因型是减数分裂过程中重组的结果。多种基因型提高了繁殖成功率,因为在病原体或其他环境因素的情况下,这不会消灭整个种群。无性生殖产生基因相同的复制品,它们在稳定、不变的环境中生活得更好。
裂殖和出芽是两种无性生殖形式。裂殖发生在母体生物分裂成两个子代生物时。海葵会进行裂殖,母体生物会平均分裂成两个更小的生物。这两个子代生物是母体的遗传复制品。出芽发生在生物体从现有生物的生长中发展出来时。出芽在珊瑚中观察到,珊瑚会形成芽。另一种无性生殖需要两个步骤,即断裂和再生。断裂是指身体分裂成多个部分,然后进行再生,释放出来的身体部分得到修复并重新生长。繁殖发生在分裂的部分生长并能够演变成完整的动物时。许多动物,包括海绵、多毛虫、海鞘和刺胞动物,都会进行两步无性生殖。一个例子是环节动物,它们能够将自己的身体分解成多个部分,每个部分都能够进行再生,并在很短的时间内成为完整的蠕虫。孤雌生殖是另一种无性生殖形式,其中卵子在没有受精的情况下发育。孤雌生殖的后代可能是单倍体或二倍体。
控制繁殖周期的激素受环境线索的调节,如季节性温度、月球周期或日照长度。排卵是繁殖周期的一部分,发生在周期中段,在此期间成熟的卵子被排出。这些周期发生在有性和无性生殖中。水蚤会产生两种卵子。一种卵子会受精,另一种会使用孤雌生殖过程,在没有受精的情况下进行发育。然而,无性生殖只能在环境条件适宜的情况下发生。
两组阴唇构成了女性生殖系统的外部分。阴唇覆盖着阴道和阴蒂的开口。性腺(产生生殖激素和卵子的地方)以及管道系统构成了内部部分。这些管道储存胚胎和胎儿,以及输送配子。女性的性腺是一组卵巢,由卵泡组成。卵巢也是卵母细胞(尚未完全发育的卵细胞)产生的地方。当卵子发育时,卵母细胞受到支持细胞的保护。在月经周期中,排卵发生,一个卵泡成熟并释放一个卵子。发生这种情况后,卵泡组织发育并形成卵巢中的黄体。黄体释放激素雌二醇和孕酮。如果卵子没有受精,黄体就会退化。阴道是阴茎在性交过程中进入的管状腔。它也充当产道,婴儿通过它出生。阴道的开口是阴唇,由大阴唇保护。
阴囊和阴茎构成了生殖系统的外部分。性腺(产生生殖激素和精子的地方)、附属腺和管道构成了内部部分。男性的性腺是睾丸,精子在那里产生。只有当睾丸比体温低时,哺乳动物才能产生精子。当射精发生时,精子从附睾管通过输精管。精液是射精的结果,它由附属腺的分泌物与精子混合而成,最终形成这种液体。
乳腺不是生殖系统的一部分,但它们在繁殖中起着重要作用。女性的乳腺会分泌乳汁。腺体内有上皮组织分泌乳汁。这种乳汁经过几个导管,从乳头流出。女性乳房由脂肪组织构成,脂肪组织相互连接。男性乳房通常很小,因为它们含有雌二醇激素,这会抑制结缔脂肪组织的发育。
在大多数动物中,个体是确定的雄性或确定的雌性。然而,在一些物种中,个体生物既是雄性又是雌性。雌雄同体是指一个生物体同时拥有两种性别。蚯蚓和蜗牛总是同时拥有雄性和雌性器官,例如,当两条蚯蚓交配时,它们会互相受精。一个特殊的变异是顺序雌雄同体,在这种情况下,生物体在其生命周期中会改变性别。如果一个生物体先为雌性,然后变为雄性,那么该生物体被称为雌雄同体,如果该生物体先为雄性,然后变为雌性,则被称为雄性先熟。在不同的物种中,顺序雌雄同体受生物体的年龄或大小以及各种环境/气候因素的影响。