Fortpflanzungssystem

Das Fortpflanzungssystem eines Organismus, auch Genitalsystem genannt , ist das biologische System, das aus allen anatomischen Organen besteht , die an der sexuellen und asexuellen Fortpflanzung beteiligt sind . Viele nicht-lebende Substanzen wie Flüssigkeiten, Hormone und Pheromone spielen ebenfalls eine wichtige Rolle im Fortpflanzungssystem. [1] Im Gegensatz zu den meisten Organsystemen weisen die Geschlechter differenzierter Arten oft signifikante Unterschiede auf . Diese Unterschiede ^{ermöglichen eine Kombination} des genetischen Materials zweier Individuen , was die genetische Fitness der Nachkommen potenziell erhöht . ^{[ 2 ]}

Bei Säugetieren umfassen die wichtigsten Organe des Fortpflanzungssystems die äußeren Geschlechtsorgane ( Penis und Vulva ) sowie eine Reihe innerer Organe, darunter die Keimdrüsen ( Hoden und Eierstöcke). ^{[ 3 ] Erkrankungen} des menschlichen Fortpflanzungssystems sind sehr häufig und weit verbreitet, insbesondere sexuell übertragbare Infektionen . [ ^{4 ]}

Die meisten anderen Wirbeltiere besitzen ähnliche Fortpflanzungssysteme, die aus Gonaden, Gängen und Öffnungen bestehen. Innerhalb jeder Wirbeltiergruppe herrscht jedoch eine große Vielfalt an körperlichen Anpassungen sowie Fortpflanzungsstrategien . ^{[ 5 ]}

Wirbeltiere weisen wesentliche Gemeinsamkeiten in ihren Fortpflanzungssystemen auf. Sie alle besitzen Gameten produzierende Organe, die als Gonaden bezeichnet werden . Bei Weibchen sind diese Gonaden über Eileiter mit einer äußeren Öffnung, typischerweise der Kloake oder Vagina , verbunden . ^{[ 6 ]}

Die menschliche Fortpflanzung beinhaltet die innere Befruchtung durch Geschlechtsverkehr , bei dem Samenflüssigkeit aus dem erigierten Penis des Mannes in die Vagina der Frau ejakuliert wird . Die Samenflüssigkeit enthält Spermien , die durch die Vagina und den Gebärmutterhals in die Gebärmutter oder die Eileiter gelangen, um die Eizelle zu befruchten . Nach Befruchtung und Einnistung entwickelt sich der Fötus in der Gebärmutter für etwa neun Monate – dies wird als Schwangerschaft bezeichnet . Die Schwangerschaft endet mit der Geburt , wenn sich die Gebärmuttermuskulatur zusammenzieht, sich der Gebärmutterhals öffnet und das Baby durch die Vagina geboren wird. Säuglinge benötigen über einen längeren Zeitraum elterliche Fürsorge , einschließlich der Milchbildung in den Brüsten der Frau . ^{[ 7 ]}

Das weibliche Fortpflanzungssystem hat zwei Funktionen: die Produktion von Eizellen und die Versorgung und Ernährung des Nachwuchses bis zur Geburt. Das männliche Fortpflanzungssystem hat nur eine Funktion, nämlich die Produktion und Abgabe von Spermien. Menschen weisen eine hohe Geschlechtsdifferenzierung auf . Neben Unterschieden in nahezu allen Fortpflanzungsorganen zeigen sich typischerweise auch zahlreiche Unterschiede in den sekundären Geschlechtsmerkmalen .

Das männliche Fortpflanzungssystem besteht aus einer Reihe von Organen außerhalb des Körpers, die sich im Beckenbereich des Mannes befinden und am Fortpflanzungsprozess beteiligt sind. Die primäre direkte Funktion des männlichen Fortpflanzungssystems ist die Bereitstellung von Spermien zur Befruchtung der Eizelle.

Die wichtigsten männlichen Fortpflanzungsorgane lassen sich in drei Kategorien einteilen. Die erste Kategorie umfasst die Spermienproduktion und -speicherung. Die Produktion findet in den Hoden statt , die im temperaturregulierenden Hodensack liegen . Unreife Spermien wandern anschließend zur Reifung und Speicherung in die Nebenhoden . Die zweite Kategorie umfasst die Drüsen, die die Samenflüssigkeit produzieren. Dazu gehören die Samenbläschen , die Prostata und die Samenleiter . Die dritte Kategorie umfasst die Organe , die für die Kopulation und die Abgabe der Spermien im Körper des Mannes benötigt werden. Dazu gehören Penis , Harnröhre , Samenleiter und die Cowper-Drüse .

Zu den wichtigsten sekundären Geschlechtsmerkmalen gehören ein größerer, muskulöserer Körperbau, eine tiefere Stimme, Gesichts- und Körperbehaarung , breite Schultern und die Entwicklung eines Adamsapfels . Ein wichtiges Sexualhormon des Mannes ist das Androgen , insbesondere Testosteron .

Die Hoden setzen ein Hormon frei, das die Spermienentwicklung steuert. Dieses Hormon ist auch für die Entwicklung körperlicher Merkmale bei Männern verantwortlich, wie beispielsweise Gesichtsbehaarung und eine tiefe Stimme.

Das weibliche Fortpflanzungssystem besteht aus einer Reihe von Organen, die sich hauptsächlich im Körperinneren und im Beckenbereich der Frau befinden und am Fortpflanzungsprozess beteiligt sind . Es umfasst drei Hauptteile: die Vulva , die in die Vagina, den Scheideneingang, und die Gebärmutter mündet; die Gebärmutter , in der sich der Fötus entwickelt; und die Eierstöcke , die die Eizellen produzieren. Die Brüste spielen zwar während der Schwangerschaft eine Rolle, werden aber in den meisten Klassifikationen nicht zum weiblichen Fortpflanzungssystem gezählt.

Die Vagina mündet an der Vulva in die äußere Scheide . Die Vulva umfasst auch die Schamlippen , die Klitoris und die Harnröhre . Beim Geschlechtsverkehr wird dieser Bereich durch Schleim befeuchtet, der von den Bartholin-Drüsen abgesondert wird . Die Vagina ist über den Gebärmutterhals mit der Gebärmutter verbunden , die wiederum über die Eileiter mit den Eierstöcken verbunden ist . Jeder Eierstock enthält Hunderte von Eizellen (Einzahl: Eizelle ).

Etwa alle 28 Tage schüttet die Hirnanhangdrüse ein Hormon aus , das die Entwicklung einiger Eizellen anregt. Eine Eizelle wird freigesetzt und wandert durch den Eileiter in die Gebärmutter. Hormone der Eierstöcke bereiten die Gebärmutter auf die Aufnahme der Eizelle vor. Die Eizelle wandert durch den Eileiter und wartet auf ein Spermium zur Befruchtung. Findet keine Befruchtung statt, werden die Gebärmutterschleimhaut ( Endometrium ) und die unbefruchteten Eizellen mit der Menstruation abgestoßen . Wird die Eizelle von einem Spermium befruchtet, nistet sie sich in der Gebärmutterschleimhaut ein, und die Embryonalentwicklung beginnt.

Die Fortpflanzungssysteme der meisten Säugetiere ähneln sich, dennoch bestehen einige bemerkenswerte Unterschiede zwischen nicht-menschlichen Säugetieren und Menschen. So besitzen die meisten männlichen Säugetiere einen Penis , der bis zur Erektion im Körperinneren verborgen ist , und die meisten haben einen Penisknochen ( Baculum ) . ^{[ 8 ]} Darüber hinaus bleiben weder Männchen noch Weibchen der meisten Arten im Gegensatz zum Menschen dauerhaft sexuell fruchtbar , und die Weibchen der meisten Säugetierarten entwickeln auch keine permanenten Milchdrüsen wie menschliche Frauen. Wie beim Menschen befinden sich die Hoden der meisten Säugetiergruppen im Hodensack, während die Hoden bei anderen Arten an der Bauchwand liegen. Einige Säugetiergruppen, wie beispielsweise Elefanten, besitzen nicht abgestiegene Hoden, die tief in der Körperhöhle in der Nähe der Nieren liegen . ^{[ 9 ]}

Das Fortpflanzungssystem der Beuteltiere ist insofern einzigartig, als die Weibchen zwei Scheiden besitzen, die beide durch eine gemeinsame Öffnung nach außen münden, aber zu unterschiedlichen Bereichen innerhalb der Gebärmutter führen; die Männchen haben üblicherweise einen zweizackigen Penis , der den zwei Scheiden der Weibchen entspricht. ^{[ 10 ] [ 11 ]} Beuteltiere bringen ihren Nachwuchs typischerweise in einem äußeren Beutel zur Welt, der Zitzen enthält , an denen sich die neugeborenen Jungtiere ( Joeys ) für ihre Entwicklung nach der Geburt festhalten. Außerdem besitzen Beuteltiere einen einzigartigen präpenialen Hodensack. [ ^{12 ] Das} 15 mm lange neugeborene Joey kriecht und windet sich instinktiv die 15 cm lange  Strecke, während es sich am Fell festhält, zum Beutel seiner Mutter.

Bei den Männchen weist der Penis von Säugetieren eine ähnliche Struktur wie bei Reptilien und einem kleinen Prozentsatz von Vögeln auf, während der Hodensack ausschließlich bei Säugetieren vorkommt. Die Vulva ist bei den Weibchen einzigartig für Säugetiere und besitzt kein Homolog bei Vögeln, Reptilien, Amphibien oder Fischen. ^{[ 13 ] [ 14 ] [ 15 ]} Die Klitoris hingegen findet sich bei einigen Reptilien und Vögeln. ^{[ 16 ]} Anstelle von Gebärmutter und Vagina besitzen nicht-säugetierartige Wirbeltiergruppen einen unveränderten Eileiter, der direkt in eine Kloake mündet . Diese dient als gemeinsame Ausscheidungsöffnung für Gameten, Urin und Kot . Kloakentiere (z. B. Schnabeltiere und Ameisenigel ), eine Gruppe eierlegender Säugetiere, besitzen ebenfalls keine Gebärmutter, Vagina und Vulva und weisen insofern ein Fortpflanzungssystem auf, das dem von Reptilien ähnelt.

Bei Haushunden tritt die Geschlechtsreife (Pubertät) bei Rüden und Hündinnen im Alter von 6 bis 12 Monaten ein, wobei sie sich bei einigen großen Rassen bis zu einem Alter von zwei Jahren verzögern kann.

Das Fortpflanzungssystem der Stute steuert Trächtigkeit, Geburt und Laktation sowie ihren Östruszyklus und ihr Paarungsverhalten. Das Fortpflanzungssystem des Hengstes ist für sein Sexualverhalten und seine sekundären Geschlechtsmerkmale (wie beispielsweise einen großen Mähnenkamm) verantwortlich.

Urogenitalsystem eines Bullen

Die Penisse der Paarhufer sind im Ruhezustand S-förmig und liegen in einer Tasche unter der Bauchhaut. ^{[ 17 ]} Die Schwellkörper sind nur schwach entwickelt; eine Erektion bewirkt hauptsächlich eine Verlängerung dieser Krümmung, was zu einer Verlängerung, aber nicht zu einer Verdickung des Penis führt . Wale besitzen ähnliche Penisse. ^{[ 18 ]} Bei einigen Paarhufern enthält der Penis eine Struktur, die als Urethralfortsatz ^{[ 19 ] [ 20 ] [ 21 ]} oder Wurmfortsatz des Penis ^{[ 22 ]} bezeichnet wird .

Die Hoden befinden sich im Hodensack und somit außerhalb der Bauchhöhle . Die Eierstöcke vieler Weibchen wandern ähnlich wie die Hoden vieler Männchen in die Tiefe und liegen nahe dem Beckeneingang auf Höhe des vierten Lendenwirbels . Die Gebärmutter besitzt zwei Hörner ( Uterus bicornis ). ^{[ 18 ]}

Männliche und weibliche Vögel besitzen eine Kloake , eine Öffnung, durch die Eier, Spermien und Kot ausgeschieden werden. Die Paarung erfolgt durch das Zusammenpressen der Kloakenlippen. Das Begattungsorgan , auch Phallus genannt, ist dem Penis der Säugetiere analog . Das Weibchen legt Amnioteneier , in denen sich der junge Fötus nach Verlassen des Mutterleibs weiterentwickelt. Im Gegensatz zu den meisten Wirbeltieren besitzen weibliche Vögel in der Regel nur einen funktionsfähigen Eierstock und Eileiter . ^{[ 23 ]} Vögel sind, ähnlich wie Säugetiere, für ihre intensive Brutpflege bekannt.

Reptilien weisen fast ausnahmslos einen Geschlechtsdimorphismus auf und zeigen eine innere Befruchtung durch die Kloake. Einige Reptilien legen Eier, während andere ovovivipar sind (lebendgebärend). Die Geschlechtsorgane befinden sich in der Kloake der Reptilien. Die meisten männlichen Reptilien besitzen Begattungsorgane, die normalerweise eingezogen oder invertiert und im Körperinneren aufbewahrt werden. Bei Schildkröten und Krokodilen besitzt das Männchen ein einzelnes, mittig angeordnetes, penisähnliches Organ, während männliche Schlangen und Echsen jeweils ein Paar penisähnlicher Organe besitzen .

Die meisten Amphibien weisen eine äußere Befruchtung der Eier auf, typischerweise im Wasser, obwohl einige Amphibien wie die Blindwühlen eine innere Befruchtung haben. ^{[ 24 ]} Alle besitzen paarige, innere Gonaden, die über Ausführungsgänge mit der Kloake verbunden sind.

Fische weisen eine große Vielfalt an Fortpflanzungsstrategien auf. Die meisten Fische sind jedoch eierlegend (ovipar) und weisen eine äußere Befruchtung auf. Dabei geben die Weibchen über ihre Kloake große Mengen ihrer Gameten, den sogenannten Laich, ins Wasser ab, und ein oder mehrere Männchen geben Samenflüssigkeit, eine weiße Flüssigkeit mit vielen Spermien, über die unbefruchteten Eier ab. Andere Fischarten sind eierlegend (ovipar) und weisen eine innere Befruchtung auf, die durch zu einem Begattungsorgan umgewandelte Bauch- oder Afterflossen unterstützt wird, das dem menschlichen Penis ähnelt. ^{[ 25 ]} Ein kleiner Teil der Fischarten ist entweder lebendgebärend (vivipar) oder ovovivipar (ovovivipar) und wird zusammenfassend als Lebendgebärende bezeichnet . ^{[ 26 ]}

Fischgonaden bestehen typischerweise aus paarigen Eierstöcken oder Hoden. Die meisten Fische weisen einen Geschlechtsdimorphismus auf, einige Arten sind jedoch zwittrig oder eingeschlechtlich . ^{[ 27 ]}

Wirbellose Tiere verfügen über eine extrem vielfältige Palette an Fortpflanzungssystemen; die einzige Gemeinsamkeit scheint zu sein, dass sie alle Eier legen. Abgesehen von Kopffüßern und Gliederfüßern weisen zudem fast alle anderen Wirbellosen eine äußere Befruchtung auf .

Alle Kopffüßer weisen einen Geschlechtsdimorphismus auf und pflanzen sich durch Eiablage fort . Die meisten Kopffüßer besitzen eine semi-interne Befruchtung, bei der das Männchen seine Gameten in die Mantelhöhle oder Palliumhöhle des Weibchens einbringt, um die Eizellen im einzigen Eierstock des Weibchens zu befruchten . ^{[ 28 ]} Männliche Kopffüßer besitzen ebenfalls nur einen Hoden . Bei den Weibchen der meisten Kopffüßer unterstützen die Nidamentaldrüsen die Eientwicklung.

Bei den meisten männlichen Kopffüßern ( Coleoidea ) ohne Schale ist der „Penis“ ein langes, muskulöses Ende des Gonodukts, das die Spermatophoren zu einem modifizierten Arm, dem Hectocotylus , transportiert . Dieser dient wiederum der Übertragung der Spermatophoren zum Weibchen. Bei Arten, denen der Hectocotylus fehlt, ist der „Penis“ lang und kann über die Mantelhöhle hinausragen, um die Spermatophoren direkt zum Weibchen zu übertragen.

Die meisten Insekten vermehren sich ovipar , also durch Eierlegen . Die Eier werden vom Weibchen in zwei Eierstöcken produziert . Das Sperma , das vom Männchen in einem oder häufiger zwei Hoden gebildet wird, wird während der Paarung mithilfe der äußeren Geschlechtsorgane auf das Weibchen übertragen . Das Sperma wird im Weibchen in einer oder mehreren Spermatheken gespeichert . Zum Zeitpunkt der Befruchtung wandern die Eier durch die Eileiter , werden vom Sperma befruchtet und anschließend, in den meisten Fällen mithilfe eines Legestachels , ausgestoßen .

Spinnentiere besitzen ein oder zwei Gonaden , die sich im Hinterleib befinden. Die Geschlechtsöffnung liegt üblicherweise an der Unterseite des zweiten Hinterleibssegments. Bei den meisten Arten überträgt das Männchen die Spermien in einem Paket, der sogenannten Spermatophore , auf das Weibchen . Viele Spinnentiere haben komplexe Balzrituale entwickelt, um die sichere Übertragung der Spermien auf das Weibchen zu gewährleisten. ^{[ 29 ]}

Spinnentiere legen üblicherweise dotterreiche Eier , aus denen Jungtiere schlüpfen, die den ausgewachsenen Tieren ähneln. Skorpione hingegen sind je nach Art entweder ovovivipar oder vivipar und bringen lebende Junge zur Welt.

Unter allen Lebewesen weisen Blüten , die Fortpflanzungsorgane der Angiospermen , die größte physikalische Vielfalt auf und zeigen dementsprechend eine große Diversität in ihren Fortpflanzungsmethoden. ^{[ 30 ]} Auch bei nichtblühenden Pflanzen ( Grünalgen , Moose , Lebermoose , Hornmoose , Farne und Nacktsamer wie Nadelbäume ) spielen morphologische Anpassungen und Umweltfaktoren bei der sexuellen Fortpflanzung eine komplexe Rolle. Das Fortpflanzungssystem, also die Befruchtung der Eizelle einer Pflanze durch die Spermien einer anderen, hängt von der Fortpflanzungsmorphologie ab und ist der wichtigste Faktor für die genetische Struktur nichtklonaler Pflanzenpopulationen. Christian Konrad Sprengel (1793) untersuchte die Fortpflanzung von Blütenpflanzen und erkannte erstmals, dass der Bestäubungsprozess sowohl biotische als auch abiotische Wechselwirkungen umfasst .

Die Fortpflanzung von Pilzen ist komplex und spiegelt die Unterschiede in Lebensweise und genetischer Ausstattung innerhalb dieses vielfältigen Organismenreichs wider. ^{[ 31 ]} Schätzungsweise ein Drittel aller Pilze vermehren sich mithilfe von mehr als einer Methode; so kann die Fortpflanzung beispielsweise in zwei deutlich differenzierten Stadien innerhalb des Lebenszyklus einer Art erfolgen: dem Teleomorph und dem Anamorph . ^{[ 32 ]} Umweltbedingungen lösen genetisch determinierte Entwicklungsstadien aus, die zur Bildung spezialisierter Strukturen für die sexuelle oder asexuelle Fortpflanzung führen. Diese Strukturen unterstützen die Fortpflanzung durch die effiziente Verbreitung von Sporen oder sporenhaltigen Propagulen .

• Alexopoulos CJ, Mims CW, Blackwell M (1996). Einführung in die Mykologie . John Wiley and Sons. ISBN 0-471-52229-5Die
• Kirk PM, Cannon PF, Minter DW, Stalpers JA (2008). Dictionary of the Fungi (10. Aufl.). Wallingford, UK: CAB International. ISBN 978-0-85199-826-8Die
• Kotpal, RL (2010). Modernes Lehrbuch der Zoologie: Wirbeltiere . Rastogi Publications. ISBN 978-81-7133-891-7Die