교배는 동물의 짝짓기, 식물과 균류의 유성 접합, 원생생물의 유성 생식을 아우르는 생물학적 과정이다. 동물은 무작위, 비선호적, 선호적 교배 등 다양한 짝짓기 전략을 사용하며, 척추동물은 내부 수정, 일부 동물은 외부 수정을 한다. 식물과 균류는 유성 접합을 통해 교배하며, 균류는 교배형을 통해 짝짓기를 한다. 원생생물은 짝짓기와 유성 생식을 하며, 스트레스 조건에서 유성 생식을 하는 경향이 있다.
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교배
개요
설명
생물학적 과정에서 짝짓기는 두 개체, 특히 서로 다른 성별의 두 개체가 함께 번식하는 과정이다.
목표
유성생식, 난생 또는 출생에 의해 자손을 만들기 위한 것이다.
유형
생식세포 접합 (암수의 생식 세포가 합쳐지는 것) 교배 (짝짓기를 하는 것)
행동
교미 행동
짝짓기에는 많은 종에서 특정한 행동이나 의례적 과정이 필요하다. 이러한 행동은 종종 복잡하고 유전적으로 프로그램되어 있다.
구애
짝짓기의 주요 측면 중 하나는 암컷을 끌어들이기 위한 구애이다. 수컷은 특정한 노래, 춤, 색깔 또는 물질을 제시함으로써 구애를 한다.
경쟁
일부 종에서는 수컷 간의 경쟁이 짝짓기 과정의 일부이다. 그들은 암컷의 관심을 위해 싸우거나 자신을 과시한다.
생식
수컷은 보통 암컷에게 정액을 전한다. 이것은 내부적으로 또는 외부적으로 일어날 수 있다.
수정
수정은 암컷의 난자와 수컷의 정자가 합쳐지는 과정이다.
식물
수분
식물의 짝짓기 과정은 수분으로 알려져 있다. 이것은 꽃가루가 수술에서 암술로 전달되는 것을 포함한다.
수분 매개체
수분은 바람, 물, 또는 곤충, 새, 박쥐와 같은 동물을 포함한 다양한 수단으로 수행될 수 있다.
수정
수정이 일어나면 씨앗과 열매가 생겨난다.
참고 사항
다양성
짝짓기 행동은 종과 종에 따라 크게 다양하다. 일부 종은 짝을 형성하는 반면 다른 종은 난잡하다.
적응
짝짓기 행동은 종의 특정 환경과 요구에 적응한다.
짝짓기 시스템
다양한 짝짓기 시스템이 존재하며, 여기에는 일부다처제, 일부일처제, 다부일처제 등이 포함된다.
2. 동물의 짝짓기
동물의 짝짓기는 종에 따라 다양한 전략과 행동 양식을 보인다. 이는 생존과 번식 성공률을 높이기 위한 진화의 결과이다.
동물은 무작위 교배, 비선호적 교배, 선호적 교배, 교배 집단 등 다양한 짝짓기 전략을 사용한다.[5] 일부 조류의 경우에는 둥지 짓기와 새끼 먹이 주기와 같은 행동이 포함되기도 한다. 가축 및 애완동물의 짝짓기와 인공 수정은 축산의 일부이다.
일부 육상 동물인 절지동물(곤충을 포함한 기저(원시적인) 계통발생 분류군)에서 수컷은 기질에 정자를 침착시키는데, 때로는 특수 구조물 안에 저장하기도 한다. 구애 행동에는 실제 교미 없이 암컷이 정자 덩어리를 생식기 개구부로 흡수하도록 유도하는 것이 포함된다. 구애 행동은 파리와 다른 많은 곤충에서 렉이라고 불리는 집단을 형성함으로써 종종 촉진된다. 예를 들어, 수컷 ''Tokunagayusurika akamusi''는 암컷을 유인하기 위해 공중에서 춤을 추는 무리를 형성한다. 잠자리와 많은 거미와 같은 그룹에서는 수컷이 생식기 개구부에서 멀리 떨어진 이차 교미 구조물로 정자를 배출한 다음 이를 사용하여 암컷을 수정한다(잠자리의 경우 두 번째 배 부분에 수정된 배판 세트이고, 거미의 경우 수컷 촉지이다). 진화된 곤충 그룹에서는 수컷이 배의 말단 마디에서 형성된 구조인 교미기를 사용하여 직접(때로는 "정포"라고 하는 캡슐 안에) 암컷의 생식관에 정자를 침착시킨다.
다른 동물들은 외부 수정으로 유성 생식을 하는데, 많은 기저 척추동물을 포함한다. 척추동물은 총배설강 교미(파충류, 일부 어류, 대부분의 조류) 또는 암컷의 질로 페니스를 통해 정액을 사정하는 것을 통해 내부 수정을 한다(포유류에서).[3][4]
가축의 경우, 펜 교미(암컷을 원하는 수컷이 있는 펜으로 옮기는 경우) 또는 목장 교미(한 수컷을 여러 암컷과 함께 목장에 풀어놓는 경우)와 같이 동물을 교배하는 데 다양한 유형의 교배 방법이 사용된다.
2. 2. 짝짓기 행동
동물은 무작위 교배, 비선호적 교배, 선호적 교배, 교배 집단 등 다양한 짝짓기 전략을 사용한다. 일부 조류는 둥지 짓기, 새끼 먹이 주기와 같은 행동을 짝짓기와 연관시키기도 한다.
육상 절지동물(곤충을 포함한 기저(원시적인) 계통발생 분류군)의 수컷은 때때로 특수 구조물 안에 정자를 기질에 침착시킨다. 구애 행동은 실제 교미 없이 암컷이 정자 덩어리를 생식기 개구부로 흡수하도록 유도한다. 파리와 같은 많은 곤충들은 렉이라 불리는 집단을 형성하여 구애 행동을 촉진한다. 예를 들어, ''Tokunagayusurika akamusi'' 수컷은 암컷을 유인하기 위해 공중에서 무리 지어 춤을 춘다. 잠자리나 거미와 같은 그룹에서는 수컷이 정자를 생식기 개구부에서 멀리 떨어진 이차 교미 구조물로 배출한 다음, 이를 사용하여 암컷을 수정한다(잠자리의 경우 두 번째 배 부분에 수정된 배판 세트, 거미의 경우 수컷 촉지). 진화된 곤충 그룹에서는 수컷이 배의 말단 마디에서 형성된 교미기 구조를 사용하여 암컷의 생식관에 정자를 직접(때로는 "정포" 캡슐 안에) 침착시킨다.
많은 기저 척추동물을 포함한 다른 동물들은 외부 수정으로 유성 생식을 한다. 척추동물은 총배설강 교미(파충류, 일부 어류, 대부분의 조류)[5] 또는 암컷의 질로 페니스를 통해 정액을 사정하는(포유류) 내부 수정을 한다.[3][4][5]
2. 3. 척추동물의 짝짓기
척추동물은 총배설강 교미(파충류, 일부 어류, 대부분의 조류) 또는 암컷의 질로 페니스를 통해 정액을 사정하는 것(포유류)을 통해 내부 수정을 한다.[5][3][4]
2. 4. 가축의 짝짓기
가축의 경우, 펜 교미(암컷을 원하는 수컷이 있는 펜으로 옮기는 경우) 또는 목장 교미(한 수컷을 여러 암컷과 함께 목장에 풀어놓는 경우)와 같이 동물을 교배하는 데 다양한 유형의 교배 방법이 사용된다. 인공 수정은 축산의 한 부분이다.
2. 5. 짝짓기 예시 (사진)
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3. 식물과 균류의 짝짓기
동물과 마찬가지로 식물과 균류 같은 다른 진핵생물에서 교배는 유성 접합을 의미한다. 그러나 관다발 식물에서는 대부분 교배 개체 간의 물리적 접촉 없이 이루어지며(수분 참조), 균류의 경우처럼 구별되는 수컷 또는 암컷 기관이 없는 경우도 있다(동형 배우자 생식 참조). 그러나 일부 균류 종의 교배형은 동물의 성적 이형과 다소 유사하며, 두 개체가 교배할 수 있는지 여부를 결정한다. ''효모''는 진핵생물미생물로서 계 균류에 분류되며, 현재 1,500종이 기재되어 있다.[6] 일반적으로 영양소 부족과 같은 스트레스 조건 하에서는 반수체 세포가 죽는다. 그러나 같은 조건에서 ''빵효모''의 이배체 세포는 포자 형성을 거쳐 유성 생식(감수분열)에 들어가 다양한 반수체 포자를 생성하며, 이는 교배(접합)하여 이배체를 다시 형성할 수 있다.[7]
3. 1. 식물의 짝짓기
동물과 마찬가지로 식물과 균류와 같은 다른 진핵생물에서 교배는 유성 접합을 의미한다. 그러나 관다발 식물에서는 대부분 교배 개체 간의 물리적 접촉 없이 이루어지며(수분 참조), 균류의 경우처럼 구별되는 수컷 또는 암컷 기관이 없는 경우도 있다(동형 배우자 생식 참조).
3. 2. 균류의 짝짓기
동물과 마찬가지로 식물, 균류와 같은 다른 진핵생물에서 교배는 유성 접합을 의미한다. 그러나 관다발 식물에서는 대부분 교배 개체 간의 물리적 접촉 없이 이루어지며(수분 참조), 균류의 경우처럼 구별되는 수컷 또는 암컷 기관이 없는 경우도 있다(동형 배우자 생식 참조). 그러나 일부 균류 종의 교배형은 동물의 성적 이형과 다소 유사하며, 두 개체가 교배할 수 있는지 여부를 결정한다. ''효모''는 진핵생물미생물로서 계 균류에 분류되며, 현재 1,500종이 기재되어 있다.[6] 일반적으로 영양소 부족과 같은 스트레스 조건 하에서는 반수체 세포가 죽는다. 그러나 같은 조건에서 ''빵효모''의 이배체 세포는 포자 형성을 거쳐 유성 생식(감수분열)에 들어가 다양한 반수체 포자를 생성하며, 이는 교배(접합)하여 이배체를 다시 형성할 수 있다.[7]
4. 원생생물의 짝짓기
원생생물은 주로 단세포 동물과 식물로 이루어진 다양한 진핵생물미생물의 큰 그룹이며, 조직을 형성하지 않는다.[8] 최초의 진핵생물은 아마도 원생생물이었을 것이다. 짝짓기와 유성 생식은 짚신벌레와 클라미도모나스와 같은 원생생물을 포함한 현존하는 진핵생물들 사이에서 널리 퍼져 있다. 많은 진핵생물 종에서 짝짓기는 일본블레파리스마를 포함한 성페로몬에 의해 촉진된다.[9]
4. 1. 원생생물의 유성 생식
짚신벌레, 클라미도모나스 등 많은 원생생물은 유성 생식을 한다. 일부 원생생물은 성페로몬을 통해 짝짓기를 촉진한다. 일본블레파리스마가 그 예이다.[9]
하지만 많은 생물학자들은 짝짓기와 유성생식이 진핵생물의 원시적이고 기본적인 특징일 수 있다는 것을 최근까지도 믿기 어려워했다. 진핵생물 계통수에서 일찍 갈라져 나온 특정 병원성 원생생물에서는 짝짓기와 유성생식이 없는 것처럼 보였기 때문이다. 그러나 이러한 원생생물 중 여러 종은 이제 감수분열이 가능하거나 최근에 감수분열 능력을 가지고 있었던 것으로 알려져 있다.
일반적인 장내 기생충인 람블편모충은 한때 감수분열과 유성생식의 출현 이전에 갈라져 나온 원생생물 계통의 자손으로 간주되었다. 그러나 람블편모충은 최근에 감수분열에서 기능하는 유전자의 핵심 집합을 가지고 있으며, 이 유전자는 유성 진핵생물들 사이에 널리 존재하는 것으로 밝혀졌다.[10] 이러한 결과는 람블편모충이 감수분열이 가능하며 따라서 짝짓기와 유성생식이 가능함을 시사했다. 또한, 짝짓기와 유성생식을 나타내는 감수성 재조합에 대한 직접적인 증거도 람블편모충에서 발견되었다.[11] 최근에 짝짓기와 유성생식의 증거가 보고된 다른 원생생물은 리슈마니아 속,[12] 질트리코모나스,[13] 아칸타메바[14]의 기생성 원생동물이다.
원생생물은 일반적으로 유리한 환경 조건에서는 무성생식을 하지만, 기아나 열충격과 같은 스트레스 조건에서는 유성생식하는 경향이 있다.[15]
4. 2. 감수분열과 유성 생식
진핵생물의 공통 조상은 선택적 유성 생식을 했을 것으로 추정된다.[9]람블편모충은 감수분열에서 기능하는 유전자의 핵심 집합을 가지고 있는 것으로 밝혀졌는데, 이 유전자는 유성 진핵생물들 사이에 널리 존재한다.[10] 리슈마니아,[12] 질트리코모나스,[13] 아칸타메바[14] 등 일부 원생생물은 감수분열 및 유성 생식 능력을 가진 것으로 밝혀졌다.
4. 3. 스트레스와 유성 생식
원생생물은 일반적으로 유리한 환경 조건에서는 무성 생식을 하지만, 기아나 열충격과 같은 스트레스 조건에서는 유성 생식을 하는 경향이 있다.[15]
참조
[1]
웹사이트
'Fertilization' – definition of
http://www.thefreedi[...]
Farlex, Inc.
2014-01-25
[2]
서적
Advances in the Study of Behavior
https://books.google[...]
Academic Press
2020-04-19
[3]
서적
Sperm Competition and Sexual Selection
https://books.google[...]
Elsevier
1998-08-12
[4]
서적
Mammalian Sexuality: The Act of Mating and the Evolution of Reproduction
https://books.google[...]
Cambridge University Press
2021-06-03
[5]
서적
Hyman's Comparative Vertebrate Anatomy
https://books.google[...]
University of Chicago Press
2016-11-21
[6]
웹사이트
What are yeasts?
https://web.archive.[...]
2009-09-13
[7]
학술지
Ascospore formation in the yeast Saccharomyces cerevisiae
[8]
학술지
Morphological and ecological complexity in early eukaryotic ecosystems
[9]
학술지
The first sexual lineage and the relevance of facultative sex
[10]
학술지
A phylogenomic inventory of meiotic genes; evidence for sex in Giardia and an early eukaryotic origin of meiosis
[11]
학술지
Population genetics provides evidence for recombination in Giardia
[12]
학술지
Demonstration of genetic exchange during cyclical development of Leishmania in the sand fly vector
[13]
학술지
An expanded inventory of conserved meiotic genes provides evidence for sex in Trichomonas vaginalis
[14]
학술지
Is there evidence of sexual reproduction (meiosis) in Acanthamoeba?
[15]
서적
Concepts of Biology
https://web.archive.[...]
OpenStax
2020-11-13
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