Üreme
Canlıları cansız varlıklardan ayıran temel özelliklerden biri, en basitinden en gelişmişine kadar her canlının kendisine benzeyen yeni bireyler üretebilmesidir. Meşe ağacının palamut denen meyvelerinden zamanla yeni meşe ağaçları gelişir. Kelebeklerin yumurtalarının her biri, tırtıl ve pupa evresinden geçerek birer kelebeğe dönüşür. İnsan gibi memeliler ise yavrularını doğurarak dünyaya getirirler. Canlıların çoğalmasını ve yaşamın sürüp gitmesini sağlayan işte bu üreme süreçleridir.
Canlılar dünyasında çok değişik üreme yöntemlerine rastlanır. En basit yöntem hücre bölünmesidir. Mikroskobik canlıların çoğu, örneğin bakteriler ikiye bölünerek çoğalır. Parçalardan her biri normal boyutlarına ulaştığında yeniden bölünür ve bütün bu süreç yarım saatten daha az bir zaman alır. Bakterilerin böylesine basit bir yöntemle ve inanılmaz bir hızla çoğalabilmesinin nedeni, bu canlıların yalnızca tek bir hücreden oluşmasıdır.
Oysa çok hücreli canlıların böyle parçalara bölünerek üreme olanağı yoktur; bu yüzden daha dolaylı üreme yöntemleri geliştirmişlerdir. Örneğin çilek bitkisi gövdesinden çevreye doğru sürgünler uzatır; toprağın üzerinde yayılan bu sürgünler zamanla köklenir ve anaç bitkiden ayrılarak bağımsız bir bitkiye dönüştüğünde o da kendi sürgünlerini verir. Basit yapılı bazı hayvanlar da aynı biçimde üreyebilir. Hidra denen küçük tatlı su polipinin gövdesinde önce tomurcuklar oluşur; sonra bu tomurcuklardan her biri koparak ana gövdeden ayrılır ve yeni polipler halinde gelişmesini sürdürür. Denizyıldızlarında ise, hayvanın gövdesi 2-3 parçaya bölündüğünde bu parçalardan her biri eksik bölümlerini tamamlayarak birer denizyıldızına dönüşür.
Bütün bu örnekler birer eşeysiz üreme yöntemidir. Eşeysiz üremede her yeni canlı, ana canlıdaki tek bir hücrenin iki eş parçaya bölünmesiyle ya da ana canlının hücrelerinden bir bölümünün ayrılmasıyla oluşur. Bir canlının bütün vücut hücreleri aynı genleri taşıdığına göre, bu yolla oluşan yeni bireylerin hiçbirinde öbür yavrulardan ya da ana babadan farklı bir genetik yapıya rastlanmaz.
Eşeyli üreme’de ise yavruların her birinde öbürlerininkinden ve ana babanınkinden değişik gen bileşimleri ortaya çıkar. Çünkü eşeyli üreyen canlılarda her yavru aynı hücrenin bölünmesiyle değil, tam tersine biri dişiden, öbürü erkekten gelen iki ayrı üreme hücresinin birleşmesiyle oluşur. Eşey hücresi ve gamet de denen bu dişi ve erkek üreme hücreleri yalnız genetik içeriğiyle değil, yapısal olarak da birbirine benzemez. Dişi üreme hücresi, döllenmeden hemen sonra oluşacak yeni canlıya gerekli besin maddelerini içerdiği için, genellikle erkek üreme hücresinden daha iridir. Erkek üreme hücresi ise hem küçük, hem hareketlidir; çünkü birleşeceği dişi hücreyi arayıp bulmak ona düşer. Böylece, aynı canlı türünün ayrı eşeydeki (cinsiyetteki) iki bireyinden gelen bir dişi ile bir erkek üreme hücresi birleşerek tek bir hücre oluşturur. Daha sonra bu hücre sürekli bölünerek çoğalır, çoğalır ve büyük bir hücre kütlesine dönüşür; bu kütleden de ana babasıyla aynı türden yeni bir bitki ya da hayvan gelişir.
Tohumlu ya da çiçekli bitkilerin de erkek ve dişi üreme hücreleri vardır. Bu hücreleri, her ikisi de çiçeğin ortasında bulunan erkek organ ile dişi organ üretir. Dişi organın yumurtalık denen şişkince bölümünde küçük ve yuvarlak tohum taslakları, bunların içinde de dişi üreme hücreleri bulunur. Erkek üreme hücreleri ise, erkekorganın başçık bölümünün ürettiği çiçektozlarının içinde saklıdır.
Dişi organdaki yumurtalığın üstünde boyuncuk denen dar bir bölüm, onun üstünde de yapışkan bir sıvıyla kaplı olan tepecik vardır. Çok hafif olan çiçektozları rüzgârla ya da çeşitli hayvanlar aracılığıyla çiçekten çiçeğe taşınırken, içlerinden bir bölümü dişi organın tepeceğine yapışıp kalır. Daha sonra bu çiçektozu taneciği, boyuncuktan aşağıya doğru inerek yumurtalıktaki tohumtaslaklarına ulaşan ince bir boru uzatır. Erkek üreme hücresi de bu borudan geçer ve tohumtaslağının içindeki dişi üreme hücresiyle birleşir. Erkek ve dişi üreme hücrelerinin birleşmesine döllenme denir. Döllenmiş tohumtaslaklanndan tohumlar, bunlardan da yeni bitkiler gelişir.
Çiçekli bitkilerin çoğu erdişi'dir; yani bitkinin bütün çiçeklerinde hem erkek, hem dişiorganlar bulunur. Böylece her çiçek kendi çiçek tozlarıyla kendi tohum taslaklarını dölleyebilir. Ama bu tip döllenmeye doğada pek sık rastlanmaz; genellikle bir çiçeğin erkek hücreleri, ayrı bir bitkinin üzerindeki başka bir çiçeğin dişi hücreleriyle birleşir.
Bazı bitki türlerinde her bireyin, örneğin her ağacın çiçeklerinden bir bölümü yalnız çiçektozu, öbürleri de yalnız tohumtaslağı üretir; erkek ve dişi çiçekler aynı gövdede barındığı için bunlara birevcikli türler denir. Hurma ve incir gibi bazı türlerde ise bir bireyin bütün çiçekleri aynı eşeydendir; yani ya hepsi erkek, ya hepsi dişidir. Erkek ve dişi çiçeklerin ayrı ayrı gövdelerde toplandığı bu bitkilere de ikievcikli türler denir.
Erdişilik özelliğine, başta yersolucunlan ve salyangozlar olmak üzere hayvanlar dünyasında da rastlanır.
Sperma ve Yumurta Hücresi
İnsanın ve bütün hayvanların dişi üreme hücresine yumurta hücresi ya da kısaca yumurta denir. Bu yalnızca benzetmeden kaynaklanmış yakıştırma bir ad değildir. Yumurtlayan hayvanların, örneğin tavuğun üreme hücresi döllenip geliştikten ve koruyucu bir kabukla kaplandıktan sonra gerçekten de bildiğimiz tavuk yumurtasına dönüşür. Oysa döllenmemiş yumurta hücresi yaklaşık 1/10 milimetre çapında ve besin deposu olarak yalnızca yumurta sarısını içeren minicik, yuvarlak bir hücredir. Sperma denen erkek üreme hücresinin büyüklüğü ise, kuyruğuyla birlikte ancak 1/20 milimetreyi bulur. Spermanın, dölleyebileceği bir yumurta hücresi bulmak üzere hızla hareket etmesini sağlayan uzun bir kuyruğu vardır. Yumurta hücresinin içinde anneden, spermanın içinde de babadan gelen ve gelişecek yeni canlının ana babasına benzemesini sağlayan genler bulunur. Bu konudaki ayrıntılı bilgiyi KALITIM VE GENETİK sayfasında bulabilirsiniz.
Suda yaşayan hayvanların çoğu spermalarını ve yumurtalarını doğrudan doğruya suya bırakırlar; bu yüzden, üreme hücrelerinin suda karşılaşıp birleşmesi tümüyle rastlantıya kalmıştır. Örneğin deniz kestanelerinin erkeği milyonlarca sperma, dişisi de milyonlarca yumurta döker. Koskoca denizde bu hücrelerden bazıları karşılaşsa bile büyük bölümü yok olacağından, bu kadar çok sayıda üreme hücresi yapmasalar soylarını sürdürme şansları da kalmaz.
İçinde denizkestanelerinin spermaları bulunan bir damla deniz suyu ile denizkestanesi yumurtalarını taşıyan başka bir damla karıştırılıp mikroskopla incelendiğinde, spermalar ile yumurtalar karşılaştığı zaman neler olacağı görülebilir. İlk göze çarpan, ince uzun iribaşlara (kurbağa larvalarına) benzeyen ve kuyruklarını iki yana sallayarak sudaki hareketsiz yumurtalara doğru ilerleyen spermalar olur. Çok geçmeden her yumurtanın çevresine yüzlerce sperma üşüşür. En sonunda içlerinden biri, artık gereksiz olan kuyruğunu dışarıda bırakıp başını içeri sokarak yumurta hücresine girmeyi başarır. Bu arada yumurtanın dışında oluşan ince zardan bir duvar öbür spermaların içeri girmesini engeller. Artık yumurta hücresi döllenmiştir; o andan başlayarak önce ikiye, sonra dörde, sonra sekize bölünür ve bu hücre bölünmesini sürdürerek çok hücreli bir kütleye dönüşür. Hücreler büyüyüp geliştikçe kendi aralarında kümeler oluşturur ve her kümenin hücreleri yavaş yavaş öbür hücrelerden farklılaşmaya başlar. Böylece, belirli işlevleri üstlenmek üzere özelleşen her hücre kümesi denizkestanesinin çeşitli organlarını oluşturur ve sonunda yavru denizkestanesi tümüyle biçimlenir.
Balıkların çoğunda da üreme yöntemi aynıdır. Erkek balık suya milyonlarca sperma, dişi de gene milyonlarca yumurta döker; ama çoğu zaman bunlardan ancak 1-2 tanesi döllenir. Çünkü hem bu minicik hücrelerin büyük su kütlesinde karşılaşma olasılığı azdır, hem de su hayvanlarının çoğu değerli bir besin olan balık yumurtalarına çok düşkündür.
Vatoz ve folya gibi bazı balıklarda ise yumurtalar suda değil, dişinin içinde döllenir. Bu yöntemde dişi balık yumurtalarını öbür türler gibi suya dökmeyip dölleninceye kadar yumurtalıklarında tutar. Erkek de spermalarını suya değil, doğrudan doğruya dişinin yum urta kanalına boşaltır. Üreme hücrelerinin birleşmesini rastlantıya bırakmadığı için bu en güvenli döllenme biçimidir. Kurbağaların dişisi de genellikle balıklar kadar çok sayıda yumurta üretmez; çünkü dişi tam yumurtlamaya başlayacağı zaman erkek kurbağa onun sırtına çıkar ve spermalarını yumurtaların üstüne boşaltır.
İç döllenmeyle üreyen balıkların bir bölümünde döllenmiş yumurtalar hemen suya boşaltılır ve gelişmesini tamamladıktan sonra suda açılır. Bazılarında ise döllenmiş yumurtalar açılıncaya kadar dişinin içinde tutulur ve yumurtadan çıkan yavru balıklar annelerinden ayrılarak suya karışır.
Kuşlarda da iç döllenme geçerlidir. Erkek kuşun spermaları dışkılık (kloak) denen bir boşlukta birikir ve çiftleşme mevsiminde dışkılığın deliğinden doğrudan doğruya dişinin içine aktarılır. Erkek kuş bunu başarabilmek için genellikle dişinin arkasına geçer ve kendi dışkılığının deliğini dişinin dışkılık deliğine oturtarak iyice bastırır. Bu basıncın etkisiyle, dışkılıktaki ersuyu sıvısı ve içinde yüzen milyonlarca sperma dişinin dışkılık deliğinden içeri akarak yumurta kanalına boşalır. Böylece spermalardan biri, yolunun üzerinde karşılaştığı yumurta hücrelerinden birini dölleyebilir.
Yumurta hücresi bu aşamada embriyon için bol bol besin depolayarak iyice şişmiştir. Yumurta sarısı denen bu besin yüklü hücre döllenince, çevresini yedek besin deposu olan yumurta akı, koruyucu zarlar ve sertçe bir kabuk kuşatır. Gelişmesini tamamlayan bu yumurta, dişinin yumurta kanalında ilerler ve zamanı gelince yumurtlanarak dışarı atılır. Ama içindeki yavrunun yaşayabilmesi için yumurtalar hâlâ özen ve bakım gerektirir. Bu yüzden genellikle dişi, bazen erkek kuş yumurtaların üstünde kuluçkaya yatarak yavruyu ısıtır ve bütün tehlikelerden korur. En sonunda içerideki yavru gagasıyla yumurta kabuğunu kırarak dışar çıkar.
Memelilerde Üreme
Tek delikliler ya da yumurtlayan memeliler denen ekidne ve ornitorenk gibi bazı türler dışında, memelilerin hiçbirisinde döllenmiş yumurta balıklar, amfibyumlar, sürüngenler ve kuşlarda olduğu gibi vücuttan dışarı atılmaz. Bunun yerine, döllenen yumurta bütün gelişmesini dişinin içinde tamamlar. Gebelik denen ve süresi memelinin türüne göre değişen bu gelişme döneminin bitiminde de yavru doğarak dünyaya gelir. Bazı memelilerin yavrusu, beslenme açısından tümüyle annesine bağımlı olmakla birlikte, doğar doğmaz başının çaresine bakabilecek kadar gelişmiştir. Buna karşılık bazıları, özellikle insan yavrusu kendi kendine yaşamayı öğreninceye kadar uzun süre bakım ister.
Memelilerin yavrusu annenin karnında, dölyatağı denen özel bir organın içinde gelişir. Torbaya benzeyen bu içi boş, çevresi kaslarla örülü organ bebeği bütün gebelik süresince barındırır. Yumurta hücresi annenin içinde gelişeceğine göre, doğal olarak orada döllenmesi gerekir. Bunun için memelilerin erkeği, erbezlerinde üretilen spermaları kamış ya da penis denen üreme organıyla dişinin içine aktarmak zorundadır. Ersuyunun içinde yüzen spermalar çiftleşme ya da cinsel birleşme sırasında dişinin dölyoluna akıtılır ve bu geçit aracılığıyla dölyatağına ulaşır. (Erkeklerde idrarın boşaltım yolu da gene kamıştan geçer; ama çiftleşme sırasında beynin denetimiyle idrar torbasının boşalması engellenir.)
Dişinin yumurta hücreleri yumurtalıklarda üretilir ve bu organlardan çıkan iki kanal aracılığıyla dölyatağının üst bölümüne gelir. Eğer çiftleşme olursa, dölyoluna boşalan spermalar bu yolu geçip hızla dölyatağından yukarıya doğru ilerleyerek yumurtalık kanallarına girerler. Bu arada kanallardan aşağıya doğru inmekte olan bir yumurta hücresiyle karşılaşırlarsa, spermalardan biri tıpkı deniz kestanesinde olduğu gibi yumurtayı döller. Memelilerin erkeği de her çiftleşmede dölyoluna milyonlarca sperma bırakır; ama bunlardan yalnızca birinin yumurtayı dölleme şansı vardır.
Döllenmiş yumurta, kanallardan aşağıya doğru yoluna devam edecek dölyatağına girer. Dölyatağının iç duvarı, döllenmiş yumurtanın gelip yuvalanması için çoktan hazırlanmıştır. Eskisine oranla iyice kalınlaşan ve bol kan damarıyla beslenen bu dokuya yumurta yerleşir; bölünerek çoğalır ve gelişen embriyon hem oksijenini, hem besinini kan damarları aracılığıyla anneden alır.