Geen plant of dier kan vir ewig leef nie, daarom is een van die belangrikste lewensfunksies vir enige lewende organisme om ander lewende organismes, van dieselfde spesie, voort te bring voordat dit self doodgaan.
Voortplanting verbind een geslag met die volgende. Die oorlewing van spesies, sowel as die verskeidenheid wat in elke generasie voorkom, hang van voortplanting af. Gene word oorgedra na die nakomelinge gedurende voortplanting.
Gene beheer die eienskappe wat 'n organisme van sy ouers kry, byvoorbeeld die vorm van die ore en neus, die kleur van blare en blomme, ensovoorts. Die voorkoms van elke lewende organisme hang af van die genetiese materiaal wat oorgeërf is van die voorgeslagte. Daar is twee maniere waarop nuwe organismes voortgebring en gene oorgedra kan word, naamlik: geslagtelike voortplanting en ongeslagtelike vermeerdering.
Naas voedselopname vorm die vermoë om nakomelinge voort te bring, die vernaamste kenmerk van lewende wesens. Tot nog selfs in die 19e eeu was die mensdom daarvan oortuig dat lewe in sommige gevalle uit dooie stof kan ontstaan (spontane generering). Louis Pasteur het eers in 1862 die onjuistheid van hierdie opvatting aangedui.
Benewens geslagtelike voortplanting - deur die versmelting van saadselle en eierselle - kan plante en diere nuwe individue deur middel van ongeslagtelike vermeerdering voortbring. Ongeslagtelike of vegetatiewe voortplanting kom dikwels by plante voor: steggies, bol- en knolvorming, ente, ensovoorts, is bekende voorbeelde hiervan. Die groot vrugbaarheid van lewende organismes is opvallend. Hoewel 'n groot aantal nakomelinge voortgebring word, bereik slegs ʼn klein aantal volwassenheid, sodat die getalle van die spesie in sy geheel in slegs geringe mate toeneem.
Hierdie verskynsel is die gevolg van die reguleringsmeganisme in die natuur. Voedsel mededinging en die aanwesigheid van roofdiere is vir die vroegtydige afsterwe van 'n groot deel van die kleintjies verantwoordelik. Hierdie natuurlike reguleringsmeganisme is by slegs die mens uitgeskakel, sodat daar sprake van oorbevolking by hom ontstaan.
Plante
Geskiedenis Oor die wyses waarop lewende wesens hulself voortplant, het eeue lank fantastiese veronderstellinge en opvattinge bestaan. Tydens die vorige eeue was die mensdom daarvan oortuig dat sommige diere onder bepaalde omstandighede uit dooie stof kan ontstaan (generatio spontanea = spontane generering). So sou palings uit modder, muise uit graan en vlieë uit bedorwe vleis voortkom. Eers in die 17e eeu het sulke spekulerings begin plek maak vir objektiewe ondersoeke.
Die Italianer Francesco Redi (1626 - 1698) het aangetoon dat vlieë nie uit bedorwe vleis ontstaan nie, maar uit papies. Toe Antoni van Leeuwenhoek (1632-1723) die tot destyds onbekende wêreld van die mikroörganisme met behulp van sy mikroskoop in 'n druppel hooi-aftreksel ontdek, het die teorie van spontane generering opnuut posgevat. Louis Pasteur (1822 - 1895) het egter in 1862 definitiewe bewyse van die onjuistheid van hierdie opvatting gelewer.
Volgens hom het die mikroörganismes in die hooi-aftreksel van Van Leeuwenhoek nie uit die dooie plantmateriaal ontstaan nie, maar was dit die gevolg van infeksie uit die lug. Om sy stelling te bewys, het hy 'n aantal flesse met 'n gesteriliseerde (dus kiemvrye) suurdeeg-ekstrak gevul en dit na die Alpe gebring. Hier, waar die lug volgens hom volkome suiwer moes wees, het hy die flesse oopgemaak en die inhoud etlike ure aan die lug blootgestel.
Daarna is die flesse verseel. Na selfs 4 jaar was die vloeistof nog volkome helder. Daar het dus geen mikroörganismes ontwikkel nie. 'n Aantal flesse is in Parys oopgemaak en vir enkele ure aan die lug blootgestel. Hierdie flesse se inhoud het heeltemal vertroebel en daar het talle mikrobe in hulle ontwikkel. Sedertdien was die mensdom daarvan oortuig dat slegs lewende wesens lewe kon voortbring; hoe dit gebeur het, was egter nog onbekend.
In 1651 het William Harvey gepostuleer dat alle lewe uitsluitlik uit een eiersel ontstaan en dat die manlike organisme geen bydrae lewer tot die samestelling van die nageslag nie. Toe Antoni van Leeuwenhoek ongeveer 20 jaar later die manlike saadsel ontdek, het daar 'n meningsverskil ontstaan tussen die aanhangers van Harvey se teorie en diegene wat beweer het dat dit nie die vroulike eiersel is nie, maar wel die sperm wat die volledige kode vir die toekomstige organisme bevat.
Albei groepe was van mening dat die kiemsel reeds 'n volledige, dog miniatuurwesentjie (homunculus), bevat. Teenoor hierdie gedagte het die opvatting ontstaan dat die kiemsel volkome struktuurloos was en dat dit eers veel later organe vorm (epigenie). Eers in 1875, toe daar vir die eerste keer waargeneem is hoe 'n spermsel ʼn viseier binnedring, het 'n beter begrip ontstaan van die voortplantingsproses en van die rol wat seksualiteit daarin speel.
Ongeslagtelike voortplanting Ongeslagtelike of vegetatiewe voortplanting kom by veral plante voor, maar ook by veral die laer diere. By hierdie vorm van vermeerdering ontstaan nuwe individue deur seldeling (eenselliges), weefselafsnoering (fragmentasie), of deur die vorming van spore, bolle, knolle of wortelstokke. Die nakomelinge wat so ontstaan, is in hul genetiese opset volkome identies aan die ouerindividu en aan mekaar. By eensellige organismes is dit die normale wyse van voortplanting.
Die sel deel in 2 gelyke helftes, wat elkeen uitgroei tot die oorspronklike formaat. By verskillende spesies groenalge (klas Chlorophyta) kom tweedeling nie voor nie. Die protoplasma verdeel binne die selwand in 'n groot aantal fragmente, die moedersel bars oop en die plasmafragmente wat vrykom, groei uit tot volledige individue. Giste (klas Endomycetes) vermeerder via knopvorming. Die selkern deel in 2 en terselfdertyd stulp 'n klomp protoplasma na buite.
Een van die 2 kerne kom hierin te lande en vervolgens word die plasmaknop afgesnoer. Die dogterselle bly meestal aan die moedersel vassit sodat 'n kettingvormige kolonie ontstaan. Skimmels (afdeling Mycophyta) en alge (afdeling Phycophyta) kan ongeslagtelik voortplant deur die vorming van spore, wat tydens ʼn gewone seldeling ontstaan. So kan haploïede of diploïede ontstaan wat deur 'n beskermende spoorkapsel (sporangium) omsluit word.
Die ongeslagtelike spore is meestal enkelkernig; in enkele gevalle besit hulle wel 2 of meer kerne. Die verspreiding kan passief (deur die wind) of aktief (met behulp van trilhare) plaasvind. By mosse (afdeling Bryophyta) en varings (afdeling Pteridophyta) word geslagtelike voortplanting afgewissel deur die vorming van ongeslagtelike voortplantingsorgane. In enkele gevalle is ongeslagtelike vorme die gevolg van 'n afwyking van die normale gang van sake. So byvoorbeeld word by 'n variëteit van die varing Athyrium filix-femina uit ʼn spoor nie 'n haploïede nie, maar ʼn diploïede "voorkiem" gevorm; om die een of ander rede bly die reduksiedeling wat normaalweg plaasvind, hier agterweë (aposporie).
Die omgekeerde is ook moontlik: uit 'n haploïede "voorkiem" ontstaan nie 'n normale diploïede varingplant nie, maar ʼn haploïede plant. In hierdie geval bly die versmelting van die saad- en eiersel agterweë (apogamie). Apogamie is bekend by sommige soorte niervarings (genus Dryopteris). Hoewel voortplanting by saadplante (afdeling Spermatophyta) in die reël geslagtelik plaasvind, kom daar ook by hierdie afdeling van die planteryk talryke vorme van ongeslagtelike vermeerdering voor. Uit stingels of uit ander dele van die plant (bolle, wortelstokke, stingelknolle) kan maklik nuwe plante gekweek word.
Sommige plante vorm uitlopers, waarvan aan die punt nuwe plantjies ontwikkel. In landbou en tuinbou maak die mens op groot skaal gebruik van hierdie moontlikhede van vegetatiewe vermeerdering. So byvoorbeeld word suikerriet gekweek deur ou stingels in stukke te kap en dit te plant. Aartappels word vermeerder deur die knolle te plant. Op hierdie wyse kan die mens bepaalde geskikte vorme raseg hou - dit wil sê sonder dat die gunstige eienskappe deur verbastering verlore gaan - en hulle onbeperk voortkweek.
'n Versameling plante wat ongeslagtelik ontstaan het, staan bekend as 'n kloon. Alle lede van 'n kloon is geneties identies aan mekaar en aan die ouerplant. Nog 'n verskynsel is maagdelike voortplanting of partenogenese, waar 'n embrio gevorm word sonder dat bevrugting vooraf plaasgevind het. Dit kom veral by laer plante voor. By 'n aantal hoër plante, waarvan sommige belangrike landbouprodukte is, soos piesangs, komkommers, sitrusvrugte en sultanas, het die mens vorme gekweek wat saadlose vrugte lewer. Sulke plante kan alleen deur steggies vermeerder.
Geslagtelike voortplanting
By geslagtelike of seksuele voortplanting is die nakomelinge in die reël die resultaat van die paring van 2 individue van verskillende geslagte. In die geslagsorgane van albei lede word daar tydens ʼn reduksiedelingsproses geslagselle (gamete) gevorm.
Die manlike testes produseer saadselle (spermatosoa) en die vroulike ovaria bevat die eierselle. Albei tipes geslagselle bevat slegs die helfte van die aantal chromosome van die liggaamselle en is dus haploïed. Die manlike gamete bevat 50 % X-en 50 % Y-chromosome (heterogamete); die vroulikes, met slegs X-chromosome, staan bekend as homogamete. Tydens paring (by plante deur bestuiwing, waar stuifmeel op die stempel val) bevrug die manlike die vroulike organisme en vind versmelting van geslagselle plaas.
Die bevrugte eiersel (sigoot) verkry die normale aantal chromosome vir sy spesie en is dan diploïed. Met verloop van tyd ontwikkel 'n nuwe organisme hieruit. By eensellige plante kan enige individu die funksie van ʼn geslagsel vervul. Meersellige plante vorm spesiale voortplantingsorgane of-selle. Hoe laer die organisatoriese vlak van ʼn plant, hoe eenvoudiger verloop die gameetvormings- en bevrugtingsprosesse.
By plante laer as skimmels en alge kom wandlose gamete voor wat in slegs fisiologiese opsigte van mekaar verskil. Hulle word nie manlike of vroulike geslagselle genoem nie, maar staan bekend as plus- en minus-gamete, en die versmelting van sulke isogamete word isogamie genoem. Die selversmelting vind meestal in 2 fases plaas: eers versmelt die protoplasma van albei selle (plasmogamie) en later ook die kerne (kariogamie). As die gamete wel in vorm en afmeting verskil, word die versmeltingsproses as anisogamie aangedui.
By alge, mosse en varings, waar klein, beweeglike manlike en groot, onbeweeglike vroulike gamete voorkom, word daar van oögamie gepraat. Dikwels word die geslagselle in ʼn spesiale voortplantingsorgaan (gametangium) gevorm. Die manlike selle kom vry en word aangetrek deur 'n chemiese stof, wat deur die vroulike gametangiumselle geproduseer word (chemotropie). Soms versmelt volledige gametangia met mekaar (gametangiogamie).
Die saadplante besit manlike meeldrade en vroulike stampers waarin die geslagselle gevorm word. Die manlike en vroulike geslagselle kan of op afsonderlike plante of op dieselfde plant gevorm word. By die naaksadige plante (onderafdeling Gymnospermae) is die manlike en vroulike organe, en later ook die gevormde sade, onbeskerm; die blomplante of bedeksadiges (onderafdeling Angiospermae) het blomme wat die meeldrade en stampers omhul. Die sade word in ʼn vrugbeginsel gevorm en is deur ʼn vrug beskerm wanneer hulle ryp is.