Η σημασία της γονιμοποίησης
Ο απόγονος λαμβάνει ένα σύνολο χρωμοσωμάτων από κάθε γονέα, έτσι ώστε, συνολικά, η μισή κληρονομικότητα του να προέρχεται από κάθε γονέα. Αλλά τα δύο σύνολα χρωμοσωμάτων δεν είναι πανομοιότυπα με τα γονικά χρωμοσώματα. Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι αλλάζουν κατά τη διάρκεια της μειωτικής διαίρεσης με μια διαδικασία που ονομάζεται διασταύρωση.
Η σημασία της μαιώσεως
Αυτό είναι διττό:
1. Πρώτον, να μειωθούν τα χρωμοσώματα σε κάθε ωάριο ή σπέρμα σε ένα μόνο σύνολο.
Τα δύο χρωμοσώματα σε ένα ζεύγος δεν είναι πανομοιότυπα, επειδή σε κάθε συγκεκριμένο τόπο των χρωμοσωμάτων μπορεί να υπάρχουν διαφορετικά αλληλόμορφα (μορφές του γονιδίου) στα δύο χρωμοσώματα. Σκεφτείτε κάθε ζεύγος χρωμοσωμάτων, ένα σετ από κάθε γονέα. Από κάθε ζεύγος, μόνο ένα μπαίνει σε κάθε γαμέτη. Έτσι, κατ' αρχάς, οι γαμέτες διαφέρουν επειδή από κάθε ζεύγος ο γαμέτης μπορεί να έχει το χρωμόσωμα του πατέρα ή της μητέρας. Αυτό ονομάζεται "ανεξάρτητη διαλογή".
2. Για να επιτραπεί η διασταύρωση μεταξύ κάθε ζεύγους γονικών χρωμοσωμάτων. Η διασταύρωση αλλάζει τα αλληλόμορφα που βρίσκονται σε ένα συγκεκριμένο χρωμόσωμα.
Έτσι, αν και περιγράφονται ως χρωμοσώματα "της μητέρας" και "του πατέρα", στην πράξη τα χρωμοσώματα των γαμετών δεν είναι όλα ίδια με τα χρωμοσώματα των γονέων. Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι κομμάτια χρωμοσωμάτων έχουν ανταλλαγεί κατά τη διαδικασία της μείωσης.
Παρόλο που οι γαμέτες έχουν μόνο ένα σύνολο χρωμοσωμάτων, το σύνολο αυτό είναι ένα ανακατεμένο μείγμα γενετικού υλικού και από τους δύο γονείς. Κάθε μεμονωμένο ωάριο ή σπέρμα μπορεί να έχει διαφορετική επιλογή αλληλόμορφων από τα γονικά χρωμοσώματα.
Όπως και με το ανακάτεμα μιας τράπουλας, πολλοί διαφορετικοί συνδυασμοί γονιδίων μπορούν να παραχθούν χωρίς αλλαγή (μετάλλαξη) σε οποιοδήποτε μεμονωμένο γονίδιο. Ωστόσο, μεταλλάξεις συμβαίνουν και μπορεί να προσθέσουν αλληλόμορφα που δεν υπήρχαν στον πληθυσμό πριν. Σε κάθε περίπτωση, το ανακάτεμα αυξάνει την ποικιλία των απογόνων, και η ποικιλία δίνει σε μερικούς τουλάχιστον από τους απογόνους καλύτερες πιθανότητες επιβίωσης σε δύσκολους καιρούς. Το ανακάτεμα των αλληλόμορφων που λαμβάνει χώρα κατά τη μειόζη μπορεί να είναι ο λόγος για τον οποίο υπάρχει η σεξουαλική αναπαραγωγή.
"Δεν είναι δύσκολο να σκεφτεί κανείς τους λόγους για τους οποίους οι σεξουαλικοί πληθυσμοί θα πρέπει να έχουν μακροπρόθεσμα πλεονεκτήματα έναντι των άφυλων. Μπορούν να εξελίσσονται ταχύτερα για να ανταποκρίνονται στις μεταβαλλόμενες συνθήκες..."
Ειδικές περιπτώσεις
Κυκλική παρθενογένεση
Αρκετά αρκετά μεγάλα taxa (ομάδες οργανισμών) χρησιμοποιούν την κυκλική παρθενογένεση. Αυτό συμβαίνει όταν αρκετές γενιές γεννιούνται με παρθενογένεση και στη συνέχεια εμφανίζεται μια γενιά με κανονική σεξουαλική αναπαραγωγή. Παραδείγματα είναι οι αφίδες και τα κλαδοκέρατα (μικρά καρκινοειδή που ονομάζονται υδρόβια ψύλλοι). Οι αφίδες λειτουργούν συνήθως ως εξής: όταν ο καιρός είναι καλός και οι φυτικοί ξενιστές τους βρίσκονται στην καλύτερη κατάσταση, χρησιμοποιούν παρθενογένεση. Στο τέλος της εποχής, όταν ο καιρός χειροτερεύει, χρησιμοποιούν τη σεξουαλική αναπαραγωγή. Αυτό το σύστημα αναπαραγωγής ονομάζεται απογαμία.
Στην παρθενογένεση, τα ωάρια περιέχουν μόνο το γενετικό υλικό της μητέρας και δεν γονιμοποιούνται. Τα ωοκύτταρα μπορούν να παραχθούν είτε με μειόση είτε με μίτωση. Όταν λαμβάνει χώρα η μαιώση, η διασταύρωση παράγει ένα γενετικό αποτύπωμα που διαφέρει κάπως από αυτό της μητέρας. Έτσι, οι παρθενογενετικοί απόγονοι της πρασινόμυγας δεν είναι πανομοιότυποι και παρουσιάζουν κάποια γενετική ποικιλομορφία: ορισμένα τμήματα χρωμοσωμάτων διαφέρουν λόγω της μείωσης. Η μίτωση θα παρήγαγε πανομοιότυπους απογόνους.
Μεταξύ αυτών των παρθενογενετικών taxa υπάρχει ένας αριθμός ειδών που έχουν εγκαταλείψει εντελώς το φύλο.
Απώλεια της σεξουαλικότητας
Μερικοί ευκαρυωτικοί οργανισμοί έχουν χάσει εντελώς την ικανότητα σεξουαλικής αναπαραγωγής και έτσι δεν έχουν μαιώση. Σε αυτούς περιλαμβάνονται τα Βδελλοειδήσκουλήκια, τα οποία αναπαράγονται μόνο με παρθενογένεση.