Hệ thống sinh dục

Hệ sinh dục hay còn gọi là hệ sinh sản (tiếng Latinh: systemata genitalia) là một tập hợp các cơ quan phối hợp thực hiện chức năng sinh sản. Các yếu tố không sống như hormone và pheromone cũng đóng vai trò quan trọng trong hệ sinh dục. Khác với nhiều hệ cơ quan khác, cấu trúc của hệ sinh dục phụ thuộc vào sự khác biệt giới tính của từng cá thể, đặc biệt là ở các loài đơn tính. Những khác biệt này cho phép sự kết hợp vật chất di truyền giữa hai cá thể, tạo nên sự đa dạng và phù hợp về gen cho thế hệ tiếp theo.

Động vật

Ở động vật có vú, hệ sinh sản bao gồm các cơ quan sinh dục ngoài (như dương vật và âm hộ) và các cơ quan sinh dục trong như tinh hoàn và tử cung. Bệnh lý liên quan đến hệ sinh sản con người rất phổ biến, đặc biệt là các bệnh lây qua đường tình dục với tính nhiễm trùng cao.

Hầu hết động vật có xương sống sở hữu hệ sinh sản tương tự, bao gồm tuyến sinh dục, ống dẫn và lỗ sinh dục. Tuy nhiên, có những sự khác biệt rõ rệt trong khả năng thích nghi và sinh sản ở mỗi nhóm động vật có xương sống.

Động vật có xương sống

Động vật có xương sống đều chia sẻ những đặc điểm chính trong hệ thống sinh sản. Chúng đều có các cơ quan để sản xuất tinh trùng và trứng. Ở các con cái, những tuyến sinh dục này kết nối với ống dẫn sinh sản, thường mở ra ra ngoài cơ thể qua lỗ sinh dục, hoặc đôi khi qua lỗ đặc biệt như âm đạo.

Hệ sinh dục của con người thường bao gồm quá trình thụ tinh xảy ra qua quan hệ tình dục. Trong quá trình này, dương vật cương cứng của nam giới được đưa vào âm đạo của nữ giới và tinh dịch chứa tinh trùng được xuất ra. Tinh trùng sau đó di chuyển qua âm đạo và cổ tử cung vào tử cung hoặc ống dẫn trứng để thụ tinh với trứng. Sau khi thụ tinh và làm tổ thành công, thai nhi sẽ phát triển trong tử cung của người mẹ trong khoảng chín tháng, quá trình này gọi là mang thai. Khi đến thời điểm sinh, quá trình chuyển dạ bắt đầu, các cơ tử cung co bóp, cổ tử cung mở rộng và em bé ra ngoài qua âm đạo. Trẻ sơ sinh và trẻ em cần sự chăm sóc từ cha mẹ trong nhiều năm, đặc biệt là thông qua việc nuôi dưỡng bằng sữa mẹ từ các tuyến vú.

Hệ sinh sản của phụ nữ có hai chức năng chính: đầu tiên là sản xuất trứng, và thứ hai là bảo vệ và nuôi dưỡng thai nhi cho đến khi sinh. Hệ thống sinh sản của nam giới có một chức năng chính là sản xuất và dự trữ tinh trùng. Con người có sự phân hóa giới tính rõ rệt, với nhiều khác biệt không chỉ ở các cơ quan sinh sản mà còn ở các đặc điểm sinh dục thứ cấp.

Hệ sinh dục nam bao gồm một tập hợp các cơ quan nằm bên ngoài cơ thể và xung quanh vùng chậu của nam giới, đóng vai trò quan trọng trong quá trình sinh sản. Chức năng chính của hệ thống sinh sản nam là cung cấp tinh trùng để thực hiện thụ tinh với noãn.

Các cơ quan sinh sản chính của nam giới được phân thành ba nhóm. Nhóm đầu tiên là các cơ quan sản xuất và lưu trữ tinh trùng. Quá trình sản xuất tinh trùng diễn ra trong tinh hoàn nằm trong bìu, nơi điều chỉnh nhiệt độ, sau đó tinh trùng chưa trưởng thành di chuyển đến mào tinh để trưởng thành và lưu trữ. Nhóm thứ hai là các tuyến sản xuất chất lỏng phóng tinh, bao gồm túi tinh, tuyến tiền liệt và ống dẫn tinh. Nhóm cuối cùng gồm các cơ quan liên quan đến giao cấu và lắng đọng tinh trùng bên trong cơ thể, bao gồm dương vật, niệu đạo, ống dẫn tinh và tuyến Cowper.

Các đặc điểm giới tính phụ của nam giới bao gồm vóc dáng lớn hơn, cơ bắp hơn, giọng nói trầm, lông mặt và lông cơ thể, vai rộng và táo Adam phát triển. Một hormone quan trọng đối với nam giới là androgen, đặc biệt là testosterone.

Tinh hoàn sản xuất một loại hormone quan trọng điều chỉnh sự phát triển của tinh trùng. Hormone này cũng ảnh hưởng đến sự phát triển các đặc điểm thể chất ở nam giới, chẳng hạn như lông mặt và giọng nói trầm.

Hệ sinh dục nữ của con người bao gồm một loạt các cơ quan chủ yếu nằm bên trong cơ thể và quanh vùng xương chậu, hỗ trợ quá trình sinh sản. Nó bao gồm ba phần chính: âm hộ dẫn đến âm đạo, âm đạo nối với tử cung; tử cung, nơi thai nhi phát triển; và buồng trứng, nơi sản xuất noãn. Mặc dù vú đóng vai trò trong giai đoạn nuôi dưỡng, chúng thường không được xem là một phần của hệ sinh dục nữ trong nhiều phân loại.

Âm đạo mở ra ngoài thông qua âm hộ, bao gồm môi âm hộ, âm vật và niệu đạo. Trong quá trình giao hợp, khu vực này được bôi trơn bởi dịch nhờn do tuyến Bartholin tiết ra. Âm đạo nối với tử cung qua cổ tử cung, còn tử cung kết nối với buồng trứng qua các ống dẫn trứng. Mỗi buồng trứng chứa hàng trăm noãn.

Mỗi khoảng 28 ngày, tuyến yên sản sinh một loại hormone kích thích sự phát triển của một số trứng. Một noãn sẽ được phóng thích và di chuyển qua ống dẫn trứng vào tử cung. Hormone từ buồng trứng giúp chuẩn bị tử cung để tiếp nhận noãn. Nếu noãn không gặp tinh trùng để thụ tinh, lớp niêm mạc tử cung và buồng trứng không được thụ tinh sẽ bị loại bỏ trong quá trình kinh nguyệt. Nếu noãn được thụ tinh, nó sẽ bám vào niêm mạc tử cung và thai nhi sẽ bắt đầu phát triển.

Hệ thống sinh sản của động vật có vú nói chung rất giống nhau, nhưng có một số khác biệt nổi bật giữa động vật có vú không phải con người và con người. Ví dụ, dương vật của động vật có vú đực thường được giữ trong cơ thể cho đến khi cương cứng và thường có xương dương vật. Ngoài ra, con đực của nhiều loài không có khả năng sinh sản liên tục như con người. Giống như con người, hầu hết động vật có vú có tinh hoàn nằm trong bìu, nhưng một số loài có tinh hoàn nằm trong thành bụng hoặc, như ở voi, tinh hoàn ẩn gần thận.

Hệ sinh sản của thú có túi đặc biệt ở chỗ con cái có hai âm đạo, mỗi âm đạo mở ra bên ngoài qua một lỗ nhưng dẫn đến các ngăn khác nhau trong tử cung; con đực thường có dương vật với hai ngạnh, phù hợp với hai âm đạo của con cái. Thú có túi thường nuôi con sơ sinh trong một túi bên ngoài chứa núm vú, nơi con non bám vào để phát triển sau khi ra khỏi tử cung. Đặc biệt, động vật có túi có một bìu độc đáo. Con thú có túi sơ sinh dài khoảng 15mm sẽ bò theo bản năng vài inch, bám vào lông, để đến túi của mẹ nó.

Tử cung và âm đạo là đặc trưng riêng của động vật có vú, không có sự tương đồng ở chim, bò sát, động vật lưỡng cư hay cá. Ở các nhóm động vật có xương sống khác, tử cung được thay thế bằng một ống dẫn trứng chưa sửa đổi, dẫn trực tiếp đến một lỗ huyệt, là lỗ chung cho giao hợp, nước tiểu và phân. Thú đơn huyệt, như thú mỏ vịt và echidna, là nhóm động vật có vú đẻ trứng cũng không có tử cung và âm đạo, và hệ thống sinh sản của chúng giống như ở bò sát.

Ở loài chó nhà, độ tuổi từ 6 đến 12 tháng là thời điểm xảy ra dậy thì đối với cả chó đực và chó cái, tuy nhiên một số giống chó lớn có thể trì hoãn đến hai tuổi.

Hệ sinh sản của ngựa cái quản lý việc mang thai, sinh con và cho con bú, cùng với chu kỳ động dục và hành vi giao phối. Ngược lại, hệ sinh sản của ngựa đực ảnh hưởng đến hành vi tình dục và các đặc điểm giới tính phụ như lông gáy dày hơn.

Chim đực và cái có một lỗ huyệt, một khe hở dùng để truyền trứng, tinh trùng và chất thải. Giao hợp diễn ra bằng cách ấn hai môi của lỗ huyệt lại với nhau, tương tự như cơ quan sinh dục của động vật có vú. Con cái sinh trứng được bao bọc trong nước ối, nơi thai nhi tiếp tục phát triển sau khi rời khỏi cơ thể mẹ. Khác với hầu hết các động vật có xương sống, chim cái thường chỉ có một buồng trứng và ống dẫn trứng hoạt động. Nhìn chung, các loài chim, như động vật có vú, nổi bật với việc chăm sóc con non rất tỉ mỉ.

Hầu hết các loài bò sát đều khác giới, với sự thụ tinh xảy ra bên trong qua các lỗ huyệt. Một số loài bò sát đẻ trứng, trong khi số khác sinh con. Các cơ quan sinh sản nằm trong lỗ huyệt của bò sát. Phần lớn bò sát đực có cơ quan giao cấu dạng thụt vào hoặc ngược và ẩn bên trong cơ thể. Rùa và cá sấu đực có cơ quan giống như dương vật, trong khi rắn đực và thằn lằn đực có một cặp cơ quan sinh dục tương tự như dương vật.

Hầu hết các loài lưỡng cư thực hiện quá trình thụ tinh bên ngoài trứng, thường trong môi trường nước, mặc dù một số loài có thể thụ tinh bên trong. Tất cả các loài đều sở hữu các tuyến sinh dục bên trong, được ghép nối và kết nối với lỗ huyệt qua các ống dẫn.

Cá có nhiều chiến lược sinh sản khác nhau. Đa số các loài cá đẻ trứng và thực hiện thụ tinh bên ngoài. Trong quá trình này, cá cái thải ra một lượng lớn giao tử vào nước qua cloaca, và một hoặc nhiều cá đực phóng thích tinh dịch chứa tinh trùng lên trên trứng chưa được thụ tinh. Một số loài cá đẻ trứng và có sự thụ tinh bên trong nhờ vào vây bụng hoặc vây hậu môn được chuyển hóa thành cơ quan tương tự như dương vật. Một tỷ lệ nhỏ các loài cá là cá đẻ con sống, thường được gọi là cá đẻ con sống.

Các tuyến sinh dục của cá thường là các buồng trứng hoặc tinh hoàn. Đa phần các loài cá là dị giới tính, nhưng một số loài lại có đặc điểm lưỡng tính hoặc đơn tính.

Động vật không xương sống

Động vật không xương sống sở hữu một hệ thống sinh sản rất phong phú, nhưng điểm chung duy nhất là tất cả chúng đều đẻ trứng. Ngoài động vật chân đầu và động vật chân khớp, hầu hết các loài động vật không xương sống khác đều có khả năng lưỡng tính và thực hiện thụ tinh ngoài.

Tất cả các loài động vật chân đầu đều có giới tính riêng biệt và sinh sản bằng cách đẻ trứng. Phần lớn các loài cephalopod có quá trình thụ tinh bán trong, trong đó con đực đặt các giao tử vào trong khoang áo của con cái hoặc khoang màng tinh để thụ tinh với noãn trong buồng trứng đơn của con cái. Tương tự, động vật chân đầu đực chỉ có một tinh hoàn duy nhất. Ở phần lớn các loài động vật chân đầu cái, các tuyến bao trứng hỗ trợ sự phát triển của trứng.

Ở hầu hết các loài động vật chân đầu đực không có vỏ (Coleoidea), 'dương vật' là một phần cuối dài và cơ bắp của ống sinh tinh, dùng để chuyển giao các tế bào sinh tinh đến một cánh tay đã biến đổi gọi là heocotylus. Cánh tay này sau đó dùng để truyền tinh trùng cho con cái. Đối với những loài không có cánh tay này, 'dương vật' dài và có khả năng kéo dài ra ngoài khoang bao để chuyển trực tiếp tế bào sinh tinh đến con cái.

Đa số các loài côn trùng sinh sản bằng cách đẻ trứng. Trứng được sản xuất bởi con cái trong một cặp buồng trứng. Tinh trùng từ con đực, thường là từ một hoặc hai bên tinh hoàn, được truyền sang con cái qua cơ quan sinh dục ngoài trong quá trình giao phối. Tinh trùng được lưu trữ bên trong con cái trong một hoặc nhiều ống sinh tinh. Khi thụ tinh xảy ra, trứng di chuyển qua ống dẫn trứng để được thụ tinh và sau đó được đẩy ra ngoài cơ thể ('đẻ'), thường thông qua ống dẫn trứng.

Nhện có thể sở hữu một hoặc hai tuyến sinh dục nằm ở vùng bụng. Lỗ sinh dục thường nằm ở mặt dưới của đoạn bụng thứ hai. Ở nhiều loài, con đực chuyển tinh trùng cho con cái trong một gói hoặc túi chứa tinh trùng. Nhiều loài nhện đã phát triển các nghi thức tán tỉnh phức tạp để đảm bảo việc chuyển tinh trùng diễn ra an toàn.

Các loài nhện thường đẻ trứng theo dạng bọc, và những trứng này nở thành những con non giống như con trưởng thành. Tuy nhiên, bọ cạp có thể đẻ trứng trong cơ thể mẹ hoặc sinh con ngoài, tùy thuộc vào loài, và chúng mang các con non sống cho đến khi chúng đủ lớn.

Thực vật

Trong thế giới sinh vật, hoa, cấu trúc sinh sản của thực vật có hoa, là dạng đa dạng nhất về mặt hình thức và thể hiện sự phong phú trong phương thức sinh sản. Các loài không phải thực vật có hoa (như tảo xanh, rêu, rêu tán, rêu sừng, dương xỉ và thực vật hạt trần như cây lá kim) cũng có cơ chế sinh sản hữu tính với sự tương tác phức tạp giữa hình thái và yếu tố môi trường. Cách thức sinh sản, tức là quá trình tinh trùng từ cây này thụ tinh cho noãn của cây khác, phụ thuộc vào hình thái sinh sản và đóng vai trò quan trọng trong việc xác định cấu trúc di truyền của các quần thể thực vật không đơn bội. Christian Konrad Sprengel (1793) đã nghiên cứu sinh sản của thực vật có hoa và phát hiện ra rằng quá trình thụ phấn liên quan đến cả yếu tố sinh học và phi sinh học.

Nấm

Sự sinh sản của nấm rất phức tạp, phản ánh sự đa dạng về lối sống và cấu tạo di truyền trong vương quốc nấm. Ước tính rằng một phần ba tổng số nấm sinh sản bằng nhiều phương pháp khác nhau; ví dụ, sự sinh sản có thể xảy ra qua hai giai đoạn khác biệt trong vòng đời của loài, teleomorph và anamorph. Các điều kiện môi trường kích hoạt các trạng thái phát triển di truyền dẫn đến việc tạo ra các cấu trúc chuyên biệt cho sinh sản hữu tính hoặc vô tính. Những cấu trúc này giúp phân tán hiệu quả các bào tử hoặc các trụ mầm chứa bào tử.

• Hệ sinh dục nam
• Hệ sinh dục nữ

Chú thích