Levenscyclus en voortplanting bij planten, dieren en mensen

De vaste stappen van elke levenscyclus

Een levenscyclus is de route die een organisme aflegt vanaf het moment dat het ontstaat tot het moment dat het sterft. Onderweg volgt elk organisme dezelfde vier stappen:

1. Ontstaan
2. Groei en ontwikkeling
3. Voortplanting
4. Dood.

De nakomelingen die bij de voortplanting zijn ontstaan beginnen aan precies dezelfde cyclus. Zo blijft de soort bestaan.

De levenscyclus duurt niet bij elke soort even lang. Een eendagsvlieg leeft als volwassen dier maar één of enkele dagen, terwijl een eik honderden jaren oud kan worden. Toch lopen ze allemaal dezelfde vier stappen langs.

Twee manieren om nakomelingen te krijgen

Voor geslachtelijke voortplanting zijn twee geslachtscellen nodig: een eicel en een zaadcel. Ze ontstaan door een aparte celdeling en dragen allebei de helft van het erfelijk materiaal. Bij de bevruchting versmelten ze tot één cel, de zygote, waaruit een nieuw organisme groeit. De nakomeling krijgt daardoor eigenschappen van twee ouders en is aan geen van beiden gelijk.

Ongeslachtelijke voortplanting werkt anders. Daar komt maar één ouder aan te pas en er zijn geen geslachtscellen bij nodig. Het nieuwe organisme ontstaat uit gewone lichaamscellen; het heeft hetzelfde erfelijk materiaal als die ene ouder. Zulke onderling gelijke nakomelingen heten klonen.

Planten kunnen zich zowel geslachtelijk als ongeslachtelijk voortplanten.

Hoe ontstaat er uit een bloem een zaadje?

De bloem is het voortplantingsorgaan van een plant. Aan de buitenkant zitten de kelkbladeren, met daarbinnen de kroonbladeren. Die zijn vaak opvallend gekleurd. In het midden van de bloem zitten de meeldraden, met aan het uiteinde de helmknoppen waarin het stuifmeel wordt gemaakt. Daarnaast heeft de bloem een stamper, die bestaat uit een stempel, een stijl en het vruchtbeginsel, waarin de zaadbeginsels met de eicellen liggen.

Bestuiving is het overbrengen van stuifmeel van een helmknop naar een stempel. Belandt het stuifmeel op een stempel van dezelfde plant, dan heet dat zelfbestuiving. Komt het van een andere plant van dezelfde soort, dan is er sprake van kruisbestuiving.

Planten regelen het overbrengen van stuifmeel op twee manieren:

1. Insectenbloemen lokken bijen en vlinders met grote, felgekleurde kroonbladeren, geur en nectar. Komt zo’n insect in de bloem, dan blijft het stuifmeel aan het insect plakken. Het insect vervoert het stuifmeel dan weer naar de stempel van de bloem, of naar andere bloemen.
2. Windbloemen zijn onopvallend en maken grote hoeveelheden licht stuifmeel. De meeldraden en stempels hangen vrij in de wind, zodat het stuifmeel gemakkelijk wegwaait.

Let op: veel leerlingen denken dat bestuiving hetzelfde is als bevruchting, maar dat klopt niet. Eerst heb je bestuiving: het stuifmeel ligt op de stempel. Daarna groeit er uit de stuifmeelkorrel een dun buisje door de stijl naar beneden. De bloem is pas bevrucht als de kern uit dat buisje samengaat met de eicel in het zaadbeginsel.

Een zaadje wacht op het juiste moment

Na de bevruchting groeit het zaadbeginsel uit tot een zaad. Daarin ligt een kiempje, het begin van de nieuwe plant. Om de kiem zitten zaadlobben met reservevoedsel. Het zaad heeft een stevige zaadhuid ter bescherming. Het vruchtbeginsel eromheen groeit ondertussen uit tot de vrucht.

Als zaden en vruchten rijp zijn, moet de plant ze ook nog verspreiden. Het is immers niet handig als het zaadje direct onder de moederplant valt; dan zitten ze elkaar in de weg. Planten hebben daar allerlei methodes voor. Zaden van de paardenbloem waaien mee met de wind, klissen haken zich vast in de vacht van dieren en laten pas na een tijdje weer los, en bessen worden opgegeten waarna de pitjes elders in de uitwerpselen belanden.

Als een zaadje uiteindelijk ergens op de grond valt, zal het niet direct ontkiemen. Dat gebeurt pas met voldoende water, een geschikte temperatuur en zuurstof. De zaadhuid barst open, er komt een worteltje uit en daarna een stengeltje met de eerste blaadjes. Om die eerste blaadjes te laten ontstaan gebruikt het kiemplantje het reservevoedsel uit de zaadlobben.

Metamorfose en ontwikkeling

Niet elk dier lijkt vanaf de geboorte op zijn ouders. Veel insecten doorlopen een volledige gedaanteverwisseling, ook wel metamorfose genoemd. Die bestaat uit vier stadia:

1. Eerst begint het insect als ei.
2. Uit dat ei komt een larve.
3. Die larve verpopt zich.
4. Uit de pop komt het volwassen dier.

Sommige insecten doorlopen een metamorfose in minder stadia. Bij sprinkhanen en wandluizen ontbreekt het popstadium. Het jonge dier lijkt al op zijn ouders en wordt bij elke vervelling wat groter. Kikkers volgen weer een andere route. Uit het kikkerdril komt een kikkervisje met kieuwen en een staart, dat poten krijgt en longen aanlegt.

Vogels en zoogdieren hebben geen metamorfose; ze groeien en ontwikkelen zich geleidelijk. Een kip legt eieren waar na ongeveer drie weken kuikens uit komen. De meeste zoogdieren zijn levendbarend. De jongen ontwikkelen zich in het lichaam van de moeder en worden levend geboren. Hoelang de ontwikkeling in het lichaam duurt, de draagtijd, verschilt sterk per soort. Bij hamsters duurt het zo’n twee weken, bij honden twee maanden. De recordhouder is de olifant: daar is de draagtijd bijna twee jaar.

In de puberteit wordt het lichaam vruchtbaar

De organen die voor de voortplanting nodig zijn, vormen samen het voortplantingsstelsel. Bij de man zijn dat de teelballen in de balzak, de bijballen, de zaadleiders en de penis. Bij de vrouw gaat het om de eierstokken, de eileiders, de baarmoeder en de vagina.

Bij de geboorte is de mens nog niet geslachtsrijp. In de puberteit gaan de teelballen en de eierstokken geslachtshormonen maken, vooral testosteron en oestrogeen. Die hormonen brengen een groeispurt op gang en zorgen voor de secundaire geslachtskenmerken. Jongens krijgen onder meer een zwaardere stem en meer lichaamsbeharing, meisjes krijgen onder andere groeiende borsten en een breder bekken.

Vanaf de puberteit maken de teelballen voortdurend zaadcellen aan. In de eierstokken zijn de eicellen al vanaf de geboorte aanwezig. Maar ook bij meisjes verandert er iets vanaf de puberteit: ongeveer elke vier weken rijpt er één eicel in een blaasje dat een follikel heet. Bij de eisprong, ook ovulatie genoemd, komt die eicel vrij en vangen de eileiders hem op.

Ondertussen wordt het baarmoederslijmvlies dikker, zodat het klaar is om een bevruchte eicel op te nemen. Blijft de bevruchting uit, dan laat dat slijmvlies weer los en verlaat het samen met bloed het lichaam. Dat is de menstruatie. Daarna begint de menstruatiecyclus opnieuw.

Een bevruchte eicel nestelt zich in

Bij een zaadlozing komen er miljoenen zaadcellen vrij, die met hun zweepstaart richting de eileider zwemmen. Daar dringt uiteindelijk één zaadcel de eicel binnen, versmelten de kernen en ontstaat de zygote. Als dat is gebeurd, kunnen de andere zaadcellen de eicel niet meer bevruchten.

De zygote zakt vervolgens door de eileider naar de baarmoeder en begint direct met delen. Ongeveer een week na de bevruchting hecht het klompje cellen zich vast in het dikke baarmoederslijmvlies. Die innesteling is het begin van de zwangerschap.

Soms splitst zo’n klompje zich in tweeën. Dan groeien er twee kinderen uit met hetzelfde erfelijk materiaal: een eeneiige tweeling. Ook kan het gebeuren dat er twee eicellen vrijkomen bij de eisprong, die door twee verschillende zaadcellen worden bevrucht. Dan krijg je een twee-eiige tweeling, die niet meer op elkaar lijkt dan gewone broers en zussen.

De draagtijd van de mens: negen maanden groeien in de baarmoeder

De draagtijd van de mens, dus de tijd tussen bevruchting en geboorte, is meestal zo’n negen maanden. De eerste twee maanden heet het ongeboren kind een embryo. In die periode worden alle organen aangelegd. Daarna spreek je van een foetus, die vooral groter wordt en zijn organen verder afmaakt. Na ongeveer negen maanden is het tijd voor de geboorte.

Het kind ligt al die tijd in een vruchtvlies gevuld met vruchtwater, dat stoten opvangt en de temperatuur gelijk houdt. Voedingsstoffen en zuurstof komen binnen via de placenta, een schijf in de wand van de baarmoeder. De navelstreng verbindt het kind met de placenta. Afvalstoffen gaan via diezelfde route retour.

Het bloed van de moeder en dat van het kind blijven tijdens de zwangerschap gescheiden. In de placenta liggen de bloedvaten van allebei zo dicht tegen elkaar dat stoffen kunnen oversteken, maar de twee bloedsomlopen mengen niet.

De drie fasen van de geboorte

Tegen het einde van de zwangerschap draait het kind zich meestal met het hoofd naar beneden en zakt het dieper het bekken in. Kort daarna beginnen de weeën. Dat zijn samentrekkingen van de spieren in de wand van de baarmoeder.

Tijdens de ontsluiting rekt de baarmoedermond net zover op tot het kind erdoorheen past. Bij de uitdrijving persen de weeën het kind naar buiten. Daarna volgt de nageboorte, waarbij de placenta en de vliezen loslaten en het lichaam verlaten. De navelstreng wordt afgebonden en doorgeknipt. Op de plek waar de navelstreng aan het kind vastzat, blijft de navel over.

Een appelboom, een vlinder en een mens lijken in niets op elkaar, en toch volgen hun levens dezelfde route van ontstaan, groeien, voortplanten en eindigen. Wil je weten of je de stof bij dit onderwerp goed beheerst? Ga dan aan de slag met onze oefentoetsen over biologie!

Deel deze pagina met je vrienden