식물의 유성 생식
유성 색식은 암수의 색식 세포가 서로 결합하여 새로운 개체를 만드는 생식 방법입니다. 물속에서 사는 식물이나 땅 위에서 살더라도 꽃이 피지 않는 식물은 무성 생식으로 생식을 합니다. 그런데 꽃이 피는 식물은 암수의 구별이 있는 유성 생식을 합니다. 바로 식물의 꽃이 식물의 생식 기관입니다. 대부분의 꽃은 꽃잎, 꽃받침, 수술, 암술로 이루어져 있습니다. 수술과 암술은 자손을 만드는 데 꼭 필요하고, 꽃잎과 꽃받침은 수술과 암술을 보호하는 역할을 합니다. 어떤 꽃은 수술과 암술을 따로 만듭니다. 그래서 암술만 있는 암꽃과 수술만 있는 수꽃이 따로 있습니다. 암꽃과 수꽃이 한 그루에 피는 옥수수, 호박, 오이같은 식물이 있는 반면, 은행나무, 주목, 버드나무처럼 암꽃과 수꽃이 각각 딴 그루에 피는 식물도 있습니다. 수술의 화분이 암술머리에 닿는 것을 수분이라고 합니다. 자화 수분을 하는 꽃은 한 꽃 안에 암술과 수술이 모두 있고, 같은 시기에 암술과 수술이 자랍니다. 여기에 속한 꽃들은 수분을 해 주는 곤충이나 바람이 없더라도 스스로 번식을 할 수 있습니다. 한편, 타화 수분을 하는 꽃은 곤충에 의해 수분이 되는 충매화, 바람에 의해서 수분이 되는 풍매화, 물에 의해서 수분이 되는 수매화, 새에 의해 수분이 되는 조매화 등이 있습니다. 충매화는 곤충들이 꽃에 날아와 화분을 몸에 묻혀 다른 꽃으로 날라다 주어야 하므로, 곤충을 유인을 할 수 있도록 화려한 꽃잎을 가지고 있거나 달콤한 꿀샘이 있습니다. 풍매화는 화분이 매우 작고 가벼워 바람에 잘 날립니다. 그러나 화분이 바람에 날린다고 해도 암술머리에 붙을 확률이 적기 때문에 많은 양의 화분을 만듭니다. 그리고 암술은 화분이 잘 붙을 수 있도록 암술머리가 길고 끝이 두갈래로 갈라져 있으며, 암꽃과 수꽃이 따로 핍니다. 곤충을 유인할 필요가 없으므로 꿀샘, 꽃잎, 꽃받침이 없는 경우가 많습니다. 바로 벼, 옥수수, 소나무, 뽕나무의 꽃이 풍매화에 속합니다. 수매화는 물가나 물속에 사는 식물의 꽃입니다. 수매화는 주로 수꽃이 물 위로 자라서 물 위로 화분을 떨어뜨리면 암꽃이 물 밑에서 피거나 꽃대가 길게 자라 나와서 물에 떠다니는 화분을 받습니다. 조매화는 새를 이용하여 수분을 하는 종류입니다. 벌새나 동박새 등의 새가 꽃의 꿀을 빨아먹을 때 몸에 화분이 묻어서 다른 꽃에 전해져 수분이 일어납니다.
동물의 유성 생식
단세포 동물이나 몸의 구조가 간단한 동물들은 무성 생식을 합니다. 그러나 대부분의 동물들은 암수의 구분이 있어서 수정을 통한 유성 생식을 합니다. 또한 암수의 생식기관을 한 몸 안에 가지고 있는 동물들도 대부분 서로 정자를 교환하여 유성 생식을 합니다. 그럼, 동물의 유성 생식에 대해 알아봅시다.
동물의 수정은 암수의 생식 세포인 난자와 정자가 하나로 합쳐지는 현상입니다. 정자가 편모 운동으로 난자에 도달하면, 난자에 수정 돌기가 생기면서 정자가 난자 안으로 들어갑니다. 정자의 머리 부분이 난자 안으로 들어가면 난자의 표면에 얇은 수정막이 생겨 다른 정자가 난자에 들어오지 못하게 합니다. 그리고 난자에 들어간 정자의 핵이 난자의 핵과 합쳐져 수정란이 만들어집니다. 한편, 난자의 투명대는 외부로부터 난자를 안전하게 보호하는 역할을 하며, 방사관은 난자에게 영양분을 공급합니다. 이렇게 난자는 생명 탄생에 매우 중요한 역할을 하고 있기 때문에 생명체 안에서도 특별히 보호되고 있습니다.
난자는 암컷의 생식 기관인 난소에서 만들어집니다. 난자의 근원이 되는 난원 세포는 출생 전 분열하여 제1난모 세포가 됩니다. 이 상태에서 잠시 분열을 멈추었다가 출생 후 성숙하여 생식이 가능한 때가 되면 감수분열을 통해 네 개의 딸세포를 만듭니다. 그 중 세개의 딸세포는 퇴화되고 한 개의 세포만이 난자가 됩니다. 퇴화된 세포를 극체라고 하는데, 극체는 난자와 똑같은 염색체를 가지고 있지만 세포질이 적어 난자로 형성되지 못합니다. 결국 난자는 한 개의 난원 세포에서 한 개의 난자가 만들어지는 것입니다. 정자는 정소에서 만들어집니다. 정자의 근원이 되는 정원 세포는 감수 분열을 통해 네개의 정세포가 되고, 이 정세포는 각각 꼬리를 가진 정자가 됩니다. 즉 한 개의 정원 세포가 네 개의 정자를 만드는 것입니다.
거머리나 지렁이 같은 동물은 암수의 생식 기관인 난소와 정소를 한 몸에 가지고 있습니다. 그러나 가능한 한 자신이 만든 정자와 난자로 자가 수정하지 않고, 다른 지렁이와 서로 정자를 교환하여 타가 수정을 합니다. 다른 지렁이의 정자를 받아 저장 주머니에 가득 채워 두었다가 자신의 난자가 수란관을 타고 나갈 때, 정자를 쏟아부어 수정을 시키는 것입니다. 그러나 지렁이 한 마리가 외톨이가 되어 짝을 찾지 못할때는 어쩔 수 없이 자신의 정자와 난자로 자가 수정을 하기도 합니다.