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A reprodução sexuada é o processo pelo qual ocorre a fusão de duas células gaméticas, com junção de seus núcleos (cariogamia ou anfimixia), produzindo descendências variadas. Com exceção dos vírus e bactérias, todos os demais seres vivos utilizam dessa via reprodutiva para perpetuação da espécie.

Por esse processo, chamado de fecundação ou fertilização, os gametas (células haplóides), de uma mesma espécie se fundem para originar uma célula diplóide, denominada zigoto (célula ovo). Durante a fusão, os núcleos gaméticos se unem, havendo uma mescla do conteúdo cromossômico antes armazenado no interior de cada um.

Portanto, esse mecanismo consiste no compartilhamento de material genético, cedido por dois organismos filogeneticamente semelhantes, entrecruzando-se através de células reprodutivas, formando um novo indivíduo.

Os gametas são formados por meio de divisão meiótica, e classificados quanto à forma, tamanho e atividade. Em algumas espécies são indiferenciados, ou seja, isogâmicos, assemelhando-se independente do gênero. Porém, a maioria das espécies possui gametas heterogâmicos (anisogamia), diferenciados por aspectos morfológicos, dimensionais e mobilidade.

Nos animais, por exemplo, na espécie humana, os espermatozóides (gameta masculino) são células pequenas e móveis, enquanto o óvulo (gameta feminino) é uma célula grande e sem mobilidade própria.

Os organismos com reprodução sexuada podem receber as seguintes denominações de acordo com a complexidade da estrutura reprodutiva:

Organismos Dióicos → aqueles que apresentam sexos separados conforme o gênero (macho e fêmea);

Organismos Monóicos → aqueles que possuem os dois sexos, o masculino e o feminino, conseqüentemente produzem os dois tipos de gametas na mesma unidade estrutural (hermafroditas).

Alguns indivíduos monóicos se reproduzem por fecundação cruzada, nesse caso propiciando variabilidade genética (com enorme freqüência em plantas e Oligochaetas / minhoca). Outras utilizam a autofecundação como artifício reprodutivo, uma forma evolutivamente prejudicial à espécie por não causar fluxo gênico entre os indivíduos de uma população (pode ser observado em cultivares de feijão).

Em biologia, chama-se fertilização ou fecundação ao processo em que um espermatozóide penetra, numas espécies o ovócito II (ou oócito), como no caso dos seres humanos e maioria dos mamíferos, e noutras o óvulo (nos restantes animais)[1], ou em que o tubo polínico penetra no óvulo das plantas durante o processo de reprodução[2]. Confrontar com singamia e conjugação.

Em geral, a fecundação é intra-específica, isto é, processa-se apenas entre indivíduos da mesma espécie. Mas há casos de fecundação inter-específica, entre indivíduos de duas espécies evolucionariamente próximas. Os indivíduos que nascem destas fecundações designam-se por híbridos (exemplos: os cavalos e os burros podem cruzar-se, dando a origem a um híbrido: o macho ou mula, que neste caso são estéreis; o jaguar e o leopardo podem cruzar, dando origem a um híbrido, que neste caso é fértil, etc.).

A célula reprodutora feminina (óvulo numas espécies oócito II noutras), possui barreiras para a penetração dos espermatozóides: a corona radiata (mais externa, composta de células foliculares) e a zona pelúcida (camada glicoprotéica situada após a corona radiata). Os espermatozóides, gametas masculinos, possuem na cabeça o acrossomo, que começa a liberar enzimas hidrolíticas ao entrar em contato com tais barreiras. Após vencê-las, ocorre a fusão entre as membranas dos dois gametas.

Imediatamente após a fecundação, as células foliculares glandulares que envolvem a célula reprodutora feminina retraem-se, liberta-se o conteúdo dos grânulos corticais formando a membrana de fecundação que não vai permitir a entrada de mais espermatozóides.