мини|десно|220п|Женка (лево) и мужјак (десно)рачића -{Cyclops bicuspidatus}-
Пол је скуп морфолошких, анатомских, генетичких, биохемијских и физиолошких особина који одликује све различите групе организама (или органе истог организма) укључене у процес стварања специфичних гамета (полних ћелија)1973. Pol. U: Enciklopedijski leksikon Mozaik znanja — Biologija. Interpres: Beograd.. Полно размножавање обухвата комбиновање и мешање генетичких својстава. Гамети могу да буди идентични по форми и функцији (изогамија), мада је у многим случајевима еволуирала асиметрија, тако да постоје два различита типа гамета (хетерогамети) (што је познато као анизогамија). Спајањем гамета у процесу полног размножавања стварају се нови организми. Одређивање пола код организама може бити генетички детерминисано, средински детерминисано, или могу да учествују оба фактора. Врсте могу поседовати један (унисексуалне врсте), два (бисексуалне врсте) или више полова.
Полови су најистраженији код животиња и биљака, док се полови код гљива, протиста и бактерија тешко уочавају и истражујуSchurko A.M., Neiman M., Logsdon Jr. J.M. 2009. Signs of sex: what we know and how we know it. Trends in Ecology and Evolution .. У већини боље истражених врста присутна су два пола, која се означавају као мушки пол (мужјаци код животиња, односно мушке биљке, ознака ♂) и женски пол (женке код животиња, односно женске биљке, ознака ♀). „Полови“ код гљива се често означавају ознакама + и -.
Гамети које производи један организам дефинишу његов пол: мужјаци производе мале гамете (сперматозоа, или сперматозоид, код животиња; полен код биљки), док женке производе велике гамете (ове, или јајне ћелије); индивидуални организми који производе мушке и женске гамете се називају хермафродитима. Фреквентно постоје физичке разлике које су везане за различите полове једног организма; ови полни диморфизми могу да одражавају различите репродуктивне притиске које полови доживљавају. На пример, избор парњака и полна селекција могу да убрзају еволуцију физичких разлика између полова.
Међу људима и другим сисарима, мужјаци типично носе XY хромозоме, док женке типично носе XX хромозоме, који су део XY система одређивања пола.Olena, Abby. Snake Sex Determination Dogma Overturned. The Scientist July 6, 2017 Друге животиње исто тако имају системе за детерминацију пола, као што је -{ZW}- систем одређивања пола код птица, X0 систем одређивања пола код инсектата,Bachtrog, Doris; Mank, Judith E.; Peichel, Catherine L.; Kirkpatrick, Mark; Otto, Sarah P.; Ashman, Tia-Lynn; Hahn, Matthew W.; Kitano, Jun; Mayrose, Itay; Ming, Ray; Perrin, Nicolas; Ross, Laura; Valenzuela, Nicole; Vamosi, Jana C. and The Tree of Sex Consortium; и разни системи за детерминацију пола животне средине.
Преглед мини|250п|Мушки гамет (сперматозоид) оплођује женски гамет (јајну ћелију)
Једно од основних својстава живота је репродукција, способност стварања нових појединаца, и пол је један аспекат тог процеса. Живот је еволуирао од једноставних стадијума до сложенијих, а тако су се мењали и механизми репродукције. Иницијално је репродукција била репликациони процес који се састојао од формирања нових индивидуа које су садржале исте генетичке информације као и оригинал или родитељска индивидуа. Овај мод репродукције се назива бесполним, и још увек га користи мноштво врста, посебно једноћелијских, мада је у знатној мери заступљен и међу вишећелијским организмима. У полној репродукцији, генетички материјал потомства потиче од две различите индивидуе. Како се полна репродукција развила путем дуготрајног процеса еволуције, постоје интермедијери. Бактерије се на пример репродукују бесполно, али подлежу процесу путем којег се део генетичког материјала једне индивидуе (донора) преноси на другу (реципијент).
Изузимајући интермедијере, основна разлика између бесполне и полне репродукције је у начину на који се генетички материјал обрађује. Типично, пре бесполне поделе, ћелија дуплира свој генетички информациони контент, и затим се подели. Овај процес ћелијске деобе се назива митоза. У полној репродукцији, постоје специјалне врсте ћелија које се деле без претходног дуплирања свог генетичког материјала, у процесу званом мејоза. Резултирајуће ћелије се називају гаметима, и садрже само половину генетичког материјала родитељских ћелија. Ови гамети су ћелије које су припремљене за полну репродукцију организма. Пол је праћен аранжманима који омогућавају полну репродукцију, и еволуирао је упоредо са репродуктивним системом, почевши од сличних гамета (изогамија) и напредујући до система који имају различите типове гамета, као што су они са великим женским гаметом (овумом) и малим мушким гаметом (сперматозоидом).
Код комплексних организама, полни органи су делови који учествују у продукцији и размени гамета у полној репродукцији. Многе врсте, посебно животињске, имају полну специјализацију, и њихове популације се деле у женске и мушке индивидуе. У контрасту с тим, исто тако постоје врсте код којих нема полне специјализације, и исте индивидуе садрже и мушке и женске репродуктивне органе, и они се називају хермафродитима. Ово је веома честа појава код биљки.
Еволуција
Полна репродукција је вероватно првобитно еволуирала пре око милијарду година међу раним једноћелијским еукариотама. Разлози за еволуцију полне репродукције, као и разлози за њен опстанак до садашњег времена, су још увек предмет дебате. Неки од многобројних могућих теорија су: да полна репродукција креира варијацију међу потомством, да она помаже у ширењу повољних својстава, да она помаже у уклањању неповољних својстава, и да полна репродукција олакшава поправку ДНК герминалне линије.
Полна репродукција је процес који је специфичан за еукариоте, организме чије ћелије садрже једро и митохондрије. Осим животиња, биљки, и гљива, друге еукариоте (нпр. паразит маларије) исто тако имају полну репродукцију. Неке бактерије користе конјугацију за трансфер генетичког материјала између ћелија. Мада то није исто што и полна репродукција, тиме се такође остварује мешање генетичких особина.
Дефинишућа карактеристика полне репродукције код еукариота је разлика између гамета и бинарне природе оплодње. Многострукост гаметних типова унутар врсте би се још увек сматрала обликом сексуалне репродукције. Међутим, трећи гамет није познат код вишећелијских животиња.Schaffer, Amanda (updated 27 September 2007) "Pas de Deux: Why Are There Only Two Sexes?", Slate.
Док еволуција полне репродукције датира до прокариота или раног еукариотског стадијума, могуће је да је до хромозомске детерминације пола дошло веома рано код еукариота (погледајте еволуцију анизогамије). -{ZW}- систем одређивања пола је заједнички за све птице, неке рибе и поједине ракове. XY полно одређивање се користи код већине сисара, али и код неких инсеката, и биљки (-{Silene latifolia}-). X0 систем одређивања пола је присутан код појединих инсеката.
Нема заједничких гена између авијанских -{ZW}- и сисарских XY хромозома, а из поређења између људског и кокошијег генома, произилази да је -{Z}- хромозом сличан са аутозомалним хромозомом 9 код човека, пре него са X или Y, што сугерише да -{ZW}- и -{XY}- системи одређивања пола немају заједничко порекло, већ да су полни хромозоми изведени из аутозомалних хромозом заједничког претка птица и сисара. У једној публикацији из 2004 је упоређен кокошији -{Z}- хромозом са платипусним X хромозомима и изведен је закључак да су та два система сродна.
Полна репродукција
мини|250п|Животни циклус сексуално репродукујућих организама путем хаплоидног и диплоидног стадијума
Полна репродукција код еукариота је процес у коме организми формирају потомство које комбинује генетичка својства оба родитеља. Хромозоми се преносе са генерације на генерацију тим процесом. Свака ћелија у потомку има половину хромозома мајке и половину оца.Alberts et al. (2002), U.S. National Institutes of Health, "V. 20. The Benefits of Sex". Генетичка својства су садржана унутар дезоксирибонуклеинске киселине (ДНК) хромозома — комбиновањем једног од сваког типа хромозома од сваког родитеља, формира се организам који садржи двоструки сет хромозома. Овој стадијум двоструких хромозома се назива „диплоид”, док је стадијум једноструких хромозома „хаплоид”. Диплоидни организми могу да формирају хаплоидне ћелије (гамете) који рандомно садрже један из сваког хромозомског пара, путем мејозе.Alberts et al. (2002), "V. 20. Meiosis", U.S. NIH, V. 20. Meiosis. Мејоза исто тако обухвата стадијум хромозомског укрштања, у коме се региони ДНК размењују између упарених типова хромозома, чиме се формирају нови парови укрштених хромозома. Хромозомско укрштање и оплодња (поновно комбиновање сета појединачних хромозома и формирање диплоида) доводе до новог организма који садржи различити сет генетичких својстава од било ког родитеља.
Код многих организама, хаплоидни стадијум је редукован на гамете који су специјализовани да се рекомбинирају и формирају нови диплоидни организам; код других, гамети су способни да подлежу ћелијској деоби и да формирају вишећелијске хаплоидне организме. У било ком случају, гамети могу да буду споља међусобно слични, посебно по величини (изогамија), или могу буду еволуционо развијени на асиметричан начин тако да су гамети различити у погледу величине и других аспеката (анизогамија).Gilbert (2000), "1.2. Multicellularity: Evolution of Differentiation". 1.2.Mul, NIH. По конвенцији, већи гамети (звани овум, или јајна ћелија) се сматрају женским, док се мањи гамети (звани сперматозоид, или ћелија сперме) се сматрају мушком. Једна индивидуа која ексклузивно производи велике гамете је женка, а индивидуа која која ексклузивно производи мале гамете је мужјак. Индивидуа која производи оба типа гамета је хермафродит; у неким случајевима хермафродити имају способност самооплодње и самосталне продукције потомства, без другог организма.Alberts et al. (2002), "V. 21. Caenorhabditis Elegans: Development as Indiv. Cell", U.S. NIH, V. 21. Caenorhabditis.
Животиње
мини|250п|Парење осоликих мува
Већина полно репродукујућих животиња проводе своје животе као диплоидни организми, и имају хаплоидни стадијум редукован на једноћелијске гамете.Alberts et al. (2002), "3. Mendelian genetics in eukaryotic life cycles", U.S. NIH, 3. Mendelian/eukaryotic. Гамети животиња имају мушке и женске форме — сперматозоиди и јајне ћелије. Ти гамети се комбинују и формирају ембрионе из којих се развијају нови организми.
Мушки гамет, сперматозоид (формиран унутар тестиса), је мала ћелија која садржи једну дугу флагелу која је покреће.Alberts et al. (2002), "V.20. Sperm", U.S. NIH, V.20. Sperm. Сперматозоиди су екстремно редуковане ћелије, којима недостају многе ћелијске компоненте које би биле неопходне за ембрионско развиће. Они су специјализовани за мотилност, тражење јајне ћелије и стапање с њом у процесу званом оплодња.
Женски гамети су јајне ћелије (формиране унутар јајника). То су велике непокретне ћелије које садрже нутријенте и ћелијске компоненте неопходне за развиће ембриона.Alberts et al. (2002), "V.20. Eggs", U.S. NIH, V.20. Eggs. Јајне ћелије су обично асоциране са другим ћелијама које подржавају развиће ембриона, које формирају јаје. Код сисара се оплођени ембрион развија унутар женке, и прима храну директно од своје мајке.
Животиње су обично мобилне и траже партнера супротног пола за парење. Животиње које живе у води могу се парити користећи спољашњу оплодњу, при чему се јаја и сперма испуштају и комбинују у води.Alberts et al. (2002), "V.20. Fertilization", U.S. NIH, V.20. Fertilization. Већина животиња које живе изван воде, међутим, морају да пренесу сперму од мужјака до женске да би оствариле унутрашњу оплодњу.