Nas espécies com sexo diferenciado, os órgãos sexuais (ou genitálias) são diferentes e produzem gâmetas diferentes. Estes órgãos podem estar separados em indivíduos diferentes e então a espécie chama-se dióica, como acontece normalmente nos mamíferos, ou encontrarem-se no mesmo indivíduo, como acontece na maior parte das plantas verdes; nesse caso, a espécie denomina-se monóica. Os animais de espécies monóicas são também denominadoshermafroditas.
Em muitas espécies dióicas, para além da presença de órgãos sexuais diferentes, também chamados "caracteres sexuais primários", pode haver outras diferenças exteriores nos indivíduos, tais como diferentes cores da plumagem na maior parte das aves, ou a presença de mamasdesenvolvidas nas fêmeas e sua ausência nos machos, como acontece nos mamíferos (os "caracteres sexuais secundários"). Quando isto acontece, diz-se que a espécie exibe dimorfismo sexual.
Entre os mamíferos, aves e várias outras espécies, o sexo é determinado pelos cromossomassexuais, chamados X e Y nos mamíferos e Z e W nas aves. Normalmente, os machosapresentam um de cada (XY), enquanto fêmeas têm dois cromossomos X (XX). Todos os indivíduos possuem pelo menos um cromossoma X, e o cromossoma Y é geralmente mais curto que o cromossoma X com o qual é emparelhado, e está ausente em algumas espécies, o que acarreta algumas variações consideráveis.
Para além da reprodução sexuada, existe ainda a reprodução assexuada, que não envolve o processo de fecundação. Em seres nos quais não se distingue fêmea e macho, existem outras formas de multiplicação do organismo, através de processos como: gemulação, bipartição, fragmentação, esporulação e outros.
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