Los mamíferos son dioicos. Esto quiere decir que el sistema reproductor masculino consta de pares de testículos y conductos deferentes, y el pene, que es un órgano copulador. En general, los testículos se encuentran en el saco de piel o escroto.
Por lo tanto, están ubicados fuera de la cavidad del cuerpo, por lo que no están expuestos a temperaturas demasiado altas, lo que tiene un efecto beneficioso sobre los espermatozoides que se producen en ellos. Además de los espermatozoides, también incluyen la secreción de la glándula prostática, que se encuentra en la base del pene.
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El aparato reproductor femeninolos placentarios consisten en ovarios y trompas de Falopio pares, el útero y la vagina (en los monomamíferos y marsupiales hay un útero doble). La fecundación es interna. El esperma se conecta a un óvulo (producido por el ovario) en la trompa de Falopio. El desarrollo posterior del cigoto y más tarde del embrión tiene lugar en el útero.
La mayoría de los mamíferos modernos son mamíferos placentarios, lo que significa que durante su desarrollo se produce un órgano llamado placenta. Se forma a partir de las membranas fetales del embrión y partes del útero de la madre. Gracias a la placenta, el embrión (y más tarde el feto) toma nutrientes y oxígeno del torrente sanguíneo de la madre y emite productos metabólicos nocivos y dióxido de carbono.
La mayoría de los mamíferos son vivíparos. La excepción son los monotremas (por ejemplo, el ornitorrinco), que son ovíparos. En abrojos y marsupiales, las crías se desarrollan dentro de la bolsa en el abdomen de la hembra.
Todos los mamíferos jóvenes se alimentan de la leche de su madre, que se produce en glándulas mamarias especiales (glándulas sudoríparas transformadas).
Los mamíferos con un cachorro en la camada (por ejemplo, cetáceos, elefantes, primates) tienen un par de pezones. En tanto que aquellos con numerosas crías (por ejemplo, perros, gatos, cerdos) tienen una mayor cantidad de glándulas mamarias.
Así mismo, el dimorfismo sexual es común en los mamíferos. Los machos suelen ser más grandes que las hembras y difieren en apariencia (tienen magníficas cornamentas, colmillos, melena, etc.). Durante el celo, las parejas se aparean con fines reproductivos. Se acompaña de varios comportamientos de apareamiento complejos, durante los cuales los mamíferos transmiten a sus futuras parejas (así como a sus rivales) diversas señales químicas (feromonas), visuales o auditivas (por ejemplo, el celo de los ciervos).
Los mamíferos se reproducen cíclicamente, una o varias veces al año (los perros generalmente dos veces al año, los ratones varias veces). Las hembras tienen un instinto maternal muy desarrollado y cuidan a sus crías durante mucho tiempo, de forma más o menos independiente (los mamíferos depredadores son ciegos e indefensos, los ungulados pueden ver y caminar nada más nacer). En comparación con otros vertebrados, los mamíferos han logrado el mayor éxito reproductivo; de ahí que muchas especies de mamíferos sean las predominantes en diversos ecosistemas.
