सीखने के मकसद
निषेचन क्या है?
निषेचन वह प्रक्रिया है जिसके द्वारा नर और मादा युग्मक एक साथ जुड़ते हैं, जिससे एक नए जीव का विकास होता है।
नर युग्मक या 'शुक्राणु' और मादा युग्मक 'अंडा' या 'अंडाणु' विशेष यौन कोशिकाएँ हैं, जो यौन प्रजनन नामक प्रक्रिया के दौरान युग्मनज के निर्माण को शुरू करने के लिए एक साथ मिलती हैं।
जानवरों में निषेचन प्रक्रिया या तो आंतरिक या बाह्य रूप से हो सकती है, एक अंतर जो काफी हद तक जन्म की विधि से निर्धारित होता है। मनुष्य आंतरिक निषेचन का एक उदाहरण प्रदान करते हैं जबकि समुद्री घोड़े का प्रजनन बाहरी निषेचन का एक उदाहरण है।
बाहरी निषेचन
बाहरी निषेचन आमतौर पर जलीय वातावरण में होता है जहां अंडे और शुक्राणु दोनों को पानी में छोड़ दिया जाता है। शुक्राणु के अंडे में पहुंचने के बाद निषेचन होता है।
अधिकांश बाहरी निषेचन स्पॉनिंग की प्रक्रिया के दौरान होता है जहां एक या कई महिलाएं अपने अंडे छोड़ती हैं और पुरुष उसी क्षेत्र में एक ही समय में शुक्राणु छोड़ते हैं। प्रजनन सामग्री की रिहाई पानी के तापमान या दिन के उजाले की लंबाई से शुरू हो सकती है। लगभग सभी मछलियाँ, जैसे क्रस्टेशियंस (जैसे केकड़े और झींगा), मोलस्क (जैसे सीप), स्क्विड, और इचिनोडर्म (जैसे समुद्री अर्चिन और समुद्री खीरे) करते हैं।
मछलियों के जोड़े जो प्रसारण नहीं करते हैं वे प्रेमालाप व्यवहार प्रदर्शित कर सकते हैं। यह महिला को एक विशेष पुरुष का चयन करने की अनुमति देता है। एग और स्पर्म रिलीज (स्पॉनिंग) के लिए ट्रिगर डिंब और स्पर्म को एक छोटे से क्षेत्र में रखने का कारण बनता है, जिससे फर्टिलाइजेशन की संभावना बढ़ जाती है।
जलीय वातावरण में बाहरी निषेचन अंडों को सूखने से बचाता है। ब्रॉडकास्ट स्पॉनिंग के परिणामस्वरूप एक समूह के भीतर जीन का अधिक मिश्रण हो सकता है, जिससे उच्च आनुवंशिक विविधता और शत्रुतापूर्ण वातावरण में प्रजातियों के जीवित रहने की अधिक संभावना हो सकती है। स्पंज जैसे जलीय जीवों के लिए, नए वातावरण के निषेचन और उपनिवेशीकरण के लिए प्रसारण स्पॉनिंग एकमात्र तंत्र है। निषेचित अंडों की उपस्थिति और पानी में विकसित होने वाले युवा शिकार के अवसर प्रदान करते हैं जिसके परिणामस्वरूप संतानों का नुकसान होता है। इसलिए, व्यक्तियों द्वारा लाखों अंडों का उत्पादन किया जाना चाहिए, और इस विधि से पैदा होने वाली संतानों को तेजी से परिपक्व होना चाहिए। प्रसारण स्पॉनिंग के माध्यम से उत्पादित अंडों की उत्तरजीविता दर कम है।
आंतरिक निषेचन
आंतरिक निषेचन सबसे अधिक बार भूमि-आधारित जानवरों में होता है, हालांकि कुछ जलीय जंतु भी इस पद्धति का उपयोग करते हैं। आंतरिक निषेचन के बाद संतान पैदा करने के तीन तरीके हैं।
आंतरिक निषेचन में निषेचित अंडे को भूमि पर निर्जलीकरण से बचाने का लाभ होता है। भ्रूण को मादा के भीतर अलग कर दिया जाता है, जो युवा पर शिकार को सीमित करता है। आंतरिक निषेचन एक विशिष्ट पुरुष द्वारा अंडों के निषेचन को बढ़ाता है। इस विधि से कम संतानें पैदा होती हैं, लेकिन उनकी जीवित रहने की दर बाहरी निषेचन की तुलना में अधिक होती है।
| बाहरी निषेचन | आंतरिक निषेचन |
| नर युग्मक (शुक्राणु) और मादा युग्मक (अंडाणु) का संलयन शरीर के बाहर होता है | युग्मकों का संलयन शरीर के अंदर होता है |
| दोनों व्यक्ति शरीर के बाहर अपने युग्मकों का निर्वहन करते हैं | केवल पुरुष ही महिला जननांग पथ में शुक्राणुओं का निर्वहन करता है |
| विकास शरीर के बाहर होता है | विकास शरीर के अंदर होता है |
| संतान के बचने की संभावना कम होती है। इसलिए, बड़ी संख्या में अंडे का उत्पादन होता है | संतान के जीवित रहने की संभावना अधिक होती है। इसलिए, कम संख्या में अंडे का उत्पादन होता है |
| उदाहरण के लिए, मेंढक, मछली | उदाहरण के लिए, मनुष्य, पक्षी, गाय, मुर्गी |
पौधों में निषेचन परागण और अंकुरण के बाद होता है। पराग के हस्तांतरण के माध्यम से परागण होता है - जो कि बीज पौधों के नर माइक्रोगामेट्स हैं, जो शुक्राणु पैदा करते हैं - एक पौधे से दूसरे के कलंक (मादा प्रजनन अंग) तक। परागकण जल ग्रहण करते हैं और अंकुरण होता है।
अंकुरित पराग कण एक पराग नली को अंकुरित करता है, जो एक माइक्रोपाइल नामक छिद्र के माध्यम से बीजांड (पौधे की अंडे की संरचना) में बढ़ता है और प्रवेश करता है। फिर शुक्राणु को पराग से पराग नली के माध्यम से स्थानांतरित किया जाता है।
फूल वाले पौधों में, एक द्वितीयक निषेचन घटना होती है। प्रत्येक परागकण से दो शुक्राणु स्थानांतरित होते हैं, जिनमें से एक अंडे की कोशिका को निषेचित करके द्विगुणित युग्मनज बनाता है। दूसरी शुक्राणु कोशिका का केंद्रक केंद्रीय कोशिका नामक दूसरी मादा युग्मक के भीतर निहित दो अगुणित नाभिकों के साथ विलीन हो जाता है। यह दूसरा निषेचन एक ट्रिपलोइड सेल बनाता है, जो बाद में सूज जाता है और एक फलने वाला शरीर विकसित करता है।
निषेचन की प्रक्रिया, जिसमें दो अलग-अलग व्यक्तियों, नर और मादा के युग्मकों के बीच क्रॉस-निषेचन शामिल है, को अलोगैमी कहा जाता है। ऑटोगैमी, जिसे स्व-निषेचन के रूप में भी जाना जाता है, तब होता है जब एक व्यक्तिगत फ्यूज से दो युग्मक; यह उभयलिंगी में होता है, जैसे कि फ्लैटवर्म और कुछ पौधे।
संयंत्र उर्वरक
दो असमान लैंगिक जनन इकाइयों (युग्मकों) के संलयन को निषेचन कहते हैं। इस प्रक्रिया की खोज स्ट्रासबर्गर (1884) ने की थी।
1. अंकुरण
वर्तिकाग्र पर परागकणों का अंकुरण और पराग नली की वृद्धि : परागकण परागण की क्रिया द्वारा कार्पेल के ग्रहणशील वर्तिकाग्र तक पहुँचते हैं। परागकण वर्तिकाग्र से जुड़कर पानी सोख लेते हैं और फूल जाते हैं। परागकणों की पारस्परिक मान्यता और स्वीकृति के बाद, परागकण एक पराग नली का निर्माण करने के लिए (विवो में) अंकुरित होते हैं जो डिम्बग्रंथि गुहा की ओर कलंक में विकसित होते हैं।
GB Amici (1824) ने Portulaca oleracea में पराग नली की खोज की। आम तौर पर, पराग कण (मोनोसिफोनस) द्वारा केवल एक पराग नली का उत्पादन किया जाता है। लेकिन कुछ पौधे जैसे कुकुरबिटेसी के सदस्य कई पराग नलिकाएं ( पॉलीसाइफ़ोनस ) उत्पन्न करते हैं। पराग नली में कायिक केन्द्रक या नलिका केन्द्रक तथा दो नर युग्मक होते हैं। बाद में, वनस्पति कोशिका पतित हो जाती है। पराग नली अब शैली से गुजरने के बाद बीजांड तक पहुँचती है।
2. पराग नली का बीजांड में प्रवेश
अंडाशय में पहुंचने के बाद पराग नली बीजांड में प्रवेश करती है। पराग नली निम्नलिखित में से किसी एक मार्ग से बीजांड में प्रवेश कर सकती है:
ए। पोरोगैमी - जब पराग ट्यूब माइक्रोपाइल के माध्यम से बीजांड में प्रवेश करती है, तो इसे पोरोगैमी कहा जाता है। यह सबसे आम प्रकार है, जैसे लिली
बी। चालाज़ोगैमी - चालाज़ल क्षेत्र से पराग नली के बीजांड में प्रवेश को चालाज़ोगैमी के रूप में जाना जाता है। चालाज़ोगैमी कम आम है, उदाहरण के लिए कैसुरीना, जुगलन्स, बेतूला, आदि।
सी। मेसोगैमी - पराग नली बीजांड में अपने मध्य भाग से प्रवेश करती है अर्थात पूर्णांक (जैसे कुकुर्बिटा , पॉपुलस ) या फनिकल (जैसे पिस्ता ) के माध्यम से।
3. पराग नली का भ्रूण थैली में प्रवेश
पराग नलिका भ्रूणकोश में केवल माइक्रोपाइलर सिरे से प्रवेश करती है, भले ही उसके बीजांड में प्रवेश का तरीका कुछ भी हो। पराग नली या तो एक सहक्रियाज और अंडाणु कोशिकाओं के बीच से गुजरती है या फिल्मी तंत्र के माध्यम से किसी एक सहक्रिया में प्रवेश करती है। सहक्रियाज कुछ रासायनिक पदार्थों ( कीमोट्रोपिक स्राव ) को स्रावित करके पराग नली के विकास को निर्देशित करते हैं। पराग नली का सिरा एक सिनर्जिड में प्रवेश करता है। प्रवेश किया हुआ सिनर्जिड पतित होने लगता है। प्रवेश के बाद, पराग नली का सिरा बड़ा हो जाता है और फट जाता है और दो नर युग्मक और वानस्पतिक केंद्रक सहित इसकी अधिकांश सामग्री को सिनर्जिड में छोड़ देता है।
4. दोहरा निषेचन
दोनों नर युग्मकों के केन्द्रक भ्रूणकोष में मुक्त होते हैं। एक नर युग्मक अंडे के साथ मिलकर द्विगुणित युग्मनज बनाता है। प्रक्रिया को पर्यायवाची या जनन निषेचन कहा जाता है।
द्विगुणित युग्मनज अंत में एक भ्रूण में विकसित होता है। अन्य नर युग्मक दो ध्रुवीय नाभिकों (या द्वितीयक केन्द्रक) के साथ मिलकर त्रिगुणित प्राथमिक भ्रूणपोष नाभिक बनाते हैं। इस प्रक्रिया को ट्रिपल फ्यूजन या वानस्पतिक निषेचन कहा जाता है। निषेचन के ये दो कार्य दोहरे निषेचन की प्रक्रिया का निर्माण करते हैं। दोहरा निषेचन केवल एंजियोस्पर्म में होता है।
पशुओं में निषेचन प्रक्रिया
निषेचन वह प्रक्रिया है जिसमें एक एकल अगुणित शुक्राणु एक एकल अगुणित अंडे के साथ मिलकर युग्मनज बनाता है। शुक्राणु और अंडाणु कोशिकाओं में से प्रत्येक में विशिष्ट विशेषताएं होती हैं जो इस प्रक्रिया को संभव बनाती हैं।
अंडा अधिकांश पशु प्रजातियों में उत्पादित सबसे बड़ी कोशिका है। एक मानव अंडाणु मानव शुक्राणु कोशिका से लगभग 16 गुना बड़ा होता है। विभिन्न प्रजातियों के अंडों में विकासशील भ्रूण के विकास का समर्थन करने के लिए अलग-अलग मात्रा में जर्दी , पोषक तत्व होते हैं। अंडा एक जेली परत से घिरा होता है, जो ग्लाइकोप्रोटीन (प्रोटीन जिसमें शर्करा चिपकी होती है) से बनी होती है, जो प्रजाति-विशिष्ट कीमोअट्रेक्टेंट्स (रासायनिक आकर्षित करने वाले) को छोड़ती है जो शुक्राणु को अंडे तक ले जाती है। स्तनधारियों में, इस परत को ज़ोना पेलुसीडा कहा जाता है। अपरा स्तनधारियों में, ज़ोना पेलुसीडा के चारों ओर कूपिक कोशिकाओं की एक परत होती है। ज़ोना पेलुसीडा/जेली परत अंडे से एक झिल्ली द्वारा अलग होती है जिसे विटेललाइन लिफाफा कहा जाता है, जो कोशिका के प्लाज्मा झिल्ली के बाहर होता है। अंडे के प्लाज्मा झिल्ली के ठीक नीचे कॉर्टिकल ग्रैन्यूल होते हैं, वेसिकल्स जिनमें एंजाइम होते हैं जो निषेचन होने पर प्लाज्मा झिल्ली के चारों ओर विटेललाइन लिफाफा रखने वाले प्रोटीन को नीचा दिखाते हैं।
शुक्राणु अधिकांश पशु प्रजातियों में उत्पादित सबसे छोटी कोशिकाओं में से एक है। शुक्राणु में एक सिर होता है जिसमें कसकर भरे डीएनए होते हैं, तैरने के लिए एक फ्लैगेलर पूंछ, और शुक्राणु आंदोलन के लिए शक्ति प्रदान करने के लिए कई माइटोकॉन्ड्रिया होते हैं। शुक्राणु के प्लाज्मा झिल्ली में बाइंडिन नामक प्रोटीन होता है, जो प्रजाति-विशिष्ट प्रोटीन होते हैं जो अंडे के प्लाज्मा झिल्ली पर रिसेप्टर्स को पहचानते हैं और बांधते हैं। नाभिक के अलावा, शुक्राणु के सिर में एक्रोसोम नामक एक अंग भी होता है , जिसमें पाचन एंजाइम होते हैं जो शुक्राणु को अंडा प्लाज्मा झिल्ली तक पहुंचने की अनुमति देने के लिए जेली परत/जोना पेलुसीडा को नीचा दिखाते हैं।
यह सुनिश्चित करने के लिए कि संतान में गुणसूत्रों का केवल एक पूर्ण द्विगुणित सेट होता है, केवल एक शुक्राणु एक अंडे के साथ जुड़ सकता है। एक अंडे या पॉलीस्पर्मी के साथ एक से अधिक शुक्राणुओं का संलयन आनुवंशिक रूप से जीवन के साथ असंगत होता है और इसके परिणामस्वरूप युग्मनज की मृत्यु हो जाती है। दो तंत्र हैं जो पॉलीस्पर्मि को रोकते हैं: पॉलीस्पर्म को "फास्ट ब्लॉक" और "स्लो ब्लॉक" पॉलीस्पर्मि।
निषेचन के उपरोक्त और अन्य चरणों की चर्चा नीचे की गई है:
