学習目標
受精とは？
受精は、男性と女性の配偶子が融合し、新しい生物の発生を開始するプロセスです。
男性の配偶子または「精子」と女性の配偶子「卵子」または「卵子」は特殊な性細胞であり、有性生殖と呼ばれるプロセス中に融合して受精卵の形成を開始します。
動物の受精プロセスは、内部または外部のいずれかで発生する可能性があり、その違いは主に出生方法によって決定されます.人間は内部受精の例を提供しますが、タツノオトシゴの生殖は外部受精の例です。
体外受精
体外受精は通常、卵子と精子の両方が水中に放出される水生環境で発生します。精子が卵子に到達した後、受精が行われます。
ほとんどの体外受精は産卵の過程で発生し、1 匹または数匹のメスが卵子を放出し、オスが同じ場所で同時に精子を放出します。生殖物質の放出は、水温または日照時間によって引き起こされる可能性があります。甲殻類（カニやエビなど）、軟体動物（カキなど）、イカ、棘皮動物（ウニやナマコなど）と同様に、ほぼすべての魚が産卵します。
繁殖産卵魚ではない魚のつがいは、求愛行動を示すことがあります。これにより、女性は特定の男性を選択できます。卵子と精子の放出（産卵）の引き金となることで、卵子と精子が狭い範囲に留まり、受精の可能性が高まります。
水生環境での外部受精は、卵が乾燥するのを防ぎます。ブロードキャスト産卵は、グループ内の遺伝子のより多くの混合をもたらす可能性があり、より高い遺伝的多様性と、敵対的な環境での種の生存の可能性を高めます。海綿のような固着した水生生物にとって、ブロードキャスト産卵は、受精と新しい環境への定着のための唯一のメカニズムです。受精卵の存在と水中での幼体の成長は、捕食の機会を提供し、その結果、子孫が失われます。したがって、個体によって何百万もの卵子が生成されなければならず、この方法で生成された子孫は急速に成熟する必要があります。ブロードキャスト産卵で生産された卵の生存率は低いです。
体内受精
内部受精は陸上動物で最も頻繁に発生しますが、一部の水生動物もこの方法を使用します.体内受精後に子孫が生まれる方法は3つあります。
体内受精には、受精卵を陸上での脱水から守るという利点があります。胚は雌の体内に隔離されているため、幼虫の捕食が制限されます。内部受精は、特定のオスによる卵子の受精を強化します。この方法では子孫の数は少なくなりますが、体外受精よりも生存率が高くなります。
| 体外受精 | 体内受精 |
| 男性の配偶子（精子）と女性の配偶子（卵子）の融合は、体の外で起こります | 配偶子の融合は体内で起こる |
| 両方の個人が配偶子を体外に放出します | 男性だけが女性の生殖管に精子を排出します |
| 発達は体の外で起こる | 発達は体の中で起こる |
| 子孫の生存の可能性は低くなります。だから大量の卵が産まれる | 子孫の生存の可能性はより高くなります。そのため産卵数が少ない |
| たとえば、カエル、魚 | 例：人、鳥、牛、鶏 |
植物の受精は、受粉と発芽の後に起こります。受粉は、ある植物から別の植物の柱頭 (女性の生殖器官) への花粉 (種子植物の雄のマイクロ配偶子であり、精子を生成する) の移動によって発生します。花粉が水を吸って発芽します。
発芽した花粉粒は花粉管を発芽させ、それが成長し、微門と呼ばれる孔を通って胚珠 (植物の卵構造) に浸透します。その後、精子は花粉から花粉管を通って移されます。
顕花植物では、二次受精イベントが発生します。各花粉粒から 2 つの精子が移され、そのうちの 1 つが卵細胞を受精させて 2 倍体接合子を形成します。 2 番目の精子細胞の核は、中央細胞と呼ばれる 2 番目の女性配偶子内に含まれる 2 つの一倍体核と融合します。この2回目の受精により、三倍体細胞が形成され、その後、子実体が膨張して発達します。
男性と女性の2つの異なる個体からの配偶子間の交配を含む受精のプロセスは、同種異系と呼ばれます。自家受精としても知られる自家受精は、1 つの個体からの 2 つの配偶子が融合するときに発生します。これは、扁形動物や特定の植物などの雌雄同体で発生します。
植物の受精
2 つの異なる有性生殖単位 (配偶子) の融合は、受精と呼ばれます。このプロセスは Strasburger (1884) によって発見されました。
1.発芽
柱頭上での花粉粒の発芽と花粉管の成長：花粉粒は、受粉によって心皮の受容柱頭に到達します。花粉は柱頭に付着した後、水を吸って膨らみます。花粉粒の相互認識および受容に続いて、花粉粒は（生体内で）発芽して、卵巣腔に向かって柱頭に成長する花粉管を生成します。
GB Amici (1824) は、スベリヒユで花粉管を発見しました。一般に、花粉管は 1 つの花粉粒から 1 つだけ生成されます (単サイフォン性)。しかし、ウリ科の植物のように、多くの花粉管 (ポリサイフォニック) を生成する植物もあります。花粉管には、栄養核または管核と 2 つのオスの配偶子が含まれています。その後、栄養細胞が変性します。花粉管は花柱を通過した後、胚珠に到達します。
2. 胚珠への花粉管の侵入
卵巣に到達した後、花粉管は胚珠に入ります。花粉管は、次のいずれかの経路で胚珠に入る可能性があります。
を。ポロガミー - 花粉管が小門を通って胚珠に入ると、ポロガミーと呼ばれます。最も一般的なタイプです。例: Lily
b.カラゾガミー - カラザール領域から胚珠への花粉管の侵入は、カラゾガミーとして知られています。 Chalazogamy はあまり一般的ではありません。たとえば、カジュアリーナ、ジュグラン、ベチュラなどです。
c.中受卵 - 花粉管は、外皮 (例:ウリ科、ポプラ) または索状物 (例:ピスタキア) を介して、その中央部から胚珠に入ります。
3. 胚嚢への花粉管の侵入
花粉管は、胚珠への侵入方法に関係なく、小柱の端からのみ胚嚢に入ります。花粉管は、共力体と卵細胞の間を通過するか、糸状装置を通って共力体の1つに入ります。相乗作用物質は、いくつかの化学物質を分泌することによって花粉管の成長を指示します (化学向性分泌)。花粉管の先端は1つの相乗体に入ります。浸透した相乗効果は退化し始めます。侵入後、花粉管の先端が拡大して破裂し、2 つのオスの配偶子と栄養核を含む内容物のほとんどが相乗体に放出されます。
4. 二重受精
両方のオスの配偶子の核が胚嚢に放出されます。 1 つのオスの配偶子が卵と融合して、2 倍体接合子を形成します。このプロセスは、シンガミーまたは生殖的受精と呼ばれます。
二倍体接合体は最終的に胚に発達します。もう一方のオスの配偶子は、2 つの極核 (または二次核) と融合して、三倍体の一次胚乳核を形成します。このプロセスは、三重融合または栄養受精と呼ばれます。受精のこれらの 2 つの行為は二重受精のプロセスを構成します。二重受精は、被子植物でのみ発生します。
動物の受精過程
受精は、単一の一倍体精子が単一の一倍体卵子と融合して接合子を形成するプロセスです。精子と卵細胞はそれぞれ、このプロセスを可能にする特定の特徴を持っています。
卵子は、ほとんどの動物種で生成される最大の細胞です。ヒトの卵細胞は、ヒトの精子細胞の約 16 倍の大きさです。異なる種の卵には、発生中の胚の成長をサポートする栄養素である卵黄の量が異なります。卵子は、精子を卵子に導く種特異的な化学誘引物質（化学誘引物質）を放出する糖タンパク質（糖が付着したタンパク質）で構成されるゼリー層に囲まれています。哺乳類では、この層は透明帯と呼ばれます。哺乳類の胎盤では、卵胞細胞の層が透明帯を囲んでいます。透明帯/ゼリー層は、細胞の原形質膜の外側にある卵黄エンベロープと呼ばれる膜によって卵から分離されています。卵子の原形質膜のすぐ下には皮質顆粒があり、受精が起こると原形質膜の周りの卵黄エンベロープを保持するタンパク質を分解する酵素を含む小胞です。
精子は、ほとんどの動物種で生成される最小の細胞の 1 つです。精子は、密集した DNA を含む頭部、泳ぐためのべん毛の尾、および精子の運動に力を与える多くのミトコンドリアで構成されています。精子の原形質膜には、卵原形質膜上の受容体を認識して結合する種特異的なタンパク質であるバインディングンと呼ばれるタンパク質が含まれています。核に加えて、精子の頭部には先体と呼ばれるオルガネラも含まれています。このオルガネラには、ゼリー層/透明帯を分解して精子が卵原形質膜に到達できるようにする消化酵素が含まれています。
子孫が染色体の完全な二倍体セットを 1 つだけ持つようにするために、1 つの精子だけが 1 つの卵子と融合できます。複数の精子と卵子または多精子との融合は、遺伝的に生命と両立せず、受精卵の死につながります。多精子を防ぐメカニズムには、多精子への「高速ブロック」と「低速ブロック」の 2 つがあります。
受精の上記およびその他のステップについては、以下で説明します。
