Back to the topics list

ѓубрење

Цели на учење

• Што е оплодување?
• Надворешно и внатрешно оплодување кај животни
• Четири видови на оплодување кај растенијата
• Процес на оплодување кај животни и растенија

Што е оплодување?

Оплодувањето е процес со кој машките и женските гамети се споени заедно, иницирајќи развој на нов организам.

Машката гамета или „спермата“ и женската гамета „јајце“ или „јајце клетка“ се специјализирани сексуални клетки, кои се спојуваат заедно и започнуваат формирање на зигот при процес наречен сексуална репродукција.

Видови оплодување

Оплодување кај животни

Процесот на оплодување кај животните може да се случи или внатрешно или надворешно, разлика што во голема мера е одредена од методот на раѓање. Луѓето даваат пример за внатрешно оплодување, додека репродукцијата на морскиот коњ е пример за надворешно оплодување.

Надворешно оплодување

Надворешното оплодување обично се случува во водни средини каде и јајцата и сперматозоидите се испуштаат во водата. Откако спермата ќе го достигне јајцето, се случува оплодување.

Повеќето надворешни оплодувања се случуваат за време на процесот на мрестење каде што една или неколку жени ги ослободуваат своите јајца, а мажјаците истовремено ослободуваат сперматозоиди во истата област. Ослободувањето на репродуктивниот материјал може да биде предизвикано од температурата на водата или должината на дневната светлина. Речиси сите риби мрестат, како и раковите (како ракови и ракчиња), мекотели (како остриги), лигњи и ехинодерми (како морски ежови и морски краставици).

Парови риби што не се емитуваат мрести може да покажат однесување за додворување . Ова и овозможува на женката да избере одреден маж. Тригерот за ослободување на јајце клетките и сперматозоидите (мрестење) предизвикува јајце-клетките и сперматозоидите да се стават во мала област, што ја зголемува можноста за оплодување.

Надворешното оплодување во водна средина ги штити јајцата од сушење. Емитуваниот мрест може да резултира во поголема мешавина на гените во групата, што доведува до поголема генетска разновидност и поголема шанса за преживување на видовите во непријателска средина. За неподвижни водни организми како сунѓери, емитуваниот мрест е единствениот механизам за оплодување и колонизација на нови средини. Присуството на оплодени јајца и развој на младите во водата дава можности за грабливење што резултира во губење на потомството. Затоа, милиони јајца мора да бидат произведени од поединци, а потомството произведено преку овој метод мора брзо да созрее. Стапката на преживување на јајцата произведени преку мрежно мрежно емитување е мала.

Внатрешно оплодување

Внатрешното оплодување се јавува најчесто кај животните на копно, иако некои водни животни исто така го користат овој метод. Постојат три начини на кои се создаваат потомци по внатрешно оплодување.

• Во овипарност, оплодените јајца се поставуваат надвор од телото на женката и се развиваат таму, добивајќи храна од жолчката што е дел од јајцето. Ова се случува кај повеќето коскени риби, многу влекачи, некои 'рскавични риби, повеќето водоземци, два цицачи и сите птици. Рептилите и инсектите произведуваат кожни јајца, додека птиците и желките произведуваат јајца со високи концентрации на калциум карбонат во лушпата, што ги прави тврди. Пилешки јајца се пример за овој втор вид.

• Во овавипаритет, оплодените јајца се задржуваат кај женката, но ембрионот ја добива својата храна од жолчката на јајцето и младите се целосно развиени кога се изведуваат. Ова се случува кај некои коскени риби (како guppy Lebistes reticulatus ), кај некои ајкули, кај некои гуштери, кај некои змии (како што е змиестата змија Thamnophis sirtalis ), кај некои вајпери и кај некои без'рбетни животни (како што е шушкавата бубашваба во Мадагаскар Gromphadorhina portentosa ).

• Во живост, младите се развиваат во женката, добивајќи храна од мајчината крв преку плацентата. Потомството се развива кај женката и се раѓа живо. Ова се случува кај повеќето цицачи, некои 'рскавични риби и неколку влекачи.

Внатрешното оплодување има предност да го заштити оплодената јајце клетка од дехидрираност на копно. Ембрионот е изолиран во рамките на женката, што го ограничува предацијата кај младите. Внатрешното оплодување го подобрува оплодувањето на јајцата од специфичен маж. Со овој метод се произведуваат помалку потомци, но нивната стапка на преживување е поголема од онаа за надворешно оплодување.

Оплодување кај растенијата

Оплодувањето кај растенијата се случува по опрашување и ртење. Опрашувањето се јавува преку трансфер на полен - што е машки микрогамет на семенски растенија, произведувајќи сперматозоиди - од едно растение до стигмата (женскиот репродуктивен орган) на другото. Зрното од полен зафаќа вода и се појавува ртење.

Ртенатото зрно од полен никнува поленска цевка, која расте и продира во јајце-клетката (структурата на јајцето на растението) преку порите наречени микропил. Потоа, спермата се пренесува преку поленската цевка од поленот.

Во цветни растенија, се случува секундарен настан на оплодување. Од секое зрно полен се пренесуваат две сперматозоиди, од кои едната ја оплодува јајце клетката и формира диплоиден зигот. Јадрото на втората сперматозоидна клетка се спојува со две хаплоидни јадра содржани во втората женска гамета наречена централна клетка. Ова второ оплодување формира триплоидна клетка, која последователно отекува и развива плодно тело.

Само-оплодување

Процесот на оплодување, кој вклучува вкрстено оплодување помеѓу гамети од две различни лица, машки и женски, се нарекува алогамија. Автогамијата, позната и како само-оплодување, се јавува кога две гамети од еден индивидуален осигурувач; ова се случува кај хермафродитите, како што се рамните црви и одредени растенија.

Процес на оплодување

Оплодување на растенијата

Спојот на две различни сексуални репродуктивни единици (гамети) се нарекува оплодување. Овој процес го откри Стразбургер (1884).

1. ЛЕКУВАЕ

Ртење на поленско зрно на стигма и раст на поленска цевка: Зрната од полен ја достигнуваат рецептивната стигма на карпелот со чинот на опрашување. Зрната од полен, откако ќе се приврзат на стигмата, апсорбираат вода и отекуваат. После заемното препознавање и прифаќање на зрната од полен, житото од полен 'ртат (in vivo) за да произведе поленска цевка која прераснува во стигма кон јајниците.

Г.Б. Амичи (1824) ја откри цевката за полен во Портулака олерацеа. Општо, само една поленска цевка се произведува од поленско зрно (моносифно). Но, некои растенија како членови на Cucurbitaceae произведуваат многу полен цевки ( полисифони ). Поленската цевка содржи вегетативно јадро или јадро од цевка и две машки гамети. Подоцна, вегетативните клетки се дегенерираат. Поленската цевка сега достигнува јајце клетка откако ќе помине низ стилот.

2. ВЛЕЗ НА ПОЛЕНА ЦЕВКА ВО ОВУЛЕ

По достигнувањето на јајниците, поленската цевка влегува во јајниците. Полен цевка може да влезе во јајцеводот по кој било од следниве правци:

а Порогамија - Кога поленската цевка влегува во јајце клетката преку микропил, таа се нарекува порогамија . Тоа е најчестиот вид, на пр. Лили

б Халазогамија - Влегувањето на поленската цевка во јајце-клетката од регионот на халазал е познато како халазогамија. Халазогамијата е поретка, на пр. Касуарина, Југланс, Бетула итн.

в Мезогамија - поленската цевка влегува во јајцеводот преку неговиот среден дел, т.е. преку интеграл (на пр. Cucurbita, Populus ) или преку фунгикула (на пр. Pistacia ).

3. ВЛЕЗ НА ПОЛЕНА ЦЕВКА ВО ЕМБРИО САК

Поленската цевка влегува во ембрионалната вреќа само од микропиларниот крај, без оглед на неговиот начин на влегување во јајце-клетката. Поленската цевка или поминува помеѓу синергидата и јајце клетките или влегува во една од синергидите преку филиформниот апарат. Синергидите го насочуваат растот на поленската цевка со лачење на некои хемиски супстанции (хемотропна секреција). Врвот на поленската цевка влегува во една синергида. Навлезената синергида започнува да се дегенерира. По пенетрација, врвот на поленската цевка се зголемува и пука, ослободувајќи поголем дел од неговата содржина, вклучувајќи ги двете машки гамети и вегетативното јадро во синергидата.

4. ДВОЈНА ФЕРТИЛИЗАЦИЈА

Јадрата на обете машки гамети се ослободуваат во ембрионалната кеса. Една машка гамета се спојува со јајцето и формира диплоиден зигот. Процесот се нарекува сингамија или генеративно оплодување.

Диплоидниот зигот конечно се развива во ембрион. Другите машки гамети се спојуваат со двете поларни јадра (или секундарно јадро) за да го формираат триплоидното примарно јадро на ендоспермот. Процесот се нарекува тројна фузија или вегетативно оплодување. Овие два чина на оплодување го сочинуваат процесот на двојно оплодување. Двојно оплодување се јавува само во ангиоспермите.

Процес на оплодување кај животни

Оплодување е процес во кој една хаплоидна сперма се спојува со едно хаплоидно јајце и формира зигот. Сперматозоидите и клетките на јајце клетките имаат специфични карактеристики што го овозможуваат овој процес.

Јајцето е најголемата клетка произведена кај повеќето животински видови. Човечката јајце клетка е приближно 16 пати поголема од човечката сперматозоида. Јајцата од различни видови содржат различна количина на жолчка , хранливи материи за поддршка на растот на ембрионот во развој. Јајцето е опкружено со железен слој , составен од гликопротеини (протеини кои имаат залепено шеќери во нив), што ослободува специфични за хемотектарите (хемиски привлекувачи) за видовите, кои ја водат спермата кон јајцето. Кај цицачите, овој слој се нарекува зона пелуцида . Кај плацентарните цицачи, слој од фоликуларни клетки ја опкружува зона пелуцида. Слојот зона пелуцида / желе е одделен од јајцето со мембрана наречена плик на вителин, што е надвор од плазматската мембрана на клетката. Веднаш под плазматската мембрана на јајцето се наоѓаат кортикални гранули, везикули што содржат ензими кои ќе ги деградираат протеините што го држат пликот на виталинот околу плазматската мембрана кога ќе се појави оплодување.

Сперматозоидите се едни од најмалите клетки произведени кај повеќето животински видови. Сперматозоидите се состојат од глава која содржи цврсто спакувана ДНК, опашка од опашка за пливање и многу митохондрии за да се обезбеди моќ за движење на спермата. Плазматската мембрана на спермата содржи протеини наречени биндин, кои се специфични за видовите протеини кои ги препознаваат и се врзуваат за рецепторите на плазматската мембрана на јајцето. Покрај јадрото, главата на спермата содржи и органела наречена акрозом, која содржи дигестивни ензими кои ќе го деградираат железниот слој / зона пелуцида за да дозволат спермата да стигне до плазматската мембрана на јајцето.

За да се осигура дека потомството има само еден комплетен диплоиден сет на хромозоми, само една сперма може да се спои со едно јајце. Фузија на повеќе од една сперма со јајце или полиспермија е генетски некомпатибилна со животот и резултира со смрт на зигот. Постојат два механизма кои ја спречуваат полиспермијата: „брзиот блок“ до полиспермијата и „бавниот блок“ полиспермијата.

Горенаведените и другите чекори на оплодување се дискутирани подолу:

• Сперматозоидите се привлечени и контактираат со желескиот слој / зона пелуцида.
• Интеракциите помеѓу рецепторите на клетката на спермата и гликопротеините на јајце клетката ја иницираат реакцијата на акрозомот. Дигестивните ензими се ослободуваат од акрозомот и тие го уништуваат железниот слој / зона пелуцида, со што се создава патека за спермата да се приближи до јајцето.
• Сперматозоидите стигнуваат до плазматската мембрана на јајцето, а сперматозоидите и плазматските мембрани на јајцето се спојуваат. Оваа интеракција е посредувана од протеините на билин-сперма, кои се врзуваат за врзувачките рецептори на протеините на јајцената плазма мембрана. Оваа интеракција е специфична за видовите, со малку различни верзии на протеини на бидин и протеини на рецептори на бидин кај секој различен вид.
• Фузија на спермата и мембраните на јајцата започнува електрична деполаризација на целата плазма мембрана на јајцето, привремено (за 10-20 секунди) спречувајќи било која друга сперма да се спои со плазматската мембрана на јајцето. Оваа мембранска деполаризација, посредувана од прилив на натриумови јони, е брз блок до полиспермијата.
• Деполаризацијата на мембраната започнува вкрстен бран на калциум ослободен преку плазматската мембрана.
• Калциумовиот бран ја иницира кортикалната реакција во јајцето: кортикалните гранули се спојуваат со плазматската мембрана на јајцето, ослободувајќи дигестивни ензими кои ги деградираат протеините на рецепторите на бидин кои служат како места за прицврстување на сперматозоидите и протеините кои го држат слојот на виталинот наспроти плазматската мембрана.
• Кортикалната реакција резултира со подигнување на виталинскиот слој од плазматската мембрана на јајцето, за да се создаде плик за оплодување. Пликот со оплодување е бариера што спречува дополнителни сперматозоиди да стигнат до јајце-клетката и е бавен блок до полиспермијата.
• Настаните кулминираат со активирање на јајце клетки, предизвикувајќи јајцето да препознае дека се случило оплодување и резултираше со започнување на развојот.