Back to the topics list

fekondim

Objektivat e mësimit

• Çfarë është fekondimi?
• Fekondimi i jashtëm dhe i brendshëm në kafshë
• Katër lloje të fekondimit në bimë
• Procesi i fekondimit në kafshë dhe bimë

Çfarë është fekondimi?

Fekondimi është procesi me të cilin gametet mashkullore dhe femërore shkrihen së bashku, duke inicuar zhvillimin e një organizmi të ri.

Gameta mashkullore ose 'sperma' dhe gameta femërore 'veza' ose 'veza' janë qeliza seksuale të specializuara, të cilat bashkohen së bashku për të filluar formimin e një zigoti gjatë një procesi të quajtur riprodhimi seksual.

Llojet e fekondimit

Fekondimi në kafshë

Procesi i fekondimit te kafshët mund të ndodhë ose brenda ose jashtë, një ndryshim që përcaktohet kryesisht nga metoda e lindjes. Njerëzit ofrojnë një shembull të fekondimit të brendshëm ndërsa riprodhimi i kuajve të detit është një shembull i fekondimit të jashtëm.

Fekondimi i jashtëm

Fekondimi i jashtëm zakonisht ndodh në mjedise ujore ku si vezët ashtu edhe spermatozoidi lëshohen në ujë. Pasi sperma arrin në vezë, bëhet fekondimi.

Pjesa më e madhe e fekondimit të jashtëm ndodh gjatë procesit të pjelljes ku një ose disa femra lëshojnë vezët e tyre dhe meshkujt lëshojnë spermë në të njëjtën zonë, në të njëjtën kohë. Lëshimi i materialit riprodhues mund të shkaktohet nga temperatura e ujit ose kohëzgjatja e dritës së ditës. Pothuajse të gjithë peshqit pjellin, si dhe krustacet (si gaforret dhe karkalecat), molusqet (si goca deti), kallamarët dhe ekinodermat (si iriqët e detit dhe kastravecat e detit).

Çiftet e peshqve që nuk janë barazues të transmetimit mund të shfaqin sjellje miqësie . Kjo i lejon femrës të zgjedhë një mashkull të caktuar. Shkaku i lëshimit të vezës dhe spermës (pjellja) bën që veza dhe sperma të vendosen në një zonë të vogël, duke rritur mundësinë e fekondimit.

Plehërimi i jashtëm në një mjedis ujor mbron vezët nga tharja. Pjellja e transmetimit mund të rezultojë në një përzierje më të madhe të gjeneve brenda një grupi, duke çuar në diversitet më të lartë gjenetik dhe një shans më të madh për mbijetesën e specieve në një mjedis armiqësor. Për organizmat ujorë sessile si sfungjerët, pjellja e transmetimit është i vetmi mekanizëm për fekondimin dhe kolonizimin e mjediseve të reja. Prania e vezëve të fekonduara dhe zhvillimi i të rinjve në ujë ofron mundësi për grabitje që rezulton në humbjen e pasardhësve. Prandaj, miliona vezë duhet të prodhohen nga individë dhe pasardhësit e prodhuar me këtë metodë duhet të piqen me shpejtësi. Shkalla e mbijetesës së vezëve të prodhuara përmes pjelljes së transmetimit është e ulët.

Fekondimi i brendshëm

Fekondimi i brendshëm ndodh më shpesh në kafshët me bazë tokësore, megjithëse disa kafshë ujore gjithashtu përdorin këtë metodë. Ekzistojnë tre mënyra se si prodhohen pasardhësit pas fekondimit të brendshëm.

• Në oviparitet, vezët e fekonduara vendosen jashtë trupit të femrës dhe zhvillohen atje, duke marrë ushqim nga e verdha që është pjesë e vezës. Kjo ndodh në shumicën e peshqve kockor, shumë zvarranikësh, disa peshq kërcorë, shumicën e amfibëve, dy gjitarët dhe të gjithë zogjtë. Zvarranikët dhe insektet prodhojnë vezë lëkure, ndërsa zogjtë dhe breshkat prodhojnë vezë me përqendrime të larta të karbonatit të kalciumit në guaskë, duke i bërë ato të forta. Vezët e pulës janë një shembull i këtij lloji të dytë.

• Në ovoviparitet, vezët e fekonduara mbahen te femra, por embrioni e merr ushqimin e tij nga e verdha e vezës dhe të vegjlit zhvillohen plotësisht kur ato çelin. Kjo ndodh te disa peshq kockor (si guppy Lebistes reticulatus ), disa peshkaqenë, disa hardhuca, disa gjarpërinj (si gjarpëri llastik Thamnophis sirtalis ), disa nepërka dhe disa kafshë jovertebrore (si buburreci i Madagaskarit Gromphadorhina portentos ).

• Në gjallëri, të vegjlit zhvillohen brenda femrës, duke marrë ushqim nga gjaku i nënës përmes një placentë. Pasardhësit zhvillohen tek femra dhe lindin të gjallë. Kjo ndodh në shumicën e gjitarëve, disa peshq kërcorë dhe disa zvarranikë.

Fekondimi i brendshëm ka avantazhin e mbrojtjes së vezës së fekonduar nga dehidratimi në tokë. Embrioni është i izoluar brenda femrës, gjë që kufizon grabitqarin tek të rinjtë. Fekondimi i brendshëm rrit fekondimin e vezëve nga një mashkull specifik. Me këtë metodë prodhohen më pak pasardhës, por shkalla e mbijetesës së tyre është më e lartë se ajo për fekondimin e jashtëm.

Plehërimi në bimë

Plehërimi në bimë ndodh pas pllenimit dhe mbirjes. Pjalmimi ndodh nëpërmjet transferimit të polenit - i cili është mikrogameti mashkullor i bimëve të farës, që prodhon spermën - nga një bimë në stigmën (organin riprodhues femëror) të një tjetre. Kokrra e polenit merr ujë dhe ndodh mbirja.

Kokrra e mbirë e polenit mbin një tub poleni, i cili rritet dhe depërton në vezë (struktura e vezës së bimës) përmes një pore të quajtur mikropil. Sperma më pas transferohet përmes tubit të polenit nga poleni.

Në bimët e lulëzuara, ndodh një ngjarje dytësore e fekondimit. Nga çdo kokërr polen transferohen dy spermatozoide, njëra prej të cilave fekondon qelizën vezë për të formuar një zigot diploid. Bërthama e qelizës së dytë të spermës bashkohet me dy bërthama haploide të përfshira brenda një gamete të dytë femërore të quajtur qeliza qendrore. Ky fekondim i dytë formon një qelizë triploide, e cila më pas fryhet dhe zhvillon një trup frutdhënës.

Vetëfertilizimi

Procesi i fekondimit, i cili përfshin fekondimin e kryqëzuar midis gameteve nga dy individë të ndryshëm, mashkull dhe femër, quhet alogami. Autogamia, e njohur edhe si vetëfertilizimi, ndodh kur bashkohen dy gamete nga një individ; kjo ndodh te hermafroditët, si krimbat e sheshtë dhe disa bimë.

Procesi i fekondimit

Plehërimi i bimëve

Shkrirja e dy njësive riprodhuese seksuale të ndryshme (gameteve) quhet fekondim. Ky proces u zbulua nga Strasburger (1884).

1. MBIRRJA

Mbirja e kokrrës së polenit në stigmë dhe rritja e tubit të polenit: Kokrrat e polenit arrijnë stigmën pritëse të karpelit me aktin e pjalmimit. Kokrrat e polenit, pasi ngjiten me stigmën, thithin ujin dhe fryhen. Pas njohjes dhe pranimit reciprok të kokrrave të polenit, kokrra e polenit mbin (in vivo) për të prodhuar një tub poleni i cili rritet në stigmë drejt zgavrës ovariane.

GB Amici (1824) zbuloi tubin e polenit në Portulaca oleracea. Në përgjithësi, vetëm një tub poleni prodhohet nga një kokërr polen (monosifone). Por disa bimë si anëtarët e Cucurbitaceae prodhojnë shumë tuba pjalmi ( polisifonë ). Tubi i polenit përmban një bërthamë vegjetative ose bërthamë tub dhe dy gamete mashkullore. Më vonë, qeliza vegjetative degjeneron. Tubi i polenit tani arrin në ovulë pasi ka kaluar nëpër stil.

2. HYRJA E TUBËS SË PALENIT NË OVULË

Pas arritjes në vezore, tubi i polenit hyn në ovulë. Tubi i polenit mund të hyjë në vezë në cilëndo nga rrugët e mëposhtme:

a. Porogamia - Kur tubi i polenit hyn në ovulë përmes mikropilit, quhet porogami . Është lloji më i zakonshëm, p.sh. zambak

b. Chalazogamy - Hyrja e tubit të polenit në ovulë nga rajoni chalazal njihet si chalazogamy. Chalazogamy është më pak e zakonshme, p.sh. Casuarina, Juglans, Betula, etj.

c. Mesogamia - Tubi i polenit hyn në ovulë përmes pjesës së mesme të saj, dmth. përmes mbulesës (p.sh. Cucurbita, Populus ) ose përmes gypit (p.sh. Pistacia ).

3. HYRJA E TUBËS SË PALENIT NË QES EMBRIONI

Tubi i polenit hyn në qeskën e embrionit vetëm nga fundi mikropilar, pavarësisht nga mënyra e hyrjes në vezë. Tubi i polenit ose kalon midis një sinergjide dhe qelizave vezë ose hyn në një nga sinergjidet përmes aparatit filiform. Sinergjidet drejtojnë rritjen e tubit të polenit duke sekretuar disa substanca kimike ( sekrecion kemotropik ). Maja e tubit të polenit hyn në një sinergjid. Sinergjidi i depërtuar fillon të degjenerohet. Pas depërtimit, maja e tubit të polenit zmadhohet dhe çahet duke lëshuar pjesën më të madhe të përmbajtjes së tij duke përfshirë dy gametet mashkullore dhe bërthamën vegjetative në sinergjid.

4. Plehërimi i dyfishtë

Bërthamat e të dy gameteve mashkullore lëshohen në qesen e embrionit. Një gametë mashkull shkrihet me vezën për të formuar zigotën diploide. Procesi quhet singami ose fekondim gjenerues.

Zigota diploide më në fund zhvillohet në një embrion. Gameta tjetër mashkullore shkrihet me dy bërthamat polare (ose bërthamën dytësore) për të formuar bërthamën primare të endospermës triploide. Procesi quhet shkrirje e trefishtë ose fekondim vegjetativ. Këto dy akte fekondimi përbëjnë procesin e fekondimit të dyfishtë. Fekondimi i dyfishtë ndodh vetëm te angiospermat.

Procesi i fekondimit në kafshë

Fekondimi është procesi në të cilin një spermë e vetme haploid shkrihet me një vezë të vetme haploide për të formuar një zigotë. Sperma dhe qelizat vezë kanë secila veçori specifike që e bëjnë të mundur këtë proces.

Veza është qeliza më e madhe e prodhuar në shumicën e specieve shtazore. Një qelizë vezë e njeriut është afërsisht 16 herë më e madhe se një qelizë e spermës njerëzore. Vezët e specieve të ndryshme përmbajnë sasi të ndryshme të verdhë veze , lëndë ushqyese për të mbështetur rritjen e embrionit në zhvillim. Veza është e rrethuar nga një shtresë pelte , e përbërë nga glikoproteina (proteina që kanë sheqerna të ngjitura në to), që çliron kimiatraktues specifikë për speciet (tërheqës kimik) që drejtojnë spermatozoidet në vezë. Tek gjitarët, kjo shtresë quhet zona pellucida . Tek gjitarët placentë, një shtresë qelizash folikulare rrethon zonën pellucida. Shtresa zona pellucida/pelte ndahet nga veza nga një membranë e quajtur mbështjellës viteline , e cila është jashtë membranës plazmatike të qelizës. Pikërisht nën membranën plazmatike të vezës janë granula kortikale, fshikëza që përmbajnë enzima që do të degradojnë proteinat që mbajnë mbështjellësin e vitlinës rreth membranës plazmatike kur të ndodhë fekondimi.

Sperma është një nga qelizat më të vogla të prodhuara në shumicën e specieve shtazore. Sperma përbëhet nga një kokë që përmban ADN-në e mbushur fort, një bisht flagjelar për not dhe shumë mitokondri për të siguruar fuqinë për lëvizjen e spermës. Membrana plazmatike e spermës përmban proteina të quajtura bindin, të cilat janë proteina specifike për speciet që njohin dhe lidhen me receptorët në membranën plazmatike të vezës. Përveç bërthamës, koka e spermës përmban edhe një organelë të quajtur akrozomë, e cila përmban enzima tretëse që do të degradojnë shtresën e pelte/zona pellucida për të lejuar spermatozoidin të arrijë në membranën plazmatike të vezës.

Për të siguruar që pasardhësit të kenë vetëm një grup të plotë diploid kromozomesh, vetëm një spermë mund të shkrihet me një vezë. Bashkimi i më shumë se një sperme me një vezë ose polispermi është gjenetikisht i papajtueshëm me jetën dhe rezulton në vdekjen e zigotit. Ka dy mekanizma që parandalojnë polisperminë: "blloku i shpejtë" në polispermi dhe polispermia "bllok i ngadalshëm".

Hapat e mësipërm dhe hapat e tjerë të fekondimit diskutohen më poshtë:

• Sperma tërhiqet dhe kontakton shtresën e pelte/zona pellucida.
• Ndërveprimet ndërmjet receptorëve në qelizën e spermës dhe glikoproteinave në qelizën vezë inicojnë reaksionin e akrozomit. Enzimat tretëse lirohen nga akrozoma, dhe ato shkatërrojnë shtresën e pelte/zona pellucida duke krijuar kështu një rrugë për spermatozoidin për t'iu afruar vezës.
• Sperma arrin në membranën plazmatike të vezës dhe sperma dhe membranat plazmatike të vezës bashkohen. Ky ndërveprim ndërmjetësohet nga proteinat bindin të spermës, e cila lidhet me proteinat e receptorit lidhës në membranën plazmatike të vezës. Ky ndërveprim është specifik për speciet, me versione paksa të ndryshme të proteinës bindin dhe proteinave të receptorit bindin në çdo specie të ndryshme.
• Bashkimi i spermës dhe membranave të vezës fillon depolarizimin elektrik të të gjithë membranës plazmatike të vezës, përkohësisht (për 10-20 sekonda) duke parandaluar shkrirjen e çdo sperme tjetër me membranën plazmatike të vezës. Ky depolarizimi i membranës, i ndërmjetësuar nga një fluks i joneve të natriumit, është bllokimi i shpejtë i polispermisë.
• Depolarizimi i membranës fillon një valë tërthore të kalciumit të lëshuar nëpër membranën plazmatike.
• Vala e kalciumit fillon reaksionin kortikal në vezë: kokrrizat kortikale shkrihen me membranën plazmatike të vezës, duke çliruar enzima tretëse që degradojnë proteinat e receptorit bindin që shërbejnë si vende lidhëse të spermës dhe proteinat që mbajnë shtresën vitline kundër membranës plazmatike.
• Reaksioni kortikal rezulton në heqjen e shtresës viteline larg nga membrana plazmatike e vezës, për të krijuar mbështjellësin e fekondimit. Zarfi i fekondimit është një pengesë që pengon spermën shtesë të arrijë vezën dhe është blloku i ngadalshëm i polispermisë.
• Ngjarjet kulmojnë me aktivizimin e vezës, duke bërë që veza të kuptojë se fekondimi ka ndodhur dhe duke rezultuar në fillimin e zhvillimit.