Back to the topics list

urug'lantirish

O'quv maqsadlari

• Urug'lantirish nima?
• Hayvonlarda tashqi va ichki urug'lantirish
• O'simliklarda urug'lantirishning to'rt turi
• Hayvonlar va o'simliklardagi urug'lantirish jarayoni

Urug'lantirish nima?

Urug'lantirish - bu erkak va ayol jinsiy hujayralarining birlashishi, yangi organizmning rivojlanishini boshlaydigan jarayon.

Erkak jinsiy hujayrasi yoki "sperma" va ayol jinsiy hujayrasi "tuxum" yoki "tuxum hujayrasi" jinsiy ko'payish deb ataladigan jarayon davomida zigota hosil bo'lish uchun birlashadigan maxsus jinsiy hujayralardir.

Urug'lantirish turlari

Hayvonlarda urug'lantirish

Hayvonlarda urug'lantirish jarayoni ichki yoki tashqi tomondan sodir bo'lishi mumkin, bu farq asosan tug'ilish usuli bilan belgilanadi. Odamlar ichki urug'lanishga misol bo'lishadi, dengiz otlarining ko'payishi esa tashqi urug'lantirishga misoldir.

Tashqi urug'lantirish

Tashqi o'g'itlash odatda tuxum va sperma suvga qo'yiladigan suv muhitida sodir bo'ladi. Sperma tuxumga etib borgandan so'ng, urug'lantirish sodir bo'ladi.

Ko'pincha tashqi urug'lantirish yumurtlama jarayonida sodir bo'ladi, bu erda bir yoki bir nechta urg'ochilar o'z tuxumlarini, erkak (lar) esa bir vaqtning o'zida bir joyda spermani chiqaradi. Reproduktiv materialning chiqarilishi suv harorati yoki kunduzi yorug'lik uzunligi bilan qo'zg'alishi mumkin. Deyarli barcha baliqlar, qisqichbaqasimonlar (masalan, qisqichbaqa va qisqichbaqalar), mollyuskalar (masalan, ustritsa), kalamar va echinodermlar (dengiz kirpilari va dengiz bodringlari kabi) urug'lantiradi.

Efir yumurtlayıcısı bo'lmagan juft baliqlar uchrashish xulq-atvorini ko'rsatishi mumkin. Bu ayolga ma'lum bir erkakni tanlash imkonini beradi. Tuxum va spermatozoidlarni bo'shatish (umurtlama) uchun tetik tuxum va spermatozoidlarni kichik maydonga joylashtirishga olib keladi va urug'lanish imkoniyatini oshiradi.

Suvli muhitda tashqi urug'lantirish tuxumni quritishdan himoya qiladi. Translyatsiya qilingan urug'lantirish guruh ichidagi genlarning ko'proq aralashmasiga olib kelishi mumkin, bu esa yuqori genetik xilma-xillikka va dushman muhitda turlarning omon qolish ehtimolini oshiradi. Gubkalar kabi turg'un suv organizmlari uchun translyatsion yumurtlama yangi muhitlarni urug'lantirish va kolonizatsiya qilishning yagona mexanizmi hisoblanadi. Suvda urug'lantirilgan tuxum va o'sayotgan yosh bolalarning mavjudligi yirtqichlar uchun imkoniyat yaratadi, bu esa naslning yo'qolishiga olib keladi. Shuning uchun millionlab tuxumlar alohida shaxslar tomonidan ishlab chiqarilishi kerak va bu usul bilan olingan nasl tez pishib etishi kerak. Urug'lantirish orqali hosil bo'lgan tuxumlarning omon qolish darajasi past.

Ichki urug'lantirish

Ichki urug'lantirish ko'pincha quruqlikdagi hayvonlarda sodir bo'ladi, ammo ba'zi suv hayvonlari ham bu usuldan foydalanadilar. Ichki urug'lantirishdan keyin nasl tug'ilishining uchta usuli mavjud.

• Oviparitda urug'langan tuxumlar ayol tanasidan tashqarida qo'yiladi va u erda rivojlanadi, tuxumning bir qismi bo'lgan sarig'idan oziqlanadi. Bu ko'pchilik suyakli baliqlarda, ko'plab sudraluvchilarda, ba'zi xaftaga tushadigan baliqlarda, ko'pchilik amfibiyalarda, ikkita sutemizuvchilarda va barcha qushlarda uchraydi. Sudralib yuruvchilar va hasharotlar teri tuxumlarini ishlab chiqaradi, qushlar va toshbaqalar esa qobig'ida kaltsiy karbonati yuqori bo'lgan tuxum ishlab chiqaradi, bu esa ularni qattiq qiladi. Tovuq tuxumlari bu ikkinchi turga misol bo'la oladi.

• Ovovipariteda urug'lantirilgan tuxum urg'ochida saqlanib qoladi, ammo embrion o'z ozuqasini tuxum sarig'idan oladi va bolalar tug'ilgandan keyin to'liq rivojlangan bo'ladi. Bu ba'zi suyakli baliqlarda (masalan, Lebistes reticulatus guppy), ba'zi akulalarda, ba'zi kaltakesaklarda, ba'zi ilonlarda (masalan, ilon ilonlari Thamnophis sirtalis ), ba'zi ilonlar va ba'zi umurtqasiz hayvonlarda (masalan, Madagaskar xirillagan tarakan Gromphadorhina portentosa ) uchraydi.

• Viviparity davrida yoshlar urg'ochi ichida rivojlanadi, platsenta orqali onaning qonidan oziqlanadi. Nasl ayolda rivojlanadi va tirik tug'iladi. Bu ko'pchilik sutemizuvchilarda, ba'zi xaftaga tushadigan baliqlarda va bir nechta sudraluvchilarda uchraydi.

Ichki o'g'itlash urug'langan tuxumni quruqlikdagi suvsizlanishdan himoya qilishning afzalliklariga ega. Embrion ayolning ichida izolyatsiya qilingan, bu esa yoshlarning yirtqichligini cheklaydi. Ichki urug'lantirish tuxumlarning ma'lum bir erkak tomonidan urug'lantirilishini kuchaytiradi. Bu usulda kamroq nasl tug'iladi, ammo ularning omon qolish darajasi tashqi urug'lantirishga qaraganda yuqori.

O'simliklarda urug'lantirish

O'simliklarda urug'lantirish changlanish va unib chiqishdan keyin sodir bo'ladi. Changlanish urug'li o'simliklarning erkak mikrogametalari bo'lgan polenni bir o'simlikdan boshqasining stigmasiga (ayol jinsiy a'zosi) o'tkazish orqali sodir bo'ladi. Polen donasi suvni oladi va unib chiqadi.

Unib chiqqan gulchang donasi gulchang naychasini hosil qiladi va u o'sadi va mikropila deb ataladigan teshik orqali tuxumdonga (o'simlikning tuxum tuzilishi) kiradi. Keyin sperma polendan polen naychasi orqali uzatiladi.

Gulli o'simliklarda ikkilamchi urug'lantirish hodisasi sodir bo'ladi. Har bir gulchang donasidan ikkitadan spermatozoid ko‘chiriladi, ulardan biri tuxum hujayrasini urug‘lantirib, diploid zigota hosil qiladi. Ikkinchi spermatozoidning yadrosi markaziy hujayra deb ataladigan ikkinchi ayol gametada joylashgan ikkita haploid yadro bilan birlashadi. Bu ikkinchi urug'lanish triploid hujayrani hosil qiladi, keyinchalik u shishib, meva tanasini rivojlantiradi.

O'z-o'zini urug'lantirish

Ikki xil odam, erkak va ayol jinsiy hujayralari o'rtasida o'zaro urug'lanishni o'z ichiga olgan urug'lanish jarayoni allogamiya deb ataladi. Avtogamiya, shuningdek, o'z-o'zini urug'lantirish deb ham ataladi, bitta individualdan ikkita gameta birlashganda sodir bo'ladi; bu yassi chuvalchanglar va ba'zi o'simliklar kabi germafroditlarda uchraydi.

Urug'lantirish jarayoni

O'simliklarni urug'lantirish

Ikki xil jinsiy reproduktiv birliklarning (gametalar) qo'shilishi urug'lanish deb ataladi. Bu jarayonni Strasburger (1884) kashf etgan.

1. NUTILISh

Polen donalarining stigma ustida unib chiqishi va gulchang naychasining o'sishi: gulchang donalari changlanish harakati bilan karpelning retseptiv stigmasiga etib boradi. Polen donalari stigmaga yopishib olgandan so'ng, suvni o'zlashtiradi va shishiradi. Polen donalarining o'zaro tan olinishi va qabul qilinishidan so'ng, gulchang donasi tuxumdon bo'shlig'iga qarab stigmaga aylanib ketadigan gulchang naychasini hosil qilish uchun (in vivo) unib chiqadi.

GB Amici (1824) Portulaca oleracea-da gulchang naychasini topdi. Odatda, gulchang donasi (monosifon) tomonidan faqat bitta gulchang naychasi ishlab chiqariladi. Ammo Cucurbitaceae a'zolari kabi ba'zi o'simliklar ko'p gulchang naychalarini ishlab chiqaradi ( polisifon ). Polen naychasida vegetativ yadro yoki naycha yadrosi va ikkita erkak gameta mavjud. Keyinchalik vegetativ hujayra degeneratsiyaga uchraydi. Polen trubkasi endi uslubdan o'tib, tuxumdonga etib boradi.

2. GANCHALIK nayining tuxumhujayraga kirishi

Tuxumdonga etib borgandan so'ng, gulchang naychasi tuxumdonga kiradi. Polen naychasi tuxumdonga quyidagi yo'llardan biri bilan kirishi mumkin:

a. Porogamiya - polen naychasi mikropila orqali tuxumdonga kirganda, u porogamiya deb ataladi. Bu eng keng tarqalgan tur, masalan, Lily

b. Chalazogamiya - Chalazogamiya - gulchang naychasining chalazal mintaqasidan tuxumdonga kirishi chalazogamiya deb ataladi. Chalazogamiya kamroq tarqalgan, masalan, Casuarina, Juglans, Betula va boshqalar.

c. Mezogamiya - gulchang naychasi tuxumdonga uning o'rta qismi orqali kiradi, ya'ni integument (masalan, Cucurbita, Populus ) yoki funikula (masalan, Pistacia ) orqali.

3. CHUNGAN TUTUKINING EMBRIO SOCHASIGA KIRISHI

Polen naychasi tuxumdonga kirish usulidan qat'i nazar, embrion qopiga faqat mikropilar uchidan kiradi. Gulchang naychasi yo sinergid va tuxum hujayralari orasidan o'tadi yoki filiform apparati orqali sinergidlardan biriga kiradi. Sinergidlar ba'zi kimyoviy moddalarni ( kemotrop sekretsiya ) ajratib, gulchang naychasining o'sishini boshqaradi. Polen naychasining uchi bitta sinergidga kiradi. Penetratsiya qilingan sinergid degeneratsiyani boshlaydi. Kirgandan so'ng, gulchang naychasining uchi kattalashadi va yorilib, tarkibidagi ko'p narsalarni, shu jumladan ikkita erkak gametani va vegetativ yadroni sinergidga chiqaradi.

4. QO'SHIRTA UG'ITLASH

Ikkala erkak gametaning yadrolari embrion qopchasida chiqariladi. Bir erkak gameta tuxum bilan birlashib, diploid zigota hosil qiladi. Jarayon singamiya yoki generativ urug'lantirish deb ataladi.

Diploid zigota nihoyat embrionga aylanadi. Boshqa erkak gameta ikkita qutb yadrosi (yoki ikkilamchi yadro) bilan birlashib, triploid birlamchi endosperm yadrosini hosil qiladi. Jarayon uch marta sintez yoki vegetativ o'g'itlash deb ataladi. Bu ikki urug'lantirish harakati qo'sh urug'lantirish jarayonini tashkil qiladi. Ikki marta urug'lantirish faqat angiospermlarda sodir bo'ladi.

Hayvonlarda urug'lantirish jarayoni

Urug'lantirish - bu bitta haploid sperma bilan bitta haploid tuxum qo'shilib, zigota hosil qilish jarayoni. Sperma va tuxum hujayralarining har biri bu jarayonni amalga oshiradigan o'ziga xos xususiyatlarga ega.

Tuxum hayvonlarning ko'p turlarida hosil bo'lgan eng katta hujayradir. Odamning tuxum hujayrasi sperma hujayrasidan taxminan 16 marta katta. Har xil turdagi tuxumlarda turli miqdorda sarig'i , rivojlanayotgan embrionning o'sishini qo'llab-quvvatlaydigan ozuqa moddalari mavjud. Tuxum glikoproteinlardan (ularga shakar yopishgan oqsillar) iborat jele qatlami bilan o'ralgan bo'lib, u spermani tuxumga yo'naltiradigan turlarga xos kimyoatrakantlarni (kimyoviy attraktorlar) chiqaradi. Sutemizuvchilarda bu qatlam zona pellucida deb ataladi. Plasental sutemizuvchilarda follikulyar hujayralar qatlami zona pellucidani o'rab oladi. Zona pellucida / jele qatlami tuxumdan hujayraning plazma membranasidan tashqarida joylashgan vitellin konvert deb ataladigan membrana bilan ajratiladi. Tuxumning plazma membranasi ostida kortikal granulalar, fermentlarni o'z ichiga olgan pufakchalar mavjud bo'lib, ular urug'lanish sodir bo'lganda plazma membranasi atrofida vitellin konvertini ushlab turadigan oqsillarni parchalaydi.

Spermatozoid ko'pchilik hayvonlar turlarida ishlab chiqarilgan eng kichik hujayralardan biridir. Spermatozoidlar mahkam o'ralgan DNKni o'z ichiga olgan boshdan, suzish uchun flagellar dumidan va sperma harakati uchun quvvatni ta'minlaydigan ko'plab mitoxondriyalardan iborat. Spermatozoidning plazma membranasida tuxum plazmasi membranasidagi retseptorlarni taniydigan va bog'laydigan turga xos oqsillar bo'lgan bindin deb ataladigan oqsillar mavjud. Yadrodan tashqari, spermatozoidning boshida akrozoma deb ataladigan organella ham mavjud bo'lib, unda spermatozoidlarning tuxum plazma membranasiga etib borishini ta'minlash uchun jele qatlamini/zona pellucidani buzadigan ovqat hazm qilish fermentlari mavjud.

Naslning faqat bitta to'liq diploid xromosomalar to'plamiga ega bo'lishini ta'minlash uchun faqat bitta sperma bitta tuxum bilan birlashishi mumkin. Tuxum yoki polispermiya bilan bir nechta sperma sintezi genetik jihatdan hayotga mos kelmaydi va zigota o'limiga olib keladi. Polispermiyani oldini oluvchi ikkita mexanizm mavjud: "tez blok" dan polispermiyaga va "sekin blokirovka" polispermiya.

Yuqoridagi va urug'lantirishning boshqa bosqichlari quyida muhokama qilinadi:

• Spermatozoidlar jele qatlami/zona pellucidaga tortiladi va ular bilan aloqa qiladi.
• Sperma hujayradagi retseptorlar va tuxum hujayrasidagi glikoproteinlar o'rtasidagi o'zaro ta'sir akrozoma reaktsiyasini boshlaydi. Ovqat hazm qilish fermentlari akrozomadan chiqariladi va ular jele qatlamini / zona pellucidani yo'q qiladi, shu bilan sperma tuxumga yaqinlashish uchun yo'l yaratadi.
• Spermatozoid tuxum plazma membranasiga etib boradi va sperma va tuxum plazma membranalari birlashadi. Ushbu o'zaro ta'sir tuxum plazmasi membranasidagi bog'lovchi retseptorlari oqsillari bilan bog'langan sperma bog'lovchi oqsillari orqali amalga oshiriladi. Bu o'zaro ta'sir turga xos bo'lib, har bir turda bindin oqsili va bindin retseptorlari oqsillarining biroz boshqacha versiyalari mavjud.
• Sperma va tuxum membranalarining birlashishi butun tuxum plazma membranasining elektr depolarizatsiyasini boshlaydi, vaqtincha (10-20 soniya davomida) boshqa spermatozoidlarning tuxum plazma membranasi bilan birlashishiga yo'l qo'ymaydi. Natriy ionlarining kirib kelishi bilan bog'liq bo'lgan bu membran depolarizatsiyasi polispermiyaning tez blokidir.
• Membrananing depolarizatsiyasi plazma membranasi bo'ylab chiqarilgan kaltsiyning o'zaro faoliyat to'lqinini boshlaydi.
• Kaltsiy to'lqini tuxumda kortikal reaktsiyani boshlaydi: kortikal granulalar tuxum plazma membranasi bilan birlashadi, spermatozoidlarni biriktiruvchi joy bo'lib xizmat qiluvchi bindin retseptorlari oqsillarini va plazma membranasiga qarshi vitellin qatlamini ushlab turadigan oqsillarni parchalovchi hazm qilish fermentlarini chiqaradi.
• Kortikal reaktsiya urug'lanish konvertini hosil qilish uchun vitellin qatlamining tuxum plazma membranasidan uzoqlashishiga olib keladi. Urug'lantirish konverti qo'shimcha sperma tuxumga etib borishiga to'sqinlik qiladigan to'siq bo'lib, polispermiya uchun sekin blokdir.
• Hodisalar tuxum faollashishi bilan yakunlanadi, bu tuxum urug'lanish sodir bo'lganligini tan oladi va natijada rivojlanish boshlanadi.