U vyšších živočíchov sa na reprodukciu potomstva používajú samčie a samičie reprodukčné bunky alebo gaméty. Sú veľmi odlišné od seba navzájom a od zvyšku buniek tela.

Dámske sexuálna bunka nazývané vajíčko. Má veľký, oválny alebo guľovitý tvar, obsahuje veľké množstvo deutoplazmy (žĺtka) - Stavebný Materiál, vďaka čomu sa u cicavcov (okrem vajcorodých zvierat: echidna a ptakopysk) vajíčko vyvíja v prvom okamihu po oplodnení a u iných zvierat až do úplného dozrievania embrya. Preto bunky tých druhých dosahujú skutočne gigantickú veľkosť.

Najväčšie vajcia zo všetkých zvierat, ktoré v súčasnosti žijú na Zemi, ak ich vezmeme so všetkými membránami, ktoré u vtákov zahŕňajú škrupinu a bielkoviny, sú pštrosie vajcia. Hmotnosť tejto klietky je 2-3 kilogramy. Vyhynuté praveké plazy a osobný holub, ktorý žil na Zemi pomerne nedávno, mali objem vajíčka veľký ako vedro. Ľudské vajíčko je jedno z najmenších, jeho priemer je 0,2–0,5 milimetra. U bezstavovcov sú známe ešte menšie vajíčka, ktorých priemer sotva dosahuje 0,04 milimetra.

Vajíčka dozrievajú v ženských pohlavných orgánoch - vaječníkoch. U ľudí sa tvoria v rané detstvo, asi o dva a pol roka a neskôr sa nemenia. Bolo možné vypočítať, že každý vaječník v tom čase obsahoval 30 000 vajíčok. Vo viac skoré obdobie je ich ešte niekoľko, ale počnúc šiestym mesiacom vnútromaternicového života vo vaječníku embrya niektoré začínajú dozrievať, avšak plný rozvoj nedosahovať.

Dozrievajúce vajíčko sa delí dvakrát a stráca polovicu svojich chromozómov. Až potom, čo dievča dosiahne pubertu, môže vajíčko dosiahnuť plný vývoj a nastáva ovulácia, uvoľnenie vajíčka z vaječníka. Počas života ženy dozreje len niečo viac ako 400 vajíčok, 13 za jeden rok.

Mužské reprodukčné bunky - spermie - sú veľmi jedinečné a na rozdiel od iných buniek v tele. Spermie rôznych zvierat sa navzájom líšia vzhľad. Spoločné majú to, že sú vždy menšie ako vajce a všetky sa vyznačujú pohyblivosťou.

Cicavčie spermie pozostáva z malá hlava a dlhý chvost, s ktorým sa pohybuje. Dĺžka ľudskej spermie je 50-70 mikrónov a jej hlavičky sú len 4-5 mikrónov. Spermie nižších zvierat sú obzvlášť zložité. Často sú vybavené perforátorom vo forme šidla, vŕtačky, dláta alebo vývrtky na otváranie škrupiny vajíčka, ako aj čepeľami, plutvami a inými zariadeniami.

Spermie sa vyvíjajú v mužských pohlavných žľazách - semenníkoch, ktoré sú u stavovcov párové a nachádzajú sa v telovej dutine. Len u ľudí a niektorých cicavcov sa nachádzajú v špeciálnych vakoch priamo pod kožou. K výstupu semenníkov dochádza počas vnútromaternicového života plodu. Ak sa tak z nejakého dôvodu nestane, spermie sa v takýchto semenníkoch nevyvinú. Predpokladá sa, že sa to deje kvôli vysoká teplota vnútri brušnej dutiny. V každom prípade slony, ktorých semenníky ležia v telesnej dutine a teplota je dosť vysoká, v obdobie párenia vyliezť vysoko do hôr, kde je zima. Bez toho je počatie nemožné. Keď sú tieto obry privezené na náš studený sever, často sa im v prvých rokoch rodí potomstvo. Musíme si ale uvedomiť, že ani v ich domovine nie je chov slonov v zajatí ani zďaleka bežný.

Mužské semenníky majú každý asi tisíc stočených tubulov. Steny tubulov obsahujú veľké oválne bunky, ktorých delením vznikajú spermie. Počas delenia, rovnako ako ženské gaméty, stratia polovicu svojich chromozómov a potom sa zaviažu náročný proces morfologická rekonštrukcia, transformácia z obyčajnej oválnej bunky na zrelú spermiu.

Spermie, ktoré ešte nenadobudli schopnosť pohybu, sa pretlačia cez tubuly do nadsemenníka, čo je vysoko stočená trubica, kde sú spermie uložené v semennej tekutine, ktorá obsahuje potrebné živiny: glukóza a fruktóza.

Bez ohľadu na to, kde sa spermie stretáva s vajíčkom, či už v reprodukčnom trakte samice alebo mimo tela, každá jednotlivá spermia má veľmi malú šancu dosiahnuť vajíčko. V ženskom pohlavnom trakte musia ľudské spermie prekonať veľkú vzdialenosť a rýchlosť pohybu nepresahuje 1,5 až 3 milimetre za minútu.

Aby sa zabezpečila spoľahlivosť stretnutia dvoch pohlavných buniek, príroda sa musela riadiť líniou použitia obrovské armády spermií aj v prípadoch, keď je potrebné oplodniť len jedno vajíčko. Takže pri pohlavnom styku v reprodukčný systémženy kde v najlepší scenár Môže existovať iba jedno zrelé vajíčko, ale zavedie sa 200 alebo viac miliónov spermií.

Záležitosť je ďalej komplikovaná skutočnosťou, že reprodukčné bunky (samičie aj mužské) sú veľmi jemné a majú krátku životnosť. Ľudské vajíčko odumiera deň po ovulácii; spermie v pohlavnom trakte ženy žijú o niečo dlhšie, 24-48 hodín.

Nejde však len o dĺžku existencie sexuálnych prvkov, ale aj o to, ako dlho sú schopné oplodnenia. Škrupina lososových vajec, keď sa dostane do vody, stvrdne natoľko, že cez ňu spermie už nemôžu preniknúť. A samotné spermie si zachovávajú schopnosť pohybovať sa vo vode veľmi krátky čas: u lososa - 45 sekúnd a u pstruha potočného iba 23 sekúnd. Pre také krátkodobý a musí dôjsť k stretnutiu oboch buniek. Preto sa pri umelom chove lososov v továrňach na ryby kaviár vopred zmieša so spermiami a až o niečo neskôr sa prenesie do vody.

Životnosť a schopnosť pohybu spermií sa môže výrazne zvýšiť, ak sú držané bez vody. V „suchej“ forme môžu byť spermie niektorých rýb skladované jeden až dva týždne a niekedy aj viac.

U niektorých zvierat sú spermie uložené v ženských pohlavných orgánoch veľmi dlho. Párovanie netopiere dochádza počas zimovania, ale k oplodneniu v tomto momente nedochádza. Spermie zavedené do tela samice sú uložené v pohlavnom trakte až do jari. Slimačie spermie možno skladovať roky. U včiel dochádza k páreniu raz za život. Spermie sú uložené v špeciálnom vaku spojenom s pohlavným traktom. Keď včelia kráľovná nakladie vajíčka, dobrovoľne otvorí zvierač vačku a umožní spermiám oplodniť znesené vajíčka. Ak sa znášanie vykonáva so zatvoreným zvieračom, vajíčka sú neoplodnené.

Ako spermia nájde vajíčko? Teraz sa o tom vie len málo. Kvôli obrovskému počtu spermií môže dôjsť k stretu s vajíčkami v dôsledku náhodných zrážok. Známe sú aj špeciálne zariadenia. Vajíčka niektorých živočíchov obsahujú špeciálne látky, ktoré uvoľnené do životného prostredia v úplne zanedbateľných množstvách buď predlžujú životnosť spermií, alebo ich nútia pohybovať sa smerom k zdroju tejto látky.

Existencia obrovských armád spermií nie je potrebná. Tam, kde štruktúra reprodukčného aparátu výrazne uľahčuje stretnutie spermií s vajíčkom, zvieratá si vystačia s malým počtom samčích reprodukčných buniek. U niektorých nižších kôrovcov patriacich k dafniám sú teda dve vajíčka uložené v stiesnenej plodovej komore, kam vstupujú spermie počas párenia, a potom sa diera, cez ktorú sa zavádzajú, uzavrie. Spermie týchto dafnií sú veľmi veľké, neaktívne a čo je obzvlášť zaujímavé, je ich málo. Počas párenia sa do plodovej komory nedostane viac ako päť spermií a celkovo samec nemá viac ako 20 spermií.

Hnojenie začína pripojením spermie k škrupine vajíčka. Teraz sa musí dostať dovnútra. Tomu bráni škrupina vajíčka. U niektorých zvierat, ako sú ostnatokožce a obojživelníky, je veľmi hustý. Často je pre spermie úplne nepriechodná, s výnimkou úzkeho kanálika nazývaného „mikropyle“; Len pozdĺž nej môže spermia preniknúť do vajíčka. Úsilie, ktoré spermie v tomto procese vyvíja, je obrovské. Môžete pozorovať, ako sa veľké vajíčka morských živočíchov, v porovnaní s ktorými sú spermie zanedbateľné, začnú pomaly pohybovať alebo otáčať pod priateľským tlakom ich tisícok armád obklopujúcich vajíčko v hustom prstenci.

Ľudské vajíčko je okrem vlastnej škrupiny obklopené vrstvou buniek – corona radiata a je teda pre jednu spermiu nedostupné. Len spoločné úsilie niekoľkých stoviek tisíc spermií môže viesť k prelomeniu tejto bariéry, pričom sa pomocou špeciálneho enzýmu hyaluronidázy, obsiahnutej v nepatrných množstvách v ich hlavách, zničí látka, ktorá spája bunky corona radiata dohromady. Až potom bude môcť jedna zo spermií preniknúť do vajíčka.

Preniknutie do vajíčka okamžite spôsobí množstvo zmien v ňom, predovšetkým v škrupine: v krátkom čase tak zhustne, že cez ňu už nepreniknú žiadne spermie. Vzhľad tejto membrány zabezpečuje, že vajíčko je oplodnené len jednou spermiou.

V tomto prípade sa vajíčko vajíčka spojí s jadrom spermie, ktorá preniká dovnútra. Jadro novej bunky, vznikajúce fúziou samčích a samičích gamét, teda už obsahuje plný počet chromozómov. Potom sa vajíčko začne deliť.

V niektorých prípadoch je vznik oplodňovacej membrány oneskorený a vďaka tomu do vajíčka prenikne niekoľko spermií. Keď sa ich jadrá spoja s jadrom vajíčka, celkový počet chromozómov sa ukáže byť väčší ako normálne. Pre niektoré organizmy však prenikanie niekoľkých spermií do vajíčka je normálny výskyt. V tomto prípade však len jeden z nich splýva s jadrom ženská bunka. Zvyšok zomiera blízko povrchu jadra a ich látka sa používa iba na výživu vajíčka.

Len exkluzívne v ojedinelých prípadoch Na fúzii sa môže zúčastniť niekoľko spermií. Takéto vajíčko sa zvyčajne vyvíja nesprávne a čoskoro zomrie. U hmyzu, vtákov a niektorých iných živočíchov je však možné v umelých podmienkach pestovať jednotlivé exempláre získané splynutím vajíčka s niekoľkými spermiami až do dospelosti.

Polyploidné živočíchy, teda s viacerými sadami chromozómov, vznikajú aj pri normálnom oplodnení vajíčka jednou spermiou, ak je narušený proces následnej fragmentácie vajíčka. Polyploidia je rozšírená najmä v rastlinách. Bunky polyploidných rastlín sú väčšie, čo vedie k značne zväčšenej veľkosti rastlín. Všetky pestované rastliny sú polyploidné. Prípady polyploidie u zvierat sú oveľa zriedkavejšie. Dôvodom môže byť zmätok pri určovaní pohlavia. V tomto prípade nedochádza k normálnej chromozómovej divergencii, delenie vajíčka je narušené a odumiera. Polyploidia sa ľahko vyskytuje iba u zvierat rovnakého pohlavia.

Hnojenie - špecifická reakcia. To znamená, že môže dôjsť k fúzii medzi zárodočnými bunkami zvierat patriacich k rovnakému alebo veľmi podobnému druhu. K oplodneniu vajíčka spermiou nepríbuzných zvierat dochádza len ako výnimočný jav.

Ďalšou vlastnosťou oplodnenia je, že je nevratné. Ak spermie, ktoré preniknú do vajíčka, z nejakého dôvodu odumrú, môžu pokračovať vo vývoji a fragmentácii, akoby sa nič nestalo. Vývoj vajíčka bude pokračovať, ak sa odtiaľ opatrne odstráni spermie, ktoré doň prenikli. Ani jedna spermia nebude môcť znovu vstúpiť do tohto vajíčka. Embryá vyvíjajúce sa z takto neúplne oplodnených vajíčok odumierajú v raných štádiách vývoja a len niekedy dosiahnu dospelosť. Schopnosť vajíčka vyvinúť sa po smrti alebo odstránení spermií, ktoré prenikli dovnútra, je veľmi vysoká dôležitý majetok. Vďaka tejto schopnosti sa s vajíčkom môžu diať úžasné veci.



Hnojenie nazývané spojenie dvoch gamét, výsledkom čoho je vytvorenie oplodneného vajíčka alebo zygoty (grécky zygota - spojené do páru), - počiatočná fáza vývoj nového organizmu.

Oplodnenie so sebou nesie dva dôležité dôsledky: 1) aktiváciu vajíčka, t.j. motivácia k rozvoju, a 2) synkaryogamia, t.j. vznik diploidného jadra zygoty ako výsledok fúzie haploidných jadier zárodočných buniek nesúcich genetickú informáciu dvoch rodičovských organizmov.

Stretnutie gamét uľahčuje skutočnosť, že vajíčka rastlín a živočíchov sa uvoľňujú do prostredia chemických látok- hormóny, ktoré aktivujú spermie. Je možné, že aktivačné látky sú vylučované bunkami ženského reprodukčného traktu cicavcov. Zistilo sa, že cicavčie spermie môžu preniknúť do vajíčka iba vtedy, ak boli v ženskom reprodukčnom trakte aspoň jednu hodinu.

Spermie radu nižších rastlín majú pozitívnu chemotaxiu na látky vylučované vaječnými bunkami. Neexistujú žiadne presvedčivé dôkazy o chemotaxii v spermiách zvierat. Spermie sa náhodne pohybujú a náhodne kolidujú s vajíčkami.

Vo vaječnej škrupine niektorých zvierat sú drobné otvory - mikropyle, cez ktoré preniká spermie. Vo väčšine druhov neexistuje mikropyla, k penetrácii spermií dochádza prostredníctvom akrozomálnej reakcie, ktorá sa deteguje pomocou elektrónovej mikroskopie. Akrozomálna oblasť sa nachádza na prednom konci spermie a je obklopená membránou. Pri kontakte s vajíčkom sa membrána akrozómu zničí. Uvoľňuje sa z nej akrozomálne vlákno, uvoľňuje sa enzým, ktorý rozpúšťa membránu vajíčka a enzým hyaluronidáza, ktorý ničí folikulárnych buniek, obklopujúce vajíčko. Akrozomálne vlákno preniká do rozpustenej zóny vaječných membrán a spája sa s blanou vajíčka. V tomto bode sa z cytoplazmy vajíčka vytvorí receptívny tuberkul. Zachytáva jadro, centrioly a mitochondrie spermií a prenáša ich hlboko do vajíčka. Plazmatická membrána spermie je zabudovaná do povrchovej membrány vajíčka a tvorí mozaikovú vonkajšiu membránu zygoty.

Prienik spermie do vajíčka mení jej metabolizmus, čo sa prejavuje množstvom morfologických a fyziologických premien. Priepustnosť sa zvyšuje bunková membrána, zvyšuje sa vstrebávanie fosforu a draslíka z prostredia, uvoľňuje sa vápnik, zvyšuje sa metabolizmus uhľohydrátov, aktivuje sa syntéza bielkovín. Niektoré zvieratá potrebujú kyslík. Áno, y morský ježko v prvej minúte po oplodnení sa absorpcia kyslíka zvyšuje 80-krát. Koloidné vlastnosti protoplazmy sa menia. Viskozita sa zvyšuje 6-8 krát. Vo vonkajšej vrstve vajíčka sa mení elasticita a optické vlastnosti. Oplodňovacia membrána sa na povrchu odlupuje; Medzi ním a povrchom vajíčka sa vytvorí voľný priestor naplnený tekutinou. Pod ním sa vytvorí škrupina, ktorá zabezpečuje uchytenie buniek vznikajúcich rozdrvením vajíčka. Akonáhle sa vytvorí oplodňovacia membrána, iné spermie už nemôžu preniknúť do vajíčka.

Ukazovateľom zmien v metabolizme je skutočnosť, že u mnohých živočíšnych druhov sa dozrievanie vajíčka končí po prieniku spermií. U škrkavky a mäkkýše, len v oplodnených vajíčkach sa uvoľňuje druhé redukčné teleso. U ľudí spermie prenikajú do vajíčok, ktoré sú ešte v období dozrievania. Prvé redukčné teleso sa uvoľní po 10 hodinách, druhé - iba 1 deň po penetrácii spermií.

Vrcholom procesu oplodnenia je jadrová fúzia. Jadro spermie (mužské pronukleus) v cytoplazme vajíčka napučiava a dosahuje veľkosť jadra vajíčka (ženské pronukleus). Súčasne sa mužský pronukleus otáča o 180 stupňov a posúva sa dopredu s centrozómom smerom k ženskému pronukleu; tento sa mu tiež sťahuje v ústrety. Po stretnutí sa jadrá spoja.

Následkom synkaryogamie, t.j. splynutím dvoch jadier s haploidnou sadou sa obnoví diploidná sada chromozómov. Po vytvorení synkarionu sa vajíčko začne drviť.

Štúdium fyziológie oplodnenia nám umožňuje pochopiť úlohu veľké číslo spermie podieľajúce sa na oplodnení. Zistilo sa, že ak počas umelej inseminácie králikov obsahuje semenná tekutina menej ako 1000 spermií, k oplodneniu nedôjde. Rovnako k oplodneniu nedochádza, keď sa zavedie veľmi veľký počet spermií (viac ako 100 miliónov). To sa vysvetľuje v prvom prípade nedostatočným a v druhom nadmerným množstvom enzýmov potrebných na prenikanie spermií do vajíčka.

7. Hnojenie u zvierat

Hnojenie- proces splynutia samčích a samičích reprodukčných buniek, ktorého výsledkom je vznik zygoty. Zygota- oplodnené vajíčko. Vždy má diploidnú sadu chromozómov. Zo zygoty sa vyvinie embryo, z ktorého vznikne nový organizmus.

Etapy oplodnenia

Proces oplodnenia začína od okamihu, keď spermia prenikne do vajíčka. Keď sa spermie dostanú do kontaktu so škrupinou vajíčka, obsah akrozómu sa dostane na povrch škrupiny. Pôsobením hydrolytických enzýmov obsiahnutých v akrozóme sa membrána vajíčka rozpúšťa v mieste kontaktu. Špeciálne proteíny zabezpečujú prienik obsahu spermií do vajíčka (obr. 15).

Ryža. 15. Postupnosť štádií oplodnenia: A - zblíženie spermie a vajíčka; B - penetrácia spermie do vajíčka; B - fúzia dvoch jadier; G - tvorba vretena prvej divízie; D - tvorba prvých dvoch buniek embrya

Ďalej sa synchrónne vyskytuje niekoľko procesov. Spermia ako keby spúšťa vývojový program, ktorý je súčasťou vajíčka. Po prvé, obal vajíčka sa stane nepriepustným pre ostatné spermie. Po druhé, zvýšená syntéza bielkovín začína vo vajci, čo zabezpečí vývoj zygoty. Ďalej sa spoja dve haploidné jadrá, ktoré sú tzv pronuklei(v preklade z latinčiny ako „predchodcovia jadra“). V dôsledku splynutia pronukleov vzniká diploidné jadro zygoty. V oplodnenom vajíčku sa replikuje DNA dvoch jadier a pripravuje sa na rozdelenie. Spolu s pronukleom vstupujú do vajíčka aj centrioly spermií, ktoré hrajú dôležitá úloha. Zabezpečujú tvorbu vretena prvej divízie.

Existujú dva spôsoby oplodnenia zvierat: vonkajšie a vnútorné. Pri vonkajšom oplodnení samica uvoľňuje vajíčka (poter) a samec spermie do vonkajšieho prostredia, kde dochádza k oplodneniu. Tento spôsob hnojenia je typický pre vodných obyvateľov (ježovky, ryby, obojživelníky).

Počas vnútorného oplodnenia dochádza k splynutiu gamét v ženskom pohlavnom trakte. Táto metóda je typická pre suchozemských a niektorých vodných obyvateľov (červy, hmyz, plazy, vtáky, cicavce).

Oplodnené vajíčko sa môže vyvinúť buď v tele samice, ako u cicavcov, alebo v vonkajšie prostredie, ako mnoho vtákov, plazov, hmyzu. V druhom prípade je oplodnené vajíčko pokryté špeciálnou membránou alebo škrupinou. Samica ho umiestni na najbezpečnejšie miesto.

Biologický význam oplodnenia spočíva v tom, že fúzia gamét obnovuje diploidný súbor chromozómov a nový organizmus nesie dedičnú informáciu a vlastnosti dvoch rodičov.

Partenogenéza

Typ sexuálneho rozmnožovania, pri ktorom sa dospelý jedinec vyvíja z neoplodneného vajíčka, sa nazýva partenogenéza.

Partenogenéza sa vyskytuje u nižších kôrovcov (dafnie), hmyzu (včely, vošky) a u niektorých vtákov (morky) a spravidla sa strieda s normálnym pohlavným rozmnožovaním. Z neoplodnených vajíčok s haploidnou sadou chromozómov sa vyvinie nový organizmus. Počas prvého delenia mitózy po zdvojení DNA sa chromozómy nerozchádzajú a obnoví sa diploidná sada.

Partenogenéza môže prebiehať za priaznivých aj nepriaznivých podmienok. Napríklad u vošiek a dafnií sa v lete vyvíjajú samice a na jeseň samce z neoplodnených vajíčok. U včiel sa vždy z neoplodnených vajíčok vyvinú samčekovia – trúdy a z oplodnených vajíčok samičky (kráľovné) a robotnice.

Partenogenézu možno vyvolať umelo pôsobením nejakého faktora na vajíčko.

Konjugácia

Ďalším typom sexuálneho rozmnožovania je konjugácia – dočasné spojenie dvoch jedincov a výmena častí jadrového aparátu a malého množstva cytoplazmy. Tento proces je charakteristický pre prvoky, najmä nálevníky. Pred začiatkom konjugácie u nálevníkov je veľké jadro (makronukleus) zničené a malé generatívne jadro (mikronukleus) je rozdelené meiózou. Tri zo štyroch vytvorených haploidných jadier sú zničené a štvrté je rozdelené mitózou na dve jadrá. Jedno z týchto jadier sa vymieňa medzi konjugovanými jedincami. Vymenené jadrá sa spájajú s druhými jadrami zostávajúcimi v bunkách. V dôsledku toho sa v každej bunke vytvorí diploidné jadro. Potom sa jednotlivci rozchádzajú.

Nové jadro je rozdelené na dve nerovnaké časti. jeden, väčšina sa zmení na makronukleus a druhý na mikronukleus. Tento proces sa podobá oplodneniu, pretože fúzia jadier rôzne organizmy Toto sa stane a genetická informácia sa aktualizuje.

Otázky na sebaovládanie

1. Aké procesy prebiehajú pri oplodnení?

2. Ako sa volá bunka, ktorá vznikla splynutím dvoch gamét? Akú sadu chromozómov má?

3. Porovnajte dva spôsoby oplodnenia: vonkajšie a vnútorné. Ktorý z nich poskytuje väčšiu pravdepodobnosť výskytu a zachovania potomstva?

4. Čo je podstatou partenogenézy? Čo to znamená pre organizmy? Prečo sa partenogenéza považuje za typ sexuálnej reprodukcie?

5. Porovnajte konjugáciu a oplodnenie. Aké sú podobnosti a rozdiely medzi týmito procesmi?

Z knihy Prsteň kráľa Šalamúna autora Lorenz Konrad Z.

JAZYK ZVIERAT Poznal všetky vtáky nárečia. Ich mená a tajomstvá. Vedené rozhovory počas stretnutí... G. Longfellow Zvieratá nemajú jazyk v pravom zmysle slova. U vyšších stavovcov, ako aj u hmyzu - hlavne u spoločenských druhov oboch týchto veľkých

Z knihy Chov psov od Harmara Hilleryho

Z knihy Dopingy v chove psov od Gourmand E G

8.2.1.1. Umelé oplodnenie v chove psov Využitie umelého oplodnenia v chove psov v súčasnosti brzdí najmä nedostatok vhodných regulačné dokumenty s prihliadnutím na pôvod zvierat a istý konzervativizmus

Z knihy Fyziológia reprodukcie a reprodukčná patológia psov autora Dulger Georgij Petrovič

3.1. HNOJENIE Hnojenie je proces splynutia pohlavných buniek samca (spermie) a samice (vajíčko) a vytvorenie zygoty, ktorá má dvojitú dedičnosť a dáva vznik novému organizmu.Prirodzeným typom inseminácie u psov je maternica . Počas pohlavného styku

Z knihy Psy a ich chov [Chov psov] od Harmara Hilleryho

Oplodnenie vajíčka Folikuly (niečo ako vezikuly, v ktorých dozrievajú vajíčka) začnú postupne vyčnievať na povrch vaječníka, produkujú hormóny, ktoré pripravujú maternicu na prijatie oplodneného vajíčka. Tlak na steny vaječníkov

Z knihy Chov psov autora Sotskaya Maria Nikolaevna

Oplodnenie Podstatou procesu oplodnenia je splynutie ženských a mužských reprodukčných buniek – gamét, do jednej nová bunka- zygota, ktorá nie je len bunkou, ale zároveň organizmom novej, dcérskej generácie. Zároveň haploidné sady

Z knihy Choroby psov (nenákazlivé) autora Panysheva Lidiya Vasilievna

Hnojenie U samcov sa v momente ejakulácie cibuľová časť žaluďa penisu zväčší a vyplní celý priestor predný úsek vagínu. Vestibulárna erekcia kavernózne teláženy zvierajú penis a tým bránia uvoľneniu spermií

Z knihy Rozmnožovanie psov autora Kovalenko Elena Evgenievna

Kopulácia a oplodnenie Aby ste správne zorganizovali párenie, musíte si predstaviť fyziologické procesy, ktorý je základom. U zvierat, ktoré sa rozmnožujú pohlavne, procesu oplodnenia predchádza inseminácia. S vnútorným

Z knihy Život zvierat, zväzok III, Plazy. Obojživelníky. Ryby autora Bram Alfred Edmund

ŽIVOT ZVIERAT V troch zväzkochZväzok III

Z knihy Ľudská rasa od Barnetta Anthonyho

Oplodnenie Teraz, keď sme sa pozreli na štruktúru pohlavných orgánov a spôsob ich fungovania, prejdime k samotnej podstate celého komplexného reprodukčného systému. A keďže sme o štyridsať týždňov starší, ako si myslíme (s prihliadnutím na čas vnútromaternicový vývoj), potom v prvom rade

Z knihy Čítanie medzi riadkami DNA [Druhý kód nášho života alebo kniha, ktorú by si mal prečítať každý] autor Špork Peter

Je umelé oplodnenie rizikom? Základný výskum v epigenetike sa primárne snažil študovať komplexné zmeny, ku ktorým dochádza v bunkách v čase oplodnenia v najskoršom štádiu vývoja akéhokoľvek života. Výsledky vytvárajú dôvod

Z knihy Stop, kto vedie? [Biológia správania ľudí a iných zvierat] autora Žukov. Dmitrij Anatolijevič

Tréning zvierat Ľudia tiež používajú nekontrolovateľný stres na kontrolu správania zvierat. Takže napríklad starodávna ruská okupácia - sokoliarstvo - vyžadovalo veľká kvantita cvičené vtáky. Preto ulovený sokol pred začiatkom výcviku nie je

Z knihy Why We Love [The Nature and Chemistry of Romantic Love] od Helen Fisher

Selektivita u zvierat Prebytok energie, sústredenie sa na jedného tvora, túžba vyhľadávať jeho pozornosť, nechutenstvo, vytrvalosť, všetky druhy jemných výpraskov, bozky, obliznutia, pokusy o vzájomné maznanie, hravé koketovanie – všetko

Z knihy Gény a vývoj tela autora Neyfakh Alexander Alexandrovič

Kapitola III Kde začína vývoj. Hnojenie Hnojenie sa tradične považuje za začiatok vývoja. V skutočnosti až po splynutí haploidného vajíčka a haploidnej spermie sa vytvorí diploidná zygota – v skutočnosti najskoršie embryo. Väčšina

Z knihy Biológia. Všeobecná biológia. 10. ročník Základná úroveň autora Sivoglazov Vladislav Ivanovič

21. Oplodnenie Pamätajte si! Akú sadu chromozómov má zygota? Ktoré zvieratá sa vyznačujú vonkajším oplodnením? Ktoré organizmy majú dvojité oplodnenie? Na pohlavné rozmnožovanie nestačí, aby telo jednoducho vytvorilo pohlavné orgány

Z knihy Antropológia a koncepty biológie autora Kurchanov Nikolaj Anatolievič

Hnojenie Hnojenie je proces spojenia samčích a samičích gamét. V tomto prípade sa tvorí genotyp jedinca nesúci informácie od oboch rodičov. Hnojenie má dva dôležité dôsledky: aktiváciu vajíčka (stimuláciu jeho vývoja) a

Vonkajšie oplodnenie vykonávané v životné prostredie, zvyčajne v vodné pomery, kde končia mužské a ženské reprodukčné bunky. Príkladom je oplodnenie u väčšiny zvierat, ktoré žijú alebo sa rozmnožujú vo vode: annelids , lastúrniky, väčšina ryby, bezchvostých obojživelníkov. Samčie a samičie gaméty uvoľnené týmito organizmami vstupujú do vody, kde sa stretnú a splynú – vznik zygoty.

S vonkajším hnojením stretnutie vajíčka a spermie závisí od rôznych faktorov prostredia, takže pri tomto type oplodnenia organizmy zvyčajne tvoria obrovské množstvo zárodočných buniek. Napríklad jazerná žaba znáša až 11 tisíc vajec, sleď atlantický asi 200 tisíc vajec a slnečnica - takmer 30 miliónov.

Vnútorné oplodnenie

Vnútorné oplodnenie- k stretnutiu a splynutiu gamét dochádza v ženskom pohlavnom trakte. V tomto prípade je pravdepodobnosť oplodnenia a prežitia zygoty oveľa vyššia, takže sa vytvorí oveľa menej reprodukčných buniek (najmä vajíčok). Vnútorné oplodnenie je pre mnohých spoločné vodné organizmy a na súši sa stáva jediným spoľahlivým spôsobom, ako zabezpečiť splynutie gamét. Vnútorným oplodnením dostane zygota možnosť rozvíjať sa, pričom zostáva v tele matky

Vnútorné oplodnenie u mnohých zvierat (plazy, vtáky) je sprevádzaná znáškou vajec vo vonkajšom prostredí, kde sa po určitom čase z vajec vyvinú malé mláďatá: kurčatá, mláďatá korytnačiek, krokodílov atď. U väčšiny cicavcov prechádza zygota a z nej vytvorené embryo vnútorný rozvoj v ženských pohlavných orgánoch. U cicavcov (okrem vajcorodých - platypus A echidnas) na rast embrya (embrya) sa v maternici vytvorí takzvané miesto dieťaťa alebo placenta. Vo forme rudimentov sa vyskytuje aj u vačkovcov. Prostredníctvom placenty sa vytvorí spojenie medzi krvným obehom embrya a samice. Tým je zabezpečená výmena plynov v tele embrya, jeho výživa a odstraňovanie produktov rozpadu a samozrejme ochrana embrya pred nepriaznivými podmienkami prostredia.

Vnútorné oplodnenie u zvierat - proces, ktorý vznikol počas evolúcie neskôr ako vonkajšie oplodnenie, a oveľa progresívnejší morfobiologický jav. To isté treba poznamenať o vzhľade placenty v histórii vývoja živočíšneho sveta. Zabezpečujú reprodukciu zdravej mladej generácie s výraznou ochranou, konzerváciou (a hospodárnosťou) zárodočných buniek rozmnožujúcich sa organizmov a starostlivosťou matky o vývoj embryí.

S vnútorným oplodnením zygota dostane príležitosť rozvíjať sa, zatiaľ čo zostáva v tele matky.

Počet zárodočných buniek, ktoré telo vyprodukuje, závisí aj od stupňa starostlivosti rodičov o potomka. Napríklad treska znesie 10 miliónov vajíčok a už sa nikdy nevráti na miesto znášky, africká tilapia, ktorá nosí vajíčka v tlame, vyprodukuje najviac 100 vajíčok a cicavce so zložitým rodičovským správaním, ktoré sa stará o ich potomstvo, rodia len jedno alebo niekoľko mláďat .

U ľudí, rovnako ako u všetkých ostatných cicavcov, dochádza k oplodneniu vo vajcovodoch, cez ktoré sa vajíčko pohybuje smerom k maternici. Spermie prejdú pred stretnutím s vajíčkom obrovskú vzdialenosť a do vajíčka prenikne iba jedna z nich. Po preniknutí spermiou vytvorí vajíčko na povrchu hrubú škrupinu, nepreniknuteľnú pre ostatné spermie.

Ak došlo k oplodneniu, vajíčko dokončí svoje meiotické delenie (§ 3.6) a dve haploidné jadrá sa spoja v zygote, pričom sa spojí genetický materiál organizmov otca a matky. Vzniká jedinečná kombinácia genetický materiál nový organizmus.

Vajíčka väčšiny cicavcov si zachovávajú schopnosť oplodnenia obmedzený čas po ovulácii, zvyčajne nie viac ako 24 hodín. Spermie, ktoré opúšťajú mužský reprodukčný systém, tiež žijú veľmi krátko. Takže u väčšiny rýb spermie odumierajú vo vode po 1-2 minútach, v genitálnom trakte králika žijú až 30 hodín, u koní 5-6 dní a u vtákov až 3 týždne. Ľudské spermie v ženskej vagíne odumierajú po 2,5 hodinách, ale tie, ktorým sa podarí dostať do maternice, zostávajú životaschopné dva alebo viac dní. V prírode sa vyskytujú aj výnimočné prípady, napríklad včelie spermie si zachováva schopnosť oplodnenia v spermatéke samíc niekoľko rokov.

Oplodnené vajíčko sa môže vyvinúť v tele matky, ako sa to vyskytuje u placentárnych cicavcov, alebo vo vonkajšom prostredí, ako u vtákov a plazov. V druhom prípade je pokrytá špeciálnymi ochrannými škrupinami (vajcia vtákov a plazov).

Vyskytuje sa u niektorých druhov organizmov špeciálny tvar pohlavné rozmnožovanie – bez oplodnenia. Tento vývoj sa nazýva partenogenéza (z gréckeho partenos – panna, genesis – vznik), alebo panenský vývoj. Dcérsky organizmus sa v tomto prípade vyvinie z neoplodneného vajíčka na základe genetického materiálu jedného z rodičov a vznikajú jedince len jedného pohlavia. Prirodzená partenogenéza umožňuje prudko zvýšiť počet potomkov a existuje v tých populáciách, kde je kontakt jedincov rôzneho pohlavia ťažký. Partenogenéza sa vyskytuje u zvierat rôznych systematických skupín: včely, vošky, nižšie kôrovce, skalné jašterice a dokonca aj niektoré vtáky (morky).

Jedným z hlavných mechanizmov, ktoré zabezpečujú oplodnenie striktne v rámci druhu, je zhoda počtu a štruktúry ženských a ženských chromozómov. mužské pohlavné bunky ako aj chemická afinita cytoplazmy vajíčka a jadra spermie. Aj keď sa cudzie zárodočné bunky pri oplodnení spoja, vedie to spravidla k abnormálnemu vývoju embrya alebo k narodeniu sterilných hybridov, teda jedincov neschopných otehotnieť.

Sexuálne rozmnožovanie organizmov je spojené s ich morfologickou a fyziologickou pohlavnou diferenciáciou (sexuálny dimorfizmus) a sexuálnym procesom.

Sexuálny proces je charakterizovaný systémom adaptačných mechanizmov:

1. tvorba mužských a ženských gamét,
2. ich splynutie počas oplodnenia (syngamia),
3. spojenie jadier (karyogamia),
4. synaupsisohomologické chromozómy v meióze a rekombinácii dedičných faktorov.

Cyklus pohlavného rozmnožovania zahŕňa obdobie od vzniku zárodočných buniek po ich nové rozmnožovanie v ďalšej generácii.

Hnojenie Je zvykom nazývať stimuláciu vývoja vajíčka v dôsledku karyogamie. Hnojenie je nevratný proces – už raz oplodnené vajíčko sa už oplodniť nedá. Syngamia a karyogamia tvoria podstatu procesu oplodnenia. U niektorých druhov sa však rozmnožovanie novej generácie uskutočňuje iba na základe samičej gaméty - vajíčka bez oplodnenia (panenská reprodukcia). V tomto prípade sexuálnej reprodukcie končí aj dozrievaním gamét. Oba tieto spôsoby rozmnožovania sa môžu u toho istého druhu striedať.

Počas procesu oplodnenia prebiehajú tieto dôležité genetické javy nevyhnutné pre existenciu druhu:

• obnovenie diploidnej sady chromozómov a v rámci diploidnej sady - párovanie homológnych (materských a otcovských) chromozómov, ktoré sa oddelili v meióze počas tvorby zárodočných buniek v rodičovských organizmoch;
• zabezpečenie materiálnej kontinuity medzi nasledujúcimi generáciami;
• kombinácia dedičných vlastností materského a otcovského organizmu u jedného jedinca.

Na zabezpečenie oplodnenia je potrebné súčasné dozrievanie gamét materského a otcovského organizmu. V krížovo opeľujúcich rastlinách sa dozrievanie samčích a samičích zárodočných buniek nemusí časovo zhodovať a tento nesúlad slúži ako adaptačný mechanizmus, ktorý zabraňuje samoopeleniu. Je možné, že nesúlad v načasovaní dozrievania zárodočných buniek u rôznych pohlaví toho istého druhu je jedným zo spôsobov, ako dochádza ku krížovému opeleniu.

Hnojenie u zvierat

Proces oplodnenia u zvierat možno rozdeliť do niekoľkých fáz.

Prvá fáza začína tým, že sa spermie buď prichytia k akémukoľvek bodu na povrchu vajíčka, alebo do neho preniknú cez mikropyle. Okamih kontaktu hlavičky spermie s vajíčkom je počiatočným momentom v reťazci chemické reakcie. Táto fáza sa nazýva fáza aktivácie vajíčka. Normálne je aktivácia vajíčka spôsobená spermiami vlastného druhu. V niektorých prípadoch (u červa Rhabdites monohystera) môžu spermie aktivovať vajíčko, ale mužské jadro sa nezlúči s materským. Tento jav sa nazýva pseudogamné oplodnenie.

Druhá fáza procesu oplodnenia začína po preniknutí jednej a u niektorých zvierat niekoľkých spermií do vajíčka. Preniknutá spermia sa „pripravuje“ na fúziu so ženským jadrom a následnú mitózu: jadro spermie postupne napučí a nadobúda vzhľad medzifázového jadra. Takéto jadro sa nazýva semenné alebo mužské, pronukleus.

V čase, keď sa spermia dostane do kontaktu s vajíčkom a prenikne do neho, jadro vajíčka u rôznych zvierat môže byť v rôzne štádiá dozrievacie divízie. Jadro vajíčka pripravené na splynutie s jadrom spermie sa nazýva ženské pronukleus. Samotné oplodnenie, teda splynutie otcovského a materského pronuklea, je možné až po ukončení meiózy.

K penetrácii spermií môže dôjsť v nasledujúcich štádiách:

1. oocyt I s pokojovým jadrom
2. oocyt I v štádiu I metafázy
3. oocyt II v štádiu meta- alebo anafázy II
4. zrelé vajíčko

U ostnatokožcov a coelenterátov môžu spermie preniknúť do vajíčka po dokončení meiózy. Toto oplodnenie sa nazýva oplodnenie typu morského ježka. Po preniknutí spermie do vajíčka sa jej jadro čoskoro spojí so ženským jadrom; Jadro zygoty začína prvé delenie - rozdrvenie vajíčka.

U zvierat bez lebky (lancelet) a všetkých stavovcov dochádza k prieniku spermie do vajíčka spravidla počas metafázy II. U ascidiánov, lastúrnikov a mnohých iných zvierat spermie preniká do vajíčka v štádiu I metafázy a u hubiek, škrkaviek a niektorých iných zvierat - v štádiu oocytov I, t. j. pred začiatkom meiózy. Tento typ hnojenia sa nazýva druh škrkavky. Spermia, ktorá prenikla do cytoplazmy vajíčka, „čaká“ v kľudovom štádiu na koniec druhého meiotického delenia vajíčka.

Pri akte oplodnenia sa dve haploidné pronukleá spájajú do jedného jadra. Karyogamia vedie k novému kvalitatívnemu procesu - vývoju zygoty. Tento moment je vyvrcholením procesu sexuálneho rozmnožovania. V dôsledku karyogamie sa homológne chromozómy, oddelené v meióze predchádzajúcej generácie, znovu zjednotia v jednom jadre zygoty.

Aby sme pochopili množstvo dôležitých genetických javov, je potrebné vedieť, ktoré prvky spermie prenikajú do vajíčka. Predtým sa verilo, že cytoplazma spermie a jej organely nevstupujú do vajíčka. V súčasnosti sa hromadí čoraz viac dôkazov v prospech toho, že do cytoplazmy vajíčka u cicavcov preniká nielen hlavička (jadro) spermie, ale aj jej krk a dokonca aj chvostová časť. Ak sa to potvrdí, potom názory na úlohu cytoplazmy mužského tela pri prenose jeho vlastností na potomstvo treba prehodnotiť. Zatiaľ však o tom neexistujú žiadne genetické údaje; Známe sú len fakty o prenose vírusových ochorení.

Spolu s jadrom spermie preniká do cytoplazmy vajíčka centriola, ktorá po určitom čase vytvorí centrosféru, z ktorej vznikne štiepne vreteno.

Dané všeobecný popis oplodnenie u zvierat sa môže v detailoch líšiť odlišné typy. V dôsledku týchto zmien môže proces oplodnenia u každého druhu prebiehať špecificky, čím sa zabráni medzidruhovému kríženiu.

Hnojenie v rastlinách

V rastlinách, rovnako ako u zvierat, podstata oplodnenia spočíva v splynutí dvoch haploidných jadier.

Hnojenie v rastlinách je v princípe podobné ako u zvierat, ale existencia gametofytu v rastlinách viedla k tomu, že sa u nich objavili niektoré vlastnosti.

Cytologický mechanizmus tohto procesu u nahosemenných vytvoril ruský botanik N. N. Gorozhankin v roku 1880 a u krytosemenných rastlín E. Strasburger v roku 1884. E. Strasburger charakterizoval oplodnenie u krytosemenných rastlín nasledovne:

1. proces oplodnenia zahŕňa fúziu jadra mužských a ženských gamét,
2. cytoplazma gamét nesúvisí s oplodnením,
3. jadro spermie a jadro vajíčka sú skutočné jadrá.

Fúzia spermie s jadrom vajíčka je skutočným aktom oplodnenia, v dôsledku ktorého sa vytvorí zygota s diploidná množina chromozómov.

Vyššie bolo povedané, že mikrogametogenéza končí vytvorením dvoch spermií, ktoré vznikajú buď v peľovom zrnku alebo v peľovej trubici pri klíčení peľového zrna. Čas, keď zrná začnú klíčiť po tom, čo pristanú na stigme rôzne rastliny sa líši v závislosti od vonkajšie podmienky a stav stigmy a piestika. Napríklad v repe začína klíčenie peľových zŕn po 2 hodinách, v kok-saghyz - po 5 minútach av kukurici, ciroku a iných rastlinách sa vyskytuje takmer okamžite.

Prvým znakom klíčenia peľového zrna je zväčšenie jeho objemu. Z jedného peľového zrnka sa zvyčajne vytvorí jedna trubica, ale u niektorých rastlín (smalvice, tekvica) sa z jedného zrna vytvorí niekoľko trubíc, ale iba jedna z nich dosiahne plný vývoj. Vzorec rastu peľových trubíc je určený dedičnými vlastnosťami rastlín. K. Correns v MeiaridrTum (spánok) zistil, že keď na stigme vyklíči niekoľko peľových zŕn súčasne, rýchlosť rastu peľových trubíc často závisí od ich počtu: čím viac ich je, tým pomalšie klíčia a pozoruje sa konkurencia.

Peľová trubica dorastajúca do mikropylu prichádza do kontaktu s tou časťou embryového vaku, kde sa nachádza vajíčkový aparát – vajíčko a synergidy. V niektorých rastlinách sa však peľová trubica približuje k embryonálnemu vaku cez chalazálnu časť vajíčka.

Pohybujúc sa pozdĺž peľovej trubice, keď rastie, dve generatívne jadrá - spermie - po prasknutí trubice spolu s jej obsahom vstupujú do embryového vaku. Spermie môžu byť okrúhle, vývrtkovité, niekedy uvoľnené, s viditeľnými chromozomálnymi vláknami atď. Ich jadrá sú v tomto momente spravidla v štádiu telofázy. Z dvoch spermií, ktoré preniknú do embryového vaku, jedna spermia prenikne do vajíčka a spojí sa s haploidným jadrom vajíčka. Fúzia jadra spermie s jadrom vajíčka je ústredným momentom oplodnenia rastlín.

U rastlín, rovnako ako u zvierat, môže byť pripravenosť na splynutie samčích a samičích jadier rôzna. Bežne môžeme predpokladať, že rastliny majú dva typy oplodnenia: typ Asteraceae, podobný typu morského ježka u zvierat, a typ Liliaceae, podobný typu škrkavky. V prvom prípade (typ Compositae) jadro spermie prenikne do zrelého vajíčka v stave neúplnej telofázy, rozpúšťa škrupinu jadra vajíčka a dostáva sa do medzifázového stavu. V druhom prípade (typ ľalia) spermie preniknú do vajíčka v neskorom štádiu telofázy. Jadro spermie neprenikne do jadra vajíčka, ale zostáva ležať vedľa neho. Každé jadro sa následne začne samostatne pripravovať na delenie a k spojeniu ich chromozómov dochádza až v metafázovom štádiu prvého mitotického delenia zygoty. V oplodnenom vajíčku sa v zygote obnoví diploidný počet chromozómov. Embryo semien sa vyvíja zo zygoty.

Po oplodnení sa krytosemenné rastliny vyvíjajú dodatočne embryonálny orgán- endosperm, ktorý je nutričným depotom embrya. Vývoj endospermu začína druhým oplodnením. Druhá spermia peľovej trubice, ktorá vstupuje do embryového vaku, sa spája s diploidným jadrom centrálnej bunky embryového vaku. V tomto prípade sa vytvorí sada chromozómov: dve identické sady chromozómov z tela matky a jedna sada z tela otca.

Fúzia jednej spermie s vajíčkom a druhej s jadrom centrálnej bunky sa nazýva dvojité oplodnenie. Česť tomuto objavu z roku 1898 patrí nášmu krajanovi S. G. Navashinovi. Triploidná povaha jadier endospermu bola prvýkrát založená v Skerde (Crepis) M. S. Navashinom v roku 1915.

Tvorba tkaniva, ktoré vyživuje embryo, je znakom rastlín. U zvierat je táto funkcia priradená rezervným živinám vajíčka a materského organizmu, ktorý vyživuje embryo cez placentu.

Jedným zo znakov hnojenia u rastlín, vyplývajúceho z prítomnosti dvojitého hnojenia v nich, je jav tzv Xenia. Tento termín navrhol v roku 1881 V. Focke. Význam tohto javu spočíva v priamom vplyve peľu na vlastnosti a vlastnosti endospermu. Napríklad existujú odrody kukurice so žltým endospermom (žlté semená) a s bielym endospermom (biele semená). Ak sú samičie kvety bielozrnnej odrody opelené peľom žltozrnnej odrody, potom napriek tomu, že sa endosperm vyvíja na rastline bielozrnnej odrody, jej farba bude žltá alebo svetložltá. V dôsledku toho je jadro spermie schopné meniť farbu endospermu, pretože toto tkanivo je rovnako ako tkanivo embrya hybridného pôvodu.

Takých je najviac všeobecný prehľad proces oplodnenia u zvierat a rastlín. Podlieha však adaptačným zmenám v závislosti od štrukturálnych vlastností zárodočných buniek a biológie reprodukcie charakteristickej pre každý druh zvierat a rastlín.