Fertilizarea este procesul de fuziune a două celule, rezultând în formarea unei noi celule, dând naștere unui alt organism din același gen sau specie. Ce este plantele cu flori și cum se întâmplă, citiți acest articol.

Esența fertilizării

Apare ca urmare a fuziunii a două celule, femela și mascul, și apariția unui zigot diploid. Fiecare pereche de cromozomi conține o celulă paternă și una celulară maternă. Esența procesului de fertilizare este restaurarea și combinarea materialului ereditar al părinților. Urmașii lor vor fi mai viabili, deoarece vor combina cele mai utile calități de la tată și mamă.

Fertilizarea - ce este?

Acesta este procesul de încurajare a dezvoltării oului ca urmare a unirii nucleelor. Fertilizarea - ce este? Acesta este un proces ireversibil care apare ca urmare a fuziunii gametilor heterosexuali și a unirii nucleilor acestora. nu se supune acestei proceduri a doua oară.

Dar există plante care reproduc o nouă generație numai cu ajutorul gametului feminin fără fertilizare. O astfel de reproducere se numește virgină. Este de remarcat faptul că aceste două metode de reproducere în aceeași specie de plante se pot alterna.

Fecundarea dublă a plantelor cu flori

Ambele începuturi se numesc gameti. Mai mult, femela este oul, iar masculul este sperma, care sunt nemișcate în plantele de semințe și mobile în plantele de spori. Fertilizarea - ce este? Aceasta este apariția unei celule speciale - un zigot care conține trăsături ereditare de spermă și ovul.

Au o fertilizare complexă, care se numește dublă, deoarece, pe lângă ou, este fertilizată și o altă celulă specială. Formarea spermei are loc în particulele de praf de polen, iar maturarea lor se efectuează în stamine, mai precis în anterele lor. Locul de formare a ovocitelor sunt ovulele situate în ovarul pistilului. Când ovulul este fertilizat cu spermă, semințele încep să se dezvolte din ovul.

Pentru ca fertilizarea plantelor cu flori să aibă loc, trebuie mai întâi să polenizezi planta, adică particulele de praf de polen trebuie să ajungă pe stigmatul pistilului. Odată ajuns pe stigmat, acestea încep să crească în interiorul ovarului, rezultând formarea unui tub de polen. În același timp, doi spermatozoizi se formează în firul de praf. Nu stau nemișcați, dar încep să se deplaseze spre tubul polenic, care pătrunde în ovul. Aici, ca rezultat al diviziunii și alungirii unei celule, se formează un sac embrionar.

Este necesar pentru localizarea unei celule de ou și a altei celule în care este concentrat un set dublu de informații ereditare. După aceasta, tubul polenic germinează în sacul embrionar și un spermă fuzionează cu celula ovulă, în urma căreia se formează un zigot, iar celălalt cu o celulă specială. Dezvoltarea embrionului are loc de la zigot. A doua fuziune formează țesutul nutritiv, sau endosperm, necesar hrănirii embrionului în perioada de creștere.

De ce este nevoie pentru existența fiecărei specii de plante?

• În primul rând, este necesar să se restabilească setul diploid de cromozomi și, în cadrul acestuia, asocierea lor.
• Asigurați continuitatea materială între generații în urma unei succesiuni.
• Combinați proprietățile ereditare ale a doi părinți dintr-o specie sau gen.

Toate acestea se fac la nivel genetic. Pentru ca fertilizarea să aibă loc, maturizarea gametilor materni și paterni trebuie să aibă loc simultan.

Fertilizarea în angiosperme

Acest proces a fost caracterizat pentru prima dată de omul de știință german Strasburger din a doua jumătate a secolului al XIX-lea. Fertilizarea angiospermelor are loc ca urmare a fuziunii a doi nuclei de gameți diferiți: cu un principiu masculin și feminin. Citoplasma lor nu este implicată în fertilizare. Fertilizarea în sine are loc atunci când spermatozoizii fuzionează cu nucleul ovulului.

Locul de origine al spermei este un bob de polen sau un tub de polen. Boabele încep să germineze după ce lovește stigmatul. Timpul de început al acestui proces este diferit pentru fiecare plantă, precum și momentul fertilizării. De exemplu, polenul sfeclei germinează în două ore, iar porumbul - instantaneu. Primul semn al germinării cerealelor este creșterea volumului. De obicei, un bob de polen formează un tub. Dar unele plante nu respectă această regulă și formează mai multe tuburi, dintre care doar unul ajunge la dezvoltarea sa.

Tubul polenic, cu sperma care se deplasează de-a lungul acestuia, crește și, în cele din urmă, se rupe. Tot conținutul său se află în sacul embrionar. Unul dintre spermatozoizii care au pătruns aici este introdus în ovul și fuzionează cu nucleul său haploid. Fertilizarea - ce este? Este fuziunea a doi nuclei: spermatozoizii și ovulul. Oul fertilizat începe să se împartă și se produc două celule noi. Sunt divizibile cu patru și așa mai departe. Astfel, are loc o diviziune multiplă, în urma căreia se dezvoltă embrionul plantei.

Angiospermele, după procesul de fertilizare, au capacitatea de a dezvolta un organ suplimentar numit endosperm. Acesta nu este altceva decât un teren de reproducere pentru embrion. Odată cu fuziunea celui de-al doilea spermă și nucleul diploid, se formează un anumit set de cromozomi, dintre care doi sunt de origine maternă, iar unul este de origine paternă. Astfel, fertilizarea dublă a organismelor de origine vegetală apare atunci când un spermă este fuzionat cu ovulul, iar celălalt cu nucleul celulei situat în centru.

Trăsături distinctive ale angiospermelor

• Adaptabilitate mare la creștere în diferite condiții.
• Fertilizare dublă, care vă permite să aveți un aport de substanțe necesare germinării normale a semințelor.
• Prezența endospermului triploid.
• Formarea ovulelor în ovar, în care pereții pistilului îi protejează de daune.
• Dezvoltarea fătului angiospermelor din ovar.
• Găsirea sămânței în interiorul fructului, ale cărei pereți sunt protecția sa.
• Prezența unei flori permite insectelor.

Datorită caracteristicilor enumerate, acestea ocupă o poziție dominantă în lume.

Caracteristica fertilizării angiospermelor

Rezultă din faptul că aceste plante au fertilizare dublă. O caracteristică unică este reprezentată de un fenomen numit xenias. Înțelesul său constă în faptul că polenul afectează direct proprietățile și caracteristicile endospermului. Să luăm porumbul ca exemplu.

Vine cu semințe galbene și albe. Culoarea lor depinde de nuanța endospermului. Când florile femele de porumb cu boabe albe sunt polenizate cu polen dintr-o varietate cu boabe galbene, culoarea acestuia va fi în continuare galbenă, deși dezvoltarea endospermului are loc pe o plantă cu boabe albe.

Ce rol joacă plantele cu flori?

Aceste plante au 13.000 de genuri și 250.000 de specii. Sunt utilizate pe scară largă în întreaga lume. Plantele cu flori sunt componente cheie ale biosferei, produc materie organică, leagă dioxidul de carbon și eliberează oxigen. Cu ei începe lanțurile alimentare de pășuni. Multe varietăți de plante cu flori sunt folosite de oameni pentru hrană. Acestea sunt folosite pentru a construi locuințe și a confecționa diverse materiale de uz casnic.

Medicina nu se poate lipsi de ele. Anumite specii de angiosperme sunt dominante pe planetă; joacă un rol decisiv în formarea învelișului vegetal și crearea părții principale a fitomasei terestre. În cele din urmă, aceste plante determină posibilitatea existenței însăși a omului pe pământ ca specie biologică.

FazăEu I - o reacție acrosomală apare în ea. Membrana exterioară a spermei se rupe, enzimele proteolitice sunt eliberate și dizolvă membrana ovulului. Membranele plasmatice se îmbină, citoplasmele se îmbină. Nucleul și centriolul spermei trec în citoplasma ovulului. Partea cozii este absorbită. Apoi, celula ovulă este activată, potențialul său se schimbă și membrana vitelină se exfoliază și se formează membrana de fertilizare (reacție corticală). Activarea se încheie cu debutul sintezei proteinelor.

FazăIII- syngamia... Se distinge:

Etapa 2 X pronucleii - nucleul masculin se umflă, ia forma profazei, în acest timp ADN-ul se dublează și pronucleul masculin primește un set haploid de cromozomi reduplicați (n2c). Celula ovulă în momentul întâlnirii cu sperma se află în stadiul de meioză, blocată de un factor special. După întâlnirea cu sperma, ovulul este activat și blocul este îndepărtat. Nucleul ovulului, care a finalizat meioza, se transformă într-un pronucleu feminin, dobândind, de asemenea, un set de cromozomi n2c.

Etapa sincarionului este fuziunea materialului nuclear și formarea unui zigot.

Prima diviziune mitotică a zigotului conduce la formarea a două celule embrionare (blastomere) cu un set de cromozomi 2n2c în fiecare.

Partenogeneză

un organism fiică se dezvoltă uneori dintr-un ou nefertilizat. Acest fenomen se numește dezvoltare virgină sau partenogeneză... În acest caz, sursa materialului ereditar pentru dezvoltarea descendenților este de obicei ADN-ul oului - ginogeneza... Mai puțin frecvent observate androgeneză- dezvoltarea unui descendent dintr-o celulă cu citoplasmă de ovocite și nucleu de spermă. Nucleul gametului feminin moare în cazul androgenezei.

Fertilizarea, punctul de plecare pentru apariția unei noi personalități genetice, este procesul de aderare la gametele feminin și masculin.

Ca urmare a fertilizării, apare un embrion unicelular cu un set diploid de cromozomi și se activează un lanț de evenimente care stau la baza dezvoltării organismului.

Semnificația biologică a fertilizării este enormă: fiind o condiție prealabilă pentru dezvoltarea unei noi individualități, este în același timp o condiție pentru continuarea vieții și evoluția unei specii.

Trebuie subliniat faptul că fertilizarea nu este un act instantaneu, ci un proces care durează o perioadă mai mult sau mai puțin lungă de timp. Acesta este un proces în mai multe etape în care se disting următoarele etape: atracția spermei de către ou, legarea gametilor și, în cele din urmă, fuziunea celulelor germinale masculine și feminine. În literatura științifică, evenimentele asociate convergenței gametilor se numesc uneori inseminare, distingându-se între inseminarea externă și internă, în funcție de faptul dacă celulele germinale masculine sunt excretate în mediu sau în organele genitale ale unei femei. Inseminarea în aer liber este tipică pentru animalele care trăiesc în mediul acvatic. Inseminarea internă este în principal inerentă animalelor terestre, deși este destul de frecventă în rândul locuitorilor mediului acvatic. Inseminarea poate fi gratuită, în care toate zonele ovocitului sunt accesibile spermatozoizilor, dar poate fi limitată și atunci când există o membrană densă cu micropilă pe suprafața ovocitului. Cu inseminarea internă la un număr de animale, gametii masculi sunt transmise femelelor sub formă spermatofori, capsule speciale care conțin spermă. Spermatoforii sunt mai întâi excretați în mediu și apoi, într-un fel sau altul, sunt transferați în tractul reproductiv al femelei.

Conexiunea gametilor predetermina posibilitatea cariogamie, sau fuziunea miezurilor. Datorită cariogamiei, are loc unificarea cromozomilor paterni și materni, ducând la formarea genomului unui nou individ. Ca urmare a fuziunii gametilor, apare un zigot diploid, capacitatea de a reproduce ADN-ul este restabilită și începe pregătirea pentru diviziunile de decolteare. Mecanismele de activare a ouălor pentru dezvoltare sunt relativ autonome. Includerea lor poate fi efectuată în plus față de fertilizare, care are loc, de exemplu, cu dezvoltarea virgină naturală sau artificială sau partenogeneză.

Interesul pentru problema fertilizării depășește cu mult embriologia în sine. Fuziunea gametelor este un model folosit în mod fructuos pentru studierea mecanismelor moleculare și celulare subtile ale interacțiunilor specifice ale membranelor celulare; pentru a studia baza moleculară a activării metabolismului și a proliferării celulelor somatice. De interes biologic general este faptul că fertilizarea este un exemplu izbitor și, poate, unic de inversare completă a diferențierii celulare. Într-adevăr, celulele germinale foarte specializate nu sunt capabile de auto-reproducere. Sunt haploide și nu se pot împărți. Cu toate acestea, după fuziune, acestea se transformă într-o celulă totipotentă, care servește ca sursă pentru formarea tuturor tipurilor de celule inerente unui anumit organism.

Istoria descoperirii fertilizării se pierde în negura timpului. În orice caz, în secolul al XVIII-lea, naturalistul italian Abatele Lazzaro Spallanzani (1729-1799) a demonstrat experimental că fertilizarea depinde de prezența spermei și, pentru prima dată, a efectuat fertilizarea artificială a ovulelor de broască, amestecându-le cu spermă obținută testiculele. Cu toate acestea, semnificația evenimentelor care au avut loc a rămas neclară aproape până în ultimul sfert al secolului al XIX-lea, când Oscar Hertwig (1849-1922) la sfârșitul anilor 1870, studiind fertilizarea în arici de mare, a ajuns la concluzia că esența acestui proces constă în fuziunea celulelor germinale ale nucleilor. Împreună cu lucrările belgianului Eduard van Beneden (1883, Ascaris), savantul german Theodor Boveri (1887, Ascaris), zoologul elvețian Hermann Fol (1887, stea de mare), studiile lui O. Hertwig au pus bazele conceptelor moderne de fertilizare. Trebuie subliniat faptul că aceste lucrări au servit ca bază puternică pentru presupunerea că nucleul este purtătorul proprietăților ereditare. T. Boveri (1862-1915), într-o serie de studii citologice strălucitoare, a fundamentat teoria individualității cromozomilor la sfârșitul anilor 1880 și a creat baza citogeneticii.

La scurt timp după clarificarea esenței fertilizării, cercetătorii s-au concentrat asupra mecanismelor care stau la baza acestui proces. Acest domeniu de cercetare rămâne relevant în timpul nostru. Palma în construcția teoriei fertilizării aparține cercetătorului american Frank Lilly (1862-1915). Studiind proprietățile „apei de ouă”, adică a apei de mare, în care au fost de ceva timp ouăle fecundate ale ariciului de mare Arbacia sau polichetul Nereis, Lilly a descoperit că o substanță este eliberată din ouă care are capacitatea de a lipi spermatozoizii. în bulgări. Aglutinarea observată s-a dovedit a fi specifică speciei, iar Lilly a numit factorul de aglutinare secretat de ouul nefertilizat, substanța de fertilizare sau fertilizină(din engleză fertilization - fertilization). Esența teoriei fertilizării prezentată de Lilly este recunoașterea faptului că în regiunea periferică a ovulului există fertilizină, care are o afinitate pentru receptorii de suprafață ai spermatozoizilor (antifertilizina spermei). Datorită acestei afinități, fertilizina leagă, conform lui Lilly, sperma. Cu toate acestea, pentru a revendica universalitatea și a explica nu numai mecanismul de îmbinare a gametilor, ci și cauzele aglutinării spermei, posibilitatea prevenirii polispermiei, specificitatea ridicată a procesului de fertilizare etc., teoria fertilizării avea nevoie de numeroase ipoteze, sub jugul căruia s-a stins în cele din urmă.

Deja în cursul studiilor timpurii despre fertilizare, a apărut ideea gamonilor - substanțe care activează sau blochează anumite etape ale fertilizării. În conformitate cu originea lor, s-au distins ginogamoni, secretați de ovocite și androgamoni, produși de celule reproductive masculine. Astfel, s-a crezut că ginogamona 1, difuzând de ovul, activează mișcarea spermei, depășind acțiunea androgamonului 1, care inhibă mișcarea spermei. Ginogamon 2 este sinonim cu fertilizină, iar androgamon 2 este spermă antifertilizină.

În anii cincizeci ai secolului XX, ideea interacțiunii fertilizinei cu antifertilizina a fost transformată în ipoteza fagocitozei specifice. Conform acestui concept, prezența moleculelor care interacționează pe suprafața ovulului și a spermei oferă o reacție complementară conform principiului fermoarului, datorită căreia sperma este absorbită de ovul.

În ciuda speculațiilor bine-cunoscute, acestea și multe alte ipoteze similare despre mecanismele de interacțiune dintre spermatozoizi și ouă au jucat un rol pozitiv, descoperind, în primul rând, existența unei întregi familii de molecule specifice pe suprafața gametilor care interacționează și, în al doilea rând, punând bazele pentru studii sistematice ale naturii acestor molecule ...

A doua jumătate a secolului trecut a fost perioada de glorie a cercetării biologice ultrastructurale și moleculare, care a dezvăluit o mare varietate de forme specifice de interacțiune celulară în timpul fertilizării. A devenit clar că teoria universală a fertilizării, dacă poate exista, atunci doar ca un set al unora dintre cele mai generale principii de organizare a acestui proces.

Mecanismele specifice fertilizării depind de mulți factori. Este suficient să spunem despre originalitatea fertilizării la animale cu inseminare externă și internă. Evident, anumite diferențe în procesul de fertilizare se datorează și faptului că la diferite animale pătrunderea spermatozoizilor în ovul are loc în diferite etape ale oogenezei. În multe anelide, moluște, nematode și crustacee, spermatozoizii intră în ovocitele de ordinul I în stadiul de profază. În alte anelide, moluște și insecte - în stadiul metafazei ovocitului primar. Multe vertebrate se caracterizează prin inseminare în stadiul metafazic al ovocitului secundar. La unele celenterate și la arici de mare, fertilizarea are loc în stadiul unui ou matur după finalizarea diviziunilor de maturare și eliberarea corpurilor direcționale sau de reducere. În cele din urmă, nu se poate să nu ne amintim de varietatea tipurilor de spermatozoizi, printre care există forme flagelate și spermatozoizi fără flageli (de exemplu, spermatozoizi ameboizi), cu și fără un acrosom, având un filament acrosom și lipsit de acesta. Bineînțeles, în fiecare astfel de caz, mecanismele specifice care asigură interacțiunea delicată dintre celulele germinale sunt diferite.

Dacă găsiți o eroare, selectați o bucată de text și apăsați Ctrl + Enter.

Fertilizarea la plante, animale și oameni este fuziunea celulelor germinale masculine și feminine - gameți, în urma cărora se formează prima celulă a unui nou organism - un zigot. Fertilizarea este asociată cu reproducerea sexuală și transmiterea informațiilor ereditare de la părinți la descendenți.

Fertilizarea este caracteristică majorității plantelor. De obicei, este precedată de formarea gametangiei (organelor genitale), în care se dezvoltă gametele. Dacă o plantă suferă un proces sexual în ciclul de dezvoltare, atunci apare și meioza, adică este detectată o modificare a fazelor nucleare (vezi Alternarea generațiilor).

Tipurile de proces sexual în plantele inferioare sunt diverse. Să le numim doar pe cele principale. Fuziunea gametilor cu flagelii, a caror forma si marime sunt aceleasi, se numeste izogamie, iar gametii sunt numiti izogameti. Astfel, multe alge unicelulare sunt izogame, de exemplu, unele chlamydomonas; fiind unicelulari, ei înșiși devin gametangie, formând gameți. În ulotrixul algelor multicelulare, unele celule care nu diferă de altele devin gametangie. La unele alge brune izogame, gametangia este diferită de restul celulelor vegetale.

La multe alge izogame, nu fiecare pereche de gameti poate forma un zigot, deoarece gametii sunt fiziologic diferiti. Gametii identici din exterior nu pot fi numiți nici bărbați, nici femei; diferențele fiziologice sunt notate în izogamie prin semnele + și -. Numai gametii cu semne diferite formate din alge individuale fiziologic diferite (+ și -) pot fuziona.

Fuziunea gametilor cu flagelii care difera fiziologic si ca dimensiune se numeste heterogamie, iar gametii sunt feminini (mai mari) si masculi (mai mici). Heterogam, de exemplu, unele chlamydomonas. Fuziunea unui gamet (ovul) feminin mare flagelat cu unul mic, masculin, care are de obicei un flagel sau flagel (spermă), se numește oogamie. Gametangia feminină a majorității plantelor inferioare oogame se numește oogonia, iar gametangia masculină se numește antheridia. Oogamny, de exemplu, multe alge verzi și maronii, precum și alge roșii.

În izo-, hetero- și multe plante inferioare oogame, gametele părăsesc gametangia în apă, unde are loc fertilizarea. În unele (de exemplu, în alga verde volvox), oul rămâne în oogonie, unde spermatozoizii eliberați în apă pătrund și unde se amestecă gametii.

Toate plantele superioare sunt oogame. Gametangia lor tipică - antheridia (masculină) și archegonia (femela) - sunt multicelulare. În archegonia, se formează un ou, în antheridium, mulți spermatozoizi. La mușchi și ferigi, spermatozoizii eliberați din antheridia înoată în apă până la archegonia deschisă și se îmbină cu ouăle din archegonia. La plantele asemănătoare ferigilor și la semințe, fertilizarea are loc pe (sau în) creșteri (gametofite), care se dezvoltă independent în primele și pe sporofite în cele din urmă (vezi Alternarea generațiilor). Rezultatele bisexuale homoseforate, asemănătoare cu ferigi, și heterospore și toate semințele - dioice (vezi Disputele). O reducere puternică a creșterii excesive masculine a plantelor de semințe a dus la faptul că antheridia din ea (adică, în bobul de polen) nu se formează nici în cap, nici în angiosperme. La embrionul feminin (endosperm primar) al aproape tuturor gimnospermelor, arhegonia se dezvoltă încă, iar la embrionul feminin - sacul embrionar - nu mai există angiosperme.

La plantele de sămânță, fertilizarea este precedată de polenizare - transferul boabelor de polen din microsporangie, unde au început să se dezvolte din microspori, în camera polenică a ovulului (în gimnosperme) sau pe stigmatul pistilului (în angiosperme). Doar câteva gimnosperme (cicade, ginkgo-uri) formează spermatozoizi multi-flagelați în creșterile masculine, în timp ce în rest, de exemplu, în conifere și în toate angiospermele, gametii masculi - spermatozoizii - nu au flageli.

Spermatozoizii ajung la archegonia, deplasându-se în lichidul produs de planta însăși. La plantele de sămânță cu spermă, acestea din urmă merg la ouă prin tuburile de polen formate de excrescențele masculine. În angiosperme, după polenizare, bobul de polen formează un tub de polen, care, alungindu-se, crește între celulele stigmatului și coloanei, intră în cavitatea ovarului și, după ce trece prin conducta polenică, ovulul crește în embrion sac. Aici, sperma iese din tubul de polen deschis (vezi Fig.). Un spermă fuzionează cu ovulul, formând un zigot diploid, care dă naștere embrionului. Al doilea fuzionează cu celula centrală a sacului embrionar, care în majoritatea angiospermelor are doi nuclei haploizi sau un diploid (dacă nucleii sunt fuzionați). După fuziunea celulei centrale cu sperma, nucleul său devine triploid. Acest proces particular, caracteristic doar angiospermelor, a fost descris pentru prima dată de omul de știință rus S.G. Navashin (1898) și numit fertilizare dublă. Un țesut de stocare multicelular, un endosperm secundar, se dezvoltă dintr-o celulă triploidă, ale cărei substanțe nutritive sunt utilizate de embrion în stadiile incipiente ale dezvoltării sale.

Fertilizarea, independentă de prezența apei libere, este una dintre cele mai importante adaptări ale plantelor de sămânță la existența pe uscat.

Fertilizarea la animalele multicelulare constă în fuziunea a doi gameți de sexe diferite - un spermă și un ou. Celula spermatică introduce materialul ereditar conținut în nucleul său în ovul. Locul în care spermatozoizii intră în ovul poate determina locația părților viitorului organism. De exemplu, la amfibieni, acea parte a celulei ovulare în care a intrat spermatozoizii se va transforma în capătul anterior al corpului în timpul dezvoltării.

Până în momentul în care unul dintre spermatozoizi atinge suprafața oului, acesta din urmă le afectează comportamentul, eliberând anumite substanțe. Acestea fac ca sperma să se miște mai repede sau, dimpotrivă, să se lipească și să le imobilizeze (acest lucru este necesar dacă există prea mulți spermatozoizi). Interacțiunile deosebit de active încep imediat ce sperma atinge suprafața oului. În câteva secunde, partea din față a spermatozoizilor se transformă într-un tub, al cărui vârf se lipeste de suprafața oului. Prin acest tub, conținutul spermei este presat în ovul, inclusiv nucleul acestuia cu material ereditar.

În ou, încep imediat schimbări violente, care se manifestă în exterior prin faptul că pe suprafața sa se formează o coajă, care împiedică pătrunderea altor spermatozoizi. În plus, în ou se produc rearanjări rapide ale structurilor citoplasmei responsabile de sinteza proteinelor: procesele de sinteză sunt imediat și de multe ori mai rapide. Numai după aceasta materialul ereditar al spermei care a pătruns în ovul este combinat cu materialul ereditar al nucleului ovulului. Cromozomii materni și paterni (purtători de material ereditar) sunt distribuiți în mod egal peste toate celulele embrionului, care se formează din zigot - un ovul fertilizat.

Datele privind fertilizarea la arici indică faptul că în termen de 2 secunde de la contactul spermatozoizilor și ovulului, apar modificări ale proprietăților electrice ale membranei plasmatice a ovulului. Fecundarea internă este asigurată de transferul spermatozoizilor de la corpul masculin la femeie ca rezultat al actului sexual. Ouăle sunt capabile de fertilizare în aproximativ 24 de ore după ovulație, în timp ce capacitatea de fertilizare a spermei este menținută până la 48 de ore. Se presupune că pătrunderea în ovul ...

Distribuiți munca dvs. pe rețelele sociale

Dacă această lucrare nu vi s-a potrivit în partea de jos a paginii, există o listă de lucrări similare. De asemenea, puteți utiliza butonul de căutare

Introducere.

După această conexiune, celula de ou, care până în acest moment rămâne complet pasivă și aparent lipsită de viață, începe să se împartă rapid, mai întâi la 2, apoi la 4, la 8, la 16 etc. celule. Toate aceste celule formează în cele din urmă un embrion sferic mic, format din mii de celule microscopice, din care rudimentele diferitelor organe și țesuturi sunt construite prin procese complexe. În acest fel, are loc dezvoltarea tuturor animalelor, atât cele mai simple, cât și cele mai complexe. Dezvoltarea unei persoane are loc în același mod.

Pe baza tuturor acestor fapte stabilite cu precizie, putem spune că fiecare organism, oricât de complex și de mare ar fi, își începe viața sub forma unui ou celular mic, adesea microscopic, care trebuie fertilizat pentru dezvoltarea sa ulterioară. Ouăle fecundate la majoritatea animalelor sunt incapabile să se dezvolte în continuare și mor. Din aceasta s-a ajuns la concluzia firească că fertilizarea este necesară pentru dezvoltare, adică pentru reproducerea și divizarea celulei ouă.toate animalele multicelulare au două tipuri de celule. Celulele corpului, din care sunt construite toate organele și țesuturile (mușchii), și celulele reproductive.

Celulele corpului sunt imobile și practic incapabile să se conjugeze între ele. Cu toate acestea, dacă conjugarea ar fi posibilă, aceasta nu ar atinge încă obiectivul, deoarece ar avea loc între celulele înrudite.

Celulele germinale, care rămân libere și se pot conjuga cu celulele germinale ale altui organism, păstrează capacitatea de reproducere nelimitată și viață eternă.Reproducere sexuală- o formă progresivă de reproducere, foarte răspândită în natură, atât în ​​rândul plantelor, cât și în rândul animalelor. Organismele formate în procesul de reproducere sexuală diferă unele de altele genetic, precum și prin naturăadaptabilitate la condițiile de viață.

Cand reproducere sexualăorganismele materne și paterne produc celule sexuale specializate - gameți. Gametii imobili de sex feminin se numesc ovocite, gametii imobili de sex masculin sunt numiti spermatozoizi, iar cei mobili sunt numiti spermatozoizi. Aceste celule germinale fuzionează pentru a forma un zigot, adică se produce fertilizarea. Celulele sexuale, de regulă, au o jumătate de set de cromozomi (haploizi), astfel încât, atunci când se îmbină, se restabilește un set dublu (diploid) și se dezvoltă un nou individ din zigot. Odată cu reproducerea sexuală, descendenții se formează prin fuziunea nucleilor haploizi. Nucleii haploizi se formează ca urmare a divizării meiotice.

Meioza duce la înjumătățirea materialului genetic, datorită căruia cantitatea de material genetic la indivizii unei specii date rămâne constantă pe parcursul mai multor generații. În timpul meiozei, apar mai multe procese importante: separarea aleatorie a cromozomilor (dezmembrare independentă), schimbul de material genetic între cromozomii omologi (trecerea peste). Ca urmare a acestor procese, apar noi combinații de gene. Deoarece nucleul zigotului după fertilizare conține materialul genetic al celor doi părinți, acest lucru crește diversitatea genetică din cadrul speciei. Dacă esența și semnificația biologică a procesului sexual sunt aceleași pentru toate organismele, atunci formele sale sunt foarte diverse și depind de nivelul evolutiv dezvoltare, habitat, stil de viață și alte caracteristici.

Reproducerea sexuală are avantaje evolutive foarte mari față de reproducerea asexuată. Esența reproducerii sexuale este unificarea informațiilor genetice din două surse diferite - părinții - în materialul ereditar al unui descendent. Fertilizarea la animale poate fi externă sau internă. Când este fuzionat, se formează un zigot cu un set dublu de cromozomi.

În nucleul zigotului, toți cromozomii se împerechează: în fiecare pereche, unul dintre cromozomi este patern, celălalt este matern. Organismul fiică care se va dezvolta dintr-un astfel de zigot este furnizat în mod egal cu informațiile ereditare ale ambilor părinți.

Înțelesul biologic al reproducerii sexuale este că organismele emergente pot combina caracteristicile benefice ale tatălui și ale mamei. Astfel de organisme sunt mai viabile. Reproducerea sexuală joacă un rol important în evoluția organismelor.

Conceptul de fertilizare.

Fertilizarea este procesul de combinare a gametilor masculini și feminini, care duce la formarea unui zigot și dezvoltarea ulterioară a unui nou organism. În procesul de fertilizare, un set diploid de cromozomi este stabilit în zigot, care determină semnificația biologică remarcabilă a acestui proces.

În funcție de speciile de organisme la animalele care se reproduc sexual, se disting fertilizarea externă și internă.

Fertilizarea externă are loc într-un mediu care primește celule reproductive masculine și feminine. De exemplu, fertilizarea la pești este externă. Celulele reproductive masculine (de lapte) și femele (caviar) secretate de acestea intră în apă, unde se „întâlnesc” și se unesc. Datele privind fertilizarea la arici indică faptul că în decurs de 2 secunde de la contactul spermatozoizilor și ovulului, apar modificări ale proprietăților electrice ale membranei plasmatice a ovulului. Fuziunea conținutului de gamete are loc în 7 secunde.

Fertilizarea internă este asigurată de transferul spermatozoizilor de la corpul masculin la femeie ca rezultat al actului sexual. O astfel de fertilizare are loc la mamifere, iar punctul central aici este rezultatul întâlnirii dintre celulele reproductive. Se crede că conținutul nuclear al unui singur spermă pătrunde în oul acestor animale. În ceea ce privește citoplasma spermei, la unele animale intră în ouă într-o cantitate mică, la altele nu intră deloc în ou. La om, fertilizarea are loc în partea superioară a trompei uterine, iar la fertilizare, ca și la alte mamifere, este implicat un singur spermă, al cărui conținut nuclear pătrunde în ou. Uneori în trompa uterină pot exista nu unul, ci două sau mai multe ouă, în urma cărora este posibilă nașterea gemenilor, a tripletelor etc. Ca rezultat al fertilizării, un set diploid de cromozomi este restabilit într-un fertilizat ou. Oocitele sunt capabile de fertilizare în aproximativ 24 de ore după ovulație, în timp ce capacitatea de fertilizare a spermei durează până la 48 de ore.

Rămâne mult neclar despre mecanismele de fertilizare. Se presupune că pătrunderea materialului nuclear în celula ovulă a unuia dintre mulți spermatozoizi este asociată cu modificări ale proprietăților electrice ale membranei plasmatice a oului. Există două ipoteze cu privire la motivele activării metabolismului ovulelor de către spermă. Unii cercetători consideră că legarea spermei la receptorii externi de pe suprafața celulei este un semnal care intră în ou prin membrană și activează ionii de inozitol trifosfat și calciu acolo. Alții cred că sperma conține un factor declanșator special.

Un ovul fertilizat dă naștere unui zigot, dezvoltarea organismelor prin formarea zigoturilor se numește zigogeneză. Evoluțiile experimentale din ultimii ani au arătat că fertilizarea ouălor de mamifere, inclusiv a oamenilor, este posibilă într-o eprubetă, după care embrionii care se dezvoltă într-o eprubetă pot fi implantați în uterul unei femei, unde se pot dezvolta în continuare. Până acum, sunt cunoscute numeroase cazuri de naștere a copiilor „eprubete”. De asemenea, s-a stabilit că nu numai sperma, ci și spermatidele sunt capabile să fertilizeze un ovul uman. În cele din urmă, este posibilă fertilizarea ovocitelor (private artificial de nuclee) ale mamiferelor cu nucleele celulelor lor somatice.

Activarea ovulului, determinându-l să înceapă dezvoltarea (această funcție nu este specifică: ca factor de activare, sperma poate fi înlocuită cu un număr de agenți fizici sau mecanici, de exemplu, în timpul partenogenezei);

Transferul spermei în tractul genital feminin.

În corpul unei femei, sperma are un drum lung de parcurs înainte de a întâlni ovulul. Acesta este canalul cervical, cavitatea uterină și trompele uterine. Și în fiecare etapă, va fi testată o bună celulă de spermă, care reprezintă verigi importante în selecția naturală. Din păcate, este imposibil să se evalueze efectul mucoasei uterine și al lichidului tubar asupra spermei. Dar este suficient de ușor să evaluați interacțiunea spermei și a mucusului cervical.

Pentru prima dată, mișcarea spermei în mucusul cervical a fost descoperită în 1866. Cu toate acestea, pentru o lungă perioadă de timp această descoperire a rămas nesupravegheată și abia în 1913 Dr. Huner a repetat studiul, iar de atunci testul postcoital (testul Sims-Huner) a intrat în practica examinării cuplurilor căsătorite cu infertilitate. În acest timp, au fost propuse diferite modificări ale metodei, dar esența - determinarea numărului și mobilității spermatozoizilor în mucusul cervical la ceva timp după actul sexual - a rămas aceeași.

Canalul cervical (canalul cervical) este prima etapă pe care trebuie să o traverseze sperma. Producția de mucus cervical este controlată de hormoni. Estrogenii din faza 1 stimulează formarea de mucus cervical abundent, în timp ce progesteronul din faza 2 „îngroșează” activitatea secretorie a glandelor. Pe lângă secreția glandelor colului uterin, mucusul cervical poate conține o cantitate mică de lichid endometrial, tubar și, eventual, folicular. În plus, mucusul cervical include leucocite, celule endometriale moarte și epiteliul canalului cervical. Astfel, este o substanță eterogenă. Aproximativ 50% din mucusul cervical este apă.

Modificările ciclice ale mucusului afectează viabilitatea și motilitatea spermatozoizilor din canalul cervical. Modificările prietenoase cu sperma în mucusul cervical încep de la aproximativ a noua zi a ciclului menstrual normal de 28 de zile și cresc treptat, atingând un vârf în timpul ovulației, iar creșterea vâscozității în faza luteală a ciclului creează o barieră de netrecut pentru spermatozoizi. Spermatozoizii pot rămâne în mucusul colului uterin, unde rămân viabile pentru o lungă perioadă de timp și pătrund treptat încet în cavitatea uterină.

Astfel, mucusul cervical:

Creează condiții pentru pătrunderea spermei în timpul ovulației sau invers, previne penetrarea spermei în alte perioade ale ciclului menstrual;

Protejează sperma de un mediu „ostil” din vagin;

Stochează energie pentru spermă;

Realizează selecția spermei prin motilitate și morfologie;

Creează un rezervor pentru spermă;

Declanșează reacțiile de capacitație (schimbarea spermei la trecerea prin cavitatea uterină).

Unul dintre cei mai importanți indicatori care afectează capacitatea spermei de a penetra mucusul cervical este consistența mucusului cervical. Cea mai mică rezistență la penetrarea spermei se observă la mijlocul ciclului, când vâscozitatea mucusului este minimă, iar vâscozitatea crescută în faza luteală creează o barieră de netrecut pentru spermă. Celulele moarte și celulele albe din sânge creează un obstacol suplimentar în calea migrării spermei. Astfel, endocervicita severă este adesea însoțită de o scădere a fertilității. Mucusul cervical este disponibil pentru ca spermatozoizii să intre pentru o perioadă limitată de timp. Durata acestei perioade de timp este individuală pentru fiecare femeie și poate diferi în diferite cicluri.

Probabilitatea fertilizării depinde de momentul actului sexual în raport cu momentul ovulației. Acest lucru se datorează faptului că, după ejaculare, sperma rămâne viabilă timp de 3-5 zile, iar ovocitul - aproximativ 24 de ore. Locul optim pentru fertilizare este trompele uterine, deoarece acest lucru crește posibilitatea implantării zigotului în locul cel mai favorabil pentru dezvoltarea sa în uter - pe peretele din spate în treimea sa superioară. Spermatozoizii care pătrund în vaginul femeii în timpul actului sexual, la aproximativ 30 de minute după ejaculare, ajung în gurile trompelor uterine și, după alte 15 minute, partea ampulară a acestora, unde are loc de obicei fertilizarea ovulului.

În tractul reproductiv masculin, sperma are o fertilitate scăzută. Fertilitatea normală a spermei se formează după ejaculare în tractul reproductiv feminin. Formarea capacității normale de fertilizare a spermei, sau capacitație, are loc ca rezultat al formării spermei, adică amestecarea spermei cu lichid seminal în vagin, precum și în timpul mișcării spermei prin mucusul colului uterin. Mișcarea spermatozoizilor în lumenul trompelor uterine este facilitată de activitatea motorie proprie a spermei și de valurile de contracție ale mușchilor netezi ai peretelui oviductului direcționați către partea caudală a tuburilor.

Activitatea motorie a spermatozoizilor localizați în partea caudală a trompelor uterine crește la câteva minute după ovulație. Acest lucru indică faptul că ovocitele sau celulele foliculare eliberează factori de semnalizare care activează motilitatea spermei (chimiotaxie) și îi direcționează către zona de fertilizare. Doar o mică parte a spermatozoizilor umani (2-12%) are chimiotaxie, adică reacționează la chimiostimulare prin factori foliculari. Prin urmare, numai spermatozoizii capacitați sunt implicați selectiv în fertilizarea ovocitului.

Spermatozoizii umani se mișcă cu ajutorul unui flagel. În timpul mișcării, sperma se rotește de obicei în jurul axei sale. Viteza de mișcare a spermei umane poate ajunge la 0,1 mm pe secundă. sau mai mult de 30 cm pe oră. La om, la aproximativ 1-2 ore după coitus cu ejaculare, primii spermatozoizi ajung în partea ampulară a trompei uterine).

Mișcarea spermatozoizilor de-a lungul tractului genital al unei femei este independentă și se efectuează împotriva mișcării fluidului. Pentru fertilizare, spermatozoizii trebuie să acopere o cale de aproximativ 20 cm (canalul cervical - aproximativ 2 cm, cavitatea uterină - aproximativ 5 cm, trompa uterină - aproximativ 12 cm).

Mediul vaginal este dăunător spermei, materialul seminal neutralizează acizii vaginali și suprimă parțial acțiunea sistemului imunitar al femeii împotriva spermei. Din vagin, sperma se deplasează spre colul uterin. Direcția de mișcare a spermei este determinată de percepția pH-ului mediului. Se deplasează în direcția scăderii acidității; PH-ul vaginului este de aproximativ 6,0, pH-ul colului uterin este de aproximativ 7,2. De regulă, majoritatea spermatozoizilor nu pot ajunge la colul uterin și mor în vagin (conform criteriilor OMS utilizate în testul postcoital, la 2 ore după coitus, nu rămân spermatozoizi vii în vagin). Trecerea canalului cervical este dificilă pentru spermatozoizi datorită prezenței mucusului cervical în acesta. După trecerea colului uterin, spermatozoizii ajung în uter, al cărui mediu este favorabil spermei, în uter își pot menține mobilitatea mult timp (spermatozoizi individuali până la 3 zile). Mediul uterin are un efect activator asupra spermatozoizilor, mobilitatea lor crește semnificativ. Acest fenomen se numește „capacitație”. Pentru fertilizarea cu succes, cel puțin 10 milioane de spermatozoizi trebuie să intre în uter. Din uter, spermatozoizii sunt trimiși către trompele uterine, direcția spre care și în care sperma este determinată de fluxul de fluid. S-a demonstrat că spermatozoizii au reotaxie negativă, adică tendința de a se deplasa în amonte. Fluxul de lichid din trompa uterină este creat de cilii epiteliului, precum și de contracțiile peristaltice ale peretelui muscular al tubului. Majoritatea spermatozoizilor nu pot ajunge la capătul trompei uterine, așa-numita pâlnie sau ampulă, unde are loc fertilizarea. Dintre cele câteva milioane de spermatozoizi care au pătruns în uter, doar câteva mii ajung în ampula trompei uterine. Rămâne neclar cum spermatozoizii unei persoane găsesc oul în pâlnia trompei uterine. Există presupuneri cu privire la prezența chimiotaxiei în spermatozoizii umani - mișcare către anumite substanțe secretate de ou sau de celulele foliculare care îl înconjoară. În ciuda faptului că chimiotaxia este inerentă spermatozoizilor multor organisme acvatice cu fertilizare externă, prezența sa nu a fost încă dovedită la spermatozoizii umani și la mamifere.

Observațiile in vitro arată că mișcarea spermei este complexă - spermatozoizii sunt capabili să ocolească obstacolele și să caute în mod activ.

Mutarea oului.

După fertilizarea oului, acesta începe să se deplaseze treptat de-a lungul tubului spre uter. Mișcarea se realizează prin contracția mușchilor pereților oviductului și a vibrațiilor cililor care acoperă tubul din interior. Oul nu se mișcă foarte repede și ajunge la uter la numai 8-10 zile după fertilizare. Treptat, embrionul începe să secrete enzime speciale care distrug mucoasa uterului. Eroziunea are loc în interiorul acesteia, de care este atașat embrionul. Acest proces se numește nidare.

Embrionul, cu ajutorul vilozităților care acoperă coaja exterioară, intră treptat în contact cu vasele de sânge ale corpului femeii. Dacă mai devreme nutriția sa era asigurată de substanțele conținute în ou în sine, acum acest lucru se întâmplă pe cheltuiala mamei. Prin sângele ei, nutrienții și oxigenul încep să curgă către el. Procesul de atașare a embrionului la peretele uterului este complet finalizat la 12-14 zile după fertilizare.

Nidarea embrionului depinde direct de viteza mișcării acestuia către uter. În timpul mișcării oului prin tub, se formează treptat un strat superior special, care produce ulterior enzime care îi permit să distrugă membrana mucoasă a uterului și să se atașeze de peretele său. Dacă mișcarea are loc prea repede, atunci acest strat nu are timp să se formeze, prin urmare, embrionul nu se va putea atașa la uter. Ca urmare, va avea loc un avort spontan.

Viabilitatea ovulelor și a spermei.

Durata de viață a celulelor germinale înseamnă capacitatea lor de a fertiliza sau de a fi fertilizate. Studiul acestei probleme nu este doar de interes teoretic, ci are și o semnificație practică fără îndoială. Cunoașterea acestor întrebări într-o anumită măsură poate ajuta la judecata corectă cu privire la momentul debutului concepției. Să examinăm aceste aspecte separat în raport cu celula reproductivă masculină - spermatozoizii și femela - ovulul.

Viabilitatea spermei. Se știe că în timpul actului sexual, sperma masculină se depune în vagin, în principal în fornixul posterior (receptaculum seminis). Fiecare ejaculare a unui om sănătos conține aproximativ câteva milioane de spermatozoizi. Cu toate acestea, sub influența mediului vaginal acid, majoritatea mor și doar o parte mai mică pătrunde în canalul cervical al colului uterin și în corpul uterului. Sub influența mediului alcalin al uterului, sperma devine și mai mobilă. Calea de la faringele uterine externe la partea ampullară a tubului este la o distanță de 20 cm în medie, sperma se deplasează în aproximativ 2-3 ore. K. Skrobansky). Spermatozoizii care nu au participat la fertilizarea oului mor și sunt distruși de leucocite. Există opinii diferite despre viabilitatea spermei. Behne și Hoehne îl definesc ca fiind 2-3 zile, Nurnberger 15 zile.

Pentru a determina timpul în care se menține capacitatea de fertilizare a spermatozoizilor din tractul reproductiv al iepurelui, Hammond a efectuat următoarele experimente. Se știe că o femelă de iepure ovulează la 10 ore după ce a acoperit-o cu un mascul. Prin injectarea artificială a spermatozoizilor în vaginul iepurelui, autorul a acoperit-o apoi cu un mascul, al cărui canal deferent a fost ligat chirurgical. Astfel, bărbatul, atunci când acoperea femela, nu-și putea excreta spermatozoizii și, dacă apare sarcina, atunci, în consecință, din acei spermatozoizi care au fost introduși artificial în vagin. Acoperind femelele cu un astfel de mascul în diferite momente după inseminarea artificială, Gammond a stabilit momentul viabilității spermei. În fig. 149 arată experimentul lui Gammond. În urma acestor experimente, s-a constatat că cea mai mare capacitate fertilizantă a spermatozoizilor în tractul genital al iepurilor durează 18 ore, deoarece doar în acest timp, sarcina a avut loc în 90,9%.

Capacitatea de a fertiliza oul a fost studiată și mai puțin. Hoehne crede că oul poate fi fertilizat chiar și la 3-4 zile după ovulație. Potrivit lui Gammond, cel mai lung timp de viabilitate a unei celule de ou este de 4 ore. În ciuda faptului că datele obținute într-un experiment pe animale nu pot fi trimise necondiționat la oameni, ele pot, într-o anumită măsură, să caracterizeze viabilitatea germenilor celulele în general și, în special, la o persoană.

Momentul unei concepții posibile este chiar mai puțin studiat, deoarece nu există metode prin care ar fi posibil să se stabilească momentul ovulației, al cărui debut la o femeie este supus numeroaselor fluctuații. Pe baza datelor estimate cu privire la viabilitatea oului, cea mai mare probabilitate de concepție este posibilă în anumite zile ale ciclului menstrual. Deci, cu un ciclu de 32 de zile, acest moment coincide cu 16-20 de zile, cu un ciclu de 28 de zile - 12-16, etc. Aceste caracteristici sunt prezentate în Fig. 150 (citat de K. K. Skrobansky).

Fuziunea gametilor.

Procesul de fuziune a gametilor, adică fertilizarea în sine este împărțită în trei faze succesive:

1) interacțiunea la distanță a gametilor și convergența acestora;

2) interacțiunea de contact a gametilor și activarea oului;

3) intrarea spermatozoizilor în ovul și fuziunea ulterioară a gametilor - singamia.

Prima fază (interacțiunea la distanță a gametilor) este asigurată de chimiotaxie - acțiunea unei combinații de factori specifici care cresc probabilitatea de contact cu celulele germinale. Acestea sunt efectuate la o anumită distanță, până când gametii intră în contact unul cu celălalt. Acestea vizează creșterea probabilității întâlnirii spermatozoizilor și a ovulelor. Interacțiunile la distanță sunt caracteristice organismelor acvatice, cu fertilizare externă. În acest caz, animalele se confruntă cu următoarele probleme:

Implementarea întâlnirii spermatozoizilor și a ovulelor la o concentrație scăzută a acestora în mediu;

Prevenirea fertilizării ovulelor de către spermatozoizii unei alte specii.

În cursul evoluției, respectiv, au fost dezvoltate două mecanisme pentru rezolvarea sarcinilor stabilite: atracția specifică speciei de spermă și activarea lor specifică speciei.

Atracția speciei specifice a spermatozoizilor a fost dovedită pentru multe animale: celenterate, moluște, echinoderme și cordate primare. Este un fel de chimiotaxie - și mișcare de-a lungul gradientului de concentrație al unei substanțe. În anii 80. XX a reușit să identifice două specii-atractive-spermatozoizi de arici de mare - seract și tăiat. Substanțele sunt clasificate ca peptide și conțin 10 și, respectiv, 14 reziduuri de aminoacizi. Un rol important în această chimiotaxie revine gamonilor - substanțe chimice produse de celulele germinale. Celula de ou este capabilă să producă așa-numitul. ginogamoni sau fertilizante, iar spermatozoizii sunt androhomogii. Gynogamon I este o substanță neproteică cu greutate moleculară mică, care activează mișcarea spermei, crescând probabilitatea întâlnirii lor cu un ou. Gynogamone II este o substanță proteică (glicoproteină) care determină legarea spermei atunci când interacționează cu androhomona II complementară, încorporată în membrana superficială a spermei. Androhomon I suprimă motilitatea spermei. Androhomon II lichefiază substanța de jeleu și dizolvă coaja de ou, de aceea este adesea identificată cu hialuronidază. S-a constatat că ovocitele secretă peptide care ajută la atragerea spermei. Imediat după ejaculare, spermatozoizii nu sunt capabili să pătrundă în ou până nu apare capacitatea - sperma capătă capacitatea de fertilizare. Capacitarea are loc în aproximativ șapte ore sub influența secreției tractului genital feminin. În procesul de capacitare, glicoproteinele și proteinele plasmatice seminale sunt îndepărtate din plasmalema spermei din regiunea acrosomului, ceea ce contribuie la reacția acrosomală. În mecanismul de capacitare, acțiunea hormonilor, în primul rând a progesteronului (un hormon al corpului galben), care activează secreția celulelor glandulare ale oviductelor, are o mare importanță. În timpul capacitării, colesterolul citolemei spermei este legat de albumina tractului reproductiv feminin și receptorii biochimici ai celulelor germinale sunt expuși.

Fertilizarea are loc în partea ampulară a oviductului. Fertilizarea este precedată de inseminare - interacțiune la distanță și apropiere de gameți datorită chimiotaxiei.

A doua fază a fertilizării este interacțiunea de contact, în timpul căreia spermatozoizii rotesc ovulul. Numeroase celule de spermă se apropie de ovul și vin în contact cu membrana acestuia. Ovul începe să se rotească în jurul axei sale cu o viteză de ~ 4 rpm. Aceste mișcări sunt cauzate de bătaia flagelului spermei, care durează aproximativ ~ 12 ore.

În procesul de interacțiune de contact între celulele germinale masculine și feminine, are loc o reacție acrosomală în spermă. Acesta constă în fuziunea membranei exterioare a acrosomului cu cele două treimi anterioare ale suprafeței plasmalemei spermei. Apoi membranele sunt rupte în zona de fuziune și enzimele acrosome sunt eliberate în mediu. Începerea celei de-a doua faze de fertilizare are loc sub influența polizaharidelor sulfatate din zona strălucitoare (transparentă). Acestea determină intrarea ionilor de calciu și sodiu în capul spermatozoizilor, înlocuirea lor a ionilor de potasiu și hidrogen și ruperea membranei acrosomului. Atașarea spermei la ou se produce sub influența grupului de carbohidrați al fracției glicoproteice din zona transparentă a oului. Receptorii spermei pentru zona transparentă sunt enzima glicoziltransferază. Această enzimă, localizată pe suprafața acrosomului capului spermatozoizilor, „recunoaște” zahărul N-acetilglucozamină, receptorul celulei reproductive feminine. Membranele plasmatice la punctul de contact al celulelor germinale fuzionează și apare plasmogamia - unificarea citoplasmelor ambilor gameti.

Spermatozoizii, la contactul cu oul, pot lega zeci de mii de molecule ale glicoproteinei Zp3. În același timp, se observă începutul reacției acrosomale. Reacția acrosomală se caracterizează printr-o creștere a permeabilității membranei plasmatice a spermei la ionii Ca2 + și depolarizarea acesteia. Acest lucru facilitează fuziunea plasmalemei cu membrana anterioară a acrosomului.

Zona măgulitoare a ovocitului este în contact direct cu enzimele acrosomale. Enzimele distrug zona sclipitoare, sperma trece prin decalaj și pătrunde în spațiul perivitelinic, situat între zona sclipitoare și plasmalema ovulului. După câteva secunde, proprietățile plasmalemei ovulului se schimbă și începe o reacție corticală și după câteva minute apare o reacție de zonă, în timpul căreia proprietățile zonei strălucitoare se schimbă.

Fertilizarea este facilitată de sute de alți spermatozoizi care participă la inseminare. Enzimele secretate din acrosomi - spermolisinele (tripsina, hialuronidaza) distrug coroana radiantă, descompun glicozaminoglicanii din zona transparentă a oului. Celulele foliculare detașate se lipesc împreună într-un conglomerat care, urmând celula ouă, se mișcă de-a lungul trompei uterine datorită pâlpâirii cililor celulelor epiteliale ale membranei mucoasei trompei uterine.

A treia fază a fertilizării este singamia. Capul și partea intermediară a secțiunii cozii pătrund în ovoplasmă. După intrarea spermatozoizilor în ovocit, la periferia ovoplasmei, acesta este compactat (reacție de zonă) și se formează o membrană de fertilizare .Reacția corticală este fuziunea plasmalemei ovulare cu membranele granulelor corticale. Ca rezultat, conținutul din granule intră în spațiul perivitelinic și acționează asupra moleculelor de glicoproteină din zona sclipitoare. Ca urmare a acestei reacții de zonă, moleculele Zp3 sunt modificate și își pierd capacitatea de a acționa ca receptori ai spermei. Se formează o coajă de fertilizare cu o grosime de ~ 50 nm, care previne polispermia, adică pătrunderea altor spermatozoizi. Mecanismul reacției corticale implică afluxul de ioni de sodiu printr-o secțiune a membranei spermatozoizilor încorporată în suprafața oului după finalizarea reacției acrosomale. Ca rezultat, potențialul de membrană negativ al celulei devine slab pozitiv. Afluxul de ioni de sodiu determină eliberarea de ioni de calciu din depozitele intracelulare și creșterea conținutului acestuia în hialoplasma oului. Urmează exocitoza granulelor corticale. Enzimele proteolitice eliberate din acestea rup legăturile dintre zona lucioasă și plasmalema oului, precum și între spermă și zona transparentă. În plus, se eliberează o glicoproteină care leagă apa și o atrage în spațiul dintre plasmalemă și zona strălucitoare. Ca rezultat, se formează spațiul perivitelinic. În cele din urmă, este evidențiat un factor care contribuie la întărirea zonei transparente și la formarea unei coajă de fertilizare din aceasta.

Datorită mecanismelor de prevenire a polispermiei, doar un singur nucleu haploid al spermei este capabil să fuzioneze cu un nucleu haploid al ovulului, ceea ce duce la restabilirea setului diploid de cromozomi caracteristici tuturor celulelor. Pătrunderea spermei în ou după câteva minute îmbunătățește semnificativ procesele de metabolism intracelular, care este asociat cu activarea sistemelor sale enzimatice. Acest lucru stimulează finalizarea celei de-a doua diviziuni a meiozei, iar ovocitul de ordinul doi devine un ou matur. În acest caz, se formează și un al doilea corp polar, care degenerează imediat, iar coada spermei este absorbită în citoplasma nucleului. Nucleii ambilor gameți se transformă în pronuclei și converg. Membranele pronuclei sunt distruse, iar cromozomii paterni și materni sunt atașați de filamentele fusului format. În acest moment, ambele seturi haploide, care conțineau 23 de cromozomi la om, fuseseră deja reproduse, iar cele 46 de perechi de cromatide rezultate se aliniază de-a lungul ecuatorului fusului, ca în metafaza mitozei. Fuziunea pronuclei se numește cariogamie și durează aproximativ ~ 12 ore. În acest stadiu, numărul diploid de cromozomi este restabilit. După fuziunea pronuclei feminin și masculin, ovulul fertilizat este numit zigot (embrion unicelular). Zigotul trece prin etapele anafazei și telofazei și finalizează prima sa diviziune mitotică. După aceasta, citokineza duce la formarea a două celule fiice diploide dintr-un embrion unicelular. Deja în stadiul zigotului, zonele prezumtive (latină: presumptio - probabilitate, presupunere) sunt identificate ca surse de dezvoltare a secțiunilor corespunzătoare ale blastulei, din care se formează ulterior straturile germinale. Procesul de fertilizare se încheie și începe procesul de scindare

Concluzii.

Fertilizarea este fuziunea unui spermatozoid cu un ovul, rezultând unirea nucleilor acestora într-un singur nucleu al unui ovul fertilizat (zigot). În majoritatea covârșitoare a animalelor cu dezvoltare normală, fertilizarea este cea care servește drept impuls pentru eliberarea oului din starea anabiotică, în care se află în ultima etapă a etapei de maturare.

Fertilizarea are două funcții diferite:

Sexual - include transferul de gene de la părinți la descendenți;

Reproductiv - include inițierea în citoplasma oului a acelor reacții care permit dezvoltarea și crearea continuă a unui nou organism.

Un rol important în procesul de fertilizare aparține spermei, este necesar pentru:

Activarea ovulului, determinându-l până la începutul dezvoltării (această funcție nu este specifică: ca factor de activare, celula spermatică poate fi înlocuită cu un număr de

agenți mecanici, de exemplu, în timpul partenogenezei);

Introducerea materialului genetic al tatălui în ou.

Există mai multe principii pentru clasificarea procesului de fertilizare:

La locul pătrunderii spermei în ovul:

Extern (fertilizarea are loc în mediul extern);

Intern (fertilizarea are loc în tractul genital al femelei).

După numărul de spermatozoizi implicați în fertilizare:

Monosperm (un spermatozoid);

Polispermic (doi sau mai mulți spermatozoizi)

Într-o serie de nevertebrate, pești, amfibieni cu coadă și păsări, polispermia este posibilă, când mai mulți spermatozoizi pătrund în ou, cu toate acestea, nucleul unui singur spermă fuzionează cu nucleul ovulului.

Caracteristicile specifice fertilizării variază foarte mult de la specie la specie. Interacțiunea gametilor este împărțită în patru etape:

Interacțiuni la distanță;

Interacțiuni de contact;

Penetrarea spermei în ou;

Fuziunea materialului genetic.

După aceste procese, încep procesele de zdrobire.

Referințe.

1. Allanazarova N.A. „Biologia dezvoltării individuale” (manual) Samarkand, 2002.

2. Afanasyev Yu.I., Yurina N.A. „Histologie, citologie, embriologie”. M.: Medicină, 2001.

3. Belousov L.V. „Fundamentele embriologiei generale”. M.: Editura Universității de Stat din Moscova, 1993. S. 53–68.

4. Gilbert S. „Biologia dezvoltării”. T. 1.M.: Mir, 1993.

5. Dzheldubaeva E.R. „Biologia dezvoltării individuale. Curs de curs. " - Simferopol, 2008

6. Ivanova T.V., Kalinova G.S., Myagkova A.N. "Biologie generală" - M.: Educație, 2000.

7. Karlson B.M. „Fundamentele embriologiei de Patten”. T. 1.M.: Mir, 1983.

8. Knorre A. G. „O scurtă schiță a embriologiei umane”. Moscova: Medicină, 1967.

9. Tokin B.P. „Embriologie generală”. M.: Mai mare. școală, 1987.

10. Yurina N.A., Torbek V.E., Rumyantseva L.S. „Principalele etape ale embriogenezei vertebratelor și a oamenilor”. M., 1984

Alte lucrări similare care vă pot interesa
13499.		CELULE DE GEN ȘI FERTILIZAREA	5,6 MB
	Este necesar să se acorde atenție polarității lor asupra formării stratului cortical și asupra cojii oului: structura și semnificația lor. Ooplasma oului conține o varietate de organite care se găsesc și în celulele somatice. Schema structurii unui ou de pui din coaja Antipchuk 1; Film cu 2 cochilii; 3 - cameră de aer; 4 - proteină înveliș proteic; 5 - calaze; 6 - membrana vitelină; 7 - disc embrionar; 8 - gălbenuș. Granule corticale găsite în ...
14235.		Obstetrică, ginecologie și biotehnologie a reproducerii	40,49 KB
	Obstetricia veterinară este una dintre disciplinele clinice, a cărei dezvoltare contribuie la dezvoltarea studentului ca specialist. O etapă importantă în studiul acestei discipline a fost și rămâne implementarea activității de curs, în timp ce elevul învață să aplice cunoștințele dobândite anterior.
19310.		Avocat în proceduri civile	49,47 KB
	Ce criterii ar trebui să îndeplinească o lege federală pentru ca aceasta să fie recunoscută ca element al legislației privind advocacy și profesia de avocat - este menționarea în textul Legii cu privire la avocatură cu privire la posibilitatea de a reglementa anumite aspecte ale activității avocatului prin legislația federală sau o lege federală specifică ca bază pentru includerea unei astfel de legi în legea advocacy.
10630.		Conceptul procesului epidemic	16,59 KB
	Gromashevsky care pentru prima dată a dezvoltat în detaliu legile de bază ale epidemiologiei, teoria mecanismului de transmitere a infecției și forțele în mișcare ale procesului epidemic. secțiunea - Mecanismul dezvoltării procesului epidemic: mecanismul de transmitere L. Baza elementară a procesului epidemic este: Sursa agentului cauzal al infecției Mecanismul de transmitere a agenților patogeni Susceptibilitatea populației mediu abiotic animal uman Categoria I sursă de infecție - bolnav uman Agent infecțios Forma bolii: ...
19161.		EXPERTIZĂ ÎN PROCESUL CIVIL	113,53 KB
	Cercetarea expertului are propriul obiect, subiectul și metodologia obiectului examinării criminalistice reprezintă o sursă de informații pentru expert. Obiectele examinării pot fi obiecte materiale, organisme vii. Subiectul unei examinări medico-legale poate fi faptele, datele de fapt. De exemplu, subiectul expertizei psihologice poate fi stabilirea capacității de a percepe corect memorarea și reproducerea informațiilor.
17943.		Reprezentarea în procedurile civile	26,36 KB
	Formulați conceptul, semnele și natura juridică a reprezentării civile; ia în considerare rolul unui avocat ca reprezentant în procedurile civile; identificarea aspectelor problematice ale reprezentării în procedurile civile.
9383.		CONTROLUL ÎN PROCESUL DE ÎNVĂȚARE	17,24 KB
	Funcția educativă a controlului este de a obișnui elevii cu munca sistematică în disciplina lor și dezvoltarea voinței. Dar funcția principală de control este diagnosticarea. Se specifică în funcție de tipul de control. Tipuri de control: actual - aceasta este o verificare sistematică a asimilării cunoștințelor, abilităților și abilităților în fiecare lecție, aceasta este o evaluare a rezultatelor învățării în lecție.
12481.		Proceduri de conciliere în procedurile civile	180,64 KB
	În diferite etape ale existenței societății, litigiile au fost soluționate în mai multe moduri: prin dreptul de a face apel puternic către o persoană autorizată pentru o soluție sau reconciliere a părților în litigiu. Cu toate acestea, trebuie remarcat faptul că sistemul judiciar modern se caracterizează printr-o legătură conservatoare și rigidă cu legislația națională și o capacitate limitată de a lua o decizie cu privire la un litigiu numai pe baza legii, fără a lua în considerare interesele și nevoile reale ale părțile în litigiu. Acest lucru pare a fi important nu numai din punctul de vedere al descărcării sistemului judiciar, ci și pentru ...
19289.		Dovezi electronice în procesul de arbitraj	61,22 KB
	Dezvoltarea comerțului electronic are loc rapid, dar mai devreme sau mai târziu, acest proces, confruntat cu foamea legală, poate merge în direcția opusă. Pentru a beneficia pe deplin de toate avantajele posibile din activitatea economică din mediul informațional, este necesar să o umpleți cu acte legislative adecvate.
9772.		Utilizarea vizualizării în procesul de învățare	47,57 KB
	Utilizarea ajutoarelor vizuale nu numai pentru crearea de reprezentări figurative la școlari, ci și pentru formarea conceptelor de înțelegere a conexiunilor și dependențelor abstracte este una dintre cele mai importante prevederi ale didacticii. Vizibilitatea este tot ceea ce poate fi prezentat pentru percepție de către simțuri: vizibil pentru percepție prin vedere; audibil - prin auz; mirosuri - prin simțul mirosului; supus gustului - după gust; permis la atingere - prin atingere. Pentru ca copilul să dezvolte reprezentări vizuale, este necesar să le creezi oferind ...