Attīstās par indivīdu (vai indivīdu grupu) ar iedzimtām abu vecāku organismu īpašībām, kas ražo gametas.
Dažām sugām iespējama arī vienas gametas (neapaugļotas olšūnas) attīstība organismā – partenoģenēze.
Gametu morfoloģija un gametogāmijas veidi
Izogāmija, heterogāmija un oogāmija
Dažādu sugu gametu morfoloģija ir diezgan daudzveidīga, savukārt ražotās gametas var atšķirties gan pēc hromosomu komplekta (ar sugas heterogamitāti), gan pēc izmēra un mobilitātes (spēju patstāvīgi pārvietoties), savukārt gametu dimorfisms dažādās. sugas ir ļoti dažādas - no dimorfisma neesamības izogāmijas formā līdz tā galējai izpausmei oogamijas formā.
Izogāmija
Ja saplūstošās gametas morfoloģiski neatšķiras viena no otras pēc izmēra, struktūras un hromosomu komplekta, tad tās sauc par izogametām jeb bezdzimuma gametām. Šādas gametas ir mobilas, var nēsāt flagellas vai būt līdzīgas amēbai. Izogāmija ir raksturīga daudzām aļģēm.
Anizogāmija (heterogāmija)
Sapludēties spējīgās gametas atšķiras pēc izmēra, mobilās mikrogametas pārnēsā flagellas, makrogametas var būt gan kustīgas (daudz aļģu), gan nekustīgas (daudzu protistu makrogametām, kurām trūkst flagellu).
Oogamy
Vienas bioloģiskās sugas gametas, kas spēj sapludināties, krasi atšķiras pēc izmēra un mobilitātes divos veidos: mazās mobilās vīriešu dzimumšūnas - spermatozoīdi - un lielas nekustīgas sieviešu dzimumšūnas - olas. Gametu lieluma atšķirības ir saistītas ar faktu, ka olas satur pietiekami daudz barības vielu, lai nodrošinātu zigotas pirmos dalījumus tās attīstības laikā embrijā.
Pārkera graujošās atlases teorija... Ja zigotas izmērs ir pietiekami svarīgs tās izdzīvošanai (organismos ar ārēju apaugļošanu), tad anizogāmija būtu evolucionāri stabila stratēģija. Šādos gadījumos tēviņu (mazo dzimumšūnu audzētāju) un mātīšu (lielo gametu audzētāju) populācija būs stabila. Bojājošās selekcijas teorija ļauj izskaidrot divmāju rašanos un saglabāšanos daudzos augos un dažos dzīvniekos ar ārēju apaugļošanu.
Gametes veids un dzimums
Dzimuma jēdziens ir saistīts ar diferenciāciju pēc gametu lieluma, tas ir, mēs apzīmējam vīriešu dzimumu kā indivīdus, kas ražo mazas mobilās gametas, un sieviešu dzimumu - tos, kas ražo lielas. Tajā pašā laikā dažu sugu diferenciācija pēc gametijas veida (homo - XX vai heterogamētiskā uzbūve - XY) var nesakrist ar lieluma diferenciāciju.
Evolūcijas procesā lielākajai daļai sugu vīriešiem tika konstatētas mazas gametas un heterogamētiskā konstitūcija XY, bet mātītēm – lielās gametas un homogamētiskā konstitūcija XX. Tās ir sugas ar gametu tipu Drosophila... Gluži pretēji, sugās ar šāda veida gametām Abraksass (Angļu)krievu valoda(putni, tauriņi, naktstauriņi, dažas zivju sugas u.c.) šo diferenciāciju virzieni nesakrita. Mātītes olšūnas ir heterogamētiskas, un vīrieša spermatozoīdi ir homogamētiski.
Apaugļošanās notiek mātes olšūnas un tēva spermas jeb dzimumšūnu savienošanās brīdī - no tā brīža mātei deviņus mēnešus pirms dzimšanas un patstāvīgas dzīves sākuma attīstās jauns organisms.
Jauna organisma dzimšana sākas apaugļošanās brīdī - gametu saplūšana vai dzimumšūnas: olšūna un sperma. Katrā no šīm šūnām ir 23 hromosomas, tas ir, puse no tām, kurās atrodas ķermeņa šūnas, tāpēc divu šādu šūnu kombinācija veido jaunu šūnu - zigotu ar 46 hromosomām, no kurām, pateicoties dalīšanai, orgāni un veidojas jaunā organisma sistēmas.
Apaugļošanās sākas ar kopulāciju reproduktīvā periodā, tas ir, ovulācijas periodā. Ar ejakulāciju sievietes makstī nonāk no 300 līdz 500 miljoniem spermatozoīdu: pateicoties astei, spermatozoīdi pārvietojas, un daži no tiem nonāk dzemdē, bet mobilākie spēj no dzemdes nokļūt olvados. , kurā viņi var satikt olu. Mazāk nekā 100 spermatozoīdu sasniedz trešo olvadu sekciju: saduroties ar olšūnu, tie to ieskauj, mēģina iziet cauri visām tās membrānām un iekļūt iekšā, taču izdodas tikai vienam spermatam.
Spermas šūna iekļūst olšūnā, kā redzams elektronu mikroskopā.
Pēc apaugļošanas olšūnas un spermas kodoli saplūst un veido zigotu - apaugļotu olu.
Process sākas nekavējoties zigotas sadalīšana, vai segmentācija: pēc pirmās zigotas sadalīšana divas šūnas - dalās arī blastomēri - iegūst četras šūnas, kas turpina dalīties. Trīs dienas vēlāk zigota jau sastāv no 16 šūnām, kas veido kopu, kas atgādina ogu - morulu. Piektajā dienā morulas šūnas, turpinot dalīties, sāk organizēties. Morulas iekšpusē uzkrājas šķidrums, kā rezultātā šūnas tiek izspiestas no tās iekšējās daļas uz āru: morula tiek pārveidota par blastulu, kas sastāv no divām daļām: embrioblasta, šūnas, no kurām pēc tam veidosies embrijs; un trofoblasts, plāns šūnu slānis, kas atdala telpu, kas piepildīta ar šķidrumu, vai blastocoel, - no šī slāņa vēlāk veidojas placenta.
Sadaloties, zigota virzās pa olvadu virzienā uz dzemdi, pateicoties muskuļu kontrakcijām un mazo šūnu skropstu ritmiskām kustībām olvadu gļotādā slānī. Zigota pārvietojas pa olvadu, sasniedz dzemdi, kas saņem blastulu un kurā deviņu mēnešu laikā veidojas jauns organisms. Morula, nokļūstot dzemdē, turpina tajā atrasties kādu laiku, līdz pilnībā izveidojas endometrijs, lai to pieņemtu. Septītajā dienā pēc ieņemšanas blastula tiek piestiprināta pie endometrija virsmas, meklējot vietu, kur apstāties un saņemt barības vielas – šo procesu sauc par implantāciju.
Gametu augšana, nobriešana un citiem apstākļiem, kas noved pie vīriešu un sieviešu dzimumšūnu satikšanās, ir tikai sākotnēja nozīme ceļā uz to savienību. Spermas iekļūšana olšūnā un no tās izrietošā abu šūnu kodolvielu saplūšana ir apaugļošanās procesa kulminācija un vēsta par jauna indivīda dzīves sākumu.
Tiešie novērojumi virs gametu savienojuma zīdītājiem ir ļoti nenozīmīgas un fragmentāras. Tomēr, salīdzinot šos novērojumus ar plašākiem datiem, kas iegūti ūdensdzīvnieku pētījumos, kuros apaugļošanās notiek ārpus mātes organisma, nav grūti iedomāties visu notikumu gaitu.
Ja seksuāls dzimumakts starp veseliem vīriešiem un sievietēm notika ap ovulācijas brīdi, būs vajadzīgas tikai dažas stundas, lai olšūnu, kas iekļuva olvadu bārkstošajā galā, ieskauj liels skaits spermatozoīdu, no kuriem tikai viens iekļūst olšūnā. Tūlīt pēc spermas ievadīšanas olšūnā notiek izmaiņas, kuru mērķis ir novērst citu spermatozoīdu iekļūšanu tajā.
Šī parādība var to ir viegli novērot zem mikroskopa daudzām jūras sugām, veicot eksperimentus jūras ūdens bļodā. Kad spermatozoīdi ir ievadīti traukā, kurā ir olas, jūs uzreiz varat redzēt, kā tie bariem spieto ap katru olu. Neskatoties uz salīdzinoši milzīgo olšūnas tilpumu, spermatozoīdu apvienoto spēku ietekmē to pat var ievest rotācijā.
Kad viens spermu ir iekļuvis olā, tās virsmas apvalks uzreiz sabiezē un apstājas mazāk caurlaidīgs; tajā pašā laikā pārējie spermatozoīdi zaudē savu virzīto aktivitāti, un drīz vien apaugļotās olšūnas tuvumā paliek tikai atsevišķi spermatozoīdi. To, ka šīs izmaiņas ir saistītas ar olšūnas apaugļošanos, nevis ar citu spermatozoīdu aktivitātes zudumu, var viegli pierādīt, pievienojot traukā neapaugļotas olas un novērojot to apaugļošanos ar atlikušo spermu.
V olšūna iekļūst tikai spermas galva (kas sastāv gandrīz tikai no kodolmateriāla) un kakls (kas satur centrosomālo aparātu). Aste pazūd, kad tiek ievadīta sperma. Olā spermas galviņā esošā kodolviela nekavējoties zaudē savu kompakto izskatu un tajā atklājas hromosomas. Šajā stāvoklī to sauc par vīriešu priekškodolu.
Parasti plkst zīdītāji ooģenēzē pirmā nobriešanas dalīšanās tiek novērota tūlīt pēc ovulācijas, un otrā nobriešanas dalīšanās, iespējams, tiek aizkavēta līdz spermas iekļūšanai olšūnā. Tomēr, tiklīdz spermatozoīdi nonāk olšūnā, visi procesi ātri tiek aktivizēti, un līdz brīdim, kad veidojas vīrišķais kodols, beidzas otrais nobriešanas dalījums. No šī brīža olšūnas kodolu sauc par sievietes priekškodolu.
Mēslošana beidzas tikai tad, kad vīrieša un sievietes priekškodolu hromosomas saplūst kopā. Tā kā katrā priekškodā ir haploīds hromosomu komplekts, apaugļotā olšūnā tiek atjaunots pilnais noteiktai sugai raksturīgs diploīds hromosomu komplekts.
Starp iespiešanās spermas olšūnā un abu pronukleu hromosomu savienojumā, spermas piegādātais centrosomālais aparāts veido mitotisko vārpstu. Hromosomas šajā periodā sagatavojas pirmajai apaugļotas olšūnas mitotiskajai dalīšanai. Šis dalījums parasti notiek neilgi pēc kodolu pievienošanās, taču tā aktivizācijas mehānisms ir ārkārtīgi sarežģīts un tā būtība joprojām nav zināma.
Ir skaidrs, ka tas neaprobežojas tikai ar savienošanu vīriešu un sieviešu priekškodoli, jo dažiem zemākajiem dzīvniekiem, kuriem ir eksperimentiem viegli pieejamas gametas, spermatozoīdi var sākt dalīties olšūnu citoplazmā ar izņemtiem kodoliem. Citos gadījumos spermatozoīdi, kuru kodolvielu neatgriezeniski sabojāja rādija stari, joprojām varēja iekļūt olšūnā un izraisīt tās dalīšanos.
Turklāt olu šūnas daudzi zemākie dzīvnieki var sākt attīstību, ja nav spermatozoīdu, atbilstošu mehānisku vai ķīmisku stimulu ietekmē, ko sauc par mākslīgo partenoģenēzi. Tomēr, kā likums, šādos gadījumos attīstība ir daudz vājāka un nenotiek ilgi. Šūnu dalīšanās aktivizēšana nav pietiekama, ja nav pilnas ķēdes spermas šūnas, kas nepieciešama normāla augšanas spēka uzturēšanai.
Mūsu rakstā jūs uzzināsit, kas ir gameta. Šī ir īpaša šūna, kuras funkcijas ir stingri specializētas. Par ko tie vispār ir saistīti? Izdomāsim to kopā.
Kas ir gameta: definīcija
Tulkojumā no grieķu valodas šis termins nozīmē "sieva" vai "vīrs". Tas pēc iespējas precīzāk nosaka tā nozīmi. Gamete ir reproduktīvā šūna. Dabā ir divi tā veidi - vīrieši un sievietes.
Jebkurā gadījumā gametas veidojas primāro dzimumšūnu dalīšanās rezultātā. Tajā pašā laikā tiek saglabāts to diploīds hromosomu komplekts. Tas noved pie to skaita palielināšanās. Vīriešu un sieviešu dzimumšūnu veidošanās procesam ir savas būtiskas atšķirības. Tātad no viena primārā spermatozoīda veidojas četras pilnvērtīgas šūnas, kas spēj apaugļot. Sieviešu dzimumšūnās šo spēju iegūst tikai viena olšūna.
Olšūnas struktūra
Kas ir sievietes gameta? Tā vienmēr ir nekustīga šūna, kas satur pietiekamu daudzumu barības vielu, kas nepieciešamas nākamā organisma attīstībai. Tam ir noapaļota vai sfēriska forma. Olšūnu droši aizsargā vairākas membrānas: dzeltenums, caurspīdīgs un ārējais. Tās citoplazma ir īsta dzeltenuma ieslēgumu noliktava.
Vīriešu dzimumšūnu iezīmes
Tagad redzēsim, kas ir vīriešu dzimuma gameta. Spermas šūnas vienmēr ir daudz mazākas nekā olšūnas. Tas ir tāpēc, ka vīriešu dzimuma gametas satur tikai ģenētisku informāciju. Kāpēc viņiem trūkst barības vielu? Fakts ir tāds, ka nākotnes organisma pamatā ir tieši ola, kurā to ir pietiekami daudz.
Augu un dzīvnieku gametas: līdzības un atšķirības
Dzīvnieku vīriešu dzimuma gametas ir mobilas. Sperma sastāv no trim daļām: galvas, kakla un astes. Pirmajā ir kodols. Tās hromosomu komplekts ir haploīds vai viens. Šī struktūras iezīme ir raksturīga visām dzimumšūnām. Spermas galva satur arī akrosomu jeb apikālo ķermeni. ražo īpašu fermentu, kas spēj izšķīdināt olšūnas aizsargplēves. Dzemdes kakls satur centriolus un mitohondrijus. Tie rada enerģiju, kas nepieciešama astes virzīšanai.
Augu vīrišķās gametas sauc par spermu. Šīs valstības augstāko sēklu pārstāvjiem tie ir atrodami putekšņlapu putekšņos. Viņi pārvietojas ar vēja, kukaiņu vai cilvēku palīdzību. To pārnešanas procesu uz pūtītes stigmu sauc par apputeksnēšanu.
Kas ir augu gameta un kur tā atrodas? Ja mēs runājam par olšūnu, tad, tāpat kā augiem, tā ir nekustīga ovālas formas šūna. Tas atrodas ziedu pistoles apakšējā paplašinātajā daļā. Lai gametas apvienotos, augot dīgļu caurulei, abi spermatozoīdi pārvietojas uz sieviešu dzimuma gametu. To apaugļošanas rezultātā veidojas sēkla.
Augstākos sporu augos dzimumšūnas nobriest specializētos orgānos – gametangijā. Šajos organismos dzīves ciklā tiek novērota skaidra paaudžu maiņa.
Apskatīsim šo procesu, izmantojot sūnu piemēru. Viņa seksuālo paaudzi attēlo zaļš paklājs. Tas sastāv no atsevišķiem lapu augiem. Uz tiem veidojas gametofīti, kuros nobriest dzimumšūnas. Apaugļošanas procesa rezultātā, kura īstenošanai nepieciešams ūdens, izaug aseksuāla paaudze - sporofīts. Tas izskatās kā kaste ar sausu kātu. Tajā nobriest aseksuālās reprodukcijas šūnas, ko sauc par sporām. Tie nonāk augsnē un atkal rada gametofītu. Tātad dzīves cikla fāzes aizstāj viena otru.
Mēslošanas rezultāts
Apaugļotu olu sauc par zigotu. Viņas hromosomu komplekts jau ir diploīds vai dubults. Dzīvniekiem apaugļošana ir ārēja un iekšēja. Pirmajā gadījumā tas notiek ārpus sievietes ķermeņa. Šī metode ir raksturīga zivīm un abiniekiem. Ar palīdzību tēviņš mātītes ķermenī ievada spermu. Tur notiek arī augļa attīstība, tāpēc šī metode ir progresīvāka.
Augos vissarežģītākais gametu saplūšanas process tiek novērots ziedošajos augos. To sauc par dubulto, jo sievietes gameta un centrālā dzimumšūna ir savienotas ar spermu. Rezultātā veidojas embrijs, uzglabāšanas uzturviela, ko sauc par endospermu, un miza. Un viss kopā ir sēkla.
Zigota sāk sadalīties. Šajā gadījumā veidojas embrijs. Sākumā tas sastāv no viena slāņa. To sauc par blastulu. Tālāk tajā sākas audu un nākotnes orgānu klāšana. Šajā periodā to sauc par gastrulu. Embrija veidošanās turpinās, izklājot trīs dīgļu slāņus, no kuriem attīstās noteikti orgāni un to sistēmas.
Tātad, mūsu rakstā mēs pārbaudījām, kas ir gameta un zigota. Šīs struktūras ir iedzimtas informācijas nesēji un rada jaunu organismu.
