Dezvoltarea într-un individ (sau un grup de indivizi) cu caracteristici ereditare ale ambelor organisme parentale care au produs gameți.
La unele specii este posibilă și dezvoltarea unui singur gamet (ou nefertilizat) în organism - partenogeneza.
Morfologia gameților și tipurile de gametogamie
Izogamie, heterogamie și oogamie
Morfologia gameților diferitelor specii este destul de diversă, în timp ce gameții produși pot diferi atât în setul cromozomial (cu heterogameitatea speciei), cât și în dimensiune și mobilitate (capacitatea de a se deplasa independent), în timp ce dimorfismul gameților în diferite specia variază foarte mult - de la absența dimorfismului sub formă de izogamie până la manifestarea sa extremă sub formă de oogamie.
Izogamie
Dacă gameții care fuzionează nu diferă morfologic unul de celălalt ca mărime, structură și setul de cromozomi, atunci aceștia se numesc izogameți sau gameți asexuați. Astfel de gameți sunt mobili, pot purta flageli sau pot fi asemănătoare amibei. Izogamia este tipică multor alge.
Anizogamie (heterogamie)
Gameții capabili de fuziune diferă ca mărime, microgameții mobili poartă flageli, macrogameții pot fi atât mobili (multe alge) cât și imobili (macrogameții multor protiști lipsiți de flageli).
Oogamie
Gameții unei specii biologice capabili de fuziune diferă brusc în dimensiune și mobilitate în două tipuri: gameți masculini mici și mobili - spermatozoizi - și gameți feminini mari imobili - ouă. Diferența de mărime a gameților se datorează faptului că ouăle conțin o cantitate suficientă de nutrienți pentru a asigura primele diviziuni ale zigotului în timpul dezvoltării sale în embrion.
Teoria selecției perturbatoare a lui Parker... Dacă dimensiunea zigotului este suficient de importantă pentru supraviețuirea lui (în organisme cu fertilizare externă), atunci anizogamia ar fi o strategie stabilă din punct de vedere evolutiv. În astfel de cazuri, o populație de masculi (crescători de gameți mici) și femele (crescători de gameți mari) va fi stabilă. Teoria selecției disruptive face posibilă explicarea apariției și menținerii dioeciei la multe plante și unele animale cu fertilizare externă.
Tipul și genul gametului
Conceptul de sex este asociat cu diferențierea prin dimensiunea gameților, adică ne referim la sexul masculin ca indivizi care produc gameți mobili mici, iar la sexul feminin - cei care produc gameți mari. În același timp, diferențierea după tipul de gametate (homo - XX sau constituție heterogametică - XY) la unele specii poate să nu coincidă cu diferențierea în mărime.
În procesul de evoluție, la majoritatea speciilor, gameți mici și o constituție heterogametică XY au fost întâlniți la masculi, iar gameți mari și o constituție homogametică XX au fost întâlniți la femele. Acestea sunt specii cu tip gameți Drosophila... Dimpotrivă, la speciile cu gameți de tipul Abraxas (Engleză)Rusă(păsări, fluturi, molii, unele specii de pești etc.) direcțiile acestor diferențieri nu au coincis. Ovulele la femele sunt heterogametice, iar spermatozoizii la mascul sunt homogametici.
Concepția are loc în momentul unirii ovulului mamei cu spermatozoizii tatălui, sau gameți, - din acel moment, un nou organism se dezvoltă în mamă timp de nouă luni înainte de naștere și de începutul vieții independente.
Nașterea unui nou organism începe în momentul fertilizării - fuziunea gameților sau celule germinale: ovul si spermatozoizii. Fiecare dintre aceste celule conține 23 de cromozomi, adică jumătate dintre cei care conțin celulele corpului, astfel încât combinația a două astfel de celule formează o nouă celulă - un zigot cu 46 de cromozomi, din care, datorită diviziunii, organele și se formează sistemele noului organism.
Concepția începe cu copulația în perioada reproductivă, adică în perioada ovulației. Odată cu ejaculare, de la 300 la 500 de milioane de spermatozoizi conținuti în spermatozoizi intră în vaginul femeii: datorită cozii lor, spermatozoizii se mișcă, iar unii dintre ei intră în uter, iar cei mai mobili sunt capabili să intre din uter în trompele uterine. , în care pot întâlni oul. Mai puțin de 100 de spermatozoizi ajung în a treia secțiune a trompei uterine: ciocnind de ovul, îl înconjoară, încearcă să treacă prin toate membranele sale și să intre înăuntru, dar doar un spermatozoid reușește.
Spermatozoizii intră în ovul, așa cum se vede la microscopul electronic.
După fertilizare, nucleii ovulului și spermatozoizilor se contopesc și formează un zigot - un ovul fecundat.
Procesul începe imediat diviziunea zigotului, sau segmentare: după primul diviziunea zigotului două celule – se divid și blastomerele – se obțin patru celule care continuă să se divizeze. Trei zile mai târziu, zigotul este format deja din 16 celule care formează un grup care seamănă cu o boabă - morula. Până în a cincea zi, celulele morula, continuând să se dividă, încep să se organizeze. În interiorul morulei se acumulează lichid, datorită căruia celulele sunt deplasate din partea sa interioară spre exterior: morula se transformă într-o blastulă, formată din două părți: un embrioblast, celule din care se va forma ulterior un embrion; și trofoblast, un strat subțire de celule care separă un spațiu plin cu lichid, sau blastocoel, - din acest strat ulterior se formează placenta.
Pe măsură ce se divide, zigotul se deplasează de-a lungul trompelor uterine către uter datorită contracțiilor musculare și mișcărilor ritmice ale micilor cili ai celulelor din stratul mucos al trompelor uterine. Zigotul se deplasează de-a lungul trompei uterine, ajunge în uter, care primește blastula și în care se formează un nou organism pe o perioadă de nouă luni. Morula, intrând în uter, continuă să fie în el de ceva timp, până când endometrul este complet format pentru a-l accepta. În a șaptea zi după concepție, blastula este atașată de suprafața endometrului în căutarea unui loc în care să se oprească și să primească nutrienți - acest proces se numește implantare.
Creșterea, maturarea gameților iar alte circumstanțe care duc la întâlnirea celulelor germinale masculine și feminine sunt doar de importanță preliminară pe calea unirii lor. Pătrunderea spermatozoizilor în ovul și fuziunea rezultată a substanțelor nucleare ale ambelor celule este punctul culminant al procesului de fertilizare și anunță începutul vieții unui nou individ.
Observații directe peste joncțiunea gameților la mamifere sunt foarte nesemnificative și fragmentare. Cu toate acestea, comparând aceste observații cu date mai extinse obținute în studiul animalelor acvatice, în care fecundarea are loc în afara organismului mamei, nu este greu de imaginat întregul curs al evenimentelor.
Dacă sexual actul sexual între bărbați și femei sănătoși petrecut în preajma ovulației, va dura doar câteva ore pentru ca ovulul, care a intrat în capătul franjurat al trompei uterine, să fie înconjurat de un număr mare de spermatozoizi, dintre care doar unul pătrunde în ovul. Imediat după introducerea spermatozoizilor, ovulul suferă modificări menite să împiedice alți spermatozoizi să intre în el.
Acest fenomen poate este ușor de observat la microscop la multe specii marine prin realizarea de experimente într-un vas cu apă de mare. Odată ce spermatozoizii sunt injectați în vasul care conține ouăle, îi puteți vedea imediat roind în jurul fiecărui ou în mulțime. În ciuda volumului relativ mare al oului, acesta poate fi chiar adus în rotație sub influența eforturilor combinate ale spermatozoizilor.
Când singur sperma a pătruns în ou, învelișul său de suprafață se îngroașă imediat și se oprește mai puțin permeabil; în același timp, restul spermatozoizilor își pierd activitatea dirijată și în curând rămân doar un singur spermatozoizi în vecinătatea ovulului fecundat. Faptul ca aceste modificari sunt legate de fertilizarea ovulului, si nu de pierderea activitatii de catre alti spermatozoizi, se poate dovedi usor prin adaugarea in vas de ovule nefertilizate si observarea fecundarii acestora cu spermatozoizii ramasi.
V ovul patrund doar capul spermatozoizilor (care este format aproape exclusiv din materie nucleara) si gatul (contine aparatul centrosomal). Coada dispare la introducerea spermatozoizilor. În ovul, substanța nucleară conținută în capul spermatozoizilor își pierde imediat aspectul compact și în el se dezvăluie cromozomi. În această stare, se numește pronucleus masculin.
De obicei la mamifereîn oogeneză, prima diviziune a maturării se observă imediat după ovulație, iar cea de-a doua diviziune a maturării este probabil întârziată până când spermatozoizii intră în ovul. Cu toate acestea, de îndată ce spermatozoizii intră în ovul, toate procesele sunt activate rapid și, în momentul în care se formează pronucleul masculin, a doua diviziune de maturare se termină. Nucleul oului se numește din acest moment pronucleul feminin.
Fertilizare se termină numai atunci când cromozomii pronucleilor masculin și feminin se îmbină împreună. Deoarece fiecare pronucleu conține un set haploid de cromozomi, setul complet diploid de cromozomi caracteristic unei specii date este restaurat într-un ovul fecundat.
Între pătrundereîn ovulul spermatozoid și unirea cromozomilor ambilor pronuclei, aparatul centrosomal furnizat de spermatozoizi formează fusul mitotic. Cromozomii din această perioadă se pregătesc pentru prima diviziune mitotică a unui ovul fertilizat. Această diviziune are loc de obicei la scurt timp după unirea pronucleilor, dar mecanismul activării sale este extrem de complex și natura ei rămâne necunoscută.
Este clar că nu se limitează doar la conectare pronucleii masculini si feminini, deoarece la unele dintre animalele inferioare, care au gameți ușor disponibili pentru experimentare, spermatozoizii pot începe să se divizeze în citoplasma ovocitelor cu nuclei îndepărtați. În alte cazuri, spermatozoizii, a căror substanță nucleară a fost deteriorată ireversibil de razele de radiu, ar putea încă pătrunde în ovul și să-l inducă să se divizeze.
În plus, celule de ou multe animale inferioare pot începe dezvoltarea în absența spermatozoizilor, sub influența unor stimuli mecanici sau chimici corespunzători, ceea ce a fost numit partenogeneză artificială. Cu toate acestea, de regulă, în astfel de cazuri, dezvoltarea este mult mai slabă și nu durează mult. Activarea diviziunii celulare este insuficientă fără prezența unui spermatozoid cu lanț complet, care este necesar pentru a menține forța normală de creștere.
În articolul nostru, veți afla ce este un gamet. Aceasta este o celulă specială, ale cărei funcții sunt strict specializate. Despre ce sunt toate acestea? Să ne dăm seama împreună.
Ce este un gamet: definiție
Tradus din greacă, acest termen înseamnă „soție” sau „soț”. Aceasta îi determină sensul cât mai precis posibil. Gametul este o celulă reproductivă. În natură, există două tipuri de ea - masculin și feminin.
În orice caz, gameții se formează ca urmare a diviziunii celulelor germinale primare. În același timp, setul lor diploid de cromozomi este păstrat. Acest lucru duce la o creștere a numărului lor. Procesul de formare a gameților masculini și feminini are propriile sale diferențe semnificative. Deci, dintr-un spermatozoid primar, se formează patru celule cu drepturi depline care sunt capabile de fertilizare. La gameții feminini, doar un ovul dobândește această capacitate.
Structura ovulului
Ce este un gamet feminin? Este întotdeauna o celulă imobilă care conține o cantitate suficientă de nutrienți necesari dezvoltării viitorului organism. Are o formă rotunjită sau sferică. Ovulul este protejat în mod fiabil de mai multe membrane: gălbenuș, transparent și exterior. Citoplasma sa este un adevărat depozit de incluziuni de gălbenuș.
Caracteristicile celulelor germinale masculine
Acum să vedem ce este un gamet de tip masculin. Spermatozoizii sunt întotdeauna mult mai mici decât ouăle. Acest lucru se datorează faptului că gameții masculini conțin doar informații genetice. De ce le lipsesc nutrienții? Faptul este că baza viitorului organism este tocmai oul, care are destui.
Gameții de plante și animale: asemănări și diferențe
Gameții masculi ai animalelor sunt mobili. Spermatozoizii sunt formați din trei părți: capul, gâtul și coada. Primul conține miezul. Setul său de cromozomi este haploid sau unic. Această caracteristică structurală este tipică pentru toate celulele germinale. Capul spermatozoizilor conține, de asemenea, acrozomul sau corpul apical. produce o enzimă specială care este capabilă să dizolve membranele protectoare ale oului. Colul uterin conține centrioli și mitocondrii. Ele generează energia necesară pentru a propulsa coada.
Gameții masculini ai plantelor se numesc spermă. În cei mai înalți reprezentanți de semințe ai acestui regat, se găsesc în anterele staminelor. Se mișcă cu ajutorul vântului, al insectelor sau al oamenilor. Procesul de transfer al lor la stigmatizarea pistilului se numește polenizare.
Ce este un gamet de plante și unde se află? Dacă vorbim despre un ovul, atunci, ca la plante, este o celulă imobilă de formă ovală. Este situat în partea inferioară extinsă a pistilului florii. Pentru ca gameții să se fuzioneze, cei doi spermatozoizi se deplasează către gametul feminin pe măsură ce tubul germinativ crește. În urma fertilizării lor, se formează o sămânță.
La plantele cu spori superiori, celulele germinale se maturizează în organe specializate - gametangia. La aceste organisme se observă o alternanță clară a generațiilor în ciclul de viață.
Să luăm în considerare acest proces folosind exemplul mușchilor. Generația sa sexuală este reprezentată de un covor verde. Este format din plante cu frunze individuale. Pe ele se formează gametofite, în care celulele sexuale se maturizează. Ca urmare a procesului de fertilizare, pentru implementarea căruia este nevoie de apă, crește o generație asexuată - un sporofit. Arată ca o cutie cu o tulpină uscată. În ea se maturizează celulele de reproducere asexuată, numite spori. Ele intră în sol și din nou dau naștere gametofitului. Deci fazele ciclului de viață se înlocuiesc între ele.
Rezultatul fertilizarii
Un ovul fertilizat se numește zigot. Setul ei de cromozomi este deja diploid sau dublu. La animale, fertilizarea este externă și internă. În primul caz, apare în afara corpului femelei. Această metodă este tipică pentru pești și amfibieni. Cu ajutorul, masculul introduce spermatozoizi in corpul femelei. Acolo are loc și dezvoltarea fătului, așa că această metodă este mai progresivă.
La plante, cel mai complex proces de fuziune a gameților se observă la plantele cu flori. Se numește dublu deoarece gametul feminin și celula germinală centrală sunt conectate la spermatozoizi. Rezultatul este formarea embrionului, a nutrientului de depozitare numit endosperm și a coajei. Și toate împreună sunt o sămânță.
Zigotul începe să se despartă. În acest caz, se formează embrionul. La început, este format dintr-un strat. Se numește blastula. Mai departe în ea începe depunerea țesuturilor și a viitoarelor organe. In aceasta perioada se numeste gastrula. Formarea embrionului continuă prin depunerea a trei straturi germinale, din care se dezvoltă anumite organe și sistemele lor.
Deci, în articolul nostru am examinat ce sunt un gamet și un zigot. Aceste structuri sunt purtătoare de informații ereditare și dau naștere unui nou organism.
