Vyvíja sa na jednotlivca (alebo skupinu jednotlivcov) s dedičnými vlastnosťami oboch rodičovských organizmov, ktoré produkovali gaméty.
U niektorých druhov je možný aj vývoj jedinej gaméty (neoplodneného vajíčka) v tele – partenogenéza.
Morfológia gamét a typy gametogamie
Izogamia, heterogamia a oogamia
Morfológia gamét rôznych druhov je značne rôznorodá, pričom produkované gaméty sa môžu líšiť tak chromozomálnou sadou (s heterogametitou druhu), ako aj veľkosťou a pohyblivosťou (schopnosťou samostatného pohybu), pričom dimorfizmus gamét v rôznych druhy sa veľmi líšia - od absencie dimorfizmu vo forme izogamie až po jeho extrémny prejav vo forme oogamie.
Izogamia
Ak sa splývajúce gaméty od seba morfologicky nelíšia veľkosťou, štruktúrou a chromozómovou sadou, potom sa nazývajú izogaméty alebo asexuálne gaméty. Takéto gaméty sú mobilné, môžu niesť bičíky alebo byť podobné amébe. Izogamia je typická pre mnohé riasy.
Anizogamia (heterogamia)
Gaméty schopné fúzie sa líšia veľkosťou, mobilné mikrogaméty nesú bičíky, makrogaméty môžu byť mobilné (veľa rias) aj nepohyblivé (makrogaméty mnohých protistov bez bičíkov).
Oogamia
Gaméty jedného biologického druhu schopné fúzie sa výrazne líšia veľkosťou a pohyblivosťou na dva typy: malé mobilné samčie gaméty - spermie - a veľké nepohyblivé samičie gaméty - vajíčka. Rozdiel vo veľkosti gamét je spôsobený skutočnosťou, že vajíčka obsahujú dostatočné množstvo živín na zabezpečenie prvých delení zygoty počas jej vývoja do embrya.
Parkerova teória rušivého výberu... Ak je veľkosť zygoty dostatočne dôležitá pre jej prežitie (v organizmoch s vonkajším oplodnením), potom by anizogamia bola evolučne stabilnou stratégiou. V takýchto prípadoch bude populácia samcov (chovateľov malých gamét) a samíc (chovateľov veľkých gamét) stabilná. Teória rušivého výberu umožňuje vysvetliť vznik a udržiavanie dvojdomosti u mnohých rastlín a niektorých živočíchov vonkajším oplodnením.
Typ gaméty a pohlavie
Pojem pohlavia je spojený s diferenciáciou podľa veľkosti gamét, to znamená, že mužské pohlavie označujeme ako jedince, ktoré produkujú malé mobilné gaméty, a ženské pohlavie – tie, ktoré produkujú veľké. Zároveň sa diferenciácia podľa typu gamety (homo - XX alebo heterogametická konštitúcia - XY) u niektorých druhov nemusí zhodovať s diferenciáciou vo veľkosti.
V procese evolúcie sa u väčšiny druhov našli malé gaméty a heterogametická konštitúcia XY u samcov a veľké gaméty a homogametická konštitúcia XX u samíc. Ide o druhy s typom gamét Drosophila... Naopak, pri druhoch s gamétami typu Abraxas (Angličtina)ruský(vtáky, motýle, mory, niektoré druhy rýb atď.) sa smery týchto diferenciácií nezhodovali. Vajíčka u žien sú heterogametické a spermie u mužov sú homogametické.
K počatiu dochádza v momente spojenia vajíčka matky a otcovej spermie, čiže gamét, - odvtedy sa u matky deväť mesiacov pred pôrodom a začiatkom samostatného života vyvíja nový organizmus.
Zrodenie nového organizmu začína v okamihu oplodnenia - fúzia gamét alebo zárodočné bunky: vajíčko a spermie. Každá z týchto buniek obsahuje 23 chromozómov, teda polovicu z tých, ktoré obsahujú bunky tela, takže spojením dvoch takýchto buniek vzniká nová bunka – zygota so 46 chromozómami, z ktorej vďaka deleniu vznikajú orgány resp. vytvárajú sa systémy nového organizmu.
Koncepcia začína kopuláciou počas reprodukčného obdobia, to znamená v období ovulácie. S ejakuláciou sa do vagíny ženy dostane 300 až 500 miliónov spermií obsiahnutých v spermiách: vďaka ich chvostu sa spermie pohybujú a niektoré z nich vstupujú do maternice a tie najpohyblivejšie sú schopné dostať sa z maternice do vajíčkovodov. , v ktorej sa môžu stretnúť s vajíčkom. Menej ako 100 spermií sa dostane do tretej časti vajcovodu: zrazí sa s vajíčkom, obklopia ho, pokúsia sa prejsť všetkými jeho membránami a dostať sa dovnútra, ale podarí sa to iba jednej spermii.
Spermia vstupuje do vajíčka, ako je vidieť pod elektrónovým mikroskopom.
Po oplodnení sa jadrá vajíčka a spermie spoja a vytvoria zygotu – oplodnené vajíčko.
Proces začína okamžite rozdelenie zygoty, alebo segmentácia: po prvom rozdelenie zygoty dve bunky – delia sa aj blastoméry – získajú sa štyri bunky, ktoré sa ďalej delia. O tri dni neskôr sa už zygota skladá zo 16 buniek, ktoré tvoria zhluk, ktorý pripomína bobuľu – morulu. Na piaty deň sa bunky moruly, ktoré sa naďalej delia, začínajú organizovať. Vo vnútri moruly sa hromadí tekutina, vďaka ktorej sú bunky premiestnené z jej vnútornej časti smerom von: morula sa premení na blastulu, pozostávajúcu z dvoch častí: embryoblast, bunky, z ktorých sa následne vytvorí embryo; a trofoblast, tenká vrstva buniek, ktorá oddeľuje priestor vyplnený tekutinou, príp blastocoel, - z tejto vrstvy následne vzniká placenta.
Pri delení sa zygota pohybuje pozdĺž vajíčkovodu smerom k maternici v dôsledku svalových kontrakcií a rytmických pohybov malých riasiniek buniek v sliznicovej vrstve vajíčkovodov. Zygota sa pohybuje po vajíčkovode, dostáva sa do maternice, ktorá prijíma blastulu a v ktorej sa počas deviatich mesiacov tvorí nový organizmus. Morula, ktorá sa dostane do maternice, je v nej nejaký čas, kým sa endometrium úplne nevytvorí, aby ju prijalo. Siedmy deň po počatí je blastula pripojená k povrchu endometria pri hľadaní miesta na zastavenie a príjem živín - tento proces sa nazýva implantácia.
Rast, dozrievanie gamét a ďalšie okolnosti vedúce k stretnutiu mužských a ženských zárodočných buniek majú na ceste k ich spojeniu len predbežný význam. Prienik spermie do vajíčka a výsledné splynutie jadrových látok oboch buniek je vyvrcholením procesu oplodnenia a predzvesťou začiatku života nového jedinca.
Priame pozorovania cez spojenie gamét u cicavcov sú veľmi nevýznamné a fragmentárne. Napriek tomu pri porovnaní týchto pozorovaní s rozsiahlejšími údajmi získanými pri štúdiu vodných živočíchov, u ktorých k oplodneniu dochádza mimo organizmu matky, nie je ťažké predstaviť si celý priebeh udalostí.
Ak sexuálne styk medzi zdravými mužmi a ženami sa stalo približne v čase ovulácie, bude trvať len niekoľko hodín, kým vajíčko, ktoré vstúpilo do okrajového konca vajíčkovodu, bude obklopené veľkým počtom spermií, z ktorých iba jedna prenikne do vajíčka. Ihneď po zavedení spermie prechádza vajíčko zmenami, ktorých cieľom je zabrániť vstupu iných spermií.
Tento jav môže je ľahké ho pozorovať pod mikroskopom u mnohých morských druhov vykonávaním experimentov v miske s morskou vodou. Akonáhle sú spermie vstreknuté do misky obsahujúcej vajíčka, okamžite ich môžete vidieť, ako sa húfne hemžia okolo každého vajíčka. Napriek relatívne veľkému objemu vajíčka môže byť dokonca uvedené do rotácie pod vplyvom spoločného úsilia spermií.
Keď sám spermie prenikol do vajíčka, jeho povrchová škrupina okamžite zhrubne a prestane byť menej priepustná; zároveň zvyšok spermií stráca svoju riadenú aktivitu a čoskoro ostanú v blízkosti oplodneného vajíčka iba jediné spermie. Že tieto zmeny súvisia s oplodnením vajíčka, a nie so stratou aktivity inými spermiami, sa dá ľahko dokázať pridaním neoplodnených vajíčok do misky a pozorovaním ich oplodnenia so zvyšnými spermiami.
V vajíčko preniká len hlavička spermie (ktorá pozostáva takmer výlučne z jadrovej hmoty) a krčok (obsahujúci centrozomálny aparát). Chvost zmizne po zavedení spermií. Vo vajíčku jadrová látka obsiahnutá v hlavičke spermie okamžite stratí svoj kompaktný vzhľad a odhalia sa v nej chromozómy. V tomto stave sa nazýva mužský pronukleus.
Zvyčajne pri cicavcov v oogenéze sa prvé delenie dozrievania pozoruje bezprostredne po ovulácii a druhé delenie dozrievania sa pravdepodobne oneskoruje, kým spermia nevstúpi do vajíčka. Akonáhle však spermia vstúpi do vajíčka, všetky procesy sa rýchlo aktivujú a kým sa vytvorí mužské pronukleus, druhé delenie dozrievania končí. Jadro vajíčka sa od tohto momentu nazýva ženské pronukleus.
Hnojenie končí až vtedy, keď sa chromozómy mužského a ženského pronuklea spoja dohromady. Keďže každý pronukleus obsahuje haploidnú sadu chromozómov, v oplodnenom vajíčku sa obnoví úplná diploidná sada chromozómov charakteristická pre daný druh.
Medzi prieniku do vajíčka spermie a spojením chromozómov oboch pronukleov, centrozomálny aparát dodaný spermiou tvorí mitotické vretienko. Chromozómy sa v tomto období pripravujú na prvé mitotické delenie oplodneného vajíčka. Toto rozdelenie sa zvyčajne vyskytuje krátko po spojení pronukleov, ale mechanizmus jeho aktivácie je mimoriadne zložitý a jeho povaha zostáva neznáma.
Je jasné, že to nie je obmedzené len na pripojenie mužské a ženské pronukleá pretože u niektorých nižších zvierat, ktoré majú gaméty ľahko dostupné na experimentovanie, sa spermie môžu začať deliť v cytoplazme oocytov s odstránenými jadrami. V iných prípadoch spermie, ktorých jadrová látka bola nenávratne poškodená rádiovými lúčmi, mohla stále prenikať do vajíčka a vyvolať jeho delenie.
ďalej vaječné bunky mnohé nižšie zvieratá sa môžu začať vyvíjať v neprítomnosti spermií pod vplyvom vhodných mechanických alebo chemických stimulov, čo sa nazýva umelá partenogenéza. Spravidla je však v takýchto prípadoch vývoj oveľa slabší a netrvá dlho. Aktivácia bunkového delenia je nedostatočná bez prítomnosti plnoreťazcovej spermie, ktorá je potrebná na udržanie normálnej rastovej sily.
V našom článku sa dozviete, čo je gaméta. Ide o špeciálnu bunku, ktorej funkcie sú prísne špecializované. O čo im ide? Poďme na to spolu.
Čo je to gaméta: definícia
V preklade z gréčtiny tento výraz znamená „manželka“ alebo „manžel“. To čo najpresnejšie určuje jeho význam. Gameta je reprodukčná bunka. V prírode existujú dva typy - mužský a ženský.
V každom prípade sa gaméty tvoria v dôsledku delenia primárnych zárodočných buniek. Zároveň je zachovaná ich diploidná sada chromozómov. To vedie k zvýšeniu ich počtu. Proces tvorby mužských a ženských gamét má svoje vlastné významné rozdiely. Takže z jednej primárnej spermie sa vytvoria štyri plnohodnotné bunky, ktoré sú schopné oplodnenia. U ženských gamét túto schopnosť získava iba jedno vajíčko.
Štruktúra vajíčka
Čo je to ženská gaméta? Vždy ide o nehybnú bunku obsahujúcu dostatočný prísun živín potrebných pre vývoj budúceho organizmu. Má zaoblený alebo guľovitý tvar. Vajíčko je spoľahlivo chránené niekoľkými membránami: žĺtkovou, priehľadnou a vonkajšou. Jeho cytoplazma je skutočným skladom žĺtkových inklúzií.
Vlastnosti mužských zárodočných buniek
Teraz sa pozrime, čo je gaméta mužského typu. Spermie sú vždy oveľa menšie ako vajíčka. Mužské gaméty totiž obsahujú iba genetickú informáciu. Prečo im chýbajú živiny? Faktom je, že základom budúceho organizmu je práve vajíčko, ktoré ich má dostatok.
Gaméty rastlín a živočíchov: podobnosti a rozdiely
Samčie pohlavné bunky zvierat sú mobilné. Spermie sa skladajú z troch častí: hlavy, krku a chvosta. Prvý obsahuje jadro. Jeho chromozómová sada je haploidná alebo jednoduchá. Táto štrukturálna vlastnosť je typická pre všetky zárodočné bunky. Hlava spermie obsahuje aj akrozóm alebo apikálne telo. produkuje špeciálny enzým, ktorý je schopný rozpustiť ochranné membrány vajíčka. Cervix obsahuje centrioly a mitochondrie. Vyrábajú energiu potrebnú na pohon chvosta.
Samčie gaméty rastlín sa nazývajú spermie. U najvyšších predstaviteľov semien tohto kráľovstva sa nachádzajú v prašníkoch tyčiniek. Pohybujú sa pomocou vetra, hmyzu či ľudí. Proces ich prenosu na stigmu piestika sa nazýva opelenie.
Čo je to rastlinná gaméta a kde sa nachádza? Ak hovoríme o vajíčku, tak ako u rastlín ide o nepohyblivú bunku oválneho tvaru. Nachádza sa v spodnej rozšírenej časti kvetného piestika. Aby sa gaméty spojili, obe spermie cestujú do ženskej gaméty, keď zárodočná trubica rastie. V dôsledku ich oplodnenia sa vytvorí semeno.
Vo vyšších výtrusných rastlinách dozrievajú zárodočné bunky v špecializovaných orgánoch – gametangiách. V týchto organizmoch sa v životnom cykle pozoruje jasné striedanie generácií.
Uvažujme o tomto procese na príklade machov. Jeho sexuálnu generáciu predstavuje zelený koberec. Skladá sa z jednotlivých listnatých rastlín. Vytvárajú sa na nich gametofyty, v ktorých dozrievajú pohlavné bunky. V dôsledku procesu hnojenia, na realizáciu ktorého je potrebná voda, vyrastá asexuálna generácia - sporofyt. Vyzerá to ako krabica so suchou stonkou. V ňom dozrievajú bunky nepohlavného rozmnožovania, ktoré sa nazývajú spóry. Vstupujú do pôdy a opäť dávajú vznik gametofytu. Fázy životného cyklu sa teda navzájom nahrádzajú.
Výsledok oplodnenia
Oplodnené vajíčko sa nazýva zygota. Jej chromozómová sada je už diploidná, čiže dvojitá. U zvierat je oplodnenie vonkajšie a vnútorné. V prvom prípade sa vyskytuje mimo tela samice. Táto metóda je typická pre ryby a obojživelníky. S pomocou samec zavádza spermie do tela samice. Prebieha tam aj vývoj plodu, preto je tento spôsob progresívnejší.
V rastlinách sa najzložitejší proces fúzie gamét pozoruje v kvitnúcich rastlinách. Nazýva sa dvojitá, pretože ženská gaméta a centrálna zárodočná bunka sú spojené so spermiou. Výsledkom je vytvorenie embrya, zásobnej živiny nazývanej endosperm a kôry. A všetko spolu je semienko.
Zygota sa začína deliť. V tomto prípade sa vytvorí embryo. Najprv pozostáva z jednej vrstvy. Nazýva sa to blastula. Ďalej v ňom začína pokladanie tkanív a budúcich orgánov. V tomto období sa nazýva gastrula. Tvorba embrya pokračuje položením troch zárodočných vrstiev, z ktorých sa vyvinú určité orgány a ich systémy.
V našom článku sme teda skúmali, čo sú gaméta a zygota. Tieto štruktúry sú nositeľmi dedičnej informácie a dávajú vznik novému organizmu.
