Kam būdingas vidinis apvaisinimas, kokia šio proceso esmė ir kokia jo biologinė reikšmė? Į šiuos ir daugelį kitų klausimų galite atsakyti skaitydami mūsų straipsnį.
Kas yra lytinis dauginimasis
Reprodukcija yra viena iš visų gyvų organizmų savybių. Šis procesas užtikrina kartų tęstinumą. Lytinis dauginimasis sukuria naujus genetinės medžiagos derinius, taigi ir organizmų savybes. Būtent šis procesas yra paveldimumo ir kintamumo pagrindas.
Lytinis dauginimasis vadinamas reprodukcija, kurio metu dalyvauja gametos. Tai yra specializuotos ląstelės, turinčios haploidinį chromosomų rinkinį. Gamtoje tai gali atlikti ir augalai, ir gyvūnai.
Lytinių ląstelių struktūra
Gametų susiliejimo procesas yra apvaisinimas. Vidinį arba išorinį apvaisinimą atlieka tik lytinės ląstelės. Yra vyriškos ir moteriškos lytinės ląstelės – spermatozoidai ir kiaušinėliai. Jie turi reikšmingų struktūros skirtumų. Taigi, moteriškos lytinės ląstelės nėragali judėti ir turėti pakankamai maistinių medžiagų. Taip yra dėl to, kad būsimas organizmas vystosi moterų lytinių ląstelių pagrindu. Vyriškos lytinės augalų ląstelės taip pat negali judėti, todėl prieš šių organizmų apvaisinimo procesą vyksta apdulkinimas.
Gametos yra struktūros, turinčios vieną arba haploidinį chromosomų rinkinį. Ir tokia struktūra nėra atsitiktinė. Faktas yra tas, kad suaugęs organizmas turi turėti dvigubą (diploidinę) chromosomų rinkinį. Tai įmanoma tik susiliejus haploidinėms gametoms.
Išorinis ir vidinis tręšimas
Tręšimas – tai lytinių ląstelių genetinės medžiagos sujungimas. Priklausomai nuo vietos, kurioje vyksta šis procesas, yra keletas jo tipų. Išorinis apvaisinimas vyksta už patelės kūno ribų. Gamtoje jis randamas varliagyviuose ir žuvyse. Vidinis apvaisinimas būdingas paprastai sausumos gyvūnams: ropliams, paukščiams, žinduoliams.
Išorinio tręšimo ypatybės
Išorinis arba išorinis apvaisinimas prasideda nuo lytinių ląstelių pašalinimo į išorę. Todėl organizmų konvergencija šiuo atveju visai nebūtina. Nepaisant to, gamtoje dažnai randama veisimosi individų sankaupa. Pavyzdžiui, žuvys ar varlės neršto metu.
Išorinis tręšimas, vidinis arba tarpinis tipas, prasideda nuo apvaisinimo proceso. Jo esmė slypi lytinių ląstelių konvergencijoje. Mokslininkai išsiaiškino, kad išorinio apvaisinimo metu, beveik iš karto po ląstelių kontakto, pasikeičia kiaušialąstės membranų elektriniai impulsai. Ir po 7 sekundžių gametų turinys jau yra sujungtas, todėl susidaro zigota. Jis daug kartų dalijasi ir palaipsniui sudaro daugialąstį embrioną.
Patelės, kurioms būdingas išorinis apvaisinimas, vienu metu į vandenį išleidžia daug kiaušinėlių. Pavyzdžiui, žuvys išmeta kelis tūkstančius kiaušinių iš karto. Tik nedidelė jų dalis bus apvaisinta ir virsta mailiaus. Likusieji taps vandens gyvūnų grobiu.
Koks vidinio tręšimo pranašumas
Gyvūnų vidinis apvaisinimas vyksta patelės lytiniuose kanaluose. Čia yra nejudantis kiaušinis. Spermatozoidai prie jos artėja dėl lytinių santykių. Jau nustatyta, kad dažniausiai į kiaušialąstę prasiskverbia tik vyriškos lytinės ląstelės branduolinė medžiaga. Jo citoplazma praktiškai nedalyvauja naujo organizmo formavimosi procese.
Pagrindinis vidinio apvaisinimo privalumas yra tas, kad vaisiaus santykinai nepaveikia nepalankios aplinkos sąlygos. Jo vystymasis tam tikrą laiką vyksta motinos kūne. Jis aprūpina embrioną viskuo, ko reikia: šiluma, drėgme, deguonimi, maistinėmis medžiagomis. Be to, apvaisinimo metu organizmo viduje žymiai padidėja lytinių ląstelių susiliejimo tikimybė, o tai lemia tokių individų dauginimosi proceso stabilumą. AutoriusDėl šių priežasčių moterų lytinių ląstelių, galinčių apvaisinti, skaičius yra daug mažesnis, palyginti su gyvūnais, kurie jas išleidžia į aplinką.
Konkrečią kiaušialąstę apvaisina vienas spermatozoidas. Tačiau kodėl daugelis organizmų vienu metu pagimdo kelis individus ar net keliasdešimt? Tai įmanoma dviem būdais. Pirmuoju atveju apvaisinti vienu metu išeina keli kiaušinėliai, kurių kiekvienas yra prijungtas prie atskiros vyriškos lytinės ląstelės. Šiuo atveju žmoguje gimsta broliški dvyniai. Jie gali būti tos pačios arba skirtingos lyties ir nėra panašesni vienas į kitą nei broliai ir seserys. Identiški dvyniai atsiranda dėl zigotos padalijimo į kelias dalis. Tokiu atveju žmogus pagimdo tos pačios lyties vaikus, panašius vienas į kitą kaip du vandens lašus.
Lytinis augalų dauginimasis
Žydintys augalai taip pat tręšiami – vidinis. Šio sisteminio vieneto atstovai turi nemažai bruožų, kurie pasireiškia seksualinio proceso metu. Ją atlieka generacinis organas – gėlė. Prieš lytinių ląstelių susiliejimo procesą vyksta apdulkinimas. Jo esmė – vėjo, vabzdžių, vandens ar žmogaus pagalba vyriškos lytinės ląstelės perkeliamos į piestelės stigmą.
Dvigubas tręšimas
Toliau du spermatozoidai kartu su dygstančiu gemaliniu vamzdeliu nusileidžia į apatinę išsiplėtusią piestelės dalį – kiaušidę. Čia įvyksta vieno spermatozoidų susiliejimas su moteriška lytine ląstele, o kitas su centrine gemalo ląstele. Todėl tokietręšimas vadinamas dvigubu. Dėl to susidaro embrionas, kurį supa rezervinė maistinė medžiaga, endospermas ir apvalkalas. Kitaip tariant, sėkla.
Šis procesas suteikė šiuolaikiniams žydintiems augalams dominuojančią padėtį planetoje. Kiaušialąstę ir embrioną patikimai apsaugo kiaušidės sienelės, o sėkloje yra būtinų maistinių medžiagų ir vandens, reikalingo suaugusiam augalui augti ir vystytis.
Tręšimo tipas ir gyvūnų buveinė
Lengva atsekti organizmų buveinės priklausomybę ir jų tręšimo tipą. Taigi, lytinių ląstelių susiliejimas išorinėje aplinkoje vyksta vandenyje, kur iš pradžių vystosi organizmų su išoriniu apvaisinimu embrionas. Be to, šis procesas įmanomas tik neutralioje arba šarminėje aplinkoje, o rūgštinėje – neįmanomas.
Vidinio apvaisinimo atsiradimas evoliucijos procese yra susijęs su chordatų atsiradimu sausumoje. Šio tipo atstovų gyvenimas už vandens ribų tapo įmanomas būtent šios savybės dėka. Vidinis roplių apvaisinimas vyksta patelės kūno viduje, kur iš pradžių vystosi embrionas. Jis randamas kiaušinyje, kuriame yra daug medžiagų ir dauguma yra padengti tankiais lukštais. Trynio kiekio padidėjimas kompensuoja lervos stadijos nebuvimą roplių ontogenezėje. O dėl tankių lukštų kiaušinis gali vystytis sausumoje ir patikimai apsaugo nuo išdžiūvimo bei mechaninių pažeidimų.
Daugialąsčių gyvūnų ontogenija
Zigota, kuri susidaro dėl apvaisinimo, pradeda daug kartų dalytis. Po tam tikro laiko jis jau susideda iš daugybės ląstelių – blastomerų. Toliau prasideda gastrulos stadija, kuriai būdingas gemalo sluoksnių klojimas. Embriono vystymosi procesas tęsiasi formuojantis organams ir jų sistemoms.
Individualus daugialąsčių gyvūnų vystymasis apima embrioninį ir poembrioninį laikotarpį. Organizmuose, kuriuose yra vidinis apvaisinimas, pirmasis apvaisinimas įvyksta motinos organizme arba kiaušinėlio viduje. Taip užtikrinamas aukštesnis gyvūnų išsivystymo lygis, taip pat jų galimybė po gimimo gyventi savarankiškai. Nuo gimimo momento prasideda poembrioninis laikotarpis. Apvaisinimas, vidinis ar išorinis, lemia būsimą organizmų vystymosi tipą. Pirmuoju atveju tai vyksta be lervos stadijos. Tuo pačiu metu naujagimis individas šiek tiek skiriasi nuo subrendusio. Toks vystymasis vadinamas tiesioginiu. Tačiau žuvys ir varliagyviai pereina lervos stadiją, kurios metu jos toliau vystosi, pasiekdamos suaugusių atstovų organizuotumo lygį.
Taigi, vidinis apvaisinimas yra lytinių ląstelių susiliejimo procesas patelės kūne. Palyginti su išore, ji turi nemažai reikšmingų pranašumų: didesnę lytinių ląstelių susiliejimo tikimybę, jų nepriklausomybę nuo išorinių sąlygų ir didesnio būsimų individų gyvybingumo užtikrinimą.
