Reprodukcia je schopnosť organizmov reprodukovať svoj vlastný druh. Rozmnožovanie je jednou z kľúčových vlastností všetkých živých vecí, preto je potrebné pochopiť biologický význam oplodnenia. Táto problematika je teraz študovaná na vysokej úrovni, od hlavných štádií až po molekulárne a genetické mechanizmy.
Čo je oplodnenie
Oplodnenie je prirodzený biologický proces splynutia dvoch zárodočných buniek: mužskej a ženskej. Mužské gaméty sa nazývajú spermie, zatiaľ čo ženské gaméty sa nazývajú vajíčka.
Ďalším krokom po splynutí zárodočných buniek je vytvorenie zygoty, ktorú možno považovať za nový živý organizmus. Zygota sa začína deliť mitózou, čím sa zvyšuje počet jej základných buniek. Embryo sa vyvíja zo zygoty.
Existuje veľké množstvo druhov vajec a spôsobov drvenia. Všetky závisia od taxonomickej príslušnosti uvažovaného živého organizmu, ako aj od stupňa jeho evolučného vývoja.
Aký je biologický význam oplodnenia
Reprodukcia je hlavnou adaptáciou na plodenie. Budúcnosť druhu závisí od reprodukčných schopností daného druhu, takže rôzne zvieratá a rastliny majú svoje vlastné spôsoby prispôsobenia, aby sa zlepšila kvalita celého procesu.
Napríklad vlky a levy vždy chránia svoje potomstvo pred potenciálnymi predátormi. To zvyšuje mieru prežitia mláďat a zaručuje ich adaptabilitu na životné podmienky v budúcnosti. Ryby kladú veľké množstvo vajíčok, pretože šanca na vonkajšie oplodnenie vo vodnom prostredí je dosť nízka. Výsledkom je, že z tisícok potenciálnych poterov sa vyvinie len niekoľko stoviek.
Biologický význam oplodnenia spočíva v tom, že dve zárodočné bunky z rôznych organizmov sa spoja a vytvoria zygotu, ktorá nesie genetické vlastnosti oboch rodičov. To vysvetľuje odlišnosť príbuzných navzájom. A to je dobre, pretože zmena genofondu akejkoľvek populácie je evolučný adaptívny mechanizmus. Potomstvo, generácia po generácii, sa stáva lepším ako ich rodičia. V podmienkach postupnej zmeny prostredia (zmena klímy, vznik nových vonkajších faktorov) sú adaptačné schopnosti vždy vhodné.
A aký je biologický význam oplodnenia na biochemickej úrovni? Poďme sa pozrieť:
- Toto je konečná formácia vajíčka.
- Toto je určenie pohlavia budúceho embrya vďaka zodpovedajúcim génom prineseným mužskými gamétami.
- Konečne zohráva úlohu oplodneniepri obnove diploidnej sady chromozómov, pretože zárodočné bunky sú individuálne haploidné.
Propagácia kvitnúcich rastlín
Rastliny majú v porovnaní so zvieratami určité reprodukčné vlastnosti. Osobitnú pozornosť si vyžadujú zástupcovia krytosemenných rastlín, ktoré sa vyznačujú dvojitým oplodnením (objavené ruským vedcom Navašinom v roku 1898).
Štruktúry, ktoré určujú pohlavie kvitnúcich rastlín, sú tyčinky a piestiky. V tyčinkách dozrieva peľ, ktorý pozostáva z veľkého množstva zŕn. Jedno zrno obsahuje dve bunky: vegetatívnu a generatívnu. Peľové zrno je pokryté dvoma škrupinami a vonkajšia má vždy nejaké výrastky a vrúbky.
Pestík je hruškovitá štruktúra pozostávajúca zo stigmy, štýlu a vaječníka. Vo vaječníku sa vytvorí jedno alebo viac vajíčok, v ktorých dozrievajú ženské zárodočné bunky.
Keď peľové zrno zasiahne stigmu piestika, vegetatívna bunka začne vytvárať peľovú trubicu. Tento kanál je pomerne dlhý a končí na mikropyle vajíčka. Súčasne sa generatívna bunka delí mitózou a vytvára dve spermie, ktoré sa cez peľovú trubicu dostanú do tkaniva vajíčka.
Prečo dve spermie? Ako sa líši biologický význam oplodnenia u rastlín od rovnakého procesu u zvierat? Faktom je, že embryonálny vak vajíčka je reprezentovaný siedmimi bunkami, medzi ktorými je haploidženská gaméta a diploidná centrálna bunka. Obidve sa spoja s prichádzajúcou spermiou a vytvoria zygotu a endosperm.
Biologický význam dvojitého hnojenia v rastlinách
Tvorba semien je dôležitou vlastnosťou rozmnožovania krytosemenných rastlín. Na úplné dozretie v pôde potrebuje veľké množstvo živín, ktoré budú zahŕňať rôzne enzýmy, sacharidy a iné organické / anorganické zložky.
Endosperm v krytosemenných rastlinách je triploidný, pretože diploidná centrálna bunka embryového vaku sa spojila s haploidnými spermiami. Toto je biologický význam oplodnenia v rastlinách: trojitý súbor chromozómov prispieva k vysokej rýchlosti nárastu hmoty endospermového tkaniva. Vďaka tomu semienko dostane veľa živín a energetických zásob na klíčenie.
Druhy semien
V závislosti od osudu endospermu existujú dva hlavné typy semien:
- Semená jednoklíčnolistových rastlín. Jasne vykazujú dobre vyvinutý endosperm, ktorý zaberá väčší objem. Kotyledón je zmenšený a prezentovaný vo forme štítu. Tento druh semien je typický pre všetkých zástupcov obilnín.
- Semená dvojklíčnolistových rastlín. Tu endosperm buď chýba, alebo zostáva vo forme malých nahromadení tkaniva na periférii. Výživovú funkciu takýchto semien vykonávajú dva veľké kotyledóny. Príklady rastlín: hrach, fazuľa, paradajky, uhorky,zemiaky.
Závery
Samozrejme, bolo by chybou nazývať takéto oplodnenie dvojitým, keďže teraz poznáme hlavné črty a funkcie tohto procesu. Keď sa centrálna bunka spojí so spermiou, nevytvorí sa žiadna zygota a výsledný genetický súbor sa ztrojnásobí. Koniec koncov, semeno sa neskladá z dvoch nezávislých embryí.
Biologický význam dvojitého oplodnenia je však naozaj veľký. Semená vyžadujú pri klíčení veľké množstvo organických a anorganických látok a tento problém sa rieši tvorbou triploidného endospermu.
