Pre koho je charakteristické vnútorné oplodnenie, čo je podstatou tohto procesu a aký je jeho biologický význam? Na tieto a mnohé ďalšie otázky môžete odpovedať, keď si prečítate náš článok.
Čo je sexuálna reprodukcia
Rozmnožovanie je jednou z vlastností všetkých živých organizmov. Tento proces zabezpečuje kontinuitu generácií. Sexuálna reprodukcia vytvára nové kombinácie genetického materiálu, a tým aj vlastnosti organizmov. Práve tento proces je základom dedičnosti a variability.
Sexuálne rozmnožovanie sa nazýva rozmnožovanie, počas ktorého sa zúčastňujú gaméty. Ide o špecializované bunky obsahujúce sadu haploidných chromozómov. V prírode to môžu vykonávať rastliny aj zvieratá.
Štruktúra gamét
Proces fúzie gamét je oplodnenie. Vnútorné alebo vonkajšie oplodnenie vykonávajú iba zárodočné bunky. Existujú mužské a ženské gaméty - spermie a vajíčka. Majú výrazné rozdiely v štruktúre. Ženské zárodočné bunky teda nie súschopný pohybu a obsahuje dostatočný prísun živín. Je to spôsobené tým, že práve na základe ženských gamét sa budúci organizmus vyvíja. Samčie pohlavné bunky rastlín tiež nie sú schopné pohybu, takže procesu oplodnenia u týchto organizmov predchádza opelenie.
Gaméty sú štruktúry, ktoré majú jednu alebo haploidnú sadu chromozómov. A takáto štruktúra nie je náhodná. Faktom je, že dospelý organizmus musí mať sadu dvojitých (diploidných) chromozómov. To je možné len pri splynutí haploidných gamét.
Vonkajšie a vnútorné oplodnenie
Oplodnenie je spojenie genetického materiálu zárodočných buniek. V závislosti od miesta, kde sa tento proces odohráva, existuje niekoľko druhov. Vonkajšie oplodnenie prebieha mimo tela samice. V prírode sa vyskytuje u obojživelníkov a rýb. Vnútorné oplodnenie je charakteristické pre typicky suchozemské zvieratá: plazy, vtáky, cicavce.
Funkcie vonkajšieho oplodnenia
Vonkajšie alebo vonkajšie oplodnenie začína odstránením zárodočných buniek von. Preto konvergencia organizmov v tomto prípade nie je vôbec potrebná. Napriek tomu sa v prírode často vyskytuje nahromadenie chovných jedincov. Napríklad ryby alebo žaby počas neresenia.
Vonkajšie oplodnenie, interné alebo intermediárne, začína procesom inseminácie. Jeho podstata spočíva v konvergencii zárodočných buniek. Vedci zistili, že pri vonkajšom oplodnení, takmer okamžite po kontakte buniek, dochádza k zmenám v elektrických impulzoch vaječných membrán. A po 7 sekundách je obsah gamét už spojený, čo vedie k vytvoreniu zygoty. Mnohokrát sa delí a postupne vytvára mnohobunkové embryo.
Samice, ktoré sa vyznačujú vonkajším oplodnením, súčasne vypúšťajú do vody veľké množstvo vajíčok. Napríklad ryby hádžu niekoľko tisíc vajec naraz. Len malá časť z nich bude oplodnená a zmení sa na poter. Zvyšok sa stane korisťou vodných živočíchov.
Aká je výhoda vnútorného oplodnenia
Vnútorné oplodnenie zvierat sa vyskytuje v pohlavných kanálikoch samíc. Tu sa nachádza nehybné vajíčko. Spermie sa k nej približujú v dôsledku pohlavného styku. Už sa zistilo, že vo väčšine prípadov preniká do vajíčka iba jadrová látka samčej gaméty. Jeho cytoplazma sa prakticky nezúčastňuje procesu tvorby nového organizmu.
Hlavnou výhodou vnútorného oplodnenia je, že plod relatívne neovplyvňujú nepriaznivé podmienky prostredia. Jeho vývoj na určitý čas prebieha vo vnútri tela matky. Poskytuje embryu všetko potrebné: teplo, vlhkosť, kyslík, živiny. Okrem toho sa počas oplodnenia vo vnútri tela výrazne zvyšuje pravdepodobnosť splynutia gamét, čo určuje stabilitu reprodukčného procesu u takýchto jedincov. Autor:Z týchto dôvodov je počet samičích gamét schopných oplodnenia oveľa menší v porovnaní so zvieratami, ktoré ich vypúšťajú do prostredia.
Špecifické vajíčko je oplodnené jednou spermiou. Prečo však mnohé organizmy rodia naraz niekoľko jedincov, či dokonca desiatky? To je možné dvoma spôsobmi. V prvom prípade na oplodnenie vychádza niekoľko vajíčok naraz, z ktorých každé je spojené so samostatnou mužskou gamétou. V tomto prípade sa v osobe rodia bratské dvojčatá. Môžu byť rovnakého alebo rôzneho pohlavia a nie sú si o nič viac podobné ako súrodenci. Jednovaječné dvojčatá vznikajú rozdelením zygoty na niekoľko častí. V tomto prípade človek porodí deti rovnakého pohlavia, ktoré sú si navzájom podobné ako dve kvapky vody.
Pohlavné rozmnožovanie rastlín
Kvitnúce rastliny tiež prechádzajú hnojením - vnútorným. Zástupcovia tejto systematickej jednotky majú množstvo znakov, ktoré sa prejavujú počas sexuálneho procesu. Vykonáva ju generatívny orgán – kvet. Procesu fúzie gamét predchádza opelenie. Jeho podstata spočíva v prenose samčích zárodočných buniek na stigmu piestika za pomoci vetra, hmyzu, vody alebo človeka.
Dvojité oplodnenie
Ďalej dve spermie spolu s klíčiacou zárodočnou trubicou zostupujú do spodnej rozšírenej časti piestika - vaječníka. Tu dochádza k fúzii jednej spermie so ženskou gamétou a druhej s centrálnou zárodočnou bunkou. Preto takétooplodnenie sa nazýva dvojité. V dôsledku toho sa vytvorí embryo obklopené rezervnou živinou, endospermom a škrupinou. Inými slovami, semienko.
Tento proces dal moderným kvitnúcim rastlinám dominantné postavenie na planéte. Vajíčko a embryo sú spoľahlivo chránené stenami vaječníka a semienko obsahuje potrebnú zásobu živín a vody potrebnej pre rast a vývoj dospelej rastliny.
Typ hnojenia a biotop zvierat
Je ľahké vysledovať závislosť biotopu organizmov a typu ich oplodnenia. K splynutiu gamét vo vonkajšom prostredí teda dochádza vo vode, kde sa spočiatku vyvíja embryo organizmov s vonkajším oplodnením. Okrem toho je tento proces možný iba v neutrálnom alebo zásaditom prostredí a v kyslom prostredí je nemožný.
Vznik vnútorného oplodnenia v procese evolúcie je spojený s objavením sa strunatcov na súši. Život predstaviteľov tohto typu mimo vody sa stal možným práve vďaka tejto vlastnosti. Vnútorné oplodnenie u plazov nastáva vo vnútri tela samice, kde sa embryo spočiatku vyvíja. Nachádza sa vo vajíčku, ktoré obsahuje bohatú zásobu látok a väčšina je pokrytá hustými škrupinami. Zvýšenie množstva žĺtka kompenzuje absenciu larválneho štádia v ontogenéze plazov. A vzhľad hustých škrupín umožňuje vyvinúť vajce na súši a spoľahlivo chráni pred vysušením a mechanickým poškodením.
Ontogenéza mnohobunkových živočíchov
Zygota, ktorá vzniká v dôsledku oplodnenia, sa začína mnohokrát deliť. Po určitom čase sa už skladá z množstva buniek – blastomérov. Ďalej začína štádium gastruly, ktoré sa vyznačuje kladením zárodočných vrstiev. Proces vývoja embrya pokračuje tvorbou orgánov a ich systémov.
Individuálny vývoj mnohobunkových živočíchov zahŕňa embryonálne a postembryonálne obdobie. U organizmov s vnútorným oplodnením dochádza k prvému oplodneniu v organizme matky alebo vo vnútri vajíčka. Tým je zabezpečená vyššia úroveň vývoja zvierat, ako aj ich schopnosť samostatného života po narodení. Od okamihu narodenia začína postembryonálne obdobie. Hnojenie, vnútorné alebo vonkajšie, určuje budúci typ vývoja organizmov. V prvom prípade prebieha bez larválneho štádia. Novonarodený jedinec sa zároveň mierne líši od zrelého. Tento typ vývoja sa nazýva priamy. Ryby a obojživelníky však prechádzajú štádiom lariev, počas ktorého sa ďalej vyvíjajú a dosahujú úroveň organizácie dospelých zástupcov.
Vnútorné oplodnenie je teda proces splynutia zárodočných buniek v tele ženy. Oproti zovňajšku má množstvo významných výhod: vyššiu pravdepodobnosť splynutia gamét, ich nezávislosť od vonkajších podmienok a zabezpečenie vyššej životaschopnosti budúcich jedincov.
