Partenogeneză - una dintre modificările de reproducere sexuală, în care gameti de sex feminin se dezvoltă într-un nou individ fără fertilizare de gameți de sex masculin. Reproducerea partenogenetice apare în regnul animal și regnul vegetal, iar avantajul constă în faptul că, în unele cazuri, aceasta crește rata de reproducere.
Există două tipuri de partenogeneza - haploizi și diploide, în funcție de numărul de cromozomi în gameti de sex feminin. In multe insecte, inclusiv furnici, albine și viespi, ca urmare a partenogenezei haploid în cadrul acestei comunități există caste organisme diferite. La aceste specii, meiozei are loc și se formează gameți haploizi. Unele dintre ouă sunt fertilizate, se dezvolta femele diploide, în timp ce de la oua nefecundate dezvolta masculi haploizi fertile. De exemplu, regina miere de albine depune ouă fecundate (2n = 32), care, în curs de dezvoltare a da femele (oi sau indivizi care lucrează) și ou nefertilizat (n = 16), care asigură de sex masculin (teleghidate) care produc celule spermatice prin mitoză și nu meioză. Dezvoltarea indivizilor din aceste trei tipuri de miere de albine este prezentată schematic în Fig. 4. O astfel de mecanism de propagare în insecte sociale are o valoare de adaptare, deoarece permite să se adapteze numărul de descendenți ai fiecărui tip.
În afide are loc partenogeneza diploide, în care ovocitele femele sunt supuse unei forme speciale de segregare cromozom meiotice fara a - toate cromozomi muta in ou, iar corpurile polare nu primesc nici un cromozom. Ova în curs de dezvoltare în corpul mamei, astfel încât femeile tinere se nasc complet formate, și nu să provină din ouă. Un astfel de proces este numit o nastere in direct. Aceasta poate dura mai multe generații, mai ales în timpul verii, până într-una din celulele nu se întâmplă aproape complet non-disjuncția, rezultând într-o celulă care conține toate perechile de autozomi si un cromozom X. Din faptul că celulele partenogenetice în curs de dezvoltare de sex masculin. Acești masculi și femele de toamnă partenogenetice produc ca urmare a gameți haploizi meioză implicate în reproducerea sexuală. femelele depun ouă fecundate diploide care își petrec iarna-năvală, și în primăvara lor eclozat femele care reproduc parthenogenic și dau naștere la pui vii. Câteva generații de generații partenogenetice sunt înlocuite, care rezultă din reproducerea sexuală normală, care introduce diversitatea genetică a populației, ca rezultat al recombinării. Principalul avantaj care dă afide partenogeneza - o creștere rapidă a populației, la fel ca toți membrii săi maturi sunt capabili să depună ouă. Acest lucru este important mai ales în perioadele în care condițiile de mediu sunt favorabile pentru existența unei populații mari, adică. E. În lunile de vară.
Partenogeneză este distribuit pe scară largă în plante, în cazul în care este nevoie de mai multe forme. Unul dintre ei - Apomixisul - este partenogeneza, simulează reproducerea sexuală. Apomixisul apare în unele plante cu flori, în care o celulă diploidă sau celulă ovulului nucela sau megaspory - dezvoltă în cadrul funcției de embrion fără participarea gameti de sex masculin. Din restul semințelor ovulului produs și ovar unui fat in curs de dezvoltare. In alte cazuri, aceasta necesită prezența granulelor de polen, care stimulează partenogeneza, deși nu germineze; polen cereale induce modificări hormonale necesare pentru dezvoltarea embrionului, și în practică, astfel de cazuri sunt dificil să se distingă de reproducerea sexuală prezentă.
dezvoltarea individuală de top au precedat apariția unor celule sexuale, de exemplu, gametogeneza, care pot fi vizualizate la dezvoltarea individuală progenezom.
Procesul de dezvoltare a celulelor germinale de sex feminin este numit ovogeneză (ovogeneză). Spre deosebire de spermatogeneza are unele particularități. Cursul oogenesis și diferențele de la dezvoltarea gârneți masculini sunt prezentate în Fig. 3.
În ovogeneză disting trei perioade: reproducerea, creșterea și maturarea. Nediferentiate celulelor germinale feminine - oogonia - multiplica ca spermatogonia și prin mitoza normale. După divizare, ei devin eu ovocite ordine și trece în perioada de creștere.
creșterea ovocitului durează foarte mult timp - săptămâni, luni și chiar ani. În perioada de creștere sunt două etape: mici, sau o creștere lentă, atunci când noi substanțe asimilate și îmbogățite de acestea, în principal în citoplasmă și creșterea mare sau rapid atunci cand celulele se acumuleaza gălbenușul nutritive. Schimbări profunde în perioada de creștere și suferă o bază, se umflă, conținutul acestora ca tartinabile. dimensiunile celulare o creștere colosală (de exemplu, ouăle de biban au crescut cu aproape un milion de ori).
Apoi am ovocitului comanda intră în perioada de coacere, sau meiozei. Aici, de asemenea, sa angajat și diviziunea reducerea equational. procesul de fisiune în miez de curgere precum și în timpul spermatocitelor meioză, dar soarta citoplasmatică complet diferit. Când meioză singur nucleu poartă cu bócea mai mare parte citoplasma, și doar o mică parte din ea rămâne pe o altă acțiune. De aceea, a format o singură celulă full - comanda ovocitului II, iar al doilea Tiny - al ghidului, sau reduction-, organism care poate fi divizat în două celule de reducere.
În al doilea, divizia equational nesimetric citoplasmă distribuția repetată și a produs din nou o celulă mare - ovotida și al treilea corp polar. Ovotida pe structura de bază și funcția este celula de sex destul de matur.
perioada formativă, spre deosebire de spermatogeneza, ovogeneză în offline. Astfel, într-una din oogonia ovogenezei are loc un singur ou matur. organismele polare sunt subdezvoltate și va muri în curând, și fagocitate de alte celule. gârneți femele mature numite ovule sau ouă și depozitate în apă - caviar.
În timpul creșterii celulelor foliculare ovariene mari formează mai multe straturi în jurul ovocitului am ordine care promovează transferul de nutrienți sintetizați în altă parte în citoplasmă ovocitului.
Perioada de creștere om ovocitului poate fi 12-50 de ani. După încheierea perioadei de creștere de ordinul a I ovocit intră într-o perioadă de maturare.
Perioada de maturare a ovocitelor (precum și în timpul spermatogenezei) se realizează diviziunea celulară meiotice. Prima dintre meiozei ovocitului I este format cu aproximativ un ordin II ovocit (1n2S) și un corp polar (1n2S). In a doua divizie equational ovocitului II ordine ovulului maturată format (1n1S), păstrat aproape tot materialul acumulat în citoplasmă, iar al doilea corp polar de dimensiuni mici (1n1S). În același timp, există o diviziune a primului corp polar, dând naștere la două corp polar al doilea (1n1S).
Ca rezultat, în timpul oogenesis obținut 4 celule, dintre care doar unul va fi în continuare ou și cele 3 (corpurile polare) rămase sunt reduse. Semnificația biologică a acestei etape oogenesis - salvați toate materialele acumulate în jurul citoplasmă nuclee haploide pentru a asigura nutriția adecvată și dezvoltarea unui ovul fertilizat.
Când se formează oogenesis la femei în stadiul de metafază al doilea bloc, care este îndepărtat în timpul fertilizării și a fazei de maturare se termină numai după penetrarea spermei în ou.
Procesul femeilor ovogenezei - un proces ciclic, care se repetă la fiecare 28 zile (începând din perioada de creștere și perioada de finisare imediat după fertilizare). Acest ciclu se numește menstruație.
Caracteristici distinctive ale spermatogenezei și ovogeneză la om sunt prezentate în tabelul de .ca trăsătură distinctivă cel mai evident al oului - este dimensiunea sa mare. Un ou tipic are o formă sferică sau ovală, iar diametrul său este un om de aproximativ 100 microni (o valoare tipică a celulelor somatice de aproximativ 20 microni). La fel de impresionante sunt mărimea nucleului, în anticiparea diviziuni rapide, imediat după fertilizare. în rezervele de kernel depozitate proteine.
Nevoia de nutrienți satisface celula în principal gălbenușul - materialul protoplazmya bogat in proteine si lipide. Este frecvent întâlnite în entități discrete, numite granule galbenus. O altă structură specifică importantă este membranele exterioare ou ou - acoperirea substanței noncellular specială constând în esență din glicoproteine mlekul, unele dintre care secretes oul însuși, iar cealaltă parte - celulele din jur. La multe specii, învelișul are un strat interior direct adiacent membranei plasmatice a ovocitelor și numita zona pellucida la mamifere. și alte animale - strat vitellinovym. Acest strat protejează oul de deteriorări mecanice, unele ovocitele asemenea, actioneaza ca o bariera pentru celulele spermatice specii specifice, care permite pătrunde numai în spermatozoizii din aceeași specie sau specii foarte strâns înrudite.
Multe ovulului (inclusiv mamiferele) conțin vezicule secretorii specializate sub membrana plasmatică în stratul exterior citoplasmă sau corticale. Când activați oul de un spermatozoid, aceste granule corticale de presă al conținutului prin exocitoză. Proprietățile rezultate ale cojii modificate în așa fel încât prin ea nu mai poate penetra ovulul alta sperma. Procesul de formare a gârneți masculini - spermatogenezei. Acest lucru produce sperma.
La fertilizarea nucleul celulelor germinale masculine și feminine sunt combinate într-un miez comun, iar în cazul în cromozomi din fiecare a fost aceeași ca și în celulele somatice, zigotul, va fi dublată și este de două ori numărul ar fi trecut la toate celulele embrionului in curs de dezvoltare. În viitor, dezvoltarea celulelor germinale următoarelor generații de organisme tinere vor fi acumularea consistent de cromozomi din celule, iar vizualizarea nu a putut fi păstrat neschimbate caracteristicile lor ancestrale. Mai mult decât atât, treptat, acesta este încălcat raportul de plasmă nucleară în favoarea miezului, și după câteva generații pentru a veni un moment în care adăugarea de cromozomi în nucleu ar duce la moartea inevitabilă a celulei. Ca urmare, fertilizarea ar fi să nu pentru a salva, și pentru distrugerea organismelor. Cu toate acestea, acest lucru nu se întâmplă, deoarece două divizia specială incluse în procesul de gametogeneza în care este redus la jumătate numărul de cromozomi în nucleele atat de celule de sex masculin și feminin. procesele intracelulară asociate cu o scădere a numărului de cromozomi, sunt esența maturării celulelor embrionare - fiind meiozei. La fertilizare jumătate din numărul de cromozomi ai tatălui nuclee de celule si jumatate din numarul de cromozomi ai nucleelor mama de celule sunt combinate, iar în zigotul este restabilită caracteristică a minții set de cromozomi.
In spermatogeneza sunt 4 perioade: de reproducere, de creștere, maturizare (meioză) și formarea (Figura 3).
In timpul reproducerii celulelor embrionare nediferențiate inițiale - spermatogonia sau Gonia împărțit la mitoză obișnuită. După ce a făcut câteva din aceste diviziuni, ele intră într-o perioadă de creștere. În acest stadiu, ei se numesc spermatocitelor I ordine (sau tsitami I). Asimilează intensiv nutrienți înaspri restructurări profunde fizico-chimice, care este preparat ca urmare a a treia perioadă - maturarea sau meiozei.
In meioza I spermatocitelor suferi două proces de diviziune celulară. In prima divizie (reductor) este scăderea numărului de cromozomi (reducere). Ca urmare a unui QUO I se produce doua celule egale - spermatocitelor II comanda cytes sau II. Apoi, începe a doua divizie de maturare. Acesta curge ca o mitoza somatică normală, dar numărul haploid de cromozomi. O astfel de divizare este numit equational ( „ekvatsio“ - egalitate), ca și cele două sunt mod identic, adică, complet celule echivalente numite spermatidelor.
În a patra perioadă - formarea - spermatidelor rotunde ia forma unei celule mature sexuale masculine: creste flagellum, miez compactat, se formează învelișul. Ca rezultat, întregul proces al fiecărui spermatogenezei spermatogonia nediferențiate inițial obținut 4 celule mature genitale conținând set haploid de cromozomi.
Fig. 4 este o diagramă a proceselor de spermatogeneză și spermatogeneza la om. Spermatogenezei are loc în tubii seminiferi intortocheate ale testiculelor. Dezvoltarea de sperma incepe in timpul dezvoltarii prenatale în timpul depunerii de tesut generativ, iar apoi reluat în perioada de maturitate și continuă până la bătrânețe.
Perioada de reproducere este o serie de mitotic consecutive, rezultând o creștere a numărului de celule, numite spermatogonia. Unele spermatogonii intra pe o perioadă de creștere și se numesc spermatocitelor am ordine.
Perioada de creștere corespunde perioadei de interfazei a ciclului celular, în care materialul ereditar este o dublare a comenzii I spermatocyte (2n4S), iar apoi acestea intră în profaza diviziunea meiotică I. In timpul profazei I omologă cromozomi se produce conjugare și schimbul între cromatide omoloage (de trecere peste). Crossover este importantă valoare genetică, deoarece conduce la apariția diferențelor genetice dintre indivizi.
Fig. 3. Schema gametogenesis:
1 - reproducție sezon: celulele se divid mitotic, un set de cromozomi în ele 2n; A 2 - perioada de creștere: acumularea în celulele nutrienții set de cromozomi sunt 2n; A 3 - perioada de maturare - meiozei: a) 1-f sau reducerea presiunii, divizare, formarea de celule diploide cu cromozom setat egal cu 2n, celulele din setul haploid egal cu n; b) diviziunea meiotică 2, are loc ca mitozei, dar în celule cu un set haploid de cromozomi; 4a - perioada de formare - numai are loc în timpul spermatogenezei
Perioada de maturare se desfășoară în două etape, ceea ce corespunde II (equational) diviziuni meiotice I (reducere a presiunii) și meiotice. În acest caz, o spermatocitelor prim ordin I spermatocitelor II, rezultatele în două ordine de mărime (1n2S), urmat de 4 spermatidelor (1n1S). Spermatidelor alt set de cromozomi: ele conțin 22 autozomi, dar jumătate din celulele contin cromozomul X, in timp ce cealalta jumatate - Y-cromozom. Autozomi diferă unul de altul și de la părintele o altă combinație de alele, deoarece a existat un schimb în timpul crossover.
În timpul formării numărului de celule și numărul de cromozomi din ele nu se schimba, deoarece Pe parcursul acestei perioade de 4 spermatidelor format 4 spermatozoizii în care reorganizarea nu morfologică a structurilor celulare, formate coada. La om, această fază durează 14 zile.
Celulele sexuale masculine nu cresc singure, ele cresc în clone și inter-conectate prin punți citoplasmatice. punți citoplasmatice există între spermatogonia, spermatocitelor și spermatidelor. La sfârșitul fazei de formare sunt eliberate de spermatozoizi poduri citoplasmatice.
La om, productivitatea maximă zilnică de spermatozoizi 10 8. Durata spermatozoizilor în vagin până la 2,5 ore, iar la nivelul colului uterin pana la 48 de ore.
Spermatozoizii - alungit colivie mobil. core spermatozoida- principal care ocupă cea mai mare parte a capului și mișcarea corpului - flagellums, constituind coada. Sperm este un miez mobil. Structura spermei se datorează în primul rând funcțiile sale.
Sperma este foarte putin citoplasma, dar există puține structuri de sprijin:
1) mitocondriile, care furnizează energie
2) Acrozom, organelle, o astfel de lizozomi și conținând enzimele necesare pentru penetrarea spermei în ou
3) centriol - începe flagellum, este utilizat in timpul fertilizarea in prima zigotul strivire
Acrozom este înainte în capul nucleului, mitocondriile și centriol și - în mijlocul celulei. Nucleul conține un set haploid de cromozomi (vezi, de asemenea, CAGE.), Este dens, condensat; flagellum lung este o structură similară cu flageli și cililor dintre cele mai simple animale multicelulare ciliate epiteliu.
Spermatozoizii sunt foarte rezistente, iar celulele în condiții adecvate (în uter), acestea rămân viabile timp de până la cinci zile.
DIFERENȚE spermatogenezei DIN ovogeneză UMANE