Kogo charakteryzuje zapłodnienie wewnętrzne, jaka jest istota tego procesu i jakie jest jego znaczenie biologiczne? Na te i wiele innych pytań możesz odpowiedzieć, czytając nasz artykuł.
Co to jest rozmnażanie płciowe
Rozmnażanie jest jedną z właściwości wszystkich żywych organizmów. Ten proces zapewnia ciągłość pokoleń. Rozmnażanie płciowe tworzy nowe kombinacje materiału genetycznego, a co za tym idzie charakterystykę organizmów. To właśnie ten proces leży u podstaw dziedziczności i zmienności.
Rozmnażanie płciowe nazywane jest rozmnażaniem, w którym biorą udział gamety. Są to wyspecjalizowane komórki zawierające zestaw haploidalnych chromosomów. W naturze mogą to robić zarówno rośliny, jak i zwierzęta.
Struktura gamet
Proces fuzji gamet to zapłodnienie. Zapłodnienie wewnętrzne lub zewnętrzne jest przeprowadzane wyłącznie przez komórki rozrodcze. Istnieją gamety męskie i żeńskie - plemniki i komórki jajowe. Mają znaczne różnice w budowie. Tak więc żeńskie komórki rozrodcze nie sązdolne do poruszania się i zawierające wystarczającą ilość składników odżywczych. Wynika to z faktu, że to na bazie żeńskich gamet rozwija się przyszły organizm. Męskie komórki płciowe roślin również nie są zdolne do ruchu, dlatego proces zapłodnienia w tych organizmach poprzedzony jest zapylaniem.
Gamety to struktury, które mają pojedynczy lub haploidalny zestaw chromosomów. A taka konstrukcja nie jest przypadkowa. Faktem jest, że dorosły organizm musi mieć podwójny (diploidalny) zestaw chromosomów. Jest to możliwe tylko w przypadku fuzji haploidalnych gamet.
Nawożenie zewnętrzne i wewnętrzne
Nawożenie to połączenie materiału genetycznego komórek rozrodczych. W zależności od miejsca, w którym odbywa się ten proces, istnieje kilka jego rodzajów. Zapłodnienie zewnętrzne odbywa się poza ciałem samicy. W naturze występuje u płazów i ryb. Zapłodnienie wewnętrzne jest charakterystyczne dla zwierząt typowo lądowych: gadów, ptaków, ssaków.
Cechy nawożenia zewnętrznego
Zewnętrzne lub zewnętrzne zapłodnienie zaczyna się od usunięcia komórek rozrodczych na zewnątrz. Dlatego konwergencja organizmów w tym przypadku wcale nie jest konieczna. Mimo to w naturze często występuje nagromadzenie osobników lęgowych. Na przykład ryby lub żaby podczas tarła.
Nawożenie zewnętrzne, wewnętrzne lub pośrednie, rozpoczyna się od procesu inseminacji. Jego istotą jest konwergencja komórek zarodkowych. Naukowcy odkryli, że podczas zapłodnienia zewnętrznego, niemal natychmiast po zetknięciu się komórek, zachodzą zmiany w impulsach elektrycznych błon jajowych. A po 7 sekundach zawartość gamet jest już połączona, co powoduje powstanie zygoty. Dzieli się wielokrotnie i stopniowo tworzy wielokomórkowy zarodek.
Samice, które charakteryzują się zapłodnieniem zewnętrznym, jednocześnie wypuszczają do wody dużą liczbę jaj. Na przykład ryby wyrzucają kilka tysięcy jaj na raz. Tylko niewielka ich część zostanie zapłodniona i zamieni się w narybek. Reszta stanie się ofiarą zwierząt wodnych.
Jaka jest zaleta zapłodnienia wewnętrznego
Wewnętrzne zapłodnienie zwierząt następuje w przewodach rozrodczych samicy. To tutaj znajduje się nieruchome jajo. Plemnik zbliża się do niej w wyniku stosunku płciowego. Ustalono już, że w większości przypadków do komórki jajowej przenika tylko jądrowa substancja gamety męskiej. Jej cytoplazma praktycznie nie uczestniczy w procesie tworzenia nowego organizmu.
Główną zaletą zapłodnienia wewnętrznego jest to, że płód jest stosunkowo odporny na niekorzystne warunki środowiskowe. Jej rozwój przez pewien czas odbywa się w ciele matki. Dostarcza zarodkowi wszystko, co niezbędne: ciepło, wilgoć, tlen, składniki odżywcze. Ponadto podczas zapłodnienia wewnątrz organizmu znacznie wzrasta prawdopodobieństwo zespolenia gamet, co determinuje stabilność procesu rozrodu u tych osobników. Za pomocąZ tych powodów liczba żeńskich gamet zdolnych do zapłodnienia jest znacznie mniejsza w porównaniu ze zwierzętami, które uwalniają je do środowiska.
Konkretna komórka jajowa jest zapładniana przez jeden plemnik. Ale dlaczego wiele organizmów rodzi kilka osobników naraz, a nawet dziesiątki? Jest to możliwe na dwa sposoby. W pierwszym przypadku do zapłodnienia wychodzi kilka jaj jednocześnie, z których każde jest połączone z oddzielną gametą męską. W tym przypadku bliźnięta dwujajowe rodzą się w osobie. Mogą być tej samej lub różnej płci i nie są do siebie bardziej podobni niż rodzeństwo. Bliźnięta jednojajowe powstają w wyniku podziału zygoty na kilka części. W tym przypadku osoba rodzi dzieci tej samej płci, podobne do siebie jak dwie krople wody.
Rozmnażanie płciowe roślin
Rośliny kwitnące również podlegają nawożeniu - wewnętrznemu. Przedstawiciele tej systematycznej jednostki mają szereg cech, które objawiają się podczas procesu seksualnego. Jest wykonywany przez narząd generatywny - kwiat. Proces fuzji gamet poprzedza zapylanie. Jego istota polega na przenoszeniu męskich komórek rozrodczych na piętno słupka za pomocą wiatru, owadów, wody lub człowieka.
Podwójne nawożenie
Ponadto dwa plemniki wraz z kiełkującą rurką zarodkową schodzą do dolnej, rozszerzonej części słupka - jajnika. W tym miejscu następuje fuzja jednego plemnika z żeńską gametą, a drugiego z centralną komórką zarodkową. Dlatego takienawożenie nazywa się podwójnym. W rezultacie powstaje zarodek otoczony rezerwowym składnikiem odżywczym, bielmem i otoczką. Innymi słowy, ziarno.
Ten proces dał nowoczesnym roślinom kwitnącym dominującą pozycję na planecie. Jajo i zarodek są niezawodnie chronione przez ściany jajnika, a nasiona zawierają niezbędne składniki odżywcze i wodę niezbędne do wzrostu i rozwoju dorosłej rośliny.
Rodzaj nawożenia i siedlisko zwierząt
Łatwo prześledzić zależność siedliskową organizmów od rodzaju ich nawożenia. Tak więc fuzja gamet w środowisku zewnętrznym zachodzi w wodzie, gdzie początkowo rozwija się zarodek organizmów z zapłodnieniem zewnętrznym. Co więcej, proces ten jest możliwy tylko w środowisku obojętnym lub zasadowym, a w kwaśnym staje się niemożliwy.
Pojawienie się zapłodnienia wewnętrznego w procesie ewolucji wiąże się z pojawieniem się strunowców na lądzie. Życie przedstawicieli tego typu poza wodą stało się możliwe właśnie dzięki tej funkcji. Zapłodnienie wewnętrzne u gadów zachodzi w ciele samicy, gdzie początkowo rozwija się zarodek. Znajduje się w jajku, które zawiera bogate zapasy substancji i większość z nich jest pokryta gęstymi skorupkami. Wzrost ilości żółtka kompensuje brak stadium larwalnego w ontogenezie gadów. A pojawienie się gęstych skorupek umożliwia rozwijanie jaja na lądzie i niezawodnie chroni przed wysychaniem i uszkodzeniami mechanicznymi.
Ontogeneza zwierząt wielokomórkowych
Zygota, która powstaje w wyniku zapłodnienia, zaczyna się wielokrotnie dzielić. Po pewnym czasie składa się już z kilku komórek - blastomerów. Następnie rozpoczyna się etap gastruli, który charakteryzuje się układaniem listków zarodkowych. Proces rozwoju zarodka trwa wraz z tworzeniem się narządów i ich układów.
Indywidualny rozwój zwierząt wielokomórkowych obejmuje okresy embrionalne i postembrionalne. W organizmach z zapłodnieniem wewnętrznym pierwsze zapłodnienie następuje w organizmie matki lub wewnątrz komórki jajowej. Zapewnia to wyższy poziom rozwoju zwierząt, a także ich zdolność do samodzielnego życia po urodzeniu. Od momentu narodzin rozpoczyna się okres postembrionalny. Nawożenie wewnętrzne lub zewnętrzne determinuje przyszły typ rozwoju organizmów. W pierwszym przypadku występuje bez stadium larwalnego. Jednocześnie nowonarodzony osobnik różni się nieco od osobnika dojrzałego. Ten rodzaj rozwoju nazywa się bezpośrednim. Ale ryby i płazy przechodzą przez stadium larwalne, podczas którego rozwijają się dalej, osiągając poziom organizacji dorosłych przedstawicieli.
Zatem zapłodnienie wewnętrzne to proces fuzji komórek rozrodczych w ciele samicy. W porównaniu z otoczeniem ma szereg istotnych zalet: większe prawdopodobieństwo fuzji gamet, ich niezależność od warunków zewnętrznych oraz zapewnienie wyższej żywotności przyszłych osobników.
