Sexuell reproduktion: 3 steg av sexuell reproduktionscykel

Dessa händelser kan grupperas i tre steg: Före befruktning, befruktning och efterbefruktning.

1. Förebefruktning Händelser:

Dessa händelser av sexuell reproduktion är före fusionen (befruktning) hos manliga och kvinnliga gameter.

Image Courtesy: obgyn.med.umich.edu/sites/obgyn.med.umich.edu/files/pregnantbelly_crop-1024×787.jpg

Dessa händelser är gametogenes och gameteöverföring.

(i) Gametogenes (Gk. gametos = gamete, genesis = production):

Processen för bildning av två typer av gameter-man och kvinna kallas gametogenes. Gameter är haploida celler. I vissa alger är de två gameterna lika lika i utseende att de kallas homogameter (isogameter, fig 1.29), t.ex. Cladophora, Ulothrix. Därför är det inte möjligt att skilja dem i manliga och kvinnliga gameter.

Men i de flesta av sexuellt reproducerande organismerna är gametenna av två morfologiskt olikartade typer, varför de är kända som heterogameter (anisogametes), t.ex. Fucus (en brun alga), människor. I dessa organismer kallas den manliga gameten antherozoiden eller spermier och kvinnliga gamete är känd som ägg eller ägg (Fig 1.29 BC).

Cell Division under Gamete Formation:

Gameter är haploid om strukturerna eller cellerna som producerar dem är haploida eller diploida. Strukturen som bildas genom sammansmältning av gameter är alltid diploid. Det beror på meios som uppträder i livet för alla sexuellt reproducerande organismer. Gameteproducerande celler som genomgår meiös benämns meiocyter (gamete-moderceller). Den senare är diploid. På grundval av det stadium där meiosa uppstår är meiosen av tre typer.

(a) zygotisk meiös:

Meiosi förekommer i zygotproducerande haploida organismer. Sålunda fungerar zygot som meiocyt. Exempel: Chlamydomonas och Ulothrix.

(b) Sporisk meios:

Meiosi förekommer inuti sporangia. Meiocyter uppstår inom sporangi som producerar haploidsporer. Vid spiring av haploida sporer (meiosporer) produceras haploida kroppar som kallas gametofyter. Gameter produceras i gametofyter genom mitos. Exempel: de flesta av växterna.

(c) Gametisk meios:

Spiralcellerna är diploida och verkar som meiocyter, vilka genomgår meioser för att producera haploid-gameter. Exempel: de flesta djur. Således har leukocyter diploid (2N) antal kromosomer och gameter haploid (N) antal kromosomer.

Kromosomtal i meiocyter (diploid, 2N) och gameter (haploid, N) hos vissa organismer.

(ii) Gamete Transfer:

Efter bildandet av manliga och kvinnliga gameter måste de sammanföras för befruktning. I de flesta av organismerna är manlig gamete motil och kvinnlig gamete är icke-motil. Det finns dock några svampar och alger där båda typerna av gameter är motila (fig 1.30).

Ett medium behövs genom vilket manliga gameter rör sig. I alger, bryophytes och pteriodophytes fungerar vatten som det medium genom vilket gameteöverföring sker. Eftersom flera manliga gameter misslyckas med att nå kvinnliga gameter, produceras manliga gameterna i stort antal, dvs flera tusen gånger mer än kvinnliga gameter.

I blombärande växter har pollenkorn bär de manliga gameterna som produceras i stort antal. Pollenkornen överförs till stigmatiseringen av honorganet (carpel) genom pollinering. Överföring av pollenkorn från anther till stigma kallas pollinering.

Pollination är av två typer: Självbestämning och korsbestämning. Självbestämning är överföringen av pollenkornen från anther av en blomma till stigmatiseringen av antingen samma blomma eller stigmatiseringen av en annan blomma av samma planta eller genetiskt liknande växt. Korsbestämning är överföringen av pollenkorn från anther av en blomma till stigmatiseringen av en genetiskt annorlunda blomma av andra växter av samma art.

I unisexa ​​djur bildas manliga och kvinnliga gameter i olika individer, därför måste organismen utveckla en speciell mekanism för gameteöverföring. Många djur har copulatory organ att överföra manliga gameterna. Överföring av gameter och sammansättning av gameter är avgörande för befruktning vid sexuell reproduktion.

2. Befruktning:

Befruktningen är den fullständiga och permanenta fusionen av två gameter från olika föräldrar eller från samma förälder för att bilda en diploid zygote. Denna process kallas också syngamy. Även om termen syngami och befruktning ofta används utbytbara. Om syngamy inte uppstår, skulle det inte finnas några variationer i avkomman.

Var sker fertilisering?

Befruktning sker antingen i yttre medium (vatten) eller inuti kroppens kropp. Således finns det två typer av gametisk fusion, nämligen yttre befruktning och intern fertilisering.

(i) Extern befruktning:

När befruktning sker utanför kroppens kropp kallas denna typ av gametisk fusion extern befruktning eller yttre syngami. Det externa mediet som vatten behövs för denna typ av befruktning. Således förekommer extern befruktning i de flesta vattenlevande organismer som en majoritet av alger, fiskar och amfibier.

Organ som uppvisar yttre befruktning producerar ett stort antal gameter i vatten för att öka chanserna för befruktning. Detta händer i beniga fiskar och grodor där ett stort antal avkommor produceras. En stor nackdel med denna typ av befruktning är att avkomman inte är skyddad från rovdjur och deras överlevnad hotas upp till vuxen ålder.

(ii) Intern befruktning:

När ägg bildas inuti kvinnokroppen där det smälter med manliga gameten kallas processen intern befruktning eller intern syngami. Många terrestriska organismer som hör till svampar, högre djur som reptiler, fåglar och däggdjur och majoriteten av bryofyter, pteridofyter, gymnospermer och angiospermer är de exempel där intern befruktning sker.

Här manliga gamete är mobil och måste nå ägget för att smälta med det. Antalet spermier som produceras är mycket stora men det finns en minskning av antalet ägg som produceras. I fröplantor transporteras de icke-motila manliga gameterna till honkönnet med pollenrör.

3. Postbefruktningshändelser:

Händelser i sexuell reproduktion efter befruktning (bildning av zygot) kallas postbefruktningshändelser. Dessa händelser kan beskrivas under två rubriker: zygote och embryogenes.

(i) Zygote:

Efter befruktning bildas en diploid zygot i alla sexuellt reproducerande organismer. Vid yttre befruktning bildas zygot i det yttre mediet (vanligtvis vatten) medan i inre befruktning bildas zygot inuti kroppens kropp. Ytterligare utveckling av zygot beror på organismens livscykel och miljöförhållanden.

(a) I många svampar och alger utvecklar zygoten en tjock vägg och bildar spor som kallas zygospore. Zygospore genomgår en vilodag. Det groddar under nästa växtsäsong. Zygosporen genomgår meiosi för att producera haploida individer. Det leder haploidisk livscykel.

(b) Zygote tar inte vila hos de flesta djur. Den delar upp med mitos först och bildar ett diploid embryo och sedan individen som också är diploid. Det leder en diplotisk livscykel.

(c) I de flesta växter bildar zygoten först ett embryo och sedan den diploida sporofyten. Sporofyten har sporangier där meiosier äger rum för att bilda haploidsporer. Den senare producerar haploida gametofyter. Gameter produceras i gametofyterna. Det leder en diploaplontisk livscykel.

(ii) embryogenes

Processen för utveckling av embryo från zygoten kallas embryogenes. Under embryogenes genomgår zygot mitotisk celldelning och celldifferentiering. Celldelning ökar antalet celler i det utvecklande embryot medan celldifferentiering bidrar till att bilda specialiserade vävnader och organ för att bilda en organism.

(i) På grundval av zygotutvecklingen grupperas djuren i äggstockar, viviparösa och ovoviviparösa. De oviparösa djuren som reptiler och fåglar lägger ägg. Deras befruktade ägg är täckta av hårdkalkigt skal och läggs på ett säkert ställe i miljön. Efter inkubationstid kläcker unga ut. I viviparösa djur, såsom majoriteten av däggdjur, inklusive människor, utvecklas zygoten till en ung inom kroppen hos den kvinnliga individen.

Efter en viss tillväxt levereras de unga av den kvinnliga individen. På grund av ordentlig vård och skydd är chansen att överleva unga mer i viviparösa individer. Hos ovoviviparösa djur behåller honan ägget inuti sin kropp efter befruktning och möjliggör utvecklingen av embryot inuti kroppen utan att ge extra näring till det utvecklande embryot eftersom placentan är frånvarande. De kvinnliga djuren ger dock de unga. Exempel på ovoviviparösa djur är hajar och rattle ormar.

(ii) I blommande växter bildas zygotet inuti äggstocken hos de kvinnliga könsorganen. Efter befruktning blir blommorna, kronbladen och blötdjurna bleknade och faller av. Kepalerna förblir fästa i Hibiscus. Pistalen förblir dock bunden till växten.

Frö och Frukt Formation:

I angiospermer producerar dubbel befruktning två strukturer - en diploid zygote (= oospore) och en triploid primär endospermcell. Zygote bildar embryot. Den triploida primära endospermcellen ger upphov till en näringsvävnad som kallas endosperm. Endosperm ger mat till det växande embryot. De befruktade ägglossningarna mognar och omvandlas till frön. Äggstockens vägg bildar pericarpen (fruktväggen). Den mogna äggstocken med pericarp och frön kallas frukt. Pericarp skyddar de unga frön. Efter spridning spirer fröna till att bilda nya växter.

Underhåll av kromosomnummer:

De reproduktiva enheterna i sexuell reproduktion är de manliga och kvinnliga gameterna som produceras av testiklar och äggstockar respektive. Gameterna är haploida med endast N kromosomer. Följaktligen blir zygoten som härrör från fusion av två sådana haploida gameter diploid med 2N kromosomer. Avkomman som utvecklas från zygoten är också diploid.