Bemesting in dieren: het proces van bevruchting bij dieren - verklaard!
Bemesting in dieren: het proces van bevruchting bij dieren!
De vereniging van het cytoplasma en pronuclei van de mannelijke wijfjes gameten om een diploïde zygote te vormen staat bekend als de bevruchting.
Externe en interne bevruchting:
Bemesting vereist de lozing van eicellen en sperma in de directe nabijheid. Dit kan worden bereikt in water bij waterdieren, of in speciale holten van het vrouwtje, vaker bij landdieren.
Bij de meeste waterdieren, zoals stekelhuidigen, veel vissen en amfibieën (kikkers) worden zowel eicellen als sperma direct in het water gelegd waar ze bemesten. Dit wordt externe bevruchting genoemd die plaatsvindt buiten het organisme. Bij andere waterdieren (bijv. Koppotigen) en bij de meeste landdieren zet het mannetje sperma af tijdens het copuleren, hetzij in de eileider van het wijfje (zoals bij gewervelde dieren) of in speciale recipiënten die spermathecae worden genoemd (bijv. Insecten, spinnen), dus die bevruchting vindt plaats in het lichaam van het organisme. Dit wordt interne bevruchting genoemd.
Site voor bemesting:
Bij de mens vindt bevruchting meestal plaats in de ampullaire-isthische overgang van de eileider (eileider).
Aankomst van sperma:
Man loost sperma in de vagina van de vrouw dicht bij de cervix tijdens coïtus (copulatie). Dit wordt inseminatie genoemd. Een enkele ejaculatie van sperma kan 300 miljoen zaadcellen bevatten.
Beweging van sperma:
Vanuit de vagina gaan de spermacellen omhoog in de baarmoeder, maar slechts enkele duizenden vinden hun weg naar de openingen van de eileiders. Primair helpen samentrekkingen van de baarmoeder en eileiders bij de beweging van het sperma, maar later bewegen ze door hun eigen beweeglijkheid. Sperma zwemt in het vloeibare medium met een snelheid van 1, 5 tot 3 mm per minuut om de locatie te bereiken. De leukocyten van het vaginale epitheel verzwelgen miljoenen spermacellen.
Aankomst van secundaire oöcyt:
Bij de mens komt de secundaire eicel vrij uit de rijpe Graafse follikel van een eierstok (ovulatie). De eicel wordt ontvangen door de nabijgelegen eileider en in de eileider gestuurd door bewegingen van fimbriae en hun cilia. De secundaire eicel kan alleen worden bevrucht binnen 24 uur na het vrijkomen uit de eierstok.
De secundaire eicel is omgeven door een groot aantal spermacellen, maar slechts één sperma slaagt erin de eicel te bevruchten. Omdat de tweede meiotische deling aan de gang is, komt het sperma in de secundaire eicel. De tweede meiotische deling wordt voltooid door de binnenkomst van het sperma in de secundaire eicel. Na deze secundaire eicel wordt ovum (ei) genoemd.
Capaciteit van sperma:
De spermacellen in het geslachtsorgaan van het vrouwtje zijn in staat om het ei te bevruchten door secreties van het vrouwelijke geslachtsorgaan. Deze secreties van het vrouwelijke geslachtsorgaan verwijderen bekledingsstoffen die zijn afgezet op het oppervlak van de spermacellen, met name die op het acrosoom. Aldus worden de receptorplaatsen op het acrosoom blootgelegd en wordt sperma actief om het ei te penetreren. Dit fenomeen van spermeactivering bij zoogdieren staat bekend als capacitatie. Het duurt ongeveer 5 tot 6 uur voor capacitatie.
De secreties van zaadblaasjes, prostaatklier en bulbourethrale klieren (Cowper-klieren) in het sperma bevatten voedingsstoffen die het sperma activeren. De secreties van deze klieren neutraliseren ook de zuurgraad in de vagina. Alkalisch medium maakt de spermacellen actiever.
Fysieke en chemische gevallen van bevruchting:
Deze evenementen omvatten de volgende processen:
(i) Acrosomale reactie:
Na de eisprong bereikt de secundaire eicel de eileider (oviduct). De geconditioneerde spermacellen ondergaan een acrosomale reactie en geven verschillende chemicaliën vrij die zich in het acrosoom bevinden. Deze chemicaliën worden gezamenlijk sperma-lysines genoemd. Belangrijke spermolysi zijn:
(i) hyaluronidase dat inwerkt op de gemalen stoffen van de follikelcellen,
(ii) corona-doordringend enzym dat corona-radiata oplost en (iii) zona-lysine of acrosine dat de zona pellucida helpt te verteren.
Optimale pH, Ca ++, Mg ++ ionenconcentratie en temperatuur zijn essentieel voor acrosomale reactie. Ca ++ speelt een belangrijke rol bij de acrosomale reactie. Bij afwezigheid van Ca ++ treedt geen bevruchting op.
Als gevolg van acrosomale reactie, fuseert plasmamembraan van het sperma met het plasmamembraan van de secundaire eicel zodat de inhoud van het sperma de eicel binnenkomt. Binding van het sperma aan de secundaire eicel induceert depolarisatie van het oöcyt-plasmamembraan. Depolarisatie voorkomt polyspermie (binnendringen van meer dan één sperma in de eicel). Het zorgt voor een monospermie (binnenkomst van een sperma in de eicel).
(ii) Corticale reactie:
Vlak na de fusie van sperma- en plasmamembranen van oöcyt vertoont de secundaire eicel een corticale reactie. De corticale korrels zijn aanwezig onder het plasmamembraan van de secundaire eicel. Deze korrels smelten samen met het plasmamembraan van de eicel en geven hun inhoud vrij, inclusief enzymen tussen het plasmamembraan en de zona pellucida. Deze enzymen harden de zona pellucida die ook de binnenkomst van extra sperma voorkomt (polyspermy).
(iii) toegang tot het sperma:
Op het punt van contact met de spermacellen vormt de secundaire oöcyt een projectie die de kegel van ontvangst of bevruchtingskegel wordt genoemd die het sperma ontvangt. De distale centriol van het sperma verdeelt en vormt twee centriolen om de mitotische spindelvorming voor celdeling te genereren. De secundaire eicel van zoogdieren (ei) heeft geen eigen centriolen.
(iv) Karyogamy (Amphimixis):
Spermeringang stimuleert de secundaire eicel om de gesuspendeerde tweede meiotische deling te voltooien. Dit produceert een haploïde rijpe eicel en een tweede polair lichaam. De kop van het sperma dat de kern bevat scheidt zich af van het middenstuk en de staart en wordt de mannelijke pronucleus. Het tweede polaire lichaam en de spermastaart degenereerden.
De kern van de eicel wordt nu de vrouwelijke pronucleus genoemd. De mannelijke en vrouwelijke pronuclei bewegen naar elkaar toe. Hun nucleaire membranen desintegreren het vermengen van de chromosomen van een sperma en een eicel staat bekend als karyogamie of amphimixis. De bevruchte eicel (ei) wordt nu zygote genoemd (Grygy- zool, zygosis - een verbinding). De zygote is een diploïde eencellige cel met 46 chromosomen bij de mens. Er wordt nu gezegd dat de moeder zwanger is.
(v) Activering van ei:
Spermeringang stimuleert het metabolisme in de zygote. Als gevolg hiervan nemen de snelheden van cellulaire ademhaling en eiwitsynthese enorm toe.
Proces van bevruchting:
Het bevruchtingsproces omvat de volgende stappen die als volgt zijn:
(a) Activering van het ei:
Het wordt in de volgende fasen voltooid:
(i) Beweging van het sperma naar het ei:
Ontmoeting tussen het sperma en de eicel is puur toevallig, omdat de bewegingen van spermatozoa geheel willekeurig zijn. Maar bij sommige soorten worden de spermacellen door chemische stoffen naar de eicel geleid. De meststoffen en antiferlilizinen worden actief na de toevallige botsing van de spermacellen met de eicellen.
Ei scheidt een chemische substantie af die bekend staat als fertilizin (samengesteld uit glycoproteïne). Sperma heeft op zijn oppervlaktelaag een eiwitstof genaamd antifertilizine (samengesteld uit zure aminozuren). De bevruchting van een ei werkt samen met het antifertilizine van een sperma van dezelfde soort. Door deze interactie blijven de spermacellen aan het oppervlak van de eicel plakken. Hechting van spermatozoa aan het oppervlak van het ei wordt teweeggebracht door het koppelen van meststofmoleculen die een aanvankelijke binding tot stand brengen.
(ii) Activering van het sperma:
Het perifere deel van het acrosoom van sperma breekt en geeft de inhoud vrij, de spermolysinen. Het centrale gedeelte van het acrosoom verlengt en vormt een dunne, lange buis die bekend staat als het acrosomale filament.
Wanneer het sperma een dergelijk acrosomaal filament bezit dat uitsteekt uit de spermakop, wordt gezegd dat het wordt geactiveerd voor de penetratie in het onbevruchte ei. Het vrijgekomen enzym hyaluronidase (sperma lysine) door het acrosoom lost de corona radiata, zona pellucida en vitelline membraan op, waardoor het sperma deze bedekkingen kan binnendringen.
(iii) Activering van de inseminatie van eieren:
Op het punt van contact met het sperma vormt het ei een projectie, de kegel van ontvangst of bevruchtingskegel die het sperma ontvangt. De penetratie van het sperma in het ei staat bekend als de inseminatie. Vlak na het binnenkomen van het sperma in het ei wordt een bevruchtingsmembraan in het ei gevormd om te voorkomen dat andere spermacellen binnenkomen.
(b) Amphimixis:
Tijdens de inseminatie kan het volledige sperma in het ei binnendringen zoals bij zoogdieren of verlaat het sperma zijn staart buiten het ei of werpt het kort nadat het het cytoplasma van het ei is binnengegaan. De eicel voltooit de tweede meiotische deling en extrudeert het tweede polaire lichaam. De kop van het sperma zwelt op ter vorming van de mannelijke pronucleus en de kern van de eicel wordt de vrouwelijke pronucleus. De fusie van de haploïde mannelijke pronucleus met de haploïde vrouwelijke pronucleus vormt de kern van het bevruchte ei of de zygote.
Embryo:
Decollete:
De term splitsing of segmentatie wordt toegepast op de reeks van snelle mitotische deling van de zygoot die de zigeuner met een enkele cellen omzet in een multicellulaire structuur-blastomeren genaamd morula die uiteindelijk transformeert in blastula, met een niet-gelaagde dikke blastoderm rond een centrale ruimte, blastocoel. Typen decollete
A Op basis van de hoeveelheid en patroon van de verdeling van dooier in de zygoot, is de splitsing in twee soorten: holoblastisch en meroblastisch.
1. Holoblastische decollete:
Het verdeelt de zygote en de blastomeren volledig in dochtercellen. Het is van twee soorten: gelijk en ongelijk.
(i) Gelijke holoblastische decollete:
Het vormt gelijke blastomeren. Het komt voor in stervissen.
(ii) Ongelijke holoblastische decollete:
Het vormt ongelijke blastomeren. Blastomeren zijn micromeren (kleiner) en macromeren (groter). Het wordt gevonden in de kikker.
2. Meroblastische decollete:
Bij dit type splitsing zijn de verdelingen beperkt tot de dierlijke pool of het perifere gebied van het ei. De dooier blijft onverdeeld. Het is van twee soorten: schijfvormig en oppervlakkig.
(i) Discoidal Decollete:
De verdelingen zijn beperkt tot de cytoplasmatische schijf die zich bij de dierlijke pool bevindt. Het komt voor bij reptielen, vogels en eierleggende zoogdieren.
(ii) Oppervlakkige splitsing:
De splitsing blijft beperkt tot het perifere deel van het ei. Het komt voor bij geleedpotigen, met name insecten.
B. Op basis van de potentialiteit van de blastomeren is splitsing van twee typen: bepaald en onbepaald.
1. Bepaal (Mozaïek) decollete:
Bij dit type splitsing wordt alleen een volledig embryo gevormd als alle blastomeren bij elkaar blijven, bijvoorbeeld ringelgele eieren.
2. Onbepaalde (niet-mozaïek) decollete:
Bij dit type splitsing kan elke vroege blastomere bij scheiding van andere blasomeren aanleiding geven tot complete embryo's, bijvoorbeeld chordate-eieren.
gastrulatie:
De vorming van gastrula uit de monoblastische blastula wordt gastrulatie genoemd. Gastrulatie is die fase van embryonale ontwikkeling waarbij de cellen van blastula (in kikkers) / blastodermische blaasjes (bij zoogdieren) in kleine massa's bewegen of als een laag cellen om de uiteindelijke locatie te bereiken. Dergelijke celbewegingen worden morfogenetische bewegingen genoemd. Het is in twee typen te onderscheiden.
1. Epiboly:
De term epibolie is afgeleid van het Grieks, wat betekent 'overgeven' of 'uitbreiden'. Epiboly betekent overgroei van de ectoderm vormende regio's rond het endoderm vormende gebied. Het komt voor in een kikker, waar de micromeren zich snel delen in de helft van het dier en zich over de megameren over de plantaardige helft verspreiden.
2. Emboly:
De term embolie is ook afgeleid van de Griekse taal, wat betekent "ingooien" of "binnendringen". Migratie van potentiële endodermale en mesodermale cellen van het oppervlak naar het binnenste van het embryo wordt embolie genoemd. Het omvat invaginatie, involutie, ingressie en delaminatie.
(i) Invagination:
Het is het proces van in- of uitvloeien van de plantaardige pool van het embryo (blastula) in zijn holte (blastocoel), en vormt een dubbelwandige structuur. Het is net als het duwen aan een kant van een rubberen bal met een duim. Invaginatie vindt plaats in de blastula van de kikker.
(ii) Involutie:
De term involutie betekent een 'indraaien' of 'rollen onder'. Involutie is het proces waarbij de oppervlaktecellen in het inwendige van het embryo worden gerold of ingelaten. Het komt voor in kikkerbotula's.
(iii) Ingression:
De term ingressie betekent "inkomende migratie". Bij ingressie vormen de blastomeren nieuwe cellen van hun oppervlak. Nieuwe cellen migreren naar de blastocoel van de blastula om een vaste gastrula te vormen. Het betekent dat het een vaste gastrula of sterogastrula vormt zonder archenteron (primitieve holte). Archenteron wordt later gevormd door de interne celmassa te splitsen. De affectie is van twee soorten.
(a) Unipolaire Ingression:
Inwaartse migratie van cellen is alleen beperkt tot de plantaardige pool. Het wordt gezien in Obelia.
(b) Apolaire Ingressie:
Inwaartse migratie van cellen vindt plaats aan alle zijden van het blastoderm (wand van blastula). Het komt voor in Hydra.
(iv) Delaminatie:
De term delaminatie betekent 'afsplitsen'. Delaminatie is een proces waarbij de scheiding van een laag cellen plaatsvindt vanaf de oorspronkelijke laag van de blastula. Het komt voor tijdens gastrulatie van chick en rabbit.
In alle triploblastische dieren worden drie ziektekiemen, namelijk ectoderm, mesoderm en endoderm, gevormd door de morfogenetische bewegingen.
Werkwijze:
Bij de mens worden de kiembarrières zo snel gevormd dat het moeilijk is om de exacte volgorde van gebeurtenissen te bepalen.
Vorming van Embryonic Disc:
We hebben gezien dat vroege blastocyst bestaat uit innerlijke celmassa en trofoblast. De binnenste celmassa bevat cellen die stamcellen worden genoemd en die de potentie hebben om alle weefsels en organen op te wekken. De cellen van de binnenste celmassa differentiëren in twee lagen rond 8 dagen na bevruchting, een hypoblast en epiblast. De hypoblast (primitief endoderm) is een laag kolomcellen en epiblast (primitief ectoderm) is een laag kubusvormige cellen. De cellen van de hypoblast en epiblast vormen samen een uit twee lagen bestaande embryonale schijf.
Vorming van vruchtwaterpijp:
Er verschijnt een ruimte tussen epiblast en trophoblast, de vruchtwaterholte gevuld met vruchtwater. Het dak van deze holte wordt gevormd door amniogene cellen afgeleid van de trophoblast, terwijl de vloer wordt gevormd door de epiblast.
Vorming van extra-embryonale Coelom:
De cellen van de trophoblast geven aanleiding tot de massa cellen die het extra-embryonale mesoderm wordt genoemd. Dit mesoderm wordt extra-embryonaal genoemd omdat het buiten de embryonale schijf ligt. Het veroorzaakt geen weefsel van het embryo zelf. Het extra-embryonale mesoderm is gedifferentieerd in buitenste somatopleurisch extra-embryonaal mesoderm en innerlijk splanchnopleurisch extra-embryonaal mesoderm. Beide lagen omsluiten het extraembryonale coeloom.
Vorming van Chorion en Amnion:
In dit stadium worden twee zeer belangrijke embryonale membranen gevormd, het chorion en het amnion. Het chorion wordt gevormd door het somatopleurische extra-embryonale mesoderm aan de binnenkant en de trophoblast buiten. De amnion wordt gevormd door de amniotische cellen aan de binnenkant en splanchnopleurisch extra-embryonaal mesoderm buiten.
Zoals eerder vermeld, zijn de amniogene cellen afgeleid van de trophoblast. Later wordt chorion het belangrijkste embryonale deel van de placenta. Het chorion produceert ook humaan choriongonadotrofine (hCG), een belangrijk hormoon voor zwangerschap.
Amnion omgeeft het embryo en creëert de vruchtwaterholte die gevuld is met vruchtwater. Het vruchtwater dient als een schokdemper voor de foetus, reguleert de foetale lichaamstemperatuur en voorkomt uitdroging.
Vorming van Yolk Sac:
Afgevlakte cellen die voortkomen uit de hypoblastspreiding en lijn in de blastocoel. Dit zijn endodermale cellen die de primaire dooierzak bekleden. Met het verschijnen van het extra-embryonale mesoderm en later van het extra-embryonale coeloom, wordt de dooierzak (embryonaal membraan) veel kleiner dan voorheen en wordt nu de secundaire dooierzak genoemd.
Deze verandering in grootte is het gevolg van veranderingen in de aard van de voeringcellen. Deze cellen worden niet langer afgeplat maar worden kubisch. De secundaire dooierzak bestaat uit buitenste splanchnopleurische extra embryonale mesoderm en binnenste endodermale cellen.
De dooierzak is een bron van bloedcellen. Het werkt ook als een schokdemper en helpt uitdroging van het embryo voorkomen.
Vorming van Primitive Streak:
Gastrulation omvat de herschikking en migratie van cellen uit de epiblast. Een primitieve streep die een zwakke groef op het dorsale oppervlak van de epiblast vormt, wordt gevormd. Het verlengt van het achterste naar het volledige deel van het embryo. De primitieve streep vestigt duidelijk de kop en de staarteinden van het embryo, evenals zijn rechter- en linkerzijde.
Vorming van embryonale lagen:
Na de vorming van de primitieve streep bewegen de cellen van de epiblast naar binnen onder de primitieve streep en worden losgemaakt van de epiblast. Deze inverterende beweging wordt invaginatie genoemd. Zodra de cellen zijn geïnvagineerd, verplaatsen sommige van hen de hypoblast die het endoderm vormt. Andere cellen blijven tussen de epiblast en nieuw gevormde endoderm vormen het mesoderm. Cellen die achterblijven in het ectoderm van de epiblastvorm.
Zo worden drie kiemlagen, namelijk endoderm, mesoderm en ectoderm gevormd die alle weefsels en organen van het lichaam veroorzaken.
organogenese:
De primitieve kiemlagen gevormd tijdens gastrulatie gemorst in groepen van cellen genoemd als primaire orgelstudies en het proces van de vorming van organen uit de drie kiemlagen is bekend als organogenieën. De primaire orgelbeginselen worden verder onderverdeeld in secundaire orgelbeginselen, die de beginstadia zijn in de vorming van organen en hun onderdelen. In deze fase verwerft het embryo overeenkomsten met de volwassene of een larve.
