Seksuele reproductie: 3 stadia van seksuele reproductiecyclus

Deze gebeurtenissen kunnen worden gegroepeerd in drie fasen: de pre-fertilisatie, bemesting en de post-fertilisatie evenementen.

1. Pre-fertilisatie evenementen:

Deze gebeurtenissen van seksuele reproductie zijn voorafgaand aan de fusie (bevruchting) van mannelijke en vrouwelijke gameten.

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

Deze gebeurtenissen zijn gametogenese en gameetoverdracht.

(i) Gametogenese (Gk. gametos = gamete, genesis = productie):

Het proces van vorming van twee soorten gameten, mannelijk en vrouwelijk, wordt gametogenese genoemd. Gameten zijn haploïde cellen. In sommige algen lijken de twee gameten qua uiterlijk zo op elkaar dat ze homogametes worden genoemd (isogametes, Fig. 1.29), bijvoorbeeld Cladophora, Ulothrix. Daarom is het niet mogelijk om ze te onderscheiden in mannelijke en vrouwelijke gameten.

Bij de meeste seksueel voortplantende organismen zijn de gameten echter van twee morfologisch ongelijke typen, vandaar dat ze bekend staan ​​als heterogametes (anisogametes), bijvoorbeeld Fucus (een bruine alg), mensen. In deze organismen wordt de mannelijke gameet de antherozoid of sperma genoemd en de vrouwelijke gameet staat bekend als het ei of de eicel (Fig 1.29 BC).

Celverdeling tijdens Gamete formatie:

Gameten zijn haploïde of de structuren of cellen die ze produceren haploïde of diploïde zijn. De structuur gevormd door de fusie van gameten is altijd diploïde. Het is te wijten aan meiose die optreedt in het leven van alle seksueel voortplantende organismen. Gamete producerende cellen die meiose ondergaan, worden meiocyten genoemd (moedercellen van spelcellen). De laatste zijn diploïde. Op basis van het stadium waarin meiose optreedt, is de meiose van drie soorten.

(a) Zygotic Meiose:

Meiose treedt op in de zygote producerende haploïde organismen. Dus, zygote functioneert als meiocyte. Voorbeelden: Chlamydomonas en Ulothrix.

(b) Sporische meiose:

Meiose treedt op binnen sporangia. Meiocyten komen voor in sporangia die haploïde sporen produceren. Bij ontkiemen produceren haploïde sporen (meiosporen) haploïde lichamen die gametofyten worden genoemd. Gameten worden geproduceerd in gametofyten door middel van mitose. Voorbeelden: de meeste planten.

(c) Gamme-meiose:

De germinale cellen zijn diploïde en werken als meio-cyten, die meiose ondergaan om haploïde gameten te produceren. Voorbeelden: de meeste dieren. Dus hebben meiocyten een diploïde (2N) aantal chromosomen en hebben gameten een haploïde (N) aantal chromosomen.

Chromosoomgetallen in meiocyten (diploïde, 2N) en gameten (haploïde, N) van sommige organismen.

(ii) Game Transfer:

Na de vorming van mannelijke en vrouwelijke gameten, moeten ze bij elkaar worden gebracht voor bemesting. In de meeste organismen is mannelijke gameet beweeglijk en is de vrouwelijke gameet niet-beweeglijk. Er zijn echter een paar schimmels en algen waarbij beide soorten gameten beweeglijk zijn (Fig. 1.30).

Een medium is nodig waardoor mannelijke gameten bewegen. In algen, bryofyten en pteriodophyten dient water als het medium waardoor gameetoverdracht plaatsvindt. Omdat verschillende mannelijke gameten de vrouwelijke gameten niet bereiken, worden de mannelijke gameten geproduceerd in een groot aantal, dat wil zeggen duizenden keren meer dan de vrouwelijke gameten.

In bloemdragende planten dragen stuifmeelkorrels de mannelijke gameten die in groot aantal worden geproduceerd. De stuifmeelkorrels worden door het proces van bestuiving overgebracht op het stigma van het vrouwelijke orgaan (carpel). Overdracht van stuifmeelkorrels van de helmknop naar het stigma wordt bestuiving genoemd.

Bestuiving bestaat uit twee soorten: zelfbestuiving en kruisbestuiving. Zelfbestuiving is de overdracht van de stuifmeelkorrels van de helmknop van een bloem naar het stigma van dezelfde bloem of het stigma van een andere bloem van dezelfde plant of genetisch vergelijkbare plant. Kruisbestuiving is de overdracht van stuifmeelkorrels van helmknop van een bloem naar het stigma van een genetisch andere bloem van een andere plant van dezelfde soort.

Bij unisex-dieren worden mannelijke en vrouwelijke gameten gevormd bij verschillende individuen, daarom moet het organisme een speciaal mechanisme ontwikkelen voor gameetoverdracht. Veel dieren hebben complementaire organen om de mannelijke gameten over te brengen. Overdracht van gameten en het samenkomen van gameten is essentieel voor bevruchting bij seksuele voortplanting.

2. Bevruchting:

De bevruchting is de volledige en permanente fusie van twee gameten van verschillende ouders of van dezelfde ouder om een ​​diploïde zygote te vormen. Dit proces wordt ook syngamie genoemd. Hoewel de termen syngamie en bevruchting vaak worden gebruikt, zijn ze onderling verwisselbaar. Als syngamie niet optreedt, zijn er geen variaties in het nageslacht.

Waar vindt bevruchting plaats?

Bemesting vindt plaats in extern medium (water) of in het lichaam van het organisme. Er zijn dus twee soorten gametische fusie, namelijk externe bevruchting en interne bevruchting.

(i) externe bevruchting:

Wanneer bevruchting plaatsvindt buiten het organisme, wordt dit type gametiefusie externe bevruchting of externe syngamie genoemd. Het externe medium zoals water is vereist voor dit type bemesting. Dus in de meeste waterorganismen, zoals de meerderheid van algen, vissen en amfibieën, treedt externe bemesting op.

Organismen met externe bemesting produceren een groot aantal gameten in water om de kans op bevruchting te vergroten. Dit gebeurt bij beenvissen en kikkers waar een groot aantal nakomelingen wordt geproduceerd. Een groot nadeel van dit type bevruchting is dat de nakomelingen niet worden beschermd tegen de roofdieren en hun overleving wordt bedreigd tot in de volwassenheid.

(ii) interne bevruchting:

Wanneer het ei in het vrouwelijke lichaam wordt gevormd waar het samensmelt met de mannelijke gameet, wordt het proces interne bevruchting of interne syngamie genoemd. Veel terrestrische organismen die behoren tot schimmels, hogere dieren zoals reptielen, vogels en zoogdieren en de meerderheid van de bryophyten, pteridophyten, gymnospermen en angiospermen zijn de voorbeelden waar interne bevruchting optreedt.

Hier is de mannelijke gameet mobiel en moet hij het ei bereiken om ermee te fuseren. Het aantal geproduceerde sperma is erg groot, maar er is een vermindering van het aantal geproduceerde eieren. In zaadplanten worden de niet-beweeglijke mannelijke gameten echter naar de vrouwelijke gameet gevoerd door stuifmeelbuizen.

3. Bevruchtingsgebeurtenissen posten:

Gebeurtenissen in seksuele voortplanting na de bevruchting (vorming van zygoten) worden post-bemestingsgebeurtenissen genoemd. Deze gebeurtenissen kunnen worden beschreven onder twee hoofdingen: zygote en embryogenese.

(i) Zygote:

Na bevruchting wordt een diploïde zygoot gevormd in alle seksueel voortplantende organismen. Bij externe bevruchting wordt zygoot gevormd in het externe medium (meestal water), terwijl bij interne bevruchting zygote wordt gevormd in het organisme. Verdere ontwikkeling van de zygote hangt af van het type levenscyclus van het organisme en de omgevingsomstandigheden.

(a) In veel schimmels en algen ontwikkelt de zygoot een dikke wand en vormt sporen, zygospore genaamd. Zygospore ondergaat een periode van rust. Het kiemt tijdens het volgende groeiseizoen. De zygospore ondergaat meiose om haploïde individuen te produceren. Het leidt tot een haploïdieke levenscyclus.

(b) Bij de meeste dieren rust de zygote niet uit. Het verdeelt zich door mitose die eerst een diploïde embryo vormt en vervolgens het individu dat ook diploïde is. Het leidt een diplomatieke levenscyclus.

(c) In de meeste planten vormt de zygoot eerst een embryo en vervolgens de diploïde sporofyt. De sporofyt heeft sporangia, waar meiose plaatsvindt om haploïde sporen te vormen. De laatste produceren haploïde gametofyten. Gameten worden geproduceerd in de gametofyten. Het leidt een diplo-aplontische levenscyclus.

(ii) Embryogenese:

Het ontwikkelingsproces van het embryo uit de zygoot wordt embryogenese genoemd. Tijdens de embryogenese ondergaat de zygoot mitotische celdeling en celdifferentiatie. Celdeling verhoogt het aantal cellen in het zich ontwikkelende embryo, terwijl celdifferentiatie helpt bij het vormen van gespecialiseerde weefsels en organen om een ​​organisme te vormen.

(i) Op basis van de ontwikkeling van de zygote worden dieren gegroepeerd in ovipaar, levendbarende en ovoviviparous. De oviparous dieren zoals reptielen en vogels leggen eieren. Hun bevruchte eieren zijn bedekt met een harde kalkhoudende schaal en worden op een veilige plaats in de omgeving gelegd. Na de incubatieperiode komen er jongen uit. In levendbarende dieren, zoals de meerderheid van de zoogdieren, inclusief menselijke wezens, ontwikkelt de zygoot zich tot een jonge in het lichaam van de vrouwelijke persoon.

Na een zekere groei worden de jongen door het vrouwelijke individu afgeleverd. Vanwege de juiste zorg en bescherming, zijn de overlevingskansen van jongeren meer in levendbarende individuen. Bij ovoviviparous dieren, bewaart het wijfje de eieren binnen zijn lichaam na bemesting en staat de ontwikkeling van het embryo binnen het lichaam toe zonder extra voeding aan het ontwikkelende embryo te verstrekken aangezien de moederkoek afwezig is. De vrouwelijke dieren baren echter de jongen. Voorbeelden van ovoviviparous dieren zijn haaien en rammelaarslangen.

(ii) In bloeiende planten wordt de zygoot gevormd binnen de zaadknop van de vrouwelijke geslachtsorganen. Na bevruchting vervagen de kelkblaadjes, bloembladen en meeldraden van de bloem en vallen ze af. De kelkbladeren blijven bevestigd in Hibiscus. De pistale resten zijn echter aan de plant bevestigd.

Zaad en fruit formatie:

Bij angiospermen produceert dubbele bevruchting twee structuren - een diploïde zygote (= oospore) en een triploïde primaire endospermcel. Zygote vormt het embryo. De triploïde primaire endospermcel geeft aanleiding tot een voedingsweefsel dat endosperm wordt genoemd. Endosperm levert voedsel aan het groeiende embryo. De bevruchte eitjes rijpen en worden omgezet in zaden. De wand van de eierstok vormt de vruchtwand (fruitmuur). De gerijpte eierstok met vruchtwand en zaden wordt fruit genoemd. Het zilvervlies beschermt de jonge zaden. Na de verspreiding ontkiemen de zaden om nieuwe planten te vormen.

Onderhoud van het chromosoomnummer:

De reproductieve eenheden in seksuele voortplanting zijn de mannelijke en vrouwelijke gameten die respectievelijk door testes en eierstokken worden geproduceerd. De gameten zijn haploïde met alleen N-chromosomen. Dientengevolge wordt de zygote resulterend uit fusie van twee van dergelijke haploïde gameten diploïde met 2N chromosomen. Het nageslacht dat zich ontwikkelt vanuit de zygote is ook diploïde.