Razmnoževanje celic

Ciklična kontinuiteta živih bitij najde povezave med naslednjimi generacijami v pojavih razmnoževanja.
Razmnoževanje se izvaja na različnih ravneh evolucijske lestvice, v različnih razvejanosti rastlinskega in živalskega kraljestva, v različnih živih vrstah, s tako različnimi mehanizmi, ki edini upravičujejo celotno razpravo.
Prva razvrstitev pojavov razmnoževanja mora ločevati enocelične od večceličnih organizmov, saj le pri prvih delitev celic sovpada z razmnoževanjem.
V večceličnem je razmnoževanje lahko agamično ali spolno (ali gamično).
Agamično razmnoževanje, relativno manj pogosto, temelji na mehanizmu mitoze, tako da je variabilnost vrste precej zaupana ponavljajočemu se pojavu mutacij.
Obstajajo tudi različni mehanizmi, kot so strobilizacija, sporulacija itd., Medtem ko v rastlinah najdemo regenerativne oblike, dobro znane v kmetijstvu (potaknjenci, plastenje itd.).
Najbolj razširjen reproduktivni mehanizem pri višjih oblikah pa je spolni, ki ustreza pojavu mejoze, nastanku gamet in njihovemu zlitju v zigoti (oploditev).
Pri primitivnih vrstah gamete niso morfološko diferencirane: v tem primeru govorimo o izogametiji. Vedno pa obstajata dve vrsti gamet, identificiranih s simboloma (+) in (-), do oploditve pa lahko pridemo le iz »srečanja med gametami nasprotnega znaka: torej obstaja biološka razlika, ki še ni izražena morfološko.
Med napredovanjem evolucijske lestvice se pojavljata morfološka in funkcionalna diferenciacija, pri kateri je vrsta ženskih spolnih celic na splošno opremljena z obilnim rezervnim materialom (deutoplazma ali tele, ki bo zagotovila razvoj zarodka, dokler ni presnovno neodvisen), in vrsto moške spolne celice, obdarjene z gibljivostjo, da dosežejo ženske. Gamete so vedno haploidne in so posledica mejoze. Njihova fuzija povzroči diploidno zigoto.
Med meiozo in zigoto lahko preteče vrsta haploidnih celičnih generacij, tako kot med zigoto in mejozo lahko mine tudi vrsta diploidnih celičnih generacij, pri čemer se različne sorte generativnih ciklov izražajo z menjavanjem generacij.
Za vrsto diplonte (z diploidnim organizmom) je značilna gametska mejoza: mejoza neposredno proizvaja gamete, ki z združitvijo takoj rekonstituirajo diploidno stanje. To je razširjen primer Metazoanov, vključno s človekom.

Gametogeneza

Ob upoštevanju razmnoževanja z gametsko mejozo, kot se pojavlja pri človeku, poskušajmo razjasniti, kako se mejoza prilega gametogenezi (nastanek gamet).
V embrionalnem razvoju, pri moški in ženski gametogenezi (imenovani spermatogeneza in oogeneza) obstaja zgodnja razlika med celicami, ki so namenjene oblikovanju telesa (somatska linija), in tistimi, ki naj bi proizvajale gamete (zarodna linija). Začetne celice zarodne linije se imenujejo protogoni. Z diferenciacijo gonad v moškem ali ženskem smislu pride do diferenciacije zarodnih celic v spermatogonijo in ovogonijo.
Če pogledamo spermatogenezo, vidimo, da v spermatogoniji obstaja vrsta celičnih generacij, ki se nadaljuje vse življenje. Le del tako neprekinjeno proizvedene spermatogonije se razlikuje od običajnega mitotičnega cikla in namesto tega se začne mejotski.
Zarodna celica, v kateri se bo začela mejoza (reduplikacija in nato prva delitev), se imenuje spermatocit prvega reda; zaradi njegove delitve nastanejo dva spermatocita drugega reda, ki z drugo delitvijo ustvarijo skupaj štiri spermatide.
Zmanjšanje kromosomskega kompleta lahko stopnjujemo s 4n spermatocitov prvega reda (po reduplikaciji so štirje kromatili za vsak par homologov) na 2n spermatocitov drugega reda in na n spermatidov, kot je bilo že razvidno s preučevanjem mejoza, kar Tako sklepamo. Spermatide so torej že haploidne, vendar še niso zrele gamete. Iz strukture celice haploidnega tipa funkcionalno zorenje (imenovano spermiohistogeneza) pretvori spermatide v spermije, to je zrele moške spolne celice.
V ženski gametogenezi (ali oogenezi) obstaja več razlik. Najprej je število gamet, ki jih je treba pripraviti, veliko manjše. Ocenjuje se, da je približno 5 X 105 ovogonov pripravljenih v spolnih žlezah samice človeške vrste; od teh se le približno 400 zanima za zorenje foliklov in posledično izločanje, v ciklu, ki običajno vpliva le na en mešiček na mesec v plodnem obdobju približno 35 let.
Različno število spolnih celic, pripravljenih pri obeh spolih, ustreza že omenjeni razliki v funkciji in vedenju: spermatozoidi so majhni, mobilni in številni glede na potrebo po iskanju jajčeca in majhno verjetnost, da ga najdejo; jajca so velike, inertne in malo, kar zadeva funkcijo, ki zarodku zagotavlja rezervno snov in zaščito, ki jim jo zagotavlja notranja oploditev (seveda, zlasti pri zunanji oploditvi morajo biti jajčne celice tudi večje).
Potreba po zagotavljanju gamet z rezervnim materialom ustreza prisotnosti v "oogenezi" faze ustavitve mejoze, v kateri se kromosomi delno despiralizirajo. Nato opazimo tako imenovane "pernate kromosome", v katerih je serija ekstroverzij identificira lastnosti, pri katerih so geni, odgovorni za sintezo deutoplazme, depresivni.
Manjše število, ki je potrebno za ženske spolne celice, ustreza tudi dejstvu, da od štirih haploidnih celic, ki nastanejo z mejozo, le ena prejme celoten rezervni material in postane gameta, ostale tri (polociti ali polarna telesa), ki vsebujejo le kromosomski material, ne more povzročiti zigote in zarodkov in je namenjen nazadovanju.

Gnojenje

Oploditev, torej srečanje med moško in žensko spolno celico, je mogoče izvesti na zelo različne načine.
V živalskem svetu opažamo prehod od zunanjega oploditve (spolne celice, izpostavljene kakršnemu koli okoljskemu tveganju in zato nujno zelo številne pri obeh spolih) do notranje oploditve, na katero je starševska oskrba dodatno povezana s presnovnim odnosom sesalcev med mamo in plodom .
Oploditev, ko je prišlo do srečanja med spolnimi celicami nasprotnega spola, mora zagotoviti dva pogoja: posebnost in edinstvenost. To pomeni, da je treba zagotoviti, da je spermatozoid iste vrste kot jajčece in da, ko prvi vstopi, ne vstopijo drugi.
Specifičnost zagotavljajo biokemične značilnosti akrosoma in površine jajčeca. Pravzaprav se govori o reakcijah med "fertilisini" in "antifertilisini" s posebnostjo, ki je primerljiva s specifiko srečanja med encimi in substratom.
Edinstvenost oploditve je zagotovljena s spremembo površinske strukture jajčne celice ("kortikalna reakcija"), ki se začne takoj v času prve posebne reakcije fertilisin / antifertilisin; po tej reakciji se spremeni jajčna membrana, tako da vsi drugi spermatozoidi, ki pridejo do nje, ne morejo več sprožiti posebne reakcije oploditve.
Po oploditvi ostane rep spermotozoa zunaj jajčeca, medtem ko kromosomski material prodre vanj. Ta, imenovan "moški pronukleus", se pridruži "ženskemu pronukleusu" jajčne celice in tako tvori diploidno jedro zigote.