Zapłodnienie u zwierząt: proces zapłodnienia w zwierzętach - objaśnione!

Zapłodnienie u zwierząt: proces nawożenia zwierząt!

Związek między cytoplazmą i przedjądrzami samców gamet w celu utworzenia diploidalnej zygoty jest znany jako nawożenie.

Nawożenie zewnętrzne i wewnętrzne:

Zapłodnienie wymaga rozładowania komórek jajowych i plemników w bliskim sąsiedztwie. Można to osiągnąć w wodzie u zwierząt wodnych lub w specjalnych zagłębieniach samic, częściej u zwierząt lądowych.

U większości zwierząt wodnych, takich jak szkarłupnie, wiele ryb i płazów (zarówno żaby), jak i komórki jajowe i plemniki są układane bezpośrednio w wodzie, w której są nawożone. Nazywa się to zewnętrznym zapłodnieniem, które ma miejsce poza ciałem organizmu. U innych zwierząt wodnych (np. Głowonogów) iu większości zwierząt lądowych, samce gromadzą plemniki, podczas kopulacji, w jajowodzie samicy (jak u kręgowców) lub w specjalne pojemniki nazywane plemnikami (np. Owady, pająki), więc że zapłodnienie odbywa się wewnątrz organizmu. Nazywa się to nawożeniem wewnętrznym.

Miejsce nawożenia:

W przypadku człowieka nawożenie odbywa się głównie w połączeniu amyloidalnym worka jajowodu (jajowodu).

Przybycie plemników:

Samiec rozładowuje nasienie do pochwy kobiecej w pobliżu szyjki macicy podczas kopulacji (kopulacji). Nazywa się to inseminacją. Pojedynczy wytrysk nasienia może zawierać 300 milionów plemników.

Ruch plemników:

Z pochwy plemniki wędrują po macicy, ale tylko kilka tysięcy trafia do otworów jajowodów. Przede wszystkim skurcze macicy i jajowodów pomagają w przemieszczaniu się plemników, ale później poruszają się dzięki własnej ruchliwości. Plemniki pływają w płynnym ośrodku z prędkością 1, 5 do 3 mm na minutę, aby dotrzeć do miejsca. Leukocyty nabłonka pochwy pochłaniają miliony plemników.

Przybycie wtórnego oocytu:

U człowieka, dodatkowy oocyt jest uwalniany z dojrzałego pęcherzyka Graafa jajnika (jajeczkowania). Oocyt otrzymuje się w pobliżu leja Fallopian i trafia do jajowodu przez ruchy fimbriae i ich rzęsek. Wtórną oocyt można zapłodnić dopiero w ciągu 24 godzin po uwolnieniu z jajnika.

Drugorzędny oocyt jest otoczony licznymi plemnikami, ale tylko jedno plemniki może zapładniać oocyt. Ponieważ drugi podział mejotyczny jest w toku, więc nasienie wchodzi do wtórnego oocytu. Drugi podział mejotyczny jest zakończony przez wejście nasienia do wtórnego oocytu. Po tym wtórnym oocytu nazywa się jajo (jajo).

Capacitation of sperms:

Plemniki w obrębie narządów płciowych samicy są zdolne do zapładniania jajeczka przez wydzieliny żeńskiego narządu rodnego. Te wydzieliny żeńskich narządów płciowych usuwają substancje powlekające osadzone na powierzchni plemników, szczególnie te na akrosomie. W ten sposób miejsca receptorowe na akrosomie są odsłonięte, a plemniki stają się aktywne, aby przenikać przez komórkę jajową. To zjawisko aktywacji plemników u ssaków jest znane jako kondensacja. Napełnienie wymaga około 5 do 6 godzin.

Wydzieliny pęcherzyków nasiennych, gruczołu krokowego i gruczołów łojotokowych (gruczołów Cowpera) w nasieniu zawierają składniki odżywcze, które aktywują plemniki. Sekcje tych gruczołów neutralizują również kwasowość w pochwie. Środek alkaliczny sprawia, że ​​plemniki są bardziej aktywne.

Fizyczne i chemiczne wydarzenia nawożenia:

Te zdarzenia obejmują następujące procesy:

(i) Reakcja akrosomalna:

Po owulacji, drugi oocyt dociera do jajowodu (jajowodu). Skumulowane plemniki ulegają akrosomalnej reakcji i uwalniają różne substancje chemiczne zawarte w akrosomie. Te substancje chemiczne są wspólnie nazywane lizatami spermy. Ważne lysiny spermy to:

(i) hialuronidaza działająca na naziemne substancje komórek pęcherzyków,

(ii) enzymu penetrującego koronę, który rozpuszcza promieniowanie corona i (iii) strefę lizyny lub akrozynę, która pomaga trawić otoczkę przejrzystą.

Optymalne pH, stężenie jonów Ca ⁺⁺ i Mg ⁺⁺ mają zasadnicze znaczenie dla reakcji akrosomalnej. Ca ⁺⁺ odgrywa ważną rolę w reakcji akrosomalnej. W przypadku braku Ca ⁺⁺ nawożenie nie występuje.

Ze względu na reakcję akrosomalną, błona komórkowa plemnika łączy się z błoną plazmatyczną wtórnego oocytu, tak aby zawartość plemników przedostała się do komórki jajowej. Wiązanie nasienia z wtórnym oocytem wywołuje depolaryzację błony komórkowej oocytu. Depolaryzacja zapobiega polispermii (wniknięciu więcej niż jednego nasienia do oocytów). Zapewnia monospermię (wejście jednego plemnika do oocytu).

(ii) Reakcja korowa:

Bezpośrednio po fuzji plemników i błon plazmatycznych oocytów, drugi oocyt wykazuje reakcję korową. Korowe granulki są obecne pod błoną plazmatyczną wtórnego oocytu. Granulki te łączą się z błoną komórkową oocytu i uwalniają ich zawartość, w tym enzymy, między błoną plazmatyczną i osłonką przejrzystą. Enzymy te utwardzają osłonkę przejrzystą, która również zapobiega wnikaniu dodatkowych plemników (polispermii).

(iii) Wprowadzanie plemników:

W miejscu kontaktu z plemnikami wtórny oocyt tworzy projekcję nazywaną stożkiem przyjęcia lub stożkiem do zapłodnienia, który przyjmuje nasienie. Dalsza centriola nasienia dzieli się i tworzy dwie centriole, aby wytworzyć tworzenie wrzeciona mitotycznego do podziału komórki. Drugi oocyt ssaków (jajo) nie ma własnych centrioli.

(iv) Karyogamy (Amphimixis):

Wprowadzanie plemników stymuluje wtórny oocyt do zakończenia zawieszonego drugiego podziału mejotycznego. W ten sposób powstaje haploidalna dojrzała komórka jajowa i drugie ciało polarne. Głowa nasienia, która zawiera jądro, oddziela się od środkowej części i ogona i staje się męskim przedjądrem. Drugi korpus polarny i ogon plemnika ulegają degeneracji.

Jądro komórki jajowej nazywa się teraz, żeńskie przedjądrza. Męski i żeński pronuklei przesuwają się ku sobie. Ich membrany jądrowe rozpadają się, łącząc chromosomy plemników, a komórka jajowa nazywana jest kariogamia lub amphimixis. Zapłodniona komórka jajowa (jajo) nazywa się teraz zygotą (grama zygon-yolk, zygosis - łączenie). Zygota jest diploidalną jednokomórkową komórką, która ma 46 chromosomów u ludzi. Mówi się, że matka jest w ciąży.

(v) Aktywacja jaj:

Wprowadzanie plemników stymuluje metabolizm w zygocie. W rezultacie znacznie wzrastają wskaźniki oddychania komórkowego i syntezy białek.

Proces nawożenia:

Proces nawożenia obejmuje następujące etapy, które są następujące:

(a) Aktywacja jajka:

Ukończono go w następujących etapach:

(i) Ruch plemników w kierunku jaja:

Spotkanie pomiędzy plemnikiem a komórką jajową jest czysto przypadkowe, ponieważ ruchy plemników są całkowicie przypadkowe. Ale u niektórych gatunków plemniki są kierowane do komórki jajowej przez substancje chemiczne. Narkotyki i antylodylilizyny stają się aktywne po przypadkowej kolizji plemników z komórkami jajowymi.

Jajo wydziela substancję chemiczną zwaną nawoziną (złożoną z glikoproteiny). Plemnik ma na swojej powierzchni warstwę substancji białkowej zwaną antyfertyliziną (złożoną z kwasowych aminokwasów). Nawożenie jaja wchodzi w interakcje z antyfereilizą spermy tego samego gatunku. Ta interakcja sprawia, że ​​plemniki przyklejają się do powierzchni jajka. Adhezja plemników do powierzchni jaja jest spowodowana przez połączenie cząsteczek nawozu, które ustanawiają początkowe wiązanie.

(ii) Aktywacja plemników:

Obwodowa część akrosomu spermy pęka i uwalnia jej zawartość - lizsy spermy. Środkowa część akrosomu wydłuża się i tworzy cienką, długą rurkę zwaną akrosomalnym filamentem.

Kiedy plemnik ma takie akrosomalne włókno wystające z główki plemnika, mówi się, że jest aktywowany w celu penetracji niezapłodnionego jaja. Uwolniony enzym hialuronidaza (lizyna spermy) przez akrosom rozpuszcza promieniowanie korony, zona pellucida i membranę witeliny, umożliwiając plemnikom penetrację tych osłon.

(iii) Aktywacja inseminacji jaj:

W miejscu kontaktu z plemnikiem jajo tworzy projekcję, nazywaną stożkiem przyjęcia lub stożkiem do zapłodnienia, który przyjmuje nasienie. Penetracja spermy w jajku jest znana jako inseminacja. Zaraz po wejściu plemników do komórki jajowej w jajku tworzy się błona zapłodnienia, aby zapobiec wejściu innych plemników.

(b) Amphimixis:

Podczas inseminacji cały nasienie może wejść do jaja jak u ssaków lub plemniki opuszczają swój ogon poza jajkiem lub rzucają je wkrótce po wejściu do cytoplazmy komórki jajowej. Komórka jajowa uzupełnia drugi podział mejotyczny i wyciąga drugie ciało polarne. Głowa nasienia pęcznieje, tworząc męski przedjądrz, a jądro komórki jajowej staje się przedjądnikiem żeńskim. Fuzja haploidalnego przedjądrza męskiego z haploidalnym żeńskim przedjądrza tworzy jądro zapłodnionego jaja lub zygoty.

Zarodek:

Łupliwość:

Termin "rozszczepienie lub segmentacja" odnosi się do serii szybkiego podziału mitotycznego zygoty, która przekształca jednokomórkową zygotę w wielokomórkową strukturę blastomerów zwaną morula, która ostatecznie przekształca się w blastulę, mającą jednowarstwową grubą warstwę ślinową wokół centralnej przestrzeni, blastocel. Rodzaje deklinacji

W oparciu o ilość i wzór rozmieszczenia żółtka w zygocie, rozszczepienie ma dwa typy: holoblastyczny i meroblastyczny.

1. Rozszczepienie holoblastyczne:

Całkowicie dzieli ona zygotę i blastomery na komórki potomne. Jest dwojakiego rodzaju: równy i nierówny.

(i) Równe cięcie holoblastyczne:

Tworzy równe blastomery. Występuje w gwiezdnych rybach.

(ii) Nierówne rozszczepienie holoblastyczne:

Tworzy nierówne blastomy. Blastomery to mikrometry (mniejsze) i makromery (większe). Znajduje się w żabie.

2. Rozszczepienie wielobarwne:

W tym typie cięcia podziały są ograniczone do bieguna zwierząt lub obwodowego obszaru jaja. Żółtko pozostaje niepodzielone. Jest dwojakiego rodzaju: dyskoidalna i powierzchowna.

(i) Cięcie dyskoidalne:

Podziały są ograniczone do tarczy cytoplazmatycznej znajdującej się na biegunie zwierząt. Występuje u gadów, ptaków i ssaków niosących jaja.

(ii) Powierzchowne cięcie:

Rozszczepienie pozostaje ograniczone do obwodowej części jaja. Występuje u stawonogów, zwłaszcza owadów.

B. Opierając się na potencjale blastomerów, cięcie jest dwojakiego rodzaju: determinować i nieokreślone.

1. Rozplanowanie (mozaika):

W tym typie odszczepienia kompletny zarodek powstaje tylko wtedy, gdy wszystkie blastomery pozostają razem, np. Jajeczne jaja.

2. Nieokreślone (nie mozaikowe) cięcie:

W tego rodzaju rozszczepieniu każdy wczesny blastomer oddzielający się od innych krosków może spowodować powstanie pełnego zarodka, np. Jaja chordate.

Gastrulation:

Tworzenie się gastrula z blastuły monoblastycznej nazywa się gastrulacją. Gastrulacja to faza rozwoju zarodkowego, podczas której komórki blastuli (u żab) / pęcherzyka blastodermicznego (u ssaków) poruszają się małymi masami lub jako arkusz komórek, aby osiągnąć ostateczne położenie. Takie ruchy komórek nazywa się ruchem morfogenetycznym. Jest on podzielony na dwa rodzaje.

1. Epibol:

Termin epibolia wywodzi się z języka greckiego, co oznacza "rzucanie" lub "przedłużanie". Epibolizm oznacza przerost regionów tworzących ektodermy wokół regionu formowania endodermy. Występuje w żabie, gdzie mikrometry dzielą się szybko w połowie zwierzęcia i rozprzestrzeniają się ponad megameres ponad połowę roślin.

2. Emboly:

Termin embolia wywodzi się również z języka greckiego, co oznacza "wrzucić" lub "wrzucić". Migracja potencjalnych komórek endodermalnych i mezodermalnych z powierzchni do wnętrza zarodka jest nazywana embolią. Obejmuje inwokację, inwolucję, wtrącanie i delaminację.

(i) Invagination:

Jest to proces zwijania się lub wepchnięcia roślinnego bieguna zarodka (blastula) do jego wnęki (blastocoel), tworząc strukturę o podwójnych ściankach. To jest tak, jak wepchnięcie kciukiem po jednej stronie gumowej kulki. Inwazja następuje w blastuli żaby.

(ii) Inwolucji:

Termin "inwolucji" oznacza "zwrócenie się" lub "wywrócenie się". Inwolucja to proces zwijania lub obracania się komórek powierzchniowych do wnętrza zarodka. Występuje w blastuli żaby.

(iii) Ingresja:

Termin ingresja oznacza "migracja wewnętrzna". Podczas wlewania blastomy tworzą nowe komórki z ich powierzchni. Nowe komórki migrują do blastocelu z blastulą, tworząc stałą gastrula. Oznacza to, że tworzy on stałą gastrula lub sterogastrula bez archenteron (prymitywne jamy). Archenteron powstaje później poprzez podział masy wewnętrznej komórki. Ingresja jest dwojakiego rodzaju.

(a) Wtrysk uniwersalny:

Migracja wewnętrzna komórek jest ograniczona tylko do słupka roślinnego. Widać to w Obelia.

(b) Apolar Ingress:

Migracja do wewnątrz komórek następuje z każdej strony blastodermy (ściany blastuli). Występuje w Hydrze.

(iv) Delaminacja:

Termin rozwarstwienie oznacza "dzielenie się". Delaminacja jest procesem, w którym następuje oddzielenie warstwy komórek od pierwotnej warstwy blastuli. Występuje podczas gastrulacji kurczęcia i królika.

We wszystkich zwierzętach triploblastycznych, trzy ruchy morfogenetyczne tworzą trzy warstwy zarodkowe, mianowicie ektoderma, mezoderma i endoderma.

Proces:

U ludzi, pojemniki na drobnoustroje powstają tak szybko, że trudno jest określić dokładną sekwencję zdarzeń.

Formacja Embryonic Disc:

Widzieliśmy, że wczesny blastocysta składa się z wewnętrznej masy komórek i trofoblastu. Wewnętrzna masa komórkowa zawiera komórki zwane komórkami macierzystymi, które mają zdolność wywoływania wszystkich tkanek i narządów. Komórki wewnętrznej masy komórkowej różnicują się w dwie warstwy około 8 dni po zapłodnieniu, w podbłonek i epiblast. Hipoblast (prymitywna endodermia) jest warstwą komórek kolumnowych, a epiblast (prymitywna ektoderma) jest warstwą komórek prostopadłościennych. Komórki hypoblastu i epiblastu razem tworzą dwuwarstwowy zarodkowy krążek.

Formowanie jamy owodniowej:

Pomiędzy epiblasem a trofoblastem pojawia się przestrzeń, zwana wnęką owodniową wypełnioną płynem owodniowym. Dach tego wgłębienia tworzą komórki amniogeniczne pochodzące z trofoblastu, podczas gdy jego podłoga jest utworzona przez epiblast.

Tworzenie się zarodkowego korzenia:

Komórki trofoblastu powodują wzrost masy komórek zwanych mezodermą zarodkową. Ta mezoderma nazywana jest extraembryonic, ponieważ leży poza embrionalnym dyskiem. Nie powoduje żadnej tkanki samego zarodka. Mezodermę pozazarodkową różnicuje się w zewnętrzną somatoplekalną mezodermę pozarodkową i mezodermę zewnątrzpłciową introligatorską. Oba te warstwy zamykają pozłotniczy koelom.

Formacja Chorion i Amonii:

Na tym etapie powstają dwie bardzo ważne zarodkowe membrany, kosmek i owodnia. Błonka jest utworzona przez somatopleuryczną zewnątrz-zarodkową mezodermę wewnątrz i trofoblast na zewnątrz. Owion jest tworzony przez komórki owodniobójcze wewnątrz i splenchnopleuryczne zewnątrzmięśniowe mezodermy na zewnątrz.

Jak wspomniano wcześniej, komórki owodniobójcze pochodzą z trofoblastu. Później chorion staje się główną embrionalną częścią łożyska. W błonie kosmicznej wytwarzana jest również ludzka gonadotropina kosmówkowa (hCG), ważny hormon ciąży.

Amion otacza zarodek, tworząc jamę owodniową wypełnioną płynem owodniowym. Płyn owodniowy służy jako amortyzator dla płodu, reguluje temperaturę ciała płodu i zapobiega wysuszeniu.

Tworzenie żółtka Sac:

Spłaszczone komórki powstające w wyniku rozprzestrzeniania się podostrza i linii wewnątrz blastocelu. Są to komórki endodermalne wyściełające główny woreczek żółtkowy. Wraz z pojawieniem się pozazarodkowej mezodermy, a później pozastemicznego kołowrotka, woreczek żółtkowy (membrana embrionalna) staje się znacznie mniejszy niż poprzednio i jest teraz nazywany workiem żółtka wtórnego.

Ta zmiana rozmiaru wynika ze zmiany charakteru komórek wyściółki. Te komórki nie są już spłaszczone, ale stają się sześcienne. Wtórny woreczek żółtkowy składa się z zewnętrznej mezodermy zarodkowej zewnątrznarodowej i wewnętrznych komórek endodermalnych.

Worek żółtkowy jest źródłem komórek krwi. Działa również jako amortyzator i pomaga zapobiegać wysuszeniu zarodka.

Tworzenie prymitywnej smugi:

Gastrulacja polega na przegrupowaniu i migracji komórek z epiblastu. Powstaje prymitywna smuga, która jest słabym rowkiem na grzbietowej powierzchni epiblastu. Wydłuża się od tylnej części do całej części zarodka. Prymitywna smuga wyraźnie określa głowę i końce ogonowe zarodka, a także jego prawą i lewą stronę.

Tworzenie warstw embrionalnych:

Po utworzeniu pierwotnego pasma komórki epiblastu poruszają się do wewnątrz poniżej prymitywnej smugi i odrywają się od epiblastu. Ten ruch odwracający nazywa się inwazją. Po wniknięciu komórek niektóre z nich wypierają hypoblast tworzący endodermę. Inne komórki pozostają między epiblasem a nowo utworzoną endodermą tworzą mezodermę. Komórki pozostałe w epiblastach tworzą ektodermę.

Tak powstają trzy warstwy zarodkowe, mianowicie endoderma, mezoderma i ektoderma, które dają początek wszystkim tkankom i organom ciała.

Organogeneza:

Prymitywne warstwy zarodkowe powstałe podczas gastrulacji rozlały się na grupy komórek zwane podstawowymi narządami, a proces tworzenia narządów z trzech warstw zarodkowych jest znany jako organogeneza. Podstawy narządów pierwotnych dzielą się następnie na podstawy wtórne narządów, które są początkowymi stadiami powstawania narządów i ich części. Na tym etapie zarodek nabiera podobieństwa z dorosłym lub larwą.