Fertilizarea la plante, animale și oameni este fuziunea celulelor reproducătoare masculine și feminine - gameți, în urma căreia se formează prima celulă a unui nou organism - un zigot. Fertilizarea este asociată cu reproducerea sexuală și cu transferul de informații ereditare de la părinți la urmași.

Fertilizarea este comună pentru majoritatea plantelor. Este de obicei precedat de formarea gametangiilor (organe genitale), în care se dezvoltă gameți. Dacă o plantă suferă un proces sexual în timpul ciclului său de dezvoltare, atunci apare și meioza, adică se detectează o schimbare a fazelor nucleare (vezi Alternarea generațiilor).

Tipurile de proces sexual la plantele inferioare sunt variate. Să le numim doar pe cele principale. Fuziunea gameților cu flageli, a căror formă și dimensiune sunt aceleași, se numește izogamie, iar gameții se numesc izogameți. Astfel, multe alge unicelulare sunt izogame, de exemplu unele Chlamydomonas; fiind unicelulare, ei înșiși devin gametangii, formând gameți. În alga multicelulară Ulothrix, unele celule care nu sunt diferite de altele devin gametangii. La unele alge brune izogame, gametangia este diferită de restul celulelor plantei.

În multe alge izogame, nu fiecare pereche de gameți poate forma un zigot, deoarece gameții sunt diferiți din punct de vedere fiziologic. Gameții identici în exterior nu pot fi numiți nici masculin, nici feminin; Diferențele fiziologice sunt indicate în izogamie prin semnele + și -. Doar gameții cu semne diferite, formați din indivizi diferiți (+ și -) ai algelor fiziologic, pot fuziona.

Fuziunea gameților cu flageli care diferă fiziologic și ca mărime se numește heterogamie, iar gameții sunt feminini (mai mari) și masculini (mai mici). De exemplu, unele Chlamydomonas sunt heterogame. Fuziunea unui gamet feminin (ou) mare flagelat cu un gamet mic, masculin, având de obicei un flagel sau un flagel (sperma), se numește oogamie. Gametangia feminină a majorității plantelor inferioare oogame se numește oogonie, iar gametangia masculină se numește anteridii. De exemplu, multe alge verzi și maro, precum și alge roșii, sunt oogame.

La izo-, hetero- și multe plante inferioare oogame, gameții ies din gametangia în apă, unde are loc fertilizarea. La unele (de exemplu, la alga verde Volvox), oul rămâne în oogonie, unde sperma eliberat în apă pătrunde și unde are loc fuziunea gameților.

Toate plantele superioare sunt oogame. Gametangiile lor tipice - anteridiile (masculin) și arhegoniile (femeile) - sunt multicelulare. Arhegoniul produce un ovul, iar anteridiul produce mulți spermatozoizi. La briofite și pteridofite, spermatozoizii eliberați din anteridii înoată în apă până la arhegoniile deschise și se contopesc cu ouăle din interiorul arhegoniei. La pteridofite și plantele cu semințe, fertilizarea are loc pe (sau în) lăstari (gametofite), care se dezvoltă independent la primele, iar pe sporofite la ultimele (vezi Alternarea generațiilor). Talia ferigilor homospore asemănătoare ferigilor sunt bisexuale, în timp ce heterosporele și toate ferigiile cu semințe sunt dioice (vezi Dispute). Reducerea puternică a prothalusului masculin al plantelor cu semințe a condus la faptul că în el nu se formează anteridii (adică în boabele de polen) nici în holosperme, nici în angiosperme. În protalul feminin (endospermul primar) al aproape tuturor gimnospermelor, arhegoniile încă se dezvoltă, dar în protalul feminin - sacul embrionar - al angiospermelor nu mai sunt prezente.

La plantele cu semințe, fertilizarea este precedată de polenizare - transferul boabelor de polen din microsporangi, unde au început să se dezvolte din microspori, în camera de polen a ovulului (la gimnosperme) sau pe stigmatizarea pistilului (la angiosperme). Doar câteva gimnosperme (cycade, ginkgo) produc spermatozoizi multiflagelari în protala masculină, în timp ce în restul, de exemplu, la conifere și toate angiospermele, gameții masculini - spermatozoizi - nu au flageli.

Spermatozoizii ajung în arhegonie, mișcându-se în lichidul produs de planta însăși. La plantele cu semințe care au spermatozoizi, acestea din urmă merg la ouă prin tuburile de polen formate din protelele masculi. La angiosperme, după polenizare, granulele de polen formează un tub de polen, care, lungindu-se, crește între celulele stigmatului și stilului, pătrunde în cavitatea ovarului și, după ce a trecut prin trecerea polenului a ovulului, crește cu capătul său. în sacul embrionar. Aici, spermatozoizii ies din tubul de polen deschis (vezi figura). Un spermatozoid fuzionează cu ovulul pentru a forma un zigot diploid, dând naștere unui embrion. Al doilea fuzionează cu celula centrală a sacului embrionar, care la majoritatea angiospermelor are doi nuclei haploizi sau unul diploid (dacă nucleii sunt fuzionați). După fuziunea celulei centrale cu spermatozoizii, nucleul acesteia devine triploid. Acest proces deosebit, caracteristic doar angiospermelor, a fost descris pentru prima dată de omul de știință rus S. G. Navashin (1898) și numit fertilizare dublă. Din celula triploidă se dezvoltă țesutul de stocare multicelular - endospermul secundar, ai cărui nutrienți sunt utilizați de embrion în stadiile incipiente ale dezvoltării sale.

Fertilizarea, independentă de prezența apei libere, este una dintre cele mai importante adaptări ale plantelor cu semințe la existența pe uscat.

Fertilizarea la animalele pluricelulare implică fuziunea a doi gameți de sexe diferite - un spermatozoid și un ovul. Spermatozoidul introduce în ovul materialul ereditar conținut în nucleul său. Locația penetrării spermatozoizilor în ovul poate determina locația unor părți ale viitorului organism. De exemplu, la amfibieni, partea din ovul în care a intrat spermatozoizii se va transforma, în timpul dezvoltării, în capătul anterior al corpului.

Pana in momentul in care unul dintre spermatozoizi atinge suprafata ovulului, acesta din urma le influenteaza comportamentul prin eliberarea anumitor substante. Ei fac sperma să se miște mai repede sau, dimpotrivă, îi lipesc și îi imobilizează (acest lucru este necesar dacă sunt prea mulți spermatozoizi). Interacțiunile deosebit de active încep de îndată ce spermatozoizii atinge suprafața ovulului. În câteva secunde, partea din față a spermatozoizilor se transformă într-un tub, vârful căruia se lipește de suprafața ovulului. Prin acest tub, conținutul spermatozoizilor, inclusiv nucleul său cu material ereditar, este presat în ovul.

Modificările violente încep imediat în ovul, care se manifestă extern prin formarea unei membrane pe suprafața acestuia care împiedică pătrunderea altor spermatozoizi. În plus, în ovul au loc rearanjamente rapide ale structurilor citoplasmatice responsabile de sinteza proteinelor: procesele de sinteză sunt imediat și de multe ori accelerate. Abia după aceasta materialul ereditar al spermatozoizilor care a intrat în ovul este combinat cu materialul ereditar al nucleului ovulului. Cromozomii materni și paterni (purtători de material ereditar) sunt distribuiți în mod egal în toate celulele embrionului format din zigot - un ou fecundat.

Fertilizarea este procesul de combinare a gameților masculini și feminini, care duce la formarea unui zigot și la dezvoltarea ulterioară a unui nou organism. În timpul procesului de fertilizare, în zigot se stabilește un set diploid de cromozomi, ceea ce determină semnificația biologică remarcabilă a acestui proces.

În funcție de speciile de organisme la animalele care se reproduc sexual, se disting fertilizarea externă și internă.

Fertilizarea externă are loc în mediul în care intră celulele reproducătoare masculine și feminine. De exemplu, fertilizarea la pești este externă. Celulele reproductive masculine (lapte) și feminine (caviar) secretate de acestea intră în apă, unde se „întâlnesc” și se unesc. Datele despre fertilizare la aricii de mare indică faptul că în 2 secunde după contactul spermatozoizilor cu ovulul, apar modificări în proprietățile electrice ale membranei plasmatice a oului. Fuziunea conținutului gameților are loc după 7 secunde.

Intern Fertilizarea este asigurată prin transferul spermatozoizilor din corpul masculin în cel feminin ca urmare a actului sexual. O astfel de fertilizare are loc la mamifere, iar punctul central aici este rezultatul întâlnirii dintre celulele germinale. Se crede că conținutul nuclear al unui singur spermatozoid pătrunde în ovulul acestor animale. În ceea ce privește citoplasma spermatozoizilor, la unele animale intră în ovul în cantități mici, la altele nu intră deloc în ovul.

La om, fecundarea are loc în partea superioară a trompei uterine, iar în fertilizare, ca și la alte mamifere, participă doar un spermatozoid, al cărui conținut nuclear intră în ovul. Uneori pot exista nu unul, ci două sau mai multe ouă în trompa uterine, în urma cărora este posibilă nașterea de gemeni, tripleți etc.. De exemplu, în secolul al XVIII-lea. În Rusia a fost înregistrat un caz de naștere a 16 gemeni, 7 tripleți și 4 cvadrupleți (69 de copii în total) de către o mamă (soția țăranului Fiodor Vasilyev).

Ca urmare a fertilizării, setul diploid de cromozomi este restabilit în ovulul fecundat. Ouăle sunt capabile de fertilizare în aproximativ 24 de ore după ovulație, în timp ce capacitatea de fertilizare a spermatozoizilor durează până la 48 de ore.

Rămân multe neclare despre mecanismele de fertilizare. Se presupune că pătrunderea materialului nuclear în ovul de către doar unul dintre mulți spermatozoizi este asociată cu modificări ale proprietăților electrice ale membranei plasmatice a oului. Există două ipoteze cu privire la motivele activării spermatozoizilor a metabolismului ovulelor. Unii cercetători cred că legarea spermatozoizilor de receptorii externi de pe suprafața celulelor este un semnal care intră în ovul prin membrană și activează acolo inozitol trifosfat și ionii de calciu. Alții cred că spermatozoizii conțin un factor de inițiere special.

Un ovul fertilizat dă naștere unui zigot; dezvoltarea organismelor prin formarea zigoților se numește zigogeneză. Evoluțiile experimentale din ultimii ani au arătat că fertilizarea ouălor de la mamifere, inclusiv de la oameni, este posibilă in vitro, după care embrionii dezvoltați in vitro pot fi implantați în uterul unei femei, unde se pot dezvolta în continuare. Până în prezent, sunt cunoscute numeroase cazuri de naștere a copiilor „eprubetă” (vezi secțiunea VI). De asemenea, s-a stabilit că nu numai spermatozoizii, ci și spermatidele sunt capabile să fertilizeze un ovul uman. În cele din urmă, este posibilă fecundarea ouălor (private artificial de nuclee) ale mamiferelor cu nucleele celulelor lor somatice (vezi § 35).

Spre deosebire de zigogeneză, multe organisme animale sunt capabile să se reproducă în condiții naturale prin partenogeneză (din grecescul parthenos - virgin și geneza - naștere). Există partenogeneză obligatorie și facultativă. Partenogeneza obligatorie este reproducerea organismelor dintr-un ou nefertilizat. Această partenogeneză servește ca mijloc de reproducere pentru mai mult de 90 de specii de animale, inclusiv unele vertebrate. Un exemplu de partenogeneză obligatorie este reproducerea șopârlei de stâncă caucaziană, reprezentată doar de indivizi de sex feminin. Dimpotrivă, partenogeneza facultativă înseamnă că ouăle sunt capabile să se dezvolte atât fără fertilizare, cât și după fertilizare. Partenogeneza facultativă, la rândul ei, este feminină și masculină. Partenogeneza femelelor este comună la albine, furnici și rotifere, în care masculii se dezvoltă din ouă nefertilizate. Partenogeneza masculină are loc la unele alge izogame.

La plante, există și cazuri în care un embrion se dezvoltă dintr-un ou nefertilizat. După cum sa menționat mai sus, acest fenomen se numește apomix. Se găsește foarte mult în multe angiosperme, inclusiv în cele cultivate, cum ar fi sfecla, bumbacul, inul, tutunul și altele.

Alături de partenogeneza naturală se distinge partenogeneza artificială (indusă), care poate fi cauzată de iritarea ouălor folosind factori fizici sau chimici, ceea ce duce la activarea ouălor și, în consecință, la dezvoltarea ouălor nefertilizate. Partenogeneza artificială a fost observată la animale aparținând multor grupe sistematice - echinoderme, viermi, moluște și chiar unele mamifere.

Există o formă cunoscută de partenogeneză, numită androgeneză (din grecescul andros - om, geneza - naștere). Dacă nucleul dintr-un ou este inactivat și apoi mai mulți spermatozoizi pătrund în el, atunci un organism masculin se dezvoltă dintr-un astfel de ou ca urmare a fuziunii nucleelor ​​masculine (spermatozoide). Experimentele lui V.L.Astaurov (1904-1974), care au arătat androgeneza pe viermele de mătase, sunt larg cunoscute. Aceste experimente au constat în următoarele. În ouăle unei specii de viermi de mătase (Bombyx mandarina), nucleii au fost inactivați folosind temperatură ridicată, iar apoi astfel de ouă au fost fertilizate cu spermatozoizii unui vierme de mătase din altă specie (B. mori). După ce au pătruns în ouă, acestea din urmă s-au contopit unele cu altele, ceea ce a dat naștere la noi organisme, care în proprietățile lor s-au dovedit a fi organisme paterne (B. mori). Încrucișările acestor organisme cu femelele B. mori au produs descendenți aparținând B. mori.

Rolul partenogenezei și al formelor sale în natură este mic, deoarece nu oferă capacități de adaptare largi ale organismelor. Cu toate acestea, utilizarea sa are o semnificație practică. În special, B.L. Astaurov a dezvoltat o metodă de obținere a descendenților partenogenetici din vierme de mătase, care este utilizată pe scară largă în producția industrială de mătase.

Spre deosebire de zigogeneză și partenogeneză, există ginogeneză (din grecescul gyne - femeie), care este pseudogamia, care constă în faptul că spermatozoidul întâlnește ovulul și îl activează, dar nucleul spermatozoidului nu se contopește cu nucleul ovulului. ou. În acest caz, descendenții care le permit sunt formați numai din femele. La anumite specii de viermi rotunzi, pești și amfibieni, ginogeneza servește ca formă normală de reproducere, producând descendenți formați numai din femele. Ginogeneza poate fi indusă și artificial cu ajutorul unor factori care pot distruge nucleii celulari (radiații, temperatură etc.). În special, cazuri de ginogeneză artificială au fost descrise la viermi de mătase și la unele specii de pești și amfibieni. Obținerea unor astfel de forme poate avea o anumită semnificație practică în cazul speciilor utile din punct de vedere economic.

După cum s-a menționat mai sus, fertilizarea la plantele cu flori (angiosperme) are o trăsătură distinctivă semnificativă sub formă de fertilizare dublă (S. G. Navashin, 1896), care se rezumă la faptul că în sacul embrionar sunt fertilizați un ou haploid și o celulă centrală diploidă. de către spermatozoizi, în urma cărora se formează un embrion diploid și o celulă triploidă, dezvoltându-se în celule endospermale (vezi capitolul II).

Partenogeneza, androgeneza și ginogeneza sunt forme de tulburări ale reproducerii sexuale. Se presupune că aceste forme au apărut în timpul evoluției ca urmare a unor adaptări evolutive particulare.

Fertilizare este procesul de fuziune a unui spermatozoid cu un ovul, rezultând un zigot diploid; Fiecare pereche de cromozomi din ea este reprezentată de unul patern și altul matern. Esența fertilizării este refacerea setului diploid de cromozomi și combinarea materialului ereditar al ambilor părinți, drept urmare descendenții, care combină caracteristicile benefice ale tatălui și ale mamei, sunt mai viabili.

Fertilizarea afectată și consecințele acesteia.

Fertilizarea este una dintre verigile în existența biologică a unei specii. Aceasta este precedată de o pregătire lungă și complexă a doi indivizi, în timpul căreia aceștia sunt expuși la o varietate de influențe ale mediului, care afectează negativ procesul de fertilizare.

Ovulul și sperma au o durată de viață limitată și o durată și mai scurtă a capacității de fertilizare. Astfel, la mamifere, și în special la oameni, un ovul eliberat din ovar își păstrează capacitatea de a fertiliza timp de 24 de ore. Încălcarea acestei perioade de timp va duce inevitabil la pierderea capacității de a fertiliza.

Spermatozoizii unui bărbat în tractul genital al femeii rămân mobil mai mult de 4 zile, dar își pierd capacitatea de fertilizare după 1 - 2 zile. Odată cu creșterea timpului, celulele neprotejate experimentează influența negativă a diferiților factori.

Acesta din urmă poate provoca tulburări în starea ascendentă a pool-ului de gene gameți, ceea ce va duce inevitabil la abateri neprogramate în dezvoltarea zigotului cu consecințe corespunzătoare pentru specia în ansamblu.

Viteza de mișcare a spermatozoizilor în condiții normale este de 1,5-3 mm/min. Diverse abateri de la o astfel de mișcare înainte determină pierderea capacității de fertilizare. Acest lucru este cauzat și de modificări ale pH-ului mediului vaginal, inflamații etc. Ejaculatul unui bărbat conține în medie 350 de milioane de spermatozoizi capabili de fertilizare. Dacă numărul de spermatozoizi este mai mic de 150 de milioane (sau mai puțin de 60 de milioane în 1 ml), atunci probabilitatea de fertilizare este redusă drastic. Deci, concentrația excesivă a spermatozoizilor în ejaculat are o importanță excepțională în mecanismul fecundației.

Tulburările de fertilizare apar atunci când apar modificări patologice în morfologia spermatozoizilor. Utilitatea biologică a gameților este influențată semnificativ de durata șederii lor în tractul genital al femeii. Astfel, supramaturarea spermatozoizilor și a ovulelor în tractul reproducător feminin din diverse motive determină o creștere a frecvenței aberațiilor cromozomiale la fetușii avortați.

Tipuri neregulate de reproducere sexuală.

Clasificarea tipurilor neregulate de reproducere sexuală.
Tipurile neregulate de reproducere sexuală includ reproducerea partenogenetică, ginogenetică și androgenetică a animalelor și plantelor (Fig. 27).
Partenogeneza este dezvoltarea unui embrion dintr-un ou nefertilizat. Fenomenul de partenogeneză naturală este caracteristic crustaceelor ​​inferioare, rotiferelor, himenopterelor (albine, viespi), etc. Este cunoscut și la păsări (curcani). Partenogeneza poate fi stimulată artificial prin declanșarea activării ouălor nefertilizate prin expunerea la diferiți agenți.
Se face o distincție între partenogeneza somatică sau diploidă și generativă sau haploidă. În timpul partenogenezei somatice, ovulul nu suferă diviziunea de reducere, sau dacă o face, atunci doi nuclei haploizi, fuzionați împreună, refac setul diploid de cromozomi (autocariogamie); Astfel, setul diploid de cromozomi este păstrat în celulele tisulare ale embrionului.
În partenogeneza generativă, embrionul se dezvoltă dintr-un ou haploid. De exemplu, la albinele (Apis mellifera), trântorii se dezvoltă din ouă haploide nefertilizate prin partenogeneză.

Partenogeneza la plante este adesea numită apomixis. Deoarece apomixisul este larg răspândit în lumea plantelor și are o mare importanță în studiul moștenirii, să luăm în considerare caracteristicile sale.
Cel mai comun tip de reproducere apomictică este tipul de formare partenogenetică a unui embrion dintr-un ou. În acest caz, apomixa diploidă (fără meioză) este mai frecventă.
Informația ereditară atât în ​​timpul formării endospermului cât și în timpul formării embrionului se obține numai din
Diferite tipuri de reproducere sexuală:
1 - fertilizare normală; 2 - partenogeneza: 3 - ginogeneza; 4 - androgieză.
mamă. În unele apomicts, formarea semințelor cu drepturi depline necesită pseudogamie - activarea sacului embrionar de către tubul polen. În acest caz, un spermatozoid din tub, ajungând în sacul embrionar, este distrus, iar celălalt fuzionează cu nucleul central și participă numai la formarea țesutului endosperm (specii din genurile Potentilla, Rubus etc.). Moștenirea aici are loc oarecum diferit față de cazul precedent. Embrionul moștenește caracteristicile numai din linia maternă, iar endospermul moștenește atât caracteristicile materne, cât și paterne.
Ginogeneza. Reproducerea ginogenetică este foarte asemănătoare cu partenogeneza. Spre deosebire de partenogeneză, ginogeneza implică spermatozoizii ca stimulatori ai dezvoltării ovulelor (pseudogamie), dar fertilizarea (cariogamia) nu are loc în acest caz; dezvoltarea embrionului se realizează exclusiv în detrimentul nucleului feminin (Fig. 27, 3). Ginogeneza a fost întâlnită la viermi rotunzi, la peștele vivipar Molliensia formosa, la carasul argintiu (Platypoecilus) și la unele plante - ranuncul (Ranunculus auricomus), iarbă albastru (genul Poa pratensis) etc.
Dezvoltarea ginogenetică poate fi indusă artificial dacă spermatozoizii sau polenul sunt iradiați cu raze X, tratați cu substanțe chimice sau expuși la temperaturi ridicate înainte de fertilizare. În acest caz, nucleul gametului masculin este distrus și capacitatea de cariogamie este pierdută, dar capacitatea de a activa ovulul este păstrată.

Fertilizarea este procesul de fuziune a două celule, având ca rezultat formarea unei noi celule, dând naștere unui alt organism din același gen sau specie. Ce este în plantele cu flori și cum se întâmplă, citiți în acest articol.

Esența fertilizării

Apare ca urmare a fuziunii a două celule, feminin și masculin, și formarea unui zigot diploid. Fiecare pereche de cromozomi conține o celulă tată și o celulă mamă. Esența procesului de fertilizare este refacerea și combinarea materialului ereditar al părinților. Puii lor vor fi mai viabili, deoarece vor combina cele mai utile calități de la tatăl și mama lor.

Fertilizarea - ce este?

Acesta este procesul de inducere a oului să se dezvolte ca urmare a unirii nucleelor. Fertilizarea - ce este? Acesta este un proces ireversibil care are loc ca urmare a fuziunii gameților de sex diferit și a unirii nucleelor ​​lor. nu este supus acestei proceduri a doua oară.

Exista insa plante care reproduc o noua generatie doar cu ajutorul gametului feminin fara fertilizare. Acest tip de reproducere se numește reproducere virgină. Este de remarcat faptul că aceste două metode de reproducere pot alterna într-o singură specie de plantă.

Fertilizarea dublă a plantelor cu flori

Ambele origini sunt numite gameți. Mai mult, celulele feminine sunt ouăle, iar celulele masculine sunt spermatozoizi, care sunt imobile în plantele cu semințe și mobile în plantele cu spori. Fertilizarea - ce este? Acesta este aspectul unei celule speciale - un zigot, care conține caracteristicile ereditare ale spermei și ovulului.

Au o fertilizare complexă, care se numește dublă, deoarece pe lângă ovul este fecundată o altă celulă specială. Formarea spermatozoizilor are loc în boabele de polen, iar maturarea lor are loc în stamine, mai exact în anterele acestora. Locul de formare a ouălor este ovulele situate în ovarul pistilului. Când ovulul este fertilizat de spermatozoizi, semințele încep să se dezvolte din ovul.

Pentru ca fertilizarea să aibă loc la plantele cu flori, planta trebuie mai întâi polenizată, adică boabele de polen trebuie să cadă pe stigmatizarea pistilului. Odată ajunse la stigmat, ele încep să crească în interiorul ovarului, ducând la formarea unui tub de polen. În același timp, în particulele de praf se formează două spermatozoizi. Ei nu stau pe loc, ci încep să se deplaseze spre tubul polen, care pătrunde în ovul. Aici, ca urmare a diviziunii și alungirii unei celule, are loc formarea sacului embrionar.

Este necesar să se adăpostească un ou și o altă celulă în care se concentrează un set dublu de informații ereditare. După aceasta, tubul de polen crește în sacul embrionar și un spermatozoid se îmbină cu ovulul, rezultând formarea unui zigot, iar celălalt cu o celulă specială. Dezvoltarea embrionului are loc de la zigot. A doua fuziune formează țesutul nutritiv, sau endospermul, necesar pentru a hrăni embrionul în timpul creșterii.

De ce are nevoie fiecare specie de plante pentru a exista?

• În primul rând, este necesar să se restabilească setul diploid de cromozomi și, în cadrul acestuia, împerecherea acestora.
• Asigurarea continuității materiale între generațiile succesive.
• Combină proprietățile ereditare ale doi părinți într-o singură specie sau gen.

Toate acestea se fac la nivel genetic. Pentru ca fertilizarea să aibă loc, maturizarea gameților materni și paterni trebuie să aibă loc simultan.

Fertilizarea la angiosperme

Acest proces a fost caracterizat pentru prima dată de omul de știință german Strassburger în a doua jumătate a secolului al XIX-lea. Fertilizarea angiospermelor are loc ca urmare a fuziunii a doi nuclei de gameți diferiți: cu un principiu masculin și unul feminin. Citoplasma lor nu este implicată în fertilizare. Fertilizarea în sine are loc atunci când spermatozoizii fuzionează cu nucleul ovulului.

Locul de producere a spermei este granulele de polen sau tubul de polen. Boabele începe să germineze după ce atinge stigmatul. Momentul la care începe acest proces este diferit pentru fiecare plantă, la fel ca și momentul fertilizării. De exemplu, boabele de polen de sfeclă germinează în două ore, iar boabele de polen de porumb germinează instantaneu. Primul semn al germinării cerealelor este creșterea în volum. De obicei, un grăunte de polen formează un tub. Dar unele plante nu respectă această regulă și formează mai multe tuburi, dintre care doar unul ajunge la dezvoltarea sa.

Tubul polenic cu spermatozoizii care se deplasează de-a lungul acestuia crește și în cele din urmă se rupe. Tot conținutul său ajunge în sacul embrionar. Unul dintre spermatozoizii care pătrunde aici pătrunde în ovul și fuzionează cu nucleul său haploid. Fertilizarea - ce este? Aceasta este fuziunea a doi nuclei: spermatozoid și ovul. Ovulul fertilizat începe să se dividă, producând două celule noi. Ele sunt împărțite la patru și așa mai departe. Astfel, are loc divizarea repetată, în urma căreia se dezvoltă embrionul plantei.

Angiospermele, după procesul de fertilizare, au capacitatea de a dezvolta un organ suplimentar numit endosperm. Acesta nu este altceva decât mediul nutritiv al embrionului. Când al doilea spermatozoid și nucleul diploid se îmbină, se formează un anumit set de cromozomi, dintre care doi sunt de origine maternă și unul este de origine paternă. Astfel, dubla fertilizare a organismelor de origine vegetală are loc atunci când un spermatozoid fuzionează cu ovulul, iar celălalt cu nucleul celulei situat în centru.

Caracteristicile distinctive ale angiospermelor

• Adaptabilitate mare la creșterea în diferite condiții.
• Fertilizare dublă, care vă permite să aveți un aport de substanțe necesare germinării normale a semințelor.
• Prezența endospermului triploid.
• Formarea de ovule în interiorul ovarului, în care pereții pistilului îi protejează de deteriorare.
• Dezvoltarea fructelor de angiosperme din ovar.
• Prezența semințelor în interiorul fructului, ai cărui pereți sunt protecția acestuia.
• Prezența unei flori oferă o oportunitate pentru insecte.

Datorită acestor caracteristici, ei ocupă o poziție dominantă în lume.

Caracteristicile fertilizării angiospermelor

Rezultă din faptul că aceste plante au dublă fertilizare. O caracteristică unică este reprezentată de un fenomen numit xenia. Semnificația sa este că polenul afectează direct proprietățile și caracteristicile endospermului. Să luăm ca exemplu porumbul.

Vine cu semințe galbene și albe. Culoarea lor depinde de nuanța endospermului. Când florile feminine de porumb alb de sâmburi sunt polenizate cu polen dintr-un soi de sâmburi galben, culoarea va fi în continuare galbenă, deși dezvoltarea endospermului are loc pe planta cu sâmburi albi.

Ce rol joacă plantele cu flori?

Aceste plante numără 13.000 de genuri și 250.000 de specii. S-au răspândit în întreaga lume. Plantele cu flori sunt componente cheie ale biosferei, producând substanțe organice care leagă dioxidul de carbon și eliberează oxigen. Lanțurile trofice de pășune încep cu ele. Multe soiuri de plante cu flori sunt folosite de oameni pentru hrana. Din ele se construiesc locuinte si se realizeaza diverse materiale de uz casnic.

Medicina nu se poate descurca fără ele. Anumite specii de angiosperme sunt dominante pe planetă, ele joacă un rol decisiv în formarea acoperirii vegetale și în crearea părții principale a fitomasei terestre. În cele din urmă, aceste plante sunt cele care determină posibilitatea existenței înseși a omului pe pământ ca specie biologică.

Fazăeu I – în ea are loc reacția acrozomală. Membrana exterioară a spermatozoizilor se rupe, eliberând enzime proteolitice și dizolvând membrana ovulului. Membranele plasmatice fuzionează, citoplasmele sunt conectate. Nucleul și centriolul spermatozoizilor trec în citoplasma ovulului. Partea cozii este resorbită. Apoi oul este activat, potențialul său se modifică și membrana vitelină se desprinde și se formează membrana de fertilizare (reacție corticală). Activarea se termină cu începutul sintezei proteinelor.

FazăIII– singamie. Se distinge:

Etapa 2 X pronuclei - nucleul masculin se umflă, capătă aspect de profază, în acest timp ADN-ul se dublează și pronucleul masculin primește un set haploid de cromozomi reduplicați (n2c). Când ovulul se întâlnește cu sperma, acesta se află în stadiul de meioză, blocat de un factor special. După întâlnirea spermatozoizilor, ovulul este activat și blocul este îndepărtat. Nucleul oului, după ce a terminat meioza, se transformă în pronucleul feminin, dobândind și un set de cromozomi n2c.

Etapa sincarionă este fuziunea materialului nuclear și formarea unui zigot.

Prima diviziune mitotică a zigotului duce la formarea a două celule embrionare (blastomere) cu un set de cromozomi 2n2c în fiecare.

Partenogeneză

organismul fiică se dezvoltă uneori dintr-un ou nefertilizat. Acest fenomen se numește dezvoltare virgină sau partenogeneză. În acest caz, sursa de material ereditar pentru dezvoltarea descendenților este de obicei ADN-ul oului - ginogeneza. Mai rar observat androgeneza- dezvoltarea unui descendent dintr-o celulă cu citoplasma ovocitului și nucleul spermatozoizilor. În cazul androgenezei, nucleul gametului feminin moare.