Oplodnění nebo vnitřní hnojení je proces, při pohlavním rozmnožování, kde samčí gamety (spermie) jsou uvolněny z reprodukčního orgánu muže do reprodukčního orgánu ženy, ve které fúze gamet a tvorba nastává zygota.
Někteří autoři se domnívají, že vnitřní oplodnění začíná, když samec během kopulace uvolní gamety uvnitř ženy a končí tvorbou zygoty, což je buňka, která je výsledkem fúze pohlavních buněk nebo syngamie.
Hnojení vajíčko, sexuální reprodukce. Program vzdělávání genomiky
Ačkoli všechny živočišné druhy mají interní hnojení (výhradně), k tomuto procesu dochází také u některých oviparózních a ovoviviparózních druhů a ne vždy koreluje s přítomností kopulačních nebo rušivých orgánů.
U zvířat, jejichž reprodukce je charakterizována vnitřním oplodněním, představuje tento proces výhodnou adaptaci na různé podmínky prostředí (což v mnoha případech může být nepříznivé), kterým gamety čelí během vnějšího oplodnění, kromě zajištění většího reprodukční úspěch.
Sexuální reprodukce s interním oplodněním (Obrázek od meineresterampe na www.pixabay.com)
Dobrým příkladem zvířat s vnitřním oplodněním jsou kromě savců, mezi které patří i lidé, ptáci, kteří se přes oviparous zvířata spojují s kloaky tak, aby sperma samce dosáhlo vaječných buněk samice uvnitř ženy.
Proces vnitřního hnojení
Během pohlavního rozmnožování dvou zvířat dochází k vnitřnímu oplodnění, když samec uloží své spermatické buňky do dutiny samice, v níž se vyskytuje syngamie nebo fúze pohlavních buněk, které vedou ke vzniku zygoty. že se potom vytvoří embryo a později dítě.
Ačkoli to není zahrnuto v popisu procesu, vnitřní oplodnění znamená, že dříve u dvou zvířat, která se rozmnožují, došlo k gametogenezi, tj. K tvorbě spermatozo v reprodukčním orgánu samce a vajíčka nebo oocells v ženském reprodukčním orgánu.
K tomu, aby proběhlo vnitřní oplodnění, je potom nezbytné, aby se muž dostal do kontaktu se ženou, u které obvykle existují různé strategie páření, jejichž úspěch závisí mnohokrát na různých hormonálních a / nebo environmentálních signálech.
Sexuální reprodukce s interním oplodněním (Obrázek Murad Swaleh na www.pixabay.com)
Ne všechny druhy s vnitřním oplodněním mají specializované kopulační orgány, ale v těch, které existují, je to obvykle penis s retrakční kapacitou a vulva, který má specifické úpravy, aby obdržel mužský orgán u každého druhu.
V závislosti na typu zvířete může vývoj sexuálních buněk vyvrcholit během kopulace, jako je tomu u lidí, u nichž spermie vyžadují specifické signály a faktory, které se nacházejí v reprodukčním traktu ženy, aby dokončily svůj pohlavní styk zrání.
V jiných případech oocells také vyžadují přítomnost spermií v ženském reprodukčním systému, aby se "aktivovaly" nebo "připravily" na příchod spermatu.
Jakmile se pohyblivé spermie spojí s vajíčkovou buňkou uvnitř samice, „pronikne“ do membrán, které ji obvykle zakrývají a chrání, a uvolňuje cytosolický obsah uvnitř vajíčka. Následující obrázek ukazuje, jak lidské sperma dosáhne vajíčka.
Následně se jádro haploidního spermatu (s polovinou chromozomálního náboje samce) spojí s haploidním jádrem oocell (s polovinou chromosomálního náboje ženy) a vytvoří diploidní strukturu zvanou „zygota“. který mísí genetický materiál obou rodičů.
Výhoda
Pigeons páření
Na rozdíl od vnějšího oplodnění si vnitřní proces oplodnění nezaslouží produkci a uvolnění obrovského množství pohlavních buněk, zejména od samců, což znamená metabolickou výhodu, protože na gametogenezi je přiděleno méně zdrojů.
Protože ke kontaktu a fúzi pohlavních buněk dochází v uzavřeném prostoru, za podmínek konstantního pH, slanosti a teploty, může vnitřní hnojení znamenat výhodu pro úspěch nebo přežití potomstva, zejména pro ty druhy zvířat, které mají větší rodičovská péče.
Gestace (Obrázek redgular na www.pixabay.com)
Kromě toho je pravděpodobnost kontaktu mezi reprodukčními mužskými a ženskými pohlavními buňkami mnohem vyšší v uzavřené dutině uvnitř ženy než ve vodním prostředí, kde dochází k vnějšímu oplodnění (což je typické pro vodní živočichy, jako jsou ryby). a obojživelníci).
Nevýhody
Jednou z hlavních nevýhod procesu hnojení nebo vnitřního hnojení je to, že počet produkovaných potomků je nižší, což je patrné z hlediska únosnosti ženy, v jejímž specializovaném uspořádání se proces vyskytuje. syngamie a počátečního vývoje potomstva.
Podobně a na rozdíl od toho, co se děje s vnějším oplodněním, tento proces vyžaduje větší úsilí rodičů o nalezení partnera, protože kontakt mezi mužem a ženou je nezbytný.
Další z nevýhod, které lze s ohledem na vnitřní oplodnění zdůraznit, je, že největší účast mají ženy, protože výživa potomstva v placentě (viviparous), péče o vejce v hnízdě (oviparous)) nebo zajištění vývoje vajec v jeho vnitřku až do vylíhnutí mláďat (ovoviviparous).
Rodičovská péče (Obrázek od gilbertobal na www.pixabay.com)
Nevýhodou může být také rozsáhlý požadavek na větší rodičovskou péči u mnoha vnitřně oplodněných druhů, protože potomci často nejsou schopni se starat o sebe po dlouhou dobu po narození.
Příklady vnitřního oplodnění
Všechna savčí zvířata, protože jsou živí (z těch, jejichž potomci se vyvíjejí uvnitř matky a rodí se naživu), mají vnitřní oplodnění. Příklady těchto zvířat jsou:
- Lidská bytost
- Velryby a delfíny
- Kočky a psi (všechny kočky a psi)
- veverky, myši, krysy, králíci, morčata a další hlodavci
- Krávy, prasata a koně
- Sloni, nosorožci a žirafy
- Mezi ostatními
Rodičovská péče (Obrázek Holger Detje na www.pixabay.com)
Některá oviparous a ovoviviparous zvířata také mají vnitřní fertilizaci a mezi nimi nejvýznamnější skupina je to ptáků a plazů. Ačkoli u vodních živočichů převládá vnější hnojení, některé druhy ryb a obojživelníků jsou charakterizovány vnitřním oplodněním.
Hlavní rozdíly mezi těmito skupinami zvířat s vnitřním oplodněním spočívají v „metodě“, protože ne všechny druhy mají pro tento účel specializované kopulační orgány (například lidské).
Sexuální reprodukce s interním oplodněním (Obrázek od Elsemargriet na www.pixabay.com)
Sexuální buňky všech ptáků a některých druhů plazů přicházejí do styku díky „fúzi“ jejich kloaků, zatímco u jiných druhů zvířat samci produkují určitý druh nádob zvaných „spermatophores“, které se plní spermatem a že se ukládají v kloakách žen, kde dochází k vnitřnímu oplodnění.
V rostlinách
Vnitřní hnojení je také typické pro většinu suchozemských rostlin. V kvetoucích rostlinách pylové zrno klíčí na stigmatu a vytváří trubici uvnitř stylu, který umožňuje vyprázdnění mikropórů v blízkosti vajíčka (ve vaječníku).
Tyto mikropóry jsou schopny fúzovat s ovulemi obsaženými ve vaječníku a tak produkovat zygota, která dá vzniknout embryu, které bude „zapouzdřeno“ v semenech.
Reference
- Hickman, CP, Roberts, LS, Larson, A., Ober, WC, & Garrison, C. (2001). Integrované základy zoologie (roč. 15). New York: McGraw-Hill.
- Kardong, KV (2002). Obratlovci: srovnávací anatomie, funkce, vývoj (č. QL805 K35 2006). New York: McGraw-Hill.
- Moore, KL, Persaud, TVN a Torchia, MG (2018). Vyvíjející se kniha o člověku: Klinicky orientovaná embryologie. Elsevier Health Sciences.
- Nabors, MW (2004). Úvod do botaniky (č. 580 N117i). Pearson.
- Solomon, EP, Berg, LR a Martin, DW (2011). Biologie (9. edn). Brooks / Cole, Cengage Learning: USA.