Pro koho je charakteristické vnitřní oplodnění, co je podstatou tohoto procesu a jaký je jeho biologický význam? Na tyto a mnoho dalších otázek můžete odpovědět, když si přečtete náš článek.
Co je sexuální rozmnožování
Rozmnožování je jednou z vlastností všech živých organismů. Tento proces zajišťuje kontinuitu generací. Pohlavní rozmnožování vytváří nové kombinace genetického materiálu, a tím i vlastnosti organismů. Právě tento proces je základem dědičnosti a variability.
Pohlavní rozmnožování se nazývá rozmnožování, kterého se účastní gamety. Jedná se o specializované buňky obsahující sadu haploidních chromozomů. V přírodě to mohou provádět rostliny i zvířata.
Struktura gamet
Proces fúze gamet je oplodnění. Vnitřní nebo vnější oplodnění provádějí pouze zárodečné buňky. Existují samčí a samičí gamety - spermie a vajíčka. Mají výrazné rozdíly ve struktuře. Ženské zárodečné buňky tedy nejsouschopné pohybu a obsahovat dostatečný přísun živin. Je to dáno tím, že právě na základě ženských gamet se budoucí organismus vyvíjí. Samčí pohlavní buňky rostlin také nejsou schopné pohybu, takže procesu oplození u těchto organismů předchází opylení.
Gamety jsou struktury, které mají jednu nebo haploidní sadu chromozomů. A taková struktura není náhodná. Faktem je, že dospělý organismus musí mít sadu dvojitých (diploidních) chromozomů. To je možné pouze s fúzí haploidních gamet.
Vnější a vnitřní oplodnění
Oplodnění je spojení genetického materiálu zárodečných buněk. V závislosti na místě, kde tento proces probíhá, existuje několik typů. Vnější oplodnění probíhá mimo tělo samice. V přírodě se vyskytuje u obojživelníků a ryb. Vnitřní oplodnění je charakteristické pro typicky suchozemská zvířata: plazy, ptáky, savce.
Funkce vnějšího oplodnění
Vnější neboli vnější oplodnění začíná odstraněním zárodečných buněk ven. Konvergence organismů tedy v tomto případě není vůbec nutná. Navzdory tomu se v přírodě často vyskytuje hromadění chovných jedinců. Například ryby nebo žáby během tření.
Vnější oplodnění, vnitřní nebo střední typ začíná procesem inseminace. Jeho podstata spočívá v konvergenci zárodečných buněk. Vědci zjistili, že při vnějším oplodnění, téměř okamžitě po kontaktu buněk, dochází ke změnám elektrických impulsů vaječných membrán. A po 7 sekundách je obsah gamet již spojen, což má za následek vytvoření zygoty. Mnohokrát se dělí a postupně vytváří mnohobuněčné embryo.
Samice, která se vyznačují vnějším oplodněním, současně vypouštějí do vody velké množství vajíček. Například ryby hodí několik tisíc jiker najednou. Jen malá část z nich se pohnojí a promění se v potěr. Zbytek se stane kořistí vodních živočichů.
Jaká je výhoda vnitřního oplodnění
K vnitřnímu oplodnění zvířat dochází v pohlavních kanálcích samic. Zde se nachází nehybné vajíčko. Spermie se k ní přiblíží v důsledku pohlavního styku. Již bylo zjištěno, že ve většině případů proniká do vajíčka pouze jaderná látka samčí gamety. Jeho cytoplazma se prakticky neúčastní procesu tvorby nového organismu.
Hlavní výhodou vnitřního oplodnění je, že plod je relativně neovlivňován nepříznivými podmínkami prostředí. K jeho vývoji po určitou dobu dochází uvnitř těla matky. Poskytuje embryu vše potřebné: teplo, vlhkost, kyslík, živiny. Během oplodnění uvnitř těla se navíc výrazně zvyšuje pravděpodobnost splynutí gamet, což u takových jedinců určuje stabilitu reprodukčního procesu. PodleZ těchto důvodů je počet samičích gamet schopných oplodnění mnohem menší ve srovnání se zvířaty, která je uvolňují do prostředí.
Konkrétní vajíčko je oplodněno jednou spermií. Proč ale mnoho organismů rodí několik jedinců najednou, nebo dokonce desítky? To je možné dvěma způsoby. V prvním případě se k oplodnění dostane několik vajíček najednou, z nichž každé je spojeno se samostatnou samčí gametou. V tomto případě se v osobě rodí bratrská dvojčata. Mohou být stejného nebo různého pohlaví a nejsou si o nic podobnější než sourozenci. Jednovaječná dvojčata vznikají rozdělením zygoty na několik částí. V tomto případě člověk porodí děti stejného pohlaví, které jsou si podobné jako dvě kapky vody.
Pohlavní rozmnožování rostlin
Květoucí rostliny také procházejí oplodněním - vnitřním. Zástupci této systematické jednotky mají řadu rysů, které se projevují během sexuálního procesu. Provádí ji generativní orgán – květ. Procesu fúze gamet předchází opylení. Jeho podstata spočívá v přenosu samčích zárodečných buněk na stigma pestíku pomocí větru, hmyzu, vody nebo člověka.
Dvojité oplodnění
Dále dvě spermie spolu s klíčící zárodečnou trubicí sestupují do spodní rozšířené části pestíku - vaječníku. Zde dochází k fúzi jedné spermie se ženskou gametou a druhé s centrální zárodečnou buňkou. Proto takovéoplodnění se nazývá dvojité. Výsledkem je vytvoření embrya obklopeného rezervní živinou, endospermem a skořápkou. Jinými slovy, semeno.
Tento proces dal moderním kvetoucím rostlinám dominantní postavení na planetě. Vajíčko a embryo jsou spolehlivě chráněny stěnami vaječníku a semeno obsahuje nezbytnou zásobu živin a vody nezbytné pro růst a vývoj dospělé rostliny.
Typ hnojení a stanoviště zvířat
Je snadné vysledovat závislost biotopu organismů a typu jejich oplodnění. Ke splynutí gamet ve vnějším prostředí tedy dochází ve vodě, kde se zpočátku vyvíjí zárodek organismů s vnějším oplodněním. Navíc je tento proces možný pouze v neutrálním nebo alkalickém prostředí a v kyselém se stává nemožným.
Vznik vnitřního oplodnění v procesu evoluce je spojen s výskytem strunatců na souši. Život zástupců tohoto typu mimo vodu byl možný právě díky této vlastnosti. K vnitřnímu oplodnění u plazů dochází uvnitř těla samice, kde se embryo zpočátku vyvíjí. Nachází se ve vejci, které obsahuje bohatou zásobu látek a většina je pokryta hustými skořápkami. Nárůst množství žloutku kompenzuje absenci larválního stadia v ontogenezi plazů. A vzhled hustých skořápek umožňuje vyvinout vejce na souši a spolehlivě chrání před vysycháním a mechanickým poškozením.
Ontogeneze mnohobuněčných živočichů
Zygota, která vzniká v důsledku oplodnění, se začne mnohokrát dělit. Po určité době se již skládá z řady buněk – blastomer. Dále začíná stadium gastruly, které se vyznačuje kladením zárodečných vrstev. Proces vývoje embrya pokračuje tvorbou orgánů a jejich systémů.
Individuální vývoj mnohobuněčných živočichů zahrnuje embryonální a postembryonální období. U organismů s vnitřním oplodněním dochází k prvnímu oplození v organismu matky nebo uvnitř vajíčka. Tím je zajištěna vyšší úroveň vývoje zvířat a také jejich schopnost samostatného života po narození. Od okamžiku narození začíná postembryonální období. Hnojení, vnitřní nebo vnější, určuje budoucí typ vývoje organismů. V prvním případě se vyskytuje bez larválního stadia. Novorozený jedinec se přitom od zralého mírně liší. Tento typ vývoje se nazývá přímý. Ryby a obojživelníci však procházejí larválním stádiem, během kterého se dále vyvíjejí a dosahují úrovně organizace dospělých zástupců.
Vnitřní oplodnění je tedy proces fúze zárodečných buněk uvnitř těla ženy. Oproti vnějšku má řadu významných výhod: vyšší pravděpodobnost splynutí gamet, jejich nezávislost na vnějších podmínkách a zajištění vyšší životaschopnosti budoucích jedinců.
