Reproducția este capacitatea organismelor de a-și reproduce propriul fel. Reproducerea este una dintre caracteristicile cheie ale tuturor viețuitoarelor, de aceea este necesar să înțelegem semnificația biologică a fertilizării. Această problemă a fost studiată acum la un nivel în alt, de la etapele principale până la mecanismele moleculare și genetice.
Ce este fertilizarea
Fertilizarea este un proces biologic natural de fuziune a două celule germinale: masculin și feminin. Gameții masculini sunt numiți spermatozoizi, în timp ce gameții feminini sunt numiți ouă.
Următorul pas după fuziunea celulelor germinale este formarea unui zigot, care poate fi considerat un nou organism viu. Zigotul începe să se dividă prin mitoză, crescând numărul celulelor sale constitutive. Embrionul se dezvoltă din zigot.
Există un număr mare de tipuri de ouă și metode de zdrobire. Toate depind de apartenența taxonomică a organismului viu luat în considerare, precum și de gradul de dezvoltare evolutivă a acestuia.
Care este semnificația biologică a fertilizării
Reproducția este principala adaptare pentru procreare. Viitorul speciei depinde de abilitățile de reproducere ale speciei în cauză, astfel încât diferitele animale și plante au propriile modalități de adaptare pentru a îmbunătăți calitatea întregului proces.
De exemplu, lupii și leoaicele își protejează întotdeauna descendenții de potențialii prădători. Acest lucru crește rata de supraviețuire a puilor și le garantează adaptabilitatea la condițiile de viață în viitor. Peștii depun un număr mare de ouă deoarece șansa de fertilizare externă în mediul acvatic este destul de redusă. Drept urmare, din mii de potențiali alevini, doar câteva sute se dezvoltă.
Semnificația biologică a fertilizării este aceea că două celule germinale din organisme diferite se unesc și formează un zigot care poartă caracteristicile genetice ale ambilor părinți. Aceasta explică diferența dintre rude între ele. Și acest lucru este bine, deoarece schimbarea fondului genetic al oricărei populații este un mecanism adaptativ evolutiv. Progeniți, generație după generație, devin mai buni decât părinții lor. În condițiile unei schimbări treptate a mediului (schimbări climatice, apariția de noi factori externi), abilitățile de adaptare sunt întotdeauna adecvate.
Și care este semnificația biologică a fertilizării la nivel biochimic? Să aruncăm o privire:
- Aceasta este formarea finală a oului.
- Aceasta este determinarea sexului viitorului embrion datorită genelor corespunzătoare aduse de gameții masculini.
- În sfârșit, fertilizarea joacă un rolîn refacerea unui set diploid de cromozomi, deoarece celulele germinale sunt individual haploide.
Propagarea plantelor cu flori
Plantele au unele caracteristici de reproducere în comparație cu animalele. Reprezentanții angiospermelor, care se caracterizează prin fertilizare dublă (descoperită de omul de știință rus Navashin în 1898), necesită o atenție specială.
Structurile care determină sexul la plantele cu flori sunt staminele și pistilurile. Polenul, care constă dintr-un număr mare de boabe, se coace în stamine. Un bob conține două celule: vegetativă și generativă. Granulele de polen sunt acoperite cu două cochilii, iar cea exterioară are întotdeauna unele excrescențe și adâncituri.
Pistilul este o structură în formă de pară, constând dintr-un stigmat, stil și ovar. În ovar se formează unul sau mai multe ovule, în interiorul cărora celulele germinale feminine se vor maturiza.
Când un grăunte de polen lovește stigmatizarea unui pistil, celula vegetativă începe să formeze un tub de polen. Acest canal este relativ lung și se termină la micropilul ovulului. În același timp, celula generatoare se divide prin mitoză și formează doi spermatozoizi care, prin tubul polen, intră în țesutul ovulului.
De ce doi spermatozoizi? Cum diferă semnificația biologică a fertilizării la plante de același proces la animale? Cert este că sacul embrionar al ovulului este reprezentat de șapte celule, printre care se află și un haploid.gametul feminin și celula centrală diploidă. Ambele se vor fuziona cu spermatozoizii, formând un zigot și, respectiv, un endosperm.
Semnificația biologică a fertilizării duble la plante
Formarea semințelor este o caracteristică importantă a reproducerii la angiosperme. Pentru a se maturiza pe deplin în sol, are nevoie de o cantitate mare de nutrienți, care vor include diverse enzime, carbohidrați și alte componente organice/anorganice.
Endospermul la angiosperme este triploid, deoarece celula centrală diploidă a sacului embrionar a fuzionat cu sperma haploidă. Aceasta este semnificația biologică a fertilizării la plante: setul triplu de cromozomi contribuie la rata mare de creștere a masei țesutului endosperm. Drept urmare, sămânța primește o mulțime de nutrienți și rezerve de energie pentru germinare.
Tipuri de semințe
În funcție de soarta endospermului, există două tipuri principale de semințe:
- Semințe de plante monocotiledone. Ele arată clar un endosperm bine dezvoltat, care ocupă un volum mai mare. Cotiledonul este redus și prezentat sub formă de scut. Acest tip de sămânță este tipic pentru toți reprezentanții cerealelor.
- Semințe de plante dicotiledonate. Aici, endospermul fie este absent, fie rămâne sub formă de mici acumulări de țesut la periferie. Funcția nutritivă a unor astfel de semințe este îndeplinită de doi cotiledoane mari. Exemple de plante: mazăre, fasole, roșii, castraveți,cartofi.
Concluzii
Desigur, ar fi o greșeală să numim o astfel de fertilizare dublă, deoarece acum cunoaștem principalele caracteristici și funcții ale acestui proces. Când celula centrală fuzionează cu spermatozoizii, nu se formează niciun zigot, iar setul genetic rezultat devine triplu. La urma urmei, o sămânță nu constă din doi embrioni independenți.
Cu toate acestea, semnificația biologică a fertilizării duble este cu adevărat grozavă. Semințele necesită o cantitate mare de substanțe organice și anorganice în timpul germinării, iar această problemă este rezolvată prin formarea unui endosperm triploid.
