Η κυκλική συνέχεια των ζωντανών όντων βρίσκει στα φαινόμενα της αναπαραγωγής τους συνδέσμους μεταξύ διαδοχικών γενεών.
Η αναπαραγωγή πραγματοποιείται σε διαφορετικά επίπεδα της εξελικτικής κλίμακας, στους διάφορους κλάδους των φυτικών και ζωικών βασιλείων, στα διαφορετικά ζωντανά είδη, με μια ποικιλία μηχανισμών που μόνο δικαιολογούν μια ολόκληρη πραγματεία.
Μια πρώτη ταξινόμηση των φαινομένων αναπαραγωγής πρέπει να διακρίνει τους μονοκύτταρους οργανισμούς από τους πολυκύτταρους, αφού μόνο στην πρώτη κυτταρική διαίρεση συμπίπτει με την αναπαραγωγή.
Στην πολυκύτταρη αναπαραγωγή μπορεί να είναι αγάμικος ή σεξουαλικός (ή gamica).
Η αναπαραγωγή του Agama, σχετικά λιγότερο συχνή, βασίζεται στον μηχανισμό της μίτωσης, έτσι ώστε η μεταβλητότητα του είδους να ανατεθεί μάλλον στην επανειλημμένη εμφάνιση μεταλλάξεων.
Υπάρχουν επίσης διάφοροι μηχανισμοί, όπως στροβιλισμός, σπορίωση κλπ., Ενώ στα φυτά βρίσκουμε γνωστές αναγεννητικές μορφές στη γεωργία (μοσχεύματα, στρωματοποίηση κλπ.).
Ο πιο διαδεδομένος αναπαραγωγικός μηχανισμός στις ανώτερες μορφές είναι, ωστόσο, ο σεξουαλικός, που αντιστοιχεί στην εμφάνιση της μείωσης, του σχηματισμού και των γαμετών και της σύντηξης τους στο ζύγω (γονιμοποίηση).
Στα πρωτόγονα είδη οι γαμέτες δεν διαφοροποιούνται μορφολογικά: στην περίπτωση αυτή μιλάμε για ισογαμία. Υπάρχουν, πάντως, δύο σειρές γαμετών που αναγνωρίζονται με τα σύμβολα (+) και (-) και η γονιμοποίηση μπορεί να πραγματοποιηθεί μόνο από τη συνάντηση των γαμετών με το αντίθετο σημάδι: υπάρχει λοιπόν μια βιολογική διαφορά, που δεν εκφράζεται ακόμη μορφολογικά.
Καθώς εξελίσσεται η εξελικτική κλίμακα, εμφανίζεται η μορφολογική και λειτουργική διαφοροποίηση στην οποία διακρίνουμε έναν τύπο θηλυκών γαμετών γενικά προικισμένων με άφθονο εφεδρικό υλικό (το νεττοπλάσμα ή τον μόσχο, το οποίο θα εξασφαλίσει την ανάπτυξη του εμβρύου μέχρι να μπορεί να είναι μεταβολικά ανεξάρτητο ) και έναν τύπο αρσενικών γαμετών με κινητικότητα για να φτάσουν σε θηλυκά. Οι γαμετοί είναι πάντα απλοειδείς και είναι το αποτέλεσμα της μείωσης. Η σύντηξη τους δημιουργεί το διπλοειδές ζύγω.
Μεταξύ meíosi και zygote μπορεί να εμφανιστεί μια σειρά από απλοειδείς κυτταρικές γενιές, καθώς μεταξύ ζυγώτη και μείωσης μπορεί να προκύψει μια σειρά διπλοειδών κυτταρικών γενεών, με τις διαφορετικές ποικιλίες γενετικών κύκλων που εκφράζονται από την εναλλαγή γενεών.
Ένα είδος διπλωμάτων (με έναν διπλοειδή οργανισμό) χαρακτηρίζεται από τη γαμήλια μείωση: η μεΐωση παράγει απευθείας τους γαμέτες, οι οποίοι τήκονται αμέσως ανασυνθέτοντας την διπλοειδή κατάσταση. Αυτή είναι η επικρατούσα περίπτωση των Metazoans, συμπεριλαμβανομένου του ανθρώπου.
Γαμετογένεση
Λαμβάνοντας υπόψη την αναπαραγωγή με τη γαμήλια λιθίαση, όπως συμβαίνει στον άνθρωπο, ας ξεκαθαρίσουμε πώς εισάγεται η μεΐωση στη γαμετογένεση (σχηματισμός γαμετών).
Στην εμβρυϊκή ανάπτυξη, της αρσενικής και της γυναικείας γαμετογένεσης (που ονομάζεται σπερματογένεση και ογκογένεση), υπάρχει μια πρώιμη διαφοροποίηση μεταξύ των κυττάρων που προορίζονται για το σώμα (σωματική γραμμή) και αυτών που προορίζονται για την παραγωγή γαμετών. Τα αρχικά κύτταρα της γενετικής γραμμής καλούνται protogons. Με τη διαφοροποίηση της γοναδίας στην αρσενική ή θηλυκή έννοια, η διαφοροποίηση των γεννητικών κυττάρων συμβαίνει αντίστοιχα σε σπερματογονία και ωογóνα.
Εξετάζοντας τη σπερματογένεση, βλέπουμε ότι υπάρχει μια σειρά κυτταρικών γενεών στη σπερματογόνα, μια σειρά που συνεχίζεται καθ 'όλη τη ζωή. Μόνο ένα μέρος της σπερματογλοίας που παράγεται συνεχώς διαφέρει από τον κανονικό μιτωτικό κύκλο και αρχίζει αρχικά τον μειοτικό κύκλο.
Το γενετικό κύτταρο στο οποίο θα αρχίσει η μεΐωση (αναγωγή και στη συνέχεια πρώτη διαίρεση) ονομάζεται σπερματοκύτταρο πρώτης τάξης. η διαίρεσή του προέρχεται από δύο σπερματοκύτταρα δεύτερης τάξης, τα οποία με τη δεύτερη διαίρεση δίνουν συνολικά τέσσερα σπερματοζωάρια.
Μπορούμε να αποφοιτήσουμε τη μείωση της χρωμοσωμικής εξάρτησης από 4n σπερματοκυττάρων πρώτης τάξης (μετά την ανάπλαση υπάρχουν τέσσερα χρωματογραφικά για κάθε ζεύγος ομολόγων) στο δεύτερο από τα σπερματοκύτταρα δεύτερης τάξης και στο n των σπερματικών κυττάρων, όπως ήδη είδαμε μεΐωση, η οποία έτσι τελειώνει. Τα σπερματοζωάρια είναι επομένως ήδη απλοειδή, αλλά δεν είναι ακόμα ώριμα γαμέτες. Από τη δομή ενός απλοειδούς κυττάρου η λειτουργική ωρίμανση (που ονομάζεται μυθογένεση σπέρματος) μετασχηματίζει τα σπερματοζωάρια σε σπερματοζωάρια, δηλαδή ώριμα αρσενικά γαμέτες.
Στη γυναικεία γαμετογένεση (ή ωογένεση), παρατηρούνται διαφορετικές διαφορές. Καταρχήν, ο αριθμός των γαμετών που πρέπει να παρασκευαστούν είναι πολύ μικρότερος. Εκτιμάται ότι περίπου 5 Χ 105 ωάρια παρασκευάζονται στις γοναδές μιας γυναίκας του ανθρώπινου είδους. από αυτούς, μόνο 400 περίπου ενδιαφέρονται για ωρίμανση των ωοθυλακίων και για την επακόλουθη απόρριψη, σε έναν κύκλο που συνήθως περιλαμβάνει μόνο ένα θύλακα το μήνα για μια γόνιμη περίοδο περίπου 35 ετών.
Ο διαφορετικός αριθμός των γαμετών που παρασκευάζονται στα δύο φύλα αντιστοιχεί στη διαφορά στη λειτουργία και τη συμπεριφορά που ήδη αναφέρθηκε: τα σπερματοζωάρια είναι μικρά, κινητά και πολυάριθμα σε σχέση με την ανάγκη αναζήτησης του αυγού και τη χαμηλή πιθανότητα εύρεσης αυτού. τα αυγά είναι μεγάλα, αδρανή και λίγα σε σχέση με τη λειτουργία της εγγύησης στο εβρύο του αποθεματικού υλικού και της προστασίας που τους παρέχεται με εσωτερική λίπανση (φυσικά, σε είδη με εξωτερική γονιμοποίηση, ακόμη και τα αυγά πρέπει να είναι πολυάριθμα).
Η ανάγκη παροχής γαμετών με εφεδρικό υλικό αντιστοιχεί στην παρουσία, στην οογένεση, μίας φάσης σύλληψης της μείωσης, κατά την οποία τα χρωμοσώματα αποστειρώνονται εν μέρει. Στη συνέχεια παρατηρούμε τα λεγόμενα «φτερωτά χρωμοσώματα», στα οποία μια σειρά εξωθήσεων εντοπίζει τα χαρακτηριστικά στα οποία τα γονίδια που είναι υπεύθυνα για τη σύνθεση του δευτοπλάσματος απορυθμίζονται.
Ο μικρότερος αριθμός που απαιτείται για θηλυκά γαμέτες αντιστοιχεί επίσης στο γεγονός ότι, από τα τέσσερα απλοειδή κύτταρα που παράγονται από τη μείωση, μόνο ένα δέχεται όλο το εφεδρικό υλικό και γίνεται γαμέτα, ενώ τα άλλα τρία (τα πολόκυκλα ή τα πολικά σώματα) μόνο χρωμοσωμικό υλικό, δεν μπορεί να δημιουργήσει ζυγώτες και έμβρυα και είναι προορισμένο να υποχωρήσει.
Γονιμοποίηση
Η γονιμοποίηση, δηλαδή η συνάντηση του αρσενικού και θηλυκού γαμέτα, μπορεί να πραγματοποιηθεί με πολύ διαφορετικούς τρόπους.Στο ζωικό βασίλειο μπορούμε να παρατηρήσουμε τη μετάβαση από την εξωτερική γονιμοποίηση (γαμέτες που εκτίθενται σε κάθε περιβαλλοντικό κίνδυνο και επομένως αναγκαστικά πολύ πολυάριθμα στα δύο φύλα) στην εσωτερική γονιμοποίηση, στην οποία η γονική φροντίδα συνδέεται περαιτέρω με τη μεταβολική σχέση των θηλαστικών μεταξύ μητέρας και εμβρύου.
Η γονιμοποίηση, αφού γίνει η συνάντηση των γαμετών του αντίθετου φύλου, πρέπει να γίνει με την εγγύηση δύο προϋποθέσεων: της ιδιαιτερότητας και της μοναδικότητας. Με άλλα λόγια, πρέπει να διασφαλιστεί ότι το σπερματοζωάριο είναι του ίδιου είδους με το αυγό και ότι, μόλις εισέλθει στην πρώτη, κανένας άλλος δεν θα εισέλθει.
Η ειδικότητα εξασφαλίζεται από τα βιοχημικά χαρακτηριστικά του ακροσώματος και της επιφάνειας του αυγού. Στην πραγματικότητα, μιλάμε για αντιδράσεις μεταξύ «fertilisine» και «antifertilisine», με εξειδίκευση συγκρίσιμη με εκείνη της συνάντησης μεταξύ των ενζύμων και του υποστρώματος.
Η μοναδικότητα της γονιμοποίησης εξασφαλίζεται από μια τροποποίηση της επιφανειακής δομής του ωαρίου ("φλοιώδης αντίδραση") η οποία αρχίζει ακριβώς κατά τη στιγμή της πρώτης αντίδρασης ειδικής φετιλλισίνης / αντιφερλιζίνης. μετά από αυτή την αντίδραση η μεμβράνη του αυγού μεταβάλλεται, έτσι ώστε τα άλλα πιθανά σπερματοζωάρια που το φθάνουν να μην είναι πλέον σε θέση να ξεκινήσουν την ειδική αντίδραση γονιμοποίησης.
Μετά τη γονιμοποίηση, η ουρά του σπερματοζωάκου παραμένει εξωτερική του αυγού, ενώ το χρωμοσωμικό υλικό διεισδύει. Αυτό, που ονομάζεται «ανδρικό προπύκτιο», ενώνει τον «θηλυκό προπύκτιο» του αυγού που σχηματίζει έτσι τον διπλοειδή πυρήνα του ζυγώτη.
Επεξεργασμένο από: Lorenzo Boscariol
