Оплодотворение это в биологии – Биология для студентов — 49. Оплодотворение. Биологический смысл

Биология для студентов — 49. Оплодотворение. Биологический смысл

Оплодотворение—это процесс объединения мужской и женской гамет, который приводит к формированию зиготы и последующему развитию нового организма. В процессе оплодотворения происходит установление диплоидного набора хромосом в зиготе, что определяет выдающееся биологическое значение этого процесса.

В зависимости от видовой принадлежности организмов у животных, размножающихся половым путем, различают наружное и внутреннее оплодотворение.

Наружное оплодотворение происходит в окружающей среде, в которую поступают мужские и женские половые клетки. Например, наружным является оплодотворение у рыб. Выделяемые ими мужские (молока) и женские (икра) половые клетки поступают в воду, где и происходит их «встреча» и объединение.

Внутреннее оплодотворение обеспечивается переносом сперматозоидов из мужского организма в женский в результате полового акта. Такое оплодотворение встречается у млекопитающих, причем центральным моментом здесь является исход встречи между половыми клетками. Считают, что в яйцеклетку этих животных проникает ядерное содержимое лишь одного сперматозоида. Что касается цитоплазмы сперматозоида, то у одних животных она поступает в яйцеклетку в небольшом количестве, у других совсем не поступает в яйцеклетку. У человека оплодотворение происходит в верхней части фаллопиевой трубы, причем в оплодотворении, как и у других млекопитающих, участвует лишь один сперматозоид, ядерное содержимое, которого поступает в яйцеклетку. Иногда в фаллопиевой трубе может оказаться не одна, а две или более яйцеклеток, в результате чего возможно рождение двоен, троен и т. д.

В результате оплодотворения в оплодотворенной яйцеклетке восстанавливается диплоидный набор хромосом. Яйцеклетки способны к оплодотворению в течение примерно 24 часов после овуляции, тогда как оплодотворяющая способность сперматозоидов сохраняется до 48 часов. 

В зависимости от количества особей, принимающих участие в половом размножении, различают: 

• перекрестное оплодотворение-оплодотворение, в котором принимают участие гаметы, образованные разными организмами
• самооплодотворение-оплодотворение, при котором сливаются гаметы, образованные одним и тем же организмом (ленточные черви).

Существует два типа оплодотворения: моно- и полиспермия.

При моноспермии благодаря особым механизмам в яйцеклетку проникает лишь один сперматозоид. Этот вид оплодотворения широко распространен у животных с наружным осеменением, хотя свойствен также и млекопитающим.

При полиспермии в яйцеклетку проникает до нескольких десятков сперматозоидов, однако ядро только одного из них соединяется с женским пронуклеусом, остальные посредством специальных механизмов исключаются из развития. Этот тип оплодотворения присущ животным с внутренним осеменением (членистоногие, моллюски, хордовые). Оболочка яйцеклетки насекомых и многих рыб содержит отверстия, через которые сперматозоиды проникают в яйцеклетку. У млекопитающих такие отверстия отсутствуют, и, чтобы достигнуть ооплазмы, сперматозоиды должны пройти через толщу оболочек. Для этого у сперматозоида имеются специальные органеллы-акросомы, располагающиеся на вершине его головки. Погрузившись в ооплазму, головка сперматозоида ориентируется в глубь яйцеклетки и претерпевает сложные изменения. При этом его ядро постепенно преобразуется в мужской

пронуклеус. Эти преобразования идут одновременно с формированием женского пронуклеуса. Мужской и женский пронуклеусы сближаются в центре яйцеклетки и затем сливаются, образуя единое ядро зиготы. На этом завершается процесс оплодотворения. Образовавшаяся после оплодотворения зигота постепенно продвигается по направлению к матке и выходит в нее через несколько суток.

Биологическое значение оплодотворения состоит в том, что при слиянии мужских и женских половых клеток, происходящих обычно из разных организмов, образуется новый организм, несущий признаки отца и матери. Т.е. при слиянии гамет восстанавливается диплоидный набор хромосом, а новый организм несет наследственную информацию и признаки двух родителей. Это увеличивает разнообразие признаков организмов, повышает их жизненную стойкость и адаптационные свойства.

vseobiology.ru

Биология — Оплодотворение

Оплодотворение

Оплодотворение – это процесс слияния половых клеток. В результате оплодотворения образуется диплоидная клетка – зигота, это начальный этап развития нового организма. Оплодотворению предшествует выделение половых продуктов, т. е. осеменение. Существует два типа осеменения:

1) наружное. Половые продукты выделяются во внешнюю среду;

2) внутреннее. Самец выделяет половые продукты в половые пути самки.

Оплодотворение состоит из трех последовательных стадий: сближения гамет, активации яйцеклетки, слияния гамет (сингамии), акросомной реакции.

Сближение гамет

Обусловлено совокупностью факторов, повышающих вероятность встречи гамет: половой активностью самцов и самок, избыточной продукцией сперматозоидов, крупными размерами яйцеклеток, выделение гаметами гамонов (специфических веществ, способствующих сближению и слиянию половых клеток). Яйцеклетка выделяет гиногамоны, которые обусловливают направленное движение к ней сперматозоидов (хемотаксис), а сперматозоиды выделяют андрога-моны.

Акросомная реакция – это выброс протеолитических ферментов, которые содержатся в акросоме сперматозоида. Под их влиянием происходит растворение оболочек яйцеклетки в месте наибольшего скопления сперматозоидов. Снаружи оказывается участок цитоплазмы яйцеклетки, к которому прикрепляется только один из сперматозоидов. После этого плазматические мембраны яйцеклетки и сперматозоида сливаются, образуется цитоплазматический мостик, сливаются цитоплазмы обеих половых клеток. Далее в цитоплазму яйцеклетки проникают ядро и цен-триоль сперматозоида, а его мембрана встраивается в мембрану яйцеклетки. Хвостовая часть сперматозоида отделяется и рассасывается.

Активация яйцеклетки происходит в результате контакта ее со сперматозоидом. Имеет место кортикальная реакция, защищающая яйцеклетку от полиспермии.

В яйцеклетке изменяется обмен веществ. Завершается активация яйцеклетки началом трансляционного этапа биосинтеза белка.

Слияние гамет

В то время как в яйцеклетке завершается мейоз, ядро проникшего в нее сперматозоида приобретает другой вид – сначала интерфазного, а затем и профазного ядра. Ядро сперматозоида превращается в мужской пронуклеус: в нем удваивается количество ДНК, набор хромосом в нем соответствует n2c (содержит гаплоидный набор редуплицированных хромосом).

После завершения мейоза ядро превращается в женский пронуклеус и также содержит количество наследственного материала, соответствующее n2c.

Оба пронуклеуса проделывают сложные перемещения внутри будущей зиготы, сближаются и сливаются, образуя синкарион (содержит диплоидный набор хромосом) с общей метафазной пластинкой. Затем формируется общая мембрана, возникает зигота. Первое ми-тотическое деление зиготы приводит к образованию двух первых клеток зародыша (бластомеров), каждая из которых несет диплоидный набор хромосом 2n2c.

cribs.me

4. Оплодотворение у животных. Партеногенез

Оплодотворение — это процесс слияния мужских и женских половых клеток, в результате которого образуется зигота.

Из зиготы развивается зародыш, который дает начало новому организму.

 

У животных процесс оплодотворения начинается с проникновения сперматозоида в яйцеклетку.

 

При соприкосновении головки сперматозоида с оболочкой яйцеклетки содержащиеся в акросоме ферменты выделяется на поверхность оболочки. Под их действием оболочка яйцеклетки в месте контакта растворяется. Содержимое сперматозоида проникает внутрь яйцеклетки.

Оболочка яйцеклетки становится непроницаемой для остальных сперматозоидов и ней  происходит слияние двух ядер. В результате формируется диплоидное ядро зиготы.

 

В оплодотворенной яйцеклетке происходит удвоение ДНК и она готовится к делению.

 

 

У животных существует два способа оплодотворения: наружный и внутренний.

 

При наружном оплодотворении самка выметывает яйцеклетки (икру), а самец — сперму во внешнюю среду. Там и происходит оплодотворение. Такой способ характерен для водных обитателей (рыб, земноводных).

 

При внутреннем оплодотворении слияние гамет происходит в половых путях самки. Такой способ характерен для наземных и некоторых водных обитателей (червей, насекомых, рептилий, птиц, млекопитающих).

 

Биологическое значение оплодотворения состоит в том, что при слиянии гамет восстанавливается диплоидный набор хромосом, а новый

организм приобретает генетическую информацию и признаки обоих родителей.

Партеногенез — разновидность полового размножения, при котором взрослая особь развивается из неоплодотворенной яйцеклетки.

Партеногенез встречается у низших ракообразных (дафний), насекомых (пчел, тлей), у некоторых птиц (индюшек) и чередуется с половым размножением.

 

Из неоплодотворенных яйцеклеток с гаплоидным набором хромосом развивается новый организм. При первом делении митоза после удвоения ДНК хромосомы не расходятся и диплоидный набор восстанавливается.

 

Партеногенез может идти как при благоприятных условиях, так и при неблагоприятных. 

Пример:

У тлей, дафний летом развиваются самки, а осенью из неоплодотворенных яиц развиваются самцы. У пчел из неоплодотворенных яиц развиваются всегда самцы — трутни, а из оплодотворенных — самки (матки) и рабочие пчелы.

www.yaklass.ru

21. Оплодотворение. Биология. Общая биология. 10 класс. Базовый уровень

21. Оплодотворение

Вспомните!

Какой набор хромосом имеет зигота?

Для каких животных характерно наружное оплодотворение?

У каких организмов существует двойное оплодотворение?

Для осуществления полового размножения организму недостаточно просто сформировать половые клетки – гаметы, надо обеспечить возможность их встречи.

Процесс слияния сперматозоида и яйцеклетки, сопровождающийся объединением их генетического материала, называют оплодотворением. В результате оплодотворения образуется диплоидная клетка – зигота, активация и дальнейшее развитие которой приводит к формированию нового организма. При слиянии половых клеток разных особей осуществляется перекрёстное оплодотворение, а при объединении гамет, продуцируемых одним организмом, – самооплодотворение.

Существует два основных типа оплодотворения – наружное (внешнее) и внутреннее.

Наружное оплодотворение. При наружном оплодотворении половые клетки сливаются вне организма самки. Например, рыбы мечут икру (яйцеклетки) и молоку (сперму) прямо в воду, где происходит наружное оплодотворение. Подобным образом осуществляется размножение у земноводных, многих моллюсков и некоторых червей. При наружном оплодотворении встреча яйцеклетки и сперматозоида зависит от самых разных факторов внешней среды, поэтому при таком типе оплодотворения организмы обычно образуют огромное количество половых клеток. Например, озёрная лягушка откладывает до 11 тыс. яиц, атлантическая сельдь вымётывает около 200 тыс. икринок, а рыба-луна – почти 30 млн.

Внутреннее оплодотворение. При внутреннем оплодотворении встреча гамет и их слияние происходит в половых путях самки. Благодаря согласованному поведению самца и самки и наличию специальных совокупительных органов мужские половые клетки поступают непосредственно в женский организм. Так происходит оплодотворение у всех наземных и некоторых водных животных. В этом случае вероятность успешного оплодотворения высока, поэтому половых клеток у таких особей гораздо меньше.

Количество половых клеток, которые образует организм, зависит также от степени заботы родителей о потомстве. Например, треска вымётывает 10 млн икринок и никогда не возвращается к месту кладки, африканская рыбка тиляпия, вынашивающая икру во рту, – не более 100 икринок, а млекопитающие, обладающие сложным родительским поведением, обеспечивающим заботу о потомстве, рождают всего одного или нескольких детёнышей.

У человека, как и у всех остальных млекопитающих, оплодотворение происходит в яйцеводах, по которым яйцеклетка движется по направлению к матке. Сперматозоиды преодолевают огромное расстояние до встречи с яйцеклеткой, и лишь один из них проникает в яйцеклетку. После проникновения сперматозоида яйцеклетка формирует на поверхности толстую оболочку, непроницаемую для остальных сперматозоидов.

Если оплодотворение произошло, яйцеклетка завершает своё мейотическое деление (§ 20) и два гаплоидных ядра сливаются в зиготе, объединяя генетический материал отцовского и материнского организмов. Образуется уникальная комбинация генетического материала нового организма.

Яйцеклетки большинства млекопитающих сохраняют способность к оплодотворению в течение ограниченного времени после овуляции, как правило, не более 24 часов. Сперматозоиды, покинувшие мужскую половую систему, живут тоже очень недолго. Так, у большинства рыб сперматозоиды погибают в воде уже спустя 1–2 минуты, в половых путях кролика живут до 30 часов, у лошадей 5–6 суток, а у птиц до 3 недель. Сперматозоиды человека во влагалище женщины гибнут спустя 2,5 часа, но те, которые успевают добраться до матки, сохраняют жизнеспособность в течение двух и более суток. Существуют в природе и исключительные случаи, например сперматозоиды пчёл сохраняют способность к оплодотворению в семяприёмнике самок в течение нескольких лет.

Оплодотворённая яйцеклетка может развиваться в теле материнского организма, как это происходит у плацентарных млекопитающих, или во внешней среде, как у птиц и пресмыкающихся. Во втором случае она покрывается специальными защитными оболочками (яйца птиц и пресмыкающихся).

У некоторых видов организмов встречается особая форма полового размножения – без оплодотворения. Такое развитие называют партеногенезом (от греч. partenos – девственница, genesis – возникновение) или девственным развитием. В этом случае дочерний организм развивается из неоплодотворённой яйцеклетки на основе генетического материала одного из родителей, и образуются особи только одного пола. Естественный партеногенез даёт возможность резкого увеличения численности потомства и существует в тех популяциях, где контакт разнополых особей затруднён. Партеногенез встречается у животных разных систематических групп: у пчёл, тлей, низших ракообразных, скальных ящериц и даже у некоторых птиц (индеек).

Одним из главных механизмов, который обеспечивает оплодотворение строго внутри вида, является соответствие числа и строения хромосом женских и мужских гамет, а также химическое сродство цитоплазмы яйцеклетки и ядра сперматозоида. Даже если чужеродные половые клетки и соединяются при оплодотворении, это, как правило, приводит к ненормальному развитию зародыша или к рождению стерильных гибридов, т. е. особей, неспособных к деторождению.

Двойное оплодотворение. Особый тип оплодотворения характерен для цветковых растений. Он был открыт в конце XIX в. русским учёным Сергеем Гавриловичем Навашиным и получил название двойного оплодотворения (рис. 67).

Во время опыления пыльца попадает на рыльце пестика. Пыльцевое зерно (мужской гаметофит) состоит всего из двух клеток. Генеративная клетка делится, образуя два неподвижных спермия, а вегетативная клетка, прорастая внутрь пестика, формирует пыльцевую трубку. В завязи пестика развивается женский гаметофит – зародышевый мешок с восемью гаплоидными ядрами. Два из них сливаются, формируя центральное диплоидное ядро. В результате дальнейшего деления цитоплазмы зародышевого мешка образуется семь клеток: яйцеклетка, центральная диплоидная клетка и пять вспомогательных.

Рис. 67. Двойное оплодотворение у цветковых растений

После того как пыльцевая трубка прорастает в основание пестика, спермии, находящиеся внутри неё, проникают в зародышевый мешок. Один спермий оплодотворяет яйцеклетку, – возникает диплоидная зигота; из неё в дальнейшем развивается зародыш. Другой спермий сливается с ядром крупной центральной диплоидной клетки, образуя клетку с тройным хромосомным набором (триплоидную), из которой затем формируется эндосперм – питательная ткань для зародыша. Таким образом, у покрытосеменных растений в оплодотворении участвует два спермия, т. е. осуществляется двойное оплодотворение.

Искусственное оплодотворение. Большое значение в современном сельском хозяйстве имеет искусственное оплодотворение, приём, который широко применяется в селекции при выведении и улучшении пород животных и сортов растений. В животноводстве при помощи искусственного осеменения можно получить многочисленное потомство от одного выдающегося производителя. Сперма таких животных хранится в специальных низкотемпературных условиях и сохраняет жизнеспособность в течение долгого времени (десятки лет).

Искусственное опыление в растениеводстве позволяет осуществлять определённое, заранее запланированное скрещивание и получать сорта растений с необходимым сочетанием родительских свойств.

В современной медицине при лечении бесплодия используется искусственное оплодотворение спермой донора и экстракорпоральное (внетелесное) оплодотворение – метод, разработанный впервые в 1978 г. и известный под названием «ребёнок из пробирки». Этот метод заключается в оплодотворении яйцеклеток вне организма и последующем переносе их назад в матку для продолжения нормального развития.

К 2010 г. с помощью экстракорпорального оплодотворения было зачато уже около 4 млн детей. Однако использование донорской спермы, донорских яйцеклеток и даже суррогатных матерей порождает целый ряд этических и социальных проблем. Многие люди, опираясь на религиозные и моральные соображения, выступают против любых вмешательств в размножение человека, в том числе против экстракорпорального и искусственного оплодотворения.

Вопросы для повторения и задания

1. Что такое оплодотворение?

2. Какие типы оплодотворения вы знаете?

3. В чём заключается процесс двойного оплодотворения?

4. Каково значение искусственного оплодотворения в растениеводстве и животноводстве?

Подумайте! Выполните!

1. Как вы считаете, в чём преимущество двойного оплодотворения у покрытосеменных растений по сравнению с оплодотворением у голосеменных?

2. Достаточно ли знать, что в размножении участвует только одна особь, чтобы сделать вывод о том, что это размножение – бесполое?

3. Объясните, почему при экстракорпоральном оплодотворении часто рождаются близнецы.

4. Организуйте и проведите дискуссию «Экстракорпоральное оплодотворение: за и против».

Работа с компьютером

Обратитесь к электронному приложению. Изучите материал и выполните задания.

Повторите и вспомните!

Растения

Опыление. Двойному оплодотворению у цветковых растений предшествует опыление – перенос пыльцы (пыльцевых зёрен) на рыльце пестика. Опыление осуществляется различными способами. Если пыльца цветка попадает на рыльце пестика этого же цветка, происходит самоопыление. Перенос пыльцы на рыльце пестика другого цветка называют перекрёстным опылением.

Самоопыление характерно для небольшого числа цветковых растений. Учёные считают, что самоопыление возникло вторично, когда какие-то обстоятельства стали препятствовать осуществлению перекрёстного опыления. Биологически самоопыление менее выгодно, поскольку при этом не происходит обмен генетической информации между различными особями вида.

Перекрёстное опыление распространено у покрытосеменных растений гораздо шире, чем самоопыление. Биологически перекрёстное опыление более благоприятно, чем самоопыление, потому что оно даёт возможность объединять генетическую информацию разных особей. Появляются потомки, отличающиеся от родительских особей. Это способствует приспособлению вида к изменяющимся условиям обитания.

Перекрёстное опыление может осуществляться различными способами. Условно их можно разделить на две группы: абиотическое опыление (при помощи ветра или воды) и биотическое (при помощи животных). В роли опылителей могут выступать разные животные: насекомые, птицы, млекопитающие.

Поделитесь на страничке

Следующая глава >

bio.wikireading.ru

Оплодотворение (№2) | Биология. Реферат, доклад, сообщение, краткое содержание, конспект, сочинение, ГДЗ, тест, книга

Вопрос 1. Что такое оплодотворение?

Оплодотворение — это процесс слияния сперматозоида и яйцеклетки, сопровождаю­щийся объединением их генетического мате­риала. В результате образуется зигота — дип­лоидная клетка, из которой развивается но­вый организм, генетически отличающийся от родителей. Оплодотворение, как правило, бы­вает перекрестным — в случае, если сливают­ся гаметы разных организмов-родителей. Го­раздо реже встречается самооплодотворение (самоопыление) — слияние гамет одного орга­низма. Оно возможно, например, при отсутст­вии половых партнеров (паразитические лен­точные черви). В случае растений самоопыле­ние широко используется в селекции для сохранения полезных свойств сорта.

Вопрос 2. Какие типы оплодотворения вы знаете?

Существует два основных типа оплодотво­рения.

Наружное оплодотворение — половые клетки сливаются вне организма самки. Такой тип оплодотворения существует у многих рыб, земноводных, моллюсков и некоторых червей. При наружном оплодотворении организмы об­разуют большое количество как женских, так и мужских половых клеток (например, луна- рыба выметывает до 30 млн икринок).

Внутреннее оплодотворение — встреча и слияние гамет — происходит в половых пу­тях самки. В этом случае вероятность оплодот­ворения и выживания зиготы намного выше, поэтому половых клеток (особенно яйцекле­ток) образуется гораздо меньше. Внутреннее оплодотворение присуще многим водным орга­низмам, а на суше оно становится единствен­ным надежным способом обеспечить слияние гамет. При внутреннем оплодотворении зигота получает возможность развиваться, оставаясь в теле матери.

Вопрос 3. В чем заключается процесс двойного оплодотворения?

Двойное оплодотворение характерно для цветковых растений. В их завязи образуется зародышевый мешок с восемью гаплоидными ядрами. Два из них сливаются, образуя дипло­идную клетку; одно, отделяясь, превращается в яйцеклетку; остальные пять являются вспо­могательными.

Когда пыльца попадает на рыльце пести­ка, гаплоидная клетка пыльцевого зерна де­лится, образуя два неподвижных спермия и особую, так называемую вегетативную клетку. Вегетативная клетка, прорастая, формирует пыльцевую трубку, переносящую спермии к завязи.

Попадая в завязь, один из спермиев слива­ется с яйцеклеткой, образуя диплоидную зиготу, из которой в дальнейшем развивается заро­дыш семени. Второй спермий сливается с дип­лоидной клеткой завязи, образуя триплоидную клетку, из которой затем формируется питательная ткань семени (эндосперм).

Вопрос 4. Каково значение искусственного оп­лодотворения в растениеводстве и животноводстве? Материал с сайта //iEssay.ru

Применяя искусственное оплодотворение в растениеводстве, можно осуществлять оп­ределенное, заранее запланированное скрещи­вание, получать сорта растений с необходимы­ми свойствами. Кроме того, можно поддержи­вать свойства сорта, производя самоопыление.

В животноводстве искусственное опло­дотворение позволяет получить многочислен­ное потомство от одного производителя, т. е. за короткое время вырастить большое ко­личество животных с нужными признаками. Современные технологии позволяют длитель­но сохранять гаметы перспективных особей и перевозить их на большие расстояния, что также расширяет возможности животноводов и селекционеров.

На этой странице материал по темам:

• митоз фазы кратко
• кратко про оплодотвлрение
• реферат на тему оплодотворение
• типы оплодотворения
• реферат по биологии на тему оплодотворение

iessay.ru

Биология ОПЛОДОТВОРЕНИЯ

БИОЛОГИЯ ОПЛОДОТВОРЕНИЯ

 

Оплодотворение – сложный процесс взаимодействия половых клеток (спермия и яйцеклетки), в результате образуется качественно новая клетка – зигота, способная к реализации заложенной в ней генетической информации.

Самому оплодотворению предшествует выделение половых продуктов, их перемещение по половым путям самки, селекция наиболее полноценных половых клеток и морфофункциональная их перестройка, благодаря чему становится возможным взаимодействие генетических структур.

Спермий движется в результате сгибания и быстрого выпрямления его хвоста: в результате этих колебаний половые клетки отталкивается от окружающей среды. Кроме того, спермий благодаря выпукло-вогнутой поверхности головки поворачивается при этом вокруг своей оси.

Известно, что цервикальный секрет выполняет барьерные функции, т.е. пропускает лишь то, что способно двигаться прямолинейно и поступательно, остальное задерживается на прежнем уровне. В среднем спермий быка совершает до 9 ударов хвостом в 1 секунду и преодолевает в 1 минуту расстояние в 60-70 раз больше своей длины. Преодоление спермиями пути до верхушек рогов матки у некоторых животных ускоряется благодаря особенности коитуса к месту введения эякулята.

Сперма жеребца во время полового акта изливается во влагалище. Но кобылу следует расценивать как животное с маточным типом осеменения, т.к. сильно набухшая головка полового члена жеребца, плотно охваченная стенками влагалища действует по принципу поршня и проталкивает эякулят в матку.

Штопорообразная головка полового члена хряка попадает в шейку матки при половом акте и эякулят изливается непосредственно в матку.

У кобелей одновременная эрекция добавочного пещерного тела расположенного возле головки пениса, а также вестибулярных кавернозных тел вызывает ущемление полового члена и эякуляцию прямо в матку.

Продвижение спермиев по половой сфере самки объясняется следующими факторами: реотаксисом спермиев, динамикой полового акта, сокращениями матки, движением ресничек эпителия яйцепроводов, давлением брюшных стенок.

В яйцепроводе имеется сфинктер, который контролирует вхождение спермиев. Он определяет строго определенное число спермиев. Истмус яйцепровода является естественным резервуаром для спермиев, здесь происходит их адгезия к поверхности клеток мерцательного эпителия. Перед овуляцией этот блок снимается. Продвижение спермиев по яйцепроводу регулируется биологически активным веществом, содержащимся в фолликулярной жидкости – фертилизином; этим обеспечивается синхронное вхождение спермиев и ооцита в зону оплодотворения.

Когда время овуляции приближается, бахромка яйцепровода начинает плотно охватывать яичник, что повышает вероятность попадания ооцитов в яйцепроводы. После того, как произошел разрыв фолликула, ооцит вместе с окружающими его клетками лучистого венца улавливается бахромкой яйцепровода. Последняя покрыта мерцательным эпителием, что облегчает вхождение ооцита в ампулу. Под воздействием тока жидкости, создаваемого мерцательным эпителием яйцепровода, ооцит медленно продвигается в направлении к верхушке рога. Для достижения зоны оплодотворения требуется 4-6 часов. За это промежуток времени он полностью освобождается от фолликулярного эпителия и претерпевает морфологические функциональные изменения (созревание ооцита).

 

Историческая справка: как зарождалось понимание оплодотворения

В1651 г. У. Гарвей высказал свое историческое изречение: «Все новое – из яйца». Такое предположение стало основой теории «овистов». Однако спустя 16 лет (1677 г) студент Гамм и его учитель А.Г.Ливенгук открыли спермий и назвали его – animaculum «зверек». Появилась теория, что этот зверек после полового акта проникает в матку и там растет и развивается как самостоятельный организм. Последователей этой теории называли соответственно «анимакулистами».

В1827 г. Русский ученый К.Бэр открыл яйцевую клетку, после чего одни выделили готовый организм в спермии, другие в яйцеклетке.

В1876 г. Гертвиг и Фоль впервые наблюдали проникновение спермиев в яйцевую клетку морского ежа. Только после этого наука приблизилась к пониманию оплодотворения.

 

Во время оплодотворения происходят взаимная ассимиляция (взаимопоглощение) и диссимиляция (распадобление) яйца и спермия, в результате которых уже не существует ни яйца ни спермия, а образуется новая клетка – зигота

Процесс оплодотворения можно разделить на несколько стадий:

1. проникновение спермиев через мембрану ооцита – проходя по яйцепроводу яйцеклетка освобождается от клеток лучистого венца, т.к. спермии посредством фермента гиалуронидазы растворяют студенистое вещество связывающее клетки лучистого венца. У этого процесса нет видовой специфичности, поэтому даже сперма козла может растворить клетки лучистого венца яйцеклетки кобылы.
2. специфическая активация ооцита и превращение его в зрелое яйцо – спермии проникают через прозрачную оболочку яйца в околоматочное пространство. Этот процесс уже более специфичен. В это время заканчивает созревание яйцеклетка. Ядро, содержащее гаплоидный набор хромосом преращается в женский пронуклеас.
3. образование мужского и женского пронуклеусов и формирование хромосомных групп – один или несколько спермиев проникают в желточную оболочку яйцеклетки и ее цитоплазму. Это строго специфический процесс. Далее головка спермия претерпевает изменения, в результате которых превращается в мужской пронуклеас.
4. объединение хромосомных групп яйца и спермия – пронуклеасы (ядра яйцеклетки и спермия) сближаются, вступают в тесный контакт, уменьшаются в объеме и полностью сливаются. Образуется качественно новая клетка – зигота – она содержит двойной набор хромосом. После первых суток деления из зиготы образуется 2 бластомера, оба бластомера дают 4 внучатых, а 4 внучатых дают 8 правновнучатых бластомеров и т.д. Далее в стадии морулы зигота поступает в рог матки (приблизительно 96 часов от оплодотворения). Наружный слой бластомеров, прилегающих к прозрачной оболочке, называется трофобластом (питающим листком). Бластомеры, заключенные в трофобласт, образуют эмбриобласт (зародышевый лист).

Исследования показали, что в моруле популяция бластомеров не однородная – часть крупные темные, часть мелкие светлые. На 5-6 сутки мелкие бластомеры распределяются по внутренней стенке прозрачной оболочки, тогда как крупные сосредотачиваются на одном из полюсов в виде компкатного образования. Образовавшаяся полость (бластоцеле) заполняется жидкостью. На данном этапе зигота носит название бластоцисты.

На 8-9 сутки бластоциста сильно увеличивается в объеме за счет аспирации жидкости из полости матки. В результате растяжения и под действием литических ферментов на 10-12 сутки (у свиней на 5-6 сутки) после оплодотворения разрушается. Высвобождение от яйцевых оболочек (вылупление) означает завершение стадии дробления зиготы и начало следующей стадии внутриутробного развития – эмбриональной (зародышевой)

Пока не найдется подходящий участок на слизистой оболочке, дробящаяся зигота медленно продвигается по рогу матки, после чего произойдет вылупление. В процессе внутриматочной миграции зигота может переместиться из одного рога в другой. У многоплодных животных (свинья), благодаря миграции, зиготы распределяются в обоих рогах на одинаковом расстоянии друг от друга.

Вслед за освобождением от яйцевыхоболочек бластоциста прекращает миграцию – происходит ее нидация (оседание на слизистой оболочке матки). У приматов трофобласт обладает сильно выраженной протеолитической активностью, вследствие чего на месте его контакта со слизистой оболочкой матки образуется углубление, в которое эмбрион «зарывается». Этот процесс принято называть «имплантацией»

 

БЕРЕМЕННОСТЬ

 

Беременность (Graviditas) — физиологическое состояние женского организма в период плодоношения. Отсчет беременности идет с момента оплодотворения и заканчивается рождением зрелого плода.

По течению различают беременность :

-физиологическую, которая обусловлена изменениями и явлениями характерными для состояния организмов плода и матери данного вида животных;

-патологическую, когда она сопровождается нарушением характерных процессов.

Различают также беременность одноплодную (крс, лошади) и многоплодную (свиньи, собаки, кошки).

У одноплодных животных имеют место случаи рождения двоен, троен и большего числа плодов. В Болгарии одна корова с годовым удоем3800 кгродила 6 телят, причем все они выжили. Существуют две причины рождения монозиготных (однояйцевых) двоен: согласно первой – после первого дробления зиготы на 2 бластомера, оба они расходятся; вторая теория – внутри бластоцисты формируются две клеточные массы.

-добавочная беременность или суперфетация считается нормальным явлением у норок, которые уже будучи беременными снова приходят в охоту. Причем в течение полового сезона это происходит несколько раз с интервалом 15-20 дней.

— латентная беременность проявляется у самок после плодотворного осеменения зародыши временно прекращают свое развитие. Например, у самки соболя эмбрион развивается всего 50-60 дней, как обычно у плотоядных, а остальные 6-8 месяцев находится в матке в латентном состоянии. Поэтому продолжительность беременности у них в среднем 250-260 дней. Это явление наблюдается и у бурых медведей. Объясняется же латентная беременность выбором более благоприятного периода для оплодотворения – развития плода и выбора времени рождения потомства.

Беременность может быть также истинная и ложная.

Истинная характеризуется развитием зародышей и плодов в матке.

Ложная – сопровождается осторожным поведением, увеличением пакетов молочной железы, изменением конфигурации живота. По истечении соответствующего срока самка готовит гнездо. Вскоре после этого начинается секреция молока и появляется материнский инстинкт: сука охотно подпускает к соскам других щенков, позволяет сцеживать молоко, переносит в гнездо предметы, отдаленно напоминающие щенков. Через 5-8 суток эти поведенческие реакции исчезают, а спустя 2-3 недели прекращается секреция молока.

Течение беременности

В самой доступной классификации различают следующие периоды беременности:

1-й – зиготный или сегментации

2-ой – эмбриональный или органогенеза и плацентации

3-й – плодный или фетальный

За рубежом периоды беременности принято обозначать терминами: дробление, дифференциация, рост.

Первый период начинается с момента оплодотворения и завершается освобождением бластоцисты от яйцевых оболочек. Это происходит у коровы спустя 10 суток, овцы, свиньи – 6, кобылы – 8 суток. Вскоре после этого бластоциста прекращает внутриматочную миграцию. В эмбриональный период важнейшими событиями являются дифференцировка клеток эмбриобласта с формированием органов и тканей зародыша, закладка внезародышевых образований – плодных облочек.

Дифференцировка начинается с появления зародышевых слоев: эндодермы, мезодермы, эктодермы.

Эндодерма (внутренний слой, окружающий бластоцелле) дает начало пищеварительной системе и другим внутренним органам.

Из мезодермы (средний зародышевый слой) в процессе дальнейшей дифференцировки формируются скелетная мускулатура, кровеносная система, репродуктивные органы.

Эктодерма (наружный зародышевый слой) является первичной закладкой нервной системы, органов чувств, кожи, волосяного покрова, молочной железы.

Плодные оболочки

Вскоре после появления зародышевых слоев начинается формирование провизорных органов: желточного мешка, амниона, аллантоиса, хориона.

Желточный мешок образуется из клеток эмбриобласта. В нем сосредотачиваются питательные вещества (в виде эмбриотрофа) для развивающегося зародыша. С переходом на плацентарное питание желточный мешок начинает регрессировать.

Аллантоис (мочевая оболочка) образуется из первичного мочевого пузыря зародыша и содержит продукт деятельности почек – первичную мочу.

Амнион (внутренняя оболочка) формируется из складок трофобласта с последующим отшнуровыванием сросшихся между собой внутренних листков. По мере развития амнион начинает окружать зародыш со всех сторон. Полость амниона заполняется жидкостью: ее секретирует эпителий амниотической оболочки.

Хорион (сосудистая оболочка) формируется из трофобласта. После вылупления бластоцисты трофобласт принимает на себя роль наружной оболочки и начинает быстро вытягиваться по длине, приобретая веретенообразную форму.

Плацента и ее функции

Ворсины хориона после врастания в них кровеносных сосудов быстро вытягиваются в длину и погружаются в чашевидные углубления слизистой оболочки матки. Этот процесс называется плацентацией.

Плацента – это уникальное образование, выполняющее одновременно функцию легких, кишечника, печени, почек, эндокринных желез. Плод получает через плаценту от материнского организма питательные вещества, кислород. Воду, электролиты, витамины, АТ.

Виды плацент:

1.У жвачных – десмохориальная. После погружения в крипту происходит множественное ветвление ворсин, по мере ветвления они проникают в толщу карункула и вступают в тесный контакт с соединительной тканью.

2.У кобыл – эпителиохориальная. Ворсины погружены в крипты не нарушая их целостности до эпителия.

3.У свиней плацента по расположению ворсин является переходной от диффузной к множественной, по типу также эпителиохориальная.

4.У плотоядных – эндотелиохориальная. Ворсины хориона врастают в слизистую матки до эндотелия сосудов.

5.У грызунов и приматов ворсины сконцентрированы на одном из участков хориона по форме напоминающей диск. Ворсины после погружения в крипты доходят до кровяного русла, отсюда – гемохориальная. Поэтому во время родов, когда отделяется послед возможны обильные кровотечения.

 

Продолжительность беременности

 

Слониха индийская – 615-660 дней

Буйволица – 300-315 дней

Лосиха – 225 дней

Верблюдица – 335-371 дней

Оленуха (сев. олень) – 195-243 дней

Лошадь – 307-412 дней

Собака – 58-66 дней

Ослица – 360-300 дней

Корова – 270-310 дней

Соболь – 250-260 дней

Лисица – 49-57 дней

Медведица – 200-240 дней

Овца, коза – 140-160 дней

Норка – 36-78 дней

Нутрия – 128-137 дней

Зайчиха – 50-52 дней

Крольчиха – 28-33 дней

Свинья – 110-120 дней

Кошка – 56-60 дней

Львица – 105-140 дней

Тигрица – 105-154 дней

Белка – 28-40 дней

Белая мышь – 20-25 дней

Морская свинка – 59-62 дней

Ондатра 23-27 дней

 

 

Влияние беременности на различные системы организма,

обмен веществ

С первых дней меняется гормональный статус беременной самки. Повышается уровень прогестерона из-за активности желтых тел. Желтое тело беременности достигает своего максимума у коров к 90-му дню, у свиней – к 75-му.

Плацента по мере развития начинает выполнять функцию временного эндокринного органа. Поэтому отделение желтого тела во второй половине беременности не сразу приводит к отторжению плода.

Плацента выделяет также эстрогены 223-773 нг/мл (А.Г.Нежданов).

У беременных самок с развитием плода повышается внутрибрюшное давление; грудное дыхание преобладает. Усиливается деятельность почек. Во второй половине беременности нередко – белок в моче. Повышенная нагрузка на сердце вызывает гипертрофию сердечной мышцы. Вследствие развития плацентарного кровообращения разрастаются сосуды матки, их диаметр увеличивается в 4-5 раз. Повышается свертываемость крови. Количество кальция и фосфора уменьшается, калия увеличивается.

Значительно изменяется обмен веществ. Вначале вследствие повышения аппетита упитанность улучшается, к концу беременности животные худеют.

В результате неравномерного роста рогов и копыт – образуются кольца. У беременных животных образуется меланофор – гормон, обуславливающий пигментацию плаценты, появление «пятен беременности», заметных на непигментированной коже, особенно в области молочной железы.

На 5-м месяце беременности у коровы из половой щели в течение нескольких дней выделяются нити тягучей прозрачной слизи вследствие разжижения слизистой пробки беременности. Такое же явление проявляется в течение 1 месяца до 2 –х месяцев после осеменения. Ошибочно это явление расценивают как признак течки — корову осеменяют – нередко вызывая аборт.

Во время беременности у кобылы сильно увеличиваются яичники. Шейка матки увеличивается в объеме, слизистая оболочка ее гипертрофируется, канал плотно закрывается.

Растягиваются широкие маточные связки. Выделяющаяся извитость сосудов как в связках матки, так и в толще ее стенки исчезает. Одновременно с укрупнением уже имеющихся сосудов количество крови проходящей через средние маточные артерии, возрастает. У овец и свиней оно возрастает в течение беременности в 14 раз.

Содержание беременных животных

Помещение для беременных животных должно быть сухим, светлым, просторным и хорошо вентилируемым.

Животных кормят по специальным нормам, составленным на основе учета срока беременности. Беременным очень важно получать достаточно кальция и, особенно, фосфора. Витамины А, Д, Е, витамины группы В, а также микроэлементы. Не следует давать объемистые и легкобродящие корма. Не допускается скармливание мороженных и заплесневелых кормов (верхний слой траншеи или кургана). Огромный ущерб в виде отравлений, абортов, рождения нежизнеспособного потомства приносят корма содержащие масляную кислоту! Тяжелые послеродовые осложнения начинаются у беременных после скармливания токсичного зерна.

Необходимо практиковать регулярно тщательную чистку и обмывание загрязненных участков кожи. Обязательное условие – моцион. Для крупного рогатого скота, мелкого рогатого скота и на свиноводческих фермах огораживают специальные дворики для ежедневных прогулок беременных животных.

Диагностик беременности и бесплодия

Чтобы правильно организовать работу по воспроизводству поголовья, на любой ферме у всех самок на каждый день следует различать три состояния:

1) Беременность

2) Послеродовый период

3) Бесплодие

Существующие методы клинической диагностики беременности и бесплодия могут быть подразделены на 2 группы.

Методы клинической диагностики беременности:

1) Рефлексологический метод – применение пробника, основан на учении реакции самки на самца. В специальный загон выпускают самок с пробником в фартуке или специально оперированным.

2) Наружное исследование:

— осмотр – увеличении контуров живота

— пальпация истинный признак беременности – наличие плода

— аускультация – воспринимается сердцебиение плода. В настоящее время применяют ультразвуковые приборы для исследования овец и коз.

3) Внутреннее исследование:

— вагинальное – сухость слизистой оболочки, липкость слизи, плотность закрытия шейки матки и наличие в устье слизистой пробки предполагает наличие беременности. Наоборот влажная блестящая прозрачная слизь, раскрытая шейка матки предполагает наличие полового цикла

— ректальное исследование – у крупных с/х животных – этот метод дает возможность ставить положительный или отрицательный диагноз на беременность и довольно точно определять ее сроки.

Этим методом должны владеть все зоотехники и ветеринарные врачи высшей и средней квалификации и техники по искусственному осеменению.

www.zdrav-korm.ru

Оплодотворение что это такое и как происходит. Виды оплодотворений

Как возникла жизнь на нашей планете? Можно верить в теорию большого взрыва, божественное начало или учение Чарльза Дарвина об эволюции. Наверняка известно лишь то, что все виды организмов на Земле продолжают свое существование благодаря размножению. Которое, в свою очередь, немыслимо без оплодотворения. Что такое оплодотворение, его типы и виды, значение и этапы, а также другие интересные подробности, рассмотрим в этой статье.[фото1]

Содержание статьи

Оплодотворение, его определение и биологическое значение

Соединение двух разнополых клеток, мужской и женской, в результате которого образуется начальная стадия нового организма, и есть оплодотворение. Мужская клетка (сперматозоид) оказывает на женскую (яйцеклетка) стимулирующее действие и вызывает начало ее развития. Внесение набора отцовских хромосом в материнскую яйцеклетку отражает сущность оплодотворения. Его биологическое значение состоит в образовании зиготы — клетки, которая сочетает в себе признаки обоих родителей в различных пропорциях и комбинациях. Таким образом, наследственные задатки материнского и отцовского организмов объединяются и награждают ими свое потомство. Благодаря этому создается множество генетических разновидностей, которые влияют на эволюционный процесс вида и его естественный отбор.

Виды оплодотворения

Определившись с тем, что такое оплодотворение, следует разобраться с его видами. В зависимости от того, какое количество организмов участвует в процессе полового размножения, различают перекрестное и самооплодотворение. В перекрестном оплодотворении принимают участие разные особи. Его суть легко представить на примере с цветком: пыльца с пестика одного растения переносится на рыльце совершенно другого. Перекрестное оплодотворение растений называется опылением. Оно напрямую зависит от внешних факторов, которые способствуют его осуществлению. Всем млекопитающим и человеку присущ именно перекрестный вид оплодотворения. Самооплодотворение — процесс, в котором принимают участие клетки одной и той же особи. Происходит в животном мире у обоеполых организмов, у которых соединяются собственные женские и мужские клетки. Яркий пример – ленточные черви. Также самооплодотворение свойственно нераскрывающимся цветкам, способным к самоопылению.

Типы оплодотворения

В зависимости от того, в каком именно месте происходит процесс оплодотворения, различают несколько типов:

• Наружное оплодотворение.
  Присуще тем земноводным, моллюскам, рыбам, амфибиям, оплодотворение у которых происходит вне организма их самки. Обычно происходит в водной среде, куда представители мужских и женских особей откладывают свои разнополые клетки. Поскольку их встреча напрямую зависит от внешних факторов, организмами образуется огромное количество яйцеклеток и спермы, от нескольких тысяч до нескольких миллионов. Ведь при наружном типе оплодотворения большинство половых клеток гибнет и именно такой подход обеспечивает сохранность выживания вида.
• Внутреннее оплодотворение.
  Происходит у всех видов наземных животных. Также присуще некоторым водным. Встреча и слияние мужской и женской клетки происходит в этом случае в организме самки, а точнее, в ее половых путях. Это обеспечивает наибольшую вероятность оплодотворения, поэтому для участия в процессе необходимо гораздо меньше разнополых клеток. Далее в материнском организме происходит развитие зародыша и возможность его гибели сводится к минимуму. У животных, как правило, рождается немногочисленное потомство и поэтому они заботятся о нем и проявляют признаки сложного родительского поведения. Человеку для осуществления оплодотворения необходима 1 яйцеклетка и 1 сперматозоид, способный, однако, преодолеть для встречи с ней большой путь.
• Двойное оплодотворение.
  Встречается у покрытосеменных и цветковых растений. Протекание процесса обеспечивается наличием 2-х мужских спермий и 8-ю женскими ядрами. Одна спермия оплодотворяет яйцеклетку, формирующуюся впоследствии в зародыш, другая сливается с крупным ядром центральной клетки и образует питательную среду, необходимую для формирования нового организма.
• Искусственное оплодотворение. Этот тип получил широчайшее применение в животноводстве и сельском хозяйстве, когда для получения необходимого сочетания свойств используется заранее спланированное искусственное скрещивание или осеменение. Таким образом получают дополнительное потомство от выдающегося производителя или выводят сорта растений с определенными качествами. У людей искусственное оплодотворение получило применение при лечении бесплодия. Оно носит название экстракорпоральное, внетелесное, или ЭКО.
  Его принцип состоит в том, что оплодотворение яйцеклетки сперматозоидом происходит вне женского организма. Только после слияния клеток в единую, оплодотворенную яйцеклетку помещают в матку. Метод получения «ребенка из пробирки» приобретает огромную популярность и дает шанс стать родителями тем парам, которые не имеют возможности зачать ребенка естественным путем. Зачастую, в этом случае происходит использование донорских мужских или женских половых клеток.

Некоторые организмы способны к размножению без процесса оплодотворения. Пчелы, тля, некоторые птицы и земноводные способны к партеногенезу. Здесь для развития клетки используется генетический материал только одного родителя и на свет производится однополое потомство.
Кроме вышеперечисленных типов оплодотворения, оно делится на моноспермию – когда в яйцеклетку проникает только один сперматозоид, и полиспермию – в этом случае в женскую клетку одновременно попадает несколько мужских. Но даже в этом случае происходит одноядерное слияние, остальные же ядра подвергаются разрушению. Первому варианту оплодотворения подвержено большинство представителей животного и растительного мира, а второй присущ только некоторым группам животных и отдельным видам растений.

Этапы оплодотворения

Для того, чтобы процесс слияния клеток произошел, они должны пройти несколько этапов:

1. Яйцеклетка и сперматозоид должны сблизится и начать взаимодействовать. Этому помогает способность мужской клетки двигаться только против вещества, которое выделяет женская клетка, называемое хемотаксис. А также реотаксис, который подразумевает умение сперматозоида продвигаться вперед и против тока жидкости в маточных трубах.
2. Клетки (или гаметы) приступают к контактному взаимодействию. Внешней блестящей оболочки яйцеклетки достигает достаточно большое количество сперматозоидов. Только тот, который сумеет первым преодолеть эти внешние оболочки путем размягчения прилегающего участка, прикрепляется к яйцеклетке.
3. Сперматозоид проникает в яйцеклетку.
4. В человеческом организме на этой стадии происходит пассивное и медленное перемещение женской яйцеклетки по маточной трубе к матке. В организме животных – оплодотворенная клетка начинает подготовку к дроблению.

Основной принцип оплодотворения

Оплодотворение должно происходить строго внутри вида. Этому соответствует определенное число и строение мужских и женских хромосом, а также их химическое сродство. Если все-таки происходит оплодотворение чужеродных половых клеток, развитие зародыша происходит ненормально и, как правило, ведет к появлению стерильных, неспособных к деторождению, особей.

Процесс зарождения жизни у человека

Встреча и соединение мужского сперматозоида и женской яйцеклетки являются первой ступенькой на этапе зарождения новой человеческой жизни. Зигота – клетка, образовавшаяся в результате этого процесса, объединяет в себе комплект из 46 родительских хромосом, содержащих весь их генетический код. Пол будущего ребенка случаен, как выигрыш в лотерею, но определен уже именно на этом этапе. Процесс оплодотворения, с одной стороны, выглядит достаточно просто. На самом деле это довольно сложная и неодномоментная реакция. Несмотря на стремительное развитие в области репродуктивных технологий, до сих пор процесс оплодотворения представляется неким чудом, таинством. Поняв, что такое оплодотворение, очень важно осознавать, какой генетический код передадим своим потомкам мы, люди, и обитатели всей нашей планеты в целом.

 

womanvip.ru