A szaporodás az élőlények azon képessége, hogy saját fajtájukat szaporítsák. A szaporodás minden élőlény egyik legfontosabb jellemzője, ezért szükséges megérteni a megtermékenyítés biológiai jelentőségét. Ezt a kérdést most magas szinten tanulmányozták, a fő szakaszoktól a molekuláris és genetikai mechanizmusokig.
Mi a megtermékenyítés
A megtermékenyítés két csírasejt – a hím és nőstény – fúziójának természetes biológiai folyamata. A hím ivarsejteket spermiumoknak, míg a női ivarsejteket petéknek nevezik.
A csírasejtek fúziója után a következő lépés a zigóta kialakulása, amely egy új élő szervezetnek tekinthető. A zigóta mitózissal osztódni kezd, növelve az alkotó sejtek számát. Az embrió a zigótából fejlődik ki.
Sokféle tojástípus és zúzási mód létezik. Mindegyik a szóban forgó élő szervezet taxonómiai hovatartozásától, valamint evolúciós fejlettségének mértékétől függ.
Mi a megtermékenyítés biológiai jelentősége
A szaporodás a szaporodás fő alkalmazkodása. A faj jövője a szóban forgó faj szaporodási képességeitől függ, ezért a különböző állatoknak és növényeknek megvannak a maguk alkalmazkodási módjai, hogy javítsák az egész folyamat minőségét.
Például a farkasok és az oroszlánok mindig megvédik utódaikat a potenciális ragadozóktól. Ez növeli a kölykök túlélési arányát, és garantálja az életkörülményekhez való alkalmazkodóképességüket a jövőben. A halak nagyszámú petéket raknak, mivel a vízi környezetben meglehetősen kicsi a külső megtermékenyítés esélye. Ennek eredményeként a potenciális ivadékok ezrei közül csak néhány száz fejlődik ki.
A megtermékenyítés biológiai jelentősége abban rejlik, hogy két különböző szervezetből származó csírasejt egyesül, és egy zigótát alkotnak, amely mindkét szülő genetikai jellemzőit hordozza. Ez magyarázza a rokonok egymáshoz való hasonlóságát. És ez jó, mert bármely populáció génállományának megváltoztatása evolúciós adaptációs mechanizmus. Az utódok nemzedékről nemzedékre jobbakká válnak szüleiknél. A környezet fokozatos változásának (klímaváltozás, új külső tényezők megjelenése) körülményei között az alkalmazkodóképesség mindig megfelelő.
És mi a megtermékenyítés biológiai jelentősége biokémiai szinten? Nézzük:
- Ez a tojás végső formációja.
- Ez a leendő embrió nemének meghatározása a hím ivarsejtek által hozott megfelelő gének miatt.
- Végül a megtermékenyítés is szerepet játszika diploid kromoszómakészlet helyreállításában, mivel a csírasejtek egyenként haploidok.
Virágos növények szaporítása
A növényeknek van néhány szaporodási jellemzője az állatokhoz képest. A kettős megtermékenyítéssel jellemezhető zárvatermékenyek képviselői (Navasin orosz tudós fedezte fel 1898-ban) különös figyelmet igényelnek.
A virágos növények nemét a porzók és a bibék határozzák meg. A nagyszámú szemből álló virágpor a porzókban érik. Egy szem két sejtet tartalmaz: vegetatív és generatív. A pollenszemet két héj borítja, a külsőn pedig mindig van némi kinövés és bemélyedés.
A bibe egy körte alakú szerkezet, amely stigmából, stílusból és petefészekből áll. A petefészekben egy vagy több petesejt képződik, amelyekben a női csírasejtek érnek.
Amikor egy pollenszem a bibe stigmáját éri, a vegetatív sejt pollencsövet kezd kialakítani. Ez a csatorna viszonylag hosszú, és a petesejtek mikropólusánál végződik. Ugyanakkor a generatív sejt mitózissal osztódik, és két spermiumot képez, amelyek a pollencsövön keresztül bejutnak a petesejtek szövetébe.
Miért két spermium? Miben különbözik a növényekben a megtermékenyítés biológiai jelentősége az állatokban tapaszt alt azonos folyamattól? A helyzet az, hogy a petesejt embriózsákját hét sejt képviseli, amelyek között van egy haploidnői ivarsejt és diploid központi sejt. Mindkettő egyesül a bejövő spermiumokkal, zigótát és endospermumot képezve.
A kettős trágyázás biológiai jelentősége a növényekben
A magképződés a zárvatermők szaporodásának fontos jellemzője. Ahhoz, hogy teljesen beérjen a talajban, nagy mennyiségű tápanyagra van szüksége, amely különféle enzimeket, szénhidrátokat és egyéb szerves/szervetlen összetevőket tartalmaz.
A zárvatermőkben lévő endospermium triploid, mivel az embriózsák diploid központi sejtje egyesült a haploid spermával. Ez a növényekben a megtermékenyítés biológiai jelentősége: a hármas kromoszómakészlet hozzájárul az endospermium szövet tömegének gyors növekedéséhez. Ennek eredményeként a mag sok tápanyagot és energiatartalékot kap a csírázáshoz.
Magfajták
Az endospermium sorsától függően a magoknak két fő típusa van:
- Egyszikű növények magjai. Jól fejlett endospermiumot mutatnak, amely nagyobb térfogatot foglal el. A sziklevelet redukálják és pajzs formájában jelenítik meg. Ez a fajta vetőmag a gabonafélék minden képviselőjére jellemző.
- Kétszikű növények magjai. Itt az endospermium vagy hiányzik, vagy kis szövetfelhalmozódás formájában marad a periférián. Az ilyen magvak táplálkozási funkcióját két nagy sziklevél látja el. Példák a növényekre: borsó, bab, paradicsom, uborka,burgonya.
Következtetések
Természetesen hiba lenne az ilyen műtrágyázást kettősnek nevezni, hiszen ma már ismerjük ennek a folyamatnak a főbb jellemzőit és funkcióit. Amikor a központi sejt egybeolvad a spermával, nem képződik zigóta, és az így létrejövő genetikai halmaz háromszorossá válik. Végül is egy mag nem két független embrióból áll.
A kettős megtermékenyítés biológiai jelentősége azonban valóban nagy. A magvak csírázása során nagy mennyiségű szerves és szervetlen anyagot igényelnek, és ezt a problémát a triploid endospermium képződése oldja meg.
