Razvoj spolnih stanica u biljaka i životinja. Razmnožavanje i oplodnja u biljaka Muške spolne stanice u biljaka

Morfologija gameta i vrste gametogamije

Izogamija, heterogamija i oogamija

Morfologija gameta različitih vrsta vrlo je raznolika, dok se proizvedene gamete mogu razlikovati po kromosomskom setu (ako je vrsta heterogametna), veličini i pokretljivosti (sposobnost samostalnog kretanja), dok gametski dimorfizam kod različitih vrsta jako varira - od odsutnosti do dimorfizma u obliku izogamije do njegove krajnje manifestacije u obliku oogamije.

Izogamija

Ako se spolne stanice koje se stapaju međusobno morfološki ne razlikuju po veličini, strukturi i kromosomskoj garnituri, tada se nazivaju izogamete ili nespolne gamete. Takve gamete su pokretne, mogu nositi flagele ili biti ameboidne. Izogamija je tipična za mnoge alge.

anizogamija (heterogamija)

Gamete sposobne za fuziju razlikuju se po veličini, pokretne mikrogamete nose bičeve, makrogamete mogu biti pokretne (mnoge alge) ili nepokretne (makrogamete mnogih protista nemaju bičeve).

Oogamija

Sperma i jajašce.

Gamete jedne biološke vrste sposobne za fuziju oštro se razlikuju po veličini i pokretljivosti u dvije vrste: male muške spolne stanice i velike nepokretne ženske spolne stanice - jaja. Razlika u veličini gameta je posljedica činjenice da jajašca sadrže zalihe hranjivih tvari dovoljne da osiguraju prvih nekoliko dioba zigote tijekom njenog razvoja u embrij.

Muške spolne stanice - spermiji životinja i mnogih biljaka pokretni su i obično nose jednu ili više bičeva, s izuzetkom muških spolnih stanica sjemenskih biljaka bez bičeva - spermija, koji se dopremaju u jaje tijekom klijanja polenove cijevi, kao i bez flagela. sperma (sperma) nematoda i člankonožaca.

Iako spermatozoidi nose mitohondrije, u oogamiji se samo nuklearna DNK prenosi iz muške gamete u zigotu;

Književnost

vidi također

Zaklada Wikimedia. 2010.

Pogledajte što je "muška gameta" u drugim rječnicima:

Muški - uzmite aktivni Yulmart kupon na Academicianu ili kupite muški po niskoj cijeni na rasprodaji u Yulmartu

Gameta. Tako se u botanici nazivaju one stanice nižih biljnih organizama koje služe za spolno razmnožavanje. Njihova je struktura vrlo raznolika. Spolni proces se sastoji upravo u spajanju žlijezda ako se žlijezde koje se spajaju ne razlikuju jedna od druge ... ... Enciklopedija Brockhausa i Efrona

Tako se u botanici nazivaju one stanice nižih biljnih organizama koje služe za spolno razmnožavanje. Njihova je struktura vrlo raznolika. Spolni proces se sastoji upravo u spajanju žlijezda, ako se žlijezde koje se spajaju ne razlikuju jedna od druge po građi...

Andromonoecy muški monoecy- Andromonoecija, muška monoecija * andramonacija, muški adnadomnasc * andromonoecija pojava kada odvojena spolna stanica formira i dvospolne i staminalne cvjetove... Genetika. enciklopedijski rječnik

ANDROGAMETA- muška gameta ili mikrogameta... Rječnik botaničkih pojmova

MALARIJA- MALARIJA, od talijanskog malaria, pokvaren zrak, povremena, povremena, močvarna groznica (malaria, febris intermittens, francuski paludisme). Pod ovim nazivom objedinjena je grupa blisko povezanih ljudi... ... Velika medicinska enciklopedija

OPLOĐENJE, ključni proces spolnog RAZMNOŽAVANJA, kada kao rezultat spajanja muških i ženskih GAMETA (spolnih stanica) nastaje ZIGOTA. Zigota sadrži genetske podatke (KROMOSOME) od oba roditelja (vidi NASLJEĐE). ti... ... Znanstveni i tehnički enciklopedijski rječnik

Enciklopedijski rječnik F.A. Brockhaus i I.A. Efron

Sastoji se od spajanja dviju spolnih stanica, muške i ženske. Stanica koja nastaje ovom fuzijom proizvodi novu biljku. Dok suština ostaje nepromijenjena, proces oplodnje se kod različitih biljaka odvija različito; podjednako vrlo različite..... Enciklopedijski rječnik F.A. Brockhaus i I.A. Efron

Grana botanike koja se bavi prirodnom klasifikacijom biljaka. Primjerci s mnogo sličnih karakteristika grupirani su u skupine koje se nazivaju vrste. Tigrasti ljiljani su jedna vrsta, bijeli ljiljani su druga itd. Vrste slične jedna drugoj... ... Collierova enciklopedija

- (smeđa, Phaeophyceae s. Fucoideae s. Melanophyceae) brojne alge (vidi), obojene smeđe; potonje ovisi o činjenici da stanice ovih algi sadrže pigment pheophyllus, koji se sastoji od zelenog klorofila (vidi) i smeđeg fikofeina... Enciklopedijski rječnik F.A. Brockhaus i I.A. Efron

Odrasla biljka, kao i svi živi organizmi, sposobna je reproducirati nove organizme iste vrste kao i sama biljka. Reprodukcija- Riječ je o porastu broja sličnih organizama. Razmnožavanje je jedno od svojstava života; ono je svojstveno svim organizmima. Zahvaljujući reprodukciji vrsta može postojati jako dugo.

Biljke su sposobne za spolno i nespolno razmnožavanje.

U bespolna reprodukcija uključena je samo jedna jedinka, a događa se bez sudjelovanja zametnih stanica. U ovom slučaju, organizmi kćeri su po svojim svojstvima identični majčinskom organizmu. U biljaka je nespolno razmnožavanje zastupljeno vegetativnim razmnožavanjem i razmnožavanjem sporama.

Razmnožavanje sporama nalazimo u algama, mahovinama, paprati, preslicama i mahovinama. Spore su male stanice prekrivene gustom membranom. Dugo su u stanju izdržati nepovoljne uvjete okoline. Kada nađu povoljne uvjete, klijaju i formiraju biljke.

Na spolno razmnožavanje dolazi do spajanja ženskih i muških spolnih stanica. Organizmi kćeri razlikuju se od svojih roditelja. Proces spajanja zametnih stanica naziva se oplodnja.

Spolne stanice nazivaju se i gamete. Ženske spolne stanice su jaja, muški - sperma(nepokretan, u sjemenkama) ili spermij (pokretan, u biljkama sa sporama).

Kao rezultat oplodnje pojavljuje se posebna stanica - zigota- koji sadrži nasljedna svojstva jajne stanice i spermija. Iz zigote nastaje novi organizam.

Iako je organizam kćer sličan svojim roditeljima, uvijek ima neke nove karakteristike koje nema niti jedan organizam roditelj. Ovo je glavna razlika između spolnog i nespolnog razmnožavanja. Dakle, spolno razmnožavanje osigurava skupinu organizama iste vrste s različitim svojstvima. To povećava šanse grupe za preživljavanje.

Kod cvjetnica gnojidba je prilično složena. On je pozvan dvostruka gnojidba, budući da nije oplođeno samo jaje, već i druga stanica.

Spermiji se formiraju u peludnim zrncima, koja sazrijevaju u prašnicima prašnika. Jajašca se formiraju u ovulima, koji se nalaze u plodnici tučka. Sjemenke se razvijaju iz ovula nakon oplodnje jajašca spermom.

Da bi došlo do oplodnje, biljka mora biti oprašena, odnosno pelud mora sletjeti na tučak. Kada zrno peluda padne na tučak, ono počinje rasti kroz tučak i ulaziti u jajnik, tvoreći peludnu cijev. U to vrijeme se u zrncu prašine formiraju dva spermija koja se pomiču do vrha polenove cjevčice. Peludna cijev prodire u ovul.

U ovulu se jedna stanica dijeli i izdužuje kako bi formirala embrionsku vrećicu. Sadrži jaje i još jednu posebnu stanicu s dvostrukim nizom nasljednih informacija. Peludna cijev urasta u ovu embrionalnu vrećicu. Jedan se spermij stapa s jajnom stanicom stvarajući zigotu, a drugi s posebnom stanicom. Biljni zametak razvija se samo iz zigote. Iz drugog spajanja nastaje hranjivo tkivo (endosperm). To embriju osigurava prehranu tijekom klijanja.

Dvostruka oplodnja događa se samo kod cvjetnica (angiospermi). Otvorio ga je 1898. godine S.G. Navashin.

Građa muških i ženskih spolnih stanica određuje obavljanje njihove najvažnije funkcije - provedbu generativne reprodukcije. Karakterističan je za predstavnike biljaka i životinja. O strukturnim značajkama zametnih stanica raspravljat ćemo u našem članku.

Gamete: odnos strukture i funkcije

Specijalizirane stanice koje provode proces nazivaju se gamete. Muške i ženske reproduktivne stanice - spermiji i jajne stanice - imaju haploidni, tj. jedan skup kromosoma. Ova struktura zametnih stanica daje genotip organizma, koji nastaje njihovim spajanjem. Diploidna je, odnosno dvostruka. Dakle, tijelo pola svojih genetskih informacija dobiva od majke, a drugi dio od oca.

Unatoč zajedničkim značajkama, struktura spolnih i životinjskih vrsta u mnogočemu se međusobno razlikuje. To se prvenstveno odnosi na određena mjesta njihova nastanka. Tako se kod kritosjemenjača spermiji nalaze u prašnicima prašnika, a jaje u plodnici tučka. Višestanične životinje imaju posebne organe - žlijezde, u kojima se stvaraju zametne stanice: jaja - u jajnicima, a spermija - u testisima.

Proces stvaranja spolnih stanica

Građa i razvoj zametnih stanica određeni su tijekom gametogeneze - procesom njihova nastanka koji se odvija u nekoliko faza. Tijekom reproduktivne faze, primarne gamete se dijele nekoliko puta mitozom. U ovom slučaju sačuvan je dvostruki set kromosoma. Ova faza ima svoje razlike kod pojedinaca različitih spolova. Dakle, kod muških sisavaca počinje od trenutka pojave i traje do starosti. U žena se dioba primarnih zametnih stanica događa samo tijekom intrauterinog razvoja fetusa. I do puberteta ostaju u stanju mirovanja.

Slijedi faza rasta. Tijekom tog razdoblja primarne spolne stanice povećavaju se u veličini i dolazi do replikacije (udvostručenja) DNA. Važan proces je i skladištenje hranjivih tvari, jer će one biti potrebne za naknadne diobe.

Posljednja faza gametogeneze naziva se faza rasta. Tijekom tog procesa primarne spolne stanice se dijele redukcijskom diobom – mejozom. Njegov rezultat su četiri haploidne stanice nastale iz primarnih diploidnih.

Spermatogeneza

Kao rezultat stvaranja muških spolnih stanica, odnosno spermatogeneze, nastaju četiri jednake i cjelovite strukture. Imaju sposobnost oplodnje. Struktura muške spolne stanice, odnosno njezina osobitost, leži u nastanku specifičnih prilagodbi. Konkretno, to je flagellum uz pomoć kojeg se događa kretanje muških spolnih stanica. Ovaj proces se događa u posljednjoj dodatnoj fazi formiranja, što je karakteristično samo za proces spermatogeneze.

Oogeneza

Struktura ženskih zametnih stanica, kao i proces njihovog stvaranja (ovogeneza), ima niz karakterističnih značajki. Tijekom mejoze citoplazma se neravnomjerno raspoređuje između budućih stanica. Samo jedna od njih na kraju postane jajna stanica sposobna za početak budućeg života. Preostala tri pretvaraju se u usmjerena tijela i kao rezultat toga bivaju uništena. Biološki smisao ovog procesa je smanjenje broja zrelih ženskih spolnih stanica sposobnih za oplodnju. Samo pod tim uvjetom jedno jaje će moći dobiti potrebnu količinu hranjivih tvari, što je glavni uvjet za razvoj budućeg organizma. Kao rezultat toga, za vrijeme dok je žena sposobna rađati, samo oko 400 spolnih stanica je sposobno formirati se. Dok za čovjeka ta brojka doseže nekoliko stotina milijuna.

Građa muških spolnih stanica

Spermiji su vrlo male stanice. Njihova veličina jedva doseže nekoliko mikrometara. U prirodi se takve veličine prirodno kompenziraju njihovom količinom. Struktura reproduktivnih stanica muškog tijela ima svoje karakteristike.

Spermij se sastoji od glave, vrata i repa. Svaki od ovih dijelova obavlja određene funkcije. U glavi se nalazi stalna stanična organela eukariota – jezgra. Nositelj je genetske informacije sadržane u molekulama DNA. To je jezgra koja osigurava prijenos i pohranjivanje nasljednog materijala. Druga komponenta glave spermija je akrosom. Ova struktura je modificirani Golgijev kompleks i luči posebne enzime koji mogu otopiti membrane jajašca. Bez toga proces oplodnje bit će nemoguć. Vrat sadrži mitohondrijske organele koji osiguravaju kretanje repa. Ovaj dio sperme također sadrži centriole. Ove organele igraju važnu ulogu u formiranju vretena tijekom cijepanja oplođenog jajašca. Rep sperme čine mikrotubule, koje pomoću energije mitohondrija osiguravaju kretanje muških zametnih stanica.

Struktura jaja

Ženske reproduktivne stanice mnogo su veće od spermija. Promjer im je kod sisavaca do 0,2 mm. Ali ista brojka za ribe s režnjevima je 10 cm, a za haringe - do 23 cm, za razliku od muških reproduktivnih stanica, jaja su nepokretna. Imaju okrugli oblik. Citoplazma ovih stanica sadrži veliku zalihu hranjivih tvari u obliku žumanjka. Osim DNK, koja nosi genetsku informaciju, jezgra sadrži još jednu nukleinsku kiselinu - RNK. Sadrži podatke o strukturi najvažnijih proteina budućeg organizma. Žumanjak može biti neravnomjerno smješten u jajetu. Na primjer, u lanceletu se nalazi u središtu, ali u ribama zauzima gotovo cijelu površinu, pomičući jezgru i citoplazmu na jedan od polova stanice. Izvana, jaje je pouzdano zaštićeno membranama: žućkastim, prozirnim i vanjskim. Upravo njih mora otopiti akrosom glave spermija kako bi se izvršio proces oplodnje.

Vrste gnojidbe

Građa i funkcije spolnih stanica određuju proces oplodnje – spajanje spolnih stanica. Kao rezultat ovog procesa, genetski materijal gameta se spaja u jednu jezgru i formira se zigota. To je prva stanica novog organizma.

Ovisno o mjestu ovog procesa, razlikuju se vanjski (vanjski) i Prvi tip se provodi izvan tijela ženske osobe. To se obično događa u vodenim staništima. Primjeri organizama kod kojih dolazi do vanjske oplodnje su predstavnici klase riba. Njihove ženke polažu jaja u vodu, gdje ih mužjaci zalijevaju sjemenom tekućinom. Broj jaja takvih životinja doseže nekoliko tisuća, od kojih mnogi pojedinci ne prežive i rastu. Većinu njih jedu vodene životinje. Ali sve sisavce karakterizira unutarnja oplodnja, koja se događa unutar ženskog tijela uz pomoć specijaliziranih mužjaka. U isto vrijeme, broj jaja spremnih za oplodnju je mali.

Građa muške, ženske spolne stanice i reproduktivnog sustava biljaka bitno se razlikuje od životinjskog. Stoga se proces fuzije gameta odvija drugačije. Muške spolne stanice biljaka nemaju rep i nisu sposobne za kretanje. Dakle, oplodnji prethodi oprašivanje. To je proces prijenosa peluda s prašnika prašnika na tučak tučka. Nastaje uz pomoć vjetra, insekata ili čovjeka. Našavši se tako na stigmi tučka, spermiji se po klicinoj cjevčici spuštaju u njen prošireni donji dio - jajnik. Tu se nalazi jaje. Kada se gamete stapaju, nastaje sjemeni zametak.

Pojam partenogeneze

Građa spolnih stanica, posebice ženskih, omogućuje jedan od neobičnih oblika generativnog razmnožavanja. Naziva se partenogeneza. Njegova biološka bit leži u razvoju odraslog organizma iz neoplođenog jajašca. Taj se proces opaža u životnom ciklusu rakova Daphnia, tijekom kojeg se izmjenjuju spolne i partenogenetske generacije. Ženska spolna stanica sadrži dovoljno hranjivih tvari za početak novog života. Međutim, tijekom partenogeneze ne nastaju nove kombinacije genetskih informacija, što znači da je nemoguće i pojavljivanje novih karakteristika. No, partenogeneza ima važno biološko značenje, jer omogućuje proces spolnog razmnožavanja i bez prisutnosti jedinke suprotnog spola.

Faze menstrualnog ciklusa

U ženskom tijelu spolne stanice nisu uvijek spremne za oplodnju, već samo u određeno vrijeme tijekom ovog fiziološkog procesa u tijelu se događaju cikličke, prirodne promjene u funkcijama reproduktivnog sustava. Taj proces regulira humoralni sustav. Trajanje ovog ciklusa je 21-36 dana s prosjekom od 28. Ovo razdoblje može se podijeliti u tri faze. U prvom (menstrualnom) razdoblju, koje traje približno prvih 5 dana, dolazi do odbacivanja sluznice maternice. To je popraćeno pucanjem malih krvnih žila. 6-14. dana, pod utjecajem hipofize, oslobađa se folikul u kojem sazrijeva jajna stanica. Sluznica maternice počinje se oporavljati u tom razdoblju. Ovo je bit postmenstrualne faze. Od 15. do 28. dana dolazi do stvaranja masnog vezivnog tkiva – žutog tijela. Djeluje kao privremena endokrina žlijezda, koja proizvodi hormone koji odgađaju sazrijevanje folikula. U razdoblju od 17. do 21. dana vjerojatnost oplodnje je najveća. Ako se to ne dogodi, zametna stanica se uništava i sluznica se ponovno ljušti.

Što je ovulacija

14. dana menstrualnog ciklusa struktura ženske spolne stanice se neznatno mijenja. Jaje probija folikularnu membranu i napušta jajnik u jajovod. Tu završava njegovo sazrijevanje. Taj se proces naziva ovulacija. Ovo je vrlo važno razdoblje tijekom kojeg maternica stječe sposobnost prihvaćanja oplođene jajne stanice.

Kromosomski set spolnih stanica

Jajne stanice i spermiji imaju jedinstven skup genetskih informacija. Na primjer, kod čovjeka spolne stanice sadrže 23 kromosoma, a zigota 46. Kada se spolne stanice spajaju, tijelo prima polovicu gena od majke, a drugi dio od oca. To se također odnosi i na spol. Među kromosomima postoje autosomi i jedan par spolnih kromosoma. Označavaju se latiničnim slovima. Kod ljudi ženske stanice sadrže dva identična spolna kromosoma, dok muške stanice sadrže različite. Spolne stanice sadrže po jednu. Dakle, spol nerođenog djeteta u potpunosti ovisi o muškom tijelu i o vrsti kromosoma koje spermij nosi.

Funkcije zametnih stanica

Građa ženske spolne stanice, kao i muške, međusobno je povezana s funkcijama koje obavljaju. Kao dio reproduktivnog sustava, oni obavljaju funkciju generativne reprodukcije. Za razliku od nespolnog razmnožavanja, u kojem se čuva cjelovitost genetske informacije organizma, spolno razmnožavanje osigurava stvaranje novih karakteristika. To je neophodan uvjet za nastanak prilagodbe, a time i cjelokupno postojanje živih organizama.

Razvoj životinjskih zametnih stanica, ili gametogeneza, odvija se u nekoliko faza. Tijekom reproduktivnog razdoblja primordijalne zametne stanice razmnožavaju se mitozom. Tijekom razdoblja rasta, svaki od njih raste, dostižući određenu veličinu. Nakon toga počinje proces sazrijevanja. Kao rezultat toga, četiri identična spermija nastaju iz jedne primarne muške spolne stanice. Nasuprot tome, jedna primarna ženska spolna stanica proizvodi samo jedno jaje. Tri vodeća tijela nastala tijekom procesa diobe umiru.

U višestaničnih životinja razmnožavanje se odvija u posebnim organima — spolnim žlijezdama ili spolnim žlijezdama (jajnici, testisi i hermafroditske spolne žlijezde), a sastoji se od tri glavna stadija: 1) razmnožavanje primarnih spolnih stanica — gametogonija (spermatogonija i oogonija) kroz niz uzastopne mitoze , 2) rast i sazrijevanje ovih stanica danas se nazivaju gametociti (spermatociti i oociti), koji, poput gametogonija, imaju kompletan (uglavnom diploidan) set kromosoma. U to vrijeme događa se glavni događaj gametogeneze u životinja - dioba gametocita mejozom, što dovodi do smanjenja (prepolovljenja) broja kromosoma u tim stanicama i njihove transformacije u haploidne stanice. - spermatide i ootide; 3) stvaranje sperme (ili sperme) i jajašca; u ovom slučaju, jajašca su presvučena brojnim germinativnim membranama, a spermiji dobivaju flagele koje osiguravaju njihovu pokretljivost. Kod ženki mnogih životinjskih vrsta, mejoza i formiranje jajne stanice završavaju nakon što spermij prodre u citoplazmu jajne stanice, ali prije spajanja jezgre spermija i jajne stanice.

Kod biljaka, gametogeneza odvaja se od mejoze i počinje u haploidnim stanicama – u sporama (kod viših biljaka – mikrospore i megaspore). Spolni naraštaj biljke razvija se iz spora - haploidnog gametofita. , u genitalnim organima od kojih – gametangiji (muški – anteridija, ženski – arhegoniji) G nastaje putem mitoza golosjemenjače i kritosjemenjače, u kojem se spermatogeneza odvija izravno u klijajućoj mikrospori - stanici peluda. Kod svih nižih i viših spornih biljaka, klijanje u anteridiju je ponovljena dioba stanica, što rezultira stvaranjem velikog broja malih pokretnih spermija. G. u arhegoniji - stvaranje jednog, dva ili više jaja. Kod golosjemenjača i kritosjemenjača muško razmnožavanje sastoji se od diobe (mitozom) jezgre peludne stanice na generativnu i vegetativnu i daljnje diobe (također mitozom) generativne jezgre na dvije sjemene stanice. Ova se dioba događa u cjevčici za klijanje peluda. Žensko klijanje u angiospermi je odvajanje jedne jajne stanice mitozom unutar embrionske vrećice s 8 jezgri. Glavna razlika između ginekologije kod životinja i biljaka: kod životinja kombinira transformaciju stanica iz diploidnih u haploidne i stvaranje haploidnih gameta; kod biljaka se klijanje svodi na stvaranje gameta iz haploidnih stanica.

Spolno razmnožavanje sjemenskih biljaka- razmnožavanje sjemenom normalnog (ne apomiktnog) podrijetla. Nastale nove jedinke imaju genotipove različite od roditeljskih organizama.

Biljke doživljavaju redovitu izmjenu nuklearnih faza (haploidne i diploidne). Cvjetnice, najčešće na Zemlji, zaslužuju posebnu pozornost. U životnom ciklusu viših biljaka dolazi do izmjene dviju generacija: gametofita i sporofita. Gametofit - mala biljka spolnog naraštaja na kojoj se formiraju rasplodni organi koji proizvode spolne stanice. Na njemu se razvijaju i ženske i muške spolne stanice. U sjemenskim biljkama gametofiti su praktički izgubili sposobnost samostalnog postojanja. Pretežna generacija je sporofit (većina stanica je diploidna), obično velika lisnata biljka koja postoji prilično dugo. Sporofit nastaje nakon spajanja muških i ženskih haploidnih gameta.

Cvijet je glavni reproduktivni organ cvjetnica angiospermi. Cvijet se može smatrati i sporofitom, organom nespolnog razmnožavanja (budući da stvara mikrospore i megaspore), i gametofitom, organom spolnog razmnožavanja (budući da se muške spolne stanice, spermiji, razvijaju iz mikrospora, a ženske spolne stanice, jajašca, iz megaspore).

Razvoj peludnih zrnaca odvija se u peludnim gnijezdima - mikrosporangije prašnici - u dva stupnja.

Prvi stadij – mikrosporogeneza sporogeno tkivo se dijeli mitozom, stvarajući stanice mikrospore - mikrosporociti (2n). Mikrosporociti se dijele mejozom, stvarajući mikrospore (n). Svaka matična stanica proizvodi četiri mikrospore (tetrada mikrospora).

Druga faza – mikrogametogeneza – razvoj mikrogametofita. Svaka mikrospora (n) dijeli se mitozom, stvarajući mikrogametofit- muški gametofit, odn peludno zrno. Prvo se provodi proces aseksualne reprodukcije sporofita, za koji se koriste male spore. Tada unutar peludnog vreća iz klijajuće (dijeleće se) spore nastaje mikroskopski muški gametofit koji je već nova spolna generacija.

Razvoj embrionalne vrećice odvija se u ovulu (megasporangiju) u dva stadija. Prva faza je megasporogeneza-razvoj megaspora. Sporogene stanice (2n) dijele se mitozom, tvoreći megaspore stanice - megasporociti (2n). Megasporociti se dijele mejozom, stvarajući megaspore (n). Svaka matična stanica proizvodi četiri megaspore. U megagametofitu se razvija samo jedna od mikrospora (obično donja), a ostale degeneriraju. Druga faza je metagametogeneza – razvoj megagametofita (embrionske vrećice). Preostali od četiri megaspora (n) sekvencijalno se dijeli u tri mitoze bez citokineze (dijele se samo jezgre). Na polovima embrionalne vrećice formiraju se četiri jezgre - embrionska vrećica s osam jezgri.

Dvije jezgre s polova kreću se prema središtu i stapaju se, tvoreći središnje (sekundarne) jezgre (2n). Jezgre preostale na polovima pretvaraju se u stanice: antipodi (n), jaje(n), sinergidi (n). Nastaje megagametofit (embrionska vrećica).

Potrebno je obratiti pozornost na činjenicu da se kod viših biljaka (za razliku od životinja) proces stvaranja zametnih stanica odvija mitozom. Sve višestanične životinje i ljudi u tu svrhu koriste mejozu. Muški gametofit kod cvjetnica sastoji se od 3 stanice, pri čemu jedan spermij oplođuje jajnu stanicu embrijske vrećice, a drugi središnju jajnu stanicu. Događa se " dvostruka gnojidba».

Rezultat spolnog razmnožavanja gametofita biljke cvjetnice je stvaranje diploidne zigote i velike triploidne stanice. Njihova dioba mitozom u konačnici dovodi do stvaranja embrija i endosperma sjemenke (rezerve hranjivih tvari). Sjeme je važna faza u razvoju nove generacije sporofita.

Ukralješnjaciženske spolne stanice nastaju u spolnim žlijezdama - jajnicima, a muške - u testisima. Upravo u spolnim žlijezdama nastaju haploidne gamete iz izvornih diploidnih stanica.

Stvaranje zrele sperme u tijelu sisavci počinje s početkom puberteta, a jaja - u prenatalnom razdoblju razvoja ženskog tijela.

U razvoju zametnih stanica postoji nekoliko faza. Prva faza razvoja zametnih stanica naziva se reprodukcija. Ovu fazu karakterizira dioba diploidnih stanica putem mitoze. U tom slučaju iz svake matične stanice nastaju dvije diploidne stanice kćeri. Zbog mitoze povećava se broj stanica.

Zatim dolazi faza rasta. Tijekom tog razdoblja povećava se veličina stanica. Stanice su u stanju interfaze. Sintetiziraju proteine, ugljikohidrate, lipide, ATP i dvostruke kromosome.

Tijekom faze sazrijevanja stanice se dijele mejozom. Broj kromosoma se prepolovi, a od svake diploidne stanice nastaju četiri tisućite haploidne stanice kćeri.

U muškaraca su sve stanice nastale kao rezultat mejoze identične i cjelovite. Kod žena samo jedna stanica - jaje - akumulira veliku zalihu hranjivih tvari potrebnih za razvoj budućeg embrija; preostale tri male stanice naknadno umiru.

Razvoj spolnih stanica završava razdobljem formiranja, tijekom kojeg nastaju gamete - spermiji i jajašca.

Formiranje zametnih stanica kod angiospermi odvija se na jedinstven način. Gamete se stvaraju u prašnicima i tučkovima. Prašnici sadrže mnogo diploidnih stanica, od kojih se svaka dijeli mejozom. Kao rezultat toga, iz svake diploidne stanice nastaju četiri haploidne stanice, koje se tu ne završavaju. Haploidna jezgra svakog peludnog zrna se mitozom dijeli na dvije haploidne stanice – generativnu i vegetativnu. Generativna stanica se ponovno dijeli mitozom, što rezultira u dva haploidna spermija. Spermiji su muške gamete. Nepomični su jer nemaju bičeve i dopremaju se do jajne stanice kroz peludnu cijev.

Dakle, zrelo peludno zrno sadrži tri stanice: vegetativnu ili stanicu peludnih cjevčica i dva sjemena.

U jajniku se nalazi jajna stanica u kojoj se stvara ženska spolna stanica. U jajnoj stanici kao rezultat mejoze iz jedne diploidne stanice nastaju četiri haploidne stanice. Tri stanice umiru, a preostala se mitozom dijeli tri puta. Ovo proizvodi osam haploidnih stanica koje tvore embrionsku vrećicu. Jedna od njih pretvara se u jaje, dvije stanice se spajaju i tvore diploidnu stanicu - sekundarnu jezgru embrionalne vrećice. Preostalih pet stanica igra potpornu ulogu, tvoreći stijenku embrionalne vrećice.

Kod ljudi zrela spolna stanica (gameta) je spermij kod muškarca, jajna stanica (jaje) kod žene. Prije nego što se spolne stanice spoje u zigotu, te se spolne stanice moraju formirati, sazrijeti i zatim se sastati. Ljudske zametne stanice slične su strukture spolnim stanicama većine životinja. Temeljna razlika između spolnih stanica i ostalih stanica u tijelu, koje se nazivaju somatske stanice, je u tome što spolna stanica sadrži samo polovicu broja kromosoma od somatske stanice. U ljudskim spolnim stanicama ima ih 23. Tijekom procesa oplodnje svaka spolna stanica donosi svoja 23 kromosoma u zigotu, pa tako zigota ima 46 kromosoma, tj. njihov dvostruki skup, kao što je svojstveno svim ljudskim somatskim stanicama. Iako su po svojim glavnim strukturnim karakteristikama slični somatskim stanicama, spermij i jajašce su u isto vrijeme visoko specijalizirani za svoju ulogu u reprodukciji. Spermij je mala i vrlo pokretna stanica. Jajašce je, naprotiv, nepomično i puno veće (skoro 100.000 puta) od spermija. Najveći dio njegovog volumena čini citoplazma koja sadrži rezerve hranjivih tvari potrebnih embriju u početnom razdoblju razvoja. Za oplodnju jajna stanica i spermij moraju dostići zrelost. Štoviše, jajna stanica mora biti oplođena unutar 12 sati nakon izlaska iz jajnika, inače umire. Ljudska sperma živi duže, oko jedan dan. Brzo se krećući uz pomoć repa u obliku biča, spermatozoidi dospijevaju u kanal povezan s maternicom - jajovod, u koji jajna stanica ulazi iz jajnika. To obično traje manje od sat vremena nakon kopulacije. Vjeruje se da se oplodnja događa u gornjoj trećini jajovoda. Unatoč činjenici da ejakulat normalno sadrži milijune spermija, samo jedan prodire u jajašce, aktivirajući lanac procesa koji vode do razvoja embrija. Budući da cijeli spermij prodire u jajnu stanicu, čovjek potomku, osim jezgrinog materijala, donosi i određenu količinu citoplazmatskog materijala, uključujući centrosom - malu strukturu neophodnu za staničnu diobu zigote. Sperma također određuje spol potomka. Kulminacijom oplodnje smatra se trenutak spajanja jezgre spermija s jezgrom jajne stanice.

Oplodnji kod kritosjemenjača prethodi mikro- i megasporogeneza, kao i oprašivanje.

Mikrosporogeneza se odvija u prašnicima prašnika. U ovom slučaju, diploidne stanice obrazovnog tkiva prašnika kao rezultat mejoze pretvaraju se u 4 haploidne mikrospore. Nakon nekog vremena mikrospora započinje mitotičku diobu i pretvara se u muški gametofit - pelud. Peludno zrno je izvana prekriveno dvije membrane: egzina i intina.

Exine– gornja ljuska je deblja i zasićena sporoleninom, tvari sličnoj masti. To omogućuje peludi da izdrži značajne temperaturne i kemijske utjecaje. Egzina sadrži klicine pore koje su do oprašivanja zatvorene "čepovima".

Intina sadrži celulozu i elastična je. Peludno zrno sadrži dvije stanice: vegetativnu i generativnu.

Megasporogeneza se odvija u ovulu. Kao rezultat mejoze iz matične stanice nucelusa nastaju 4 megaspore od kojih kao rezultat ostaje samo jedna. Ova megaspora snažno raste i potiskuje nucelusna tkiva prema integumentima, tvoreći embrionsku vrećicu. Jezgra embrionalne vrećice se mitozom dijeli 3 puta. Nakon prve diobe, dvije jezgre kćeri pomiču se na različite polove: halazal i mikropilar (nalaze se bliže peludnoj cijevi), i tu se dva puta dijele. Dakle, na svakom polu postoje četiri jezgre. Tri jezgre na svakom polu izolirane su u zasebne stanice, a preostale dvije pomiču se u središte i spajaju, tvoreći sekundarnu diploidnu jezgru. Na polu mikropilara nalaze se dva sinergida i jedna veća stanica – jaje. Antipodi se nalaze na halazalnom polu. Dakle, vrećica zrelog embrija sadrži 8 stanica

Oprašivanje uključuje prijenos peluda s prašnika na tučak.

Gnojidba. Peludna zrnca koja nekako padnu na tučak klijaju. Klijanje polena počinje bubrenjem zrna i stvaranjem polenove cjevčice iz vegetativne stanice. Peludna cijev probija ljusku na njenom tanjem mjestu – tzv otvor Vrh polenove cijevi izlučuje posebne tvari koje omekšavaju tkiva stigme i stila. Kako polenova cijev raste, postaje jezgra vegetativne stanice i generativne stanice, koja se dijeli i stvara dva spermija. Kroz mikropilu jajne stanice peludna cijev prodire u embrionalnu vrećicu, gdje pukne i njen sadržaj se izlije unutra.

Jedan od spermija spaja se s jajetom i formira zigotu, koji potom daje embrij sjemena. Drugi se spermij spaja sa središnjom jezgrom, što rezultira stvaranjem triploidne jezgre, koji se zatim razvija u triploidni endosperm.

Dakle, endosperm u angiospermi je triploidan i sekundaran, jer nastala nakon oplodnje.

Cijeli ovaj proces naziva se dvostruka oplodnja. Prvi ga je opisao ruski znanstvenik S. G. Navashin. (1898).

Gametogeneza(s grčkog gameta- žena, gamete- muž i geneza- podrijetlo, nicanje) je proces stvaranja zrelih zametnih stanica.

Budući da su za spolno razmnožavanje najčešće potrebne dvije jedinke - ženka i mužjak, koje proizvode različite spolne stanice - jajne stanice i spermije, procesi nastanka ovih gameta moraju biti različiti.

Priroda procesa uvelike ovisi o tome odvija li se u biljnoj ili životinjskoj stanici, budući da se kod biljaka tijekom stvaranja gameta događa samo mitoza, a kod životinja i mitoza i mejoza.

Razvoj zametnih stanica na bilje. U angiospermama, stvaranje muških i ženskih spolnih stanica događa se u različitim dijelovima cvijeta - prašnicima i tučkovima.

Prije stvaranja muških spolnih stanica - mikrogagetogeneza(s grčkog mikroskopski- mali) - događa se mikrosporogeneza, odnosno stvaranje mikrospora u prašnicima prašnika. Taj je proces povezan s mejotičkom diobom matične stanice, što rezultira s četiri haploidne mikrospore. Mikrogametogeneza je povezana s jednom mitotičkom diobom mikrospore, koja proizvodi muški gametofit iz dvije stanice - velike vegetativni(sifonogena) i plitka generativni. Nakon diobe, muški gametofit se prekriva gustim ovojnicama i formira peludno zrnce. U nekim slučajevima, već tijekom procesa sazrijevanja peluda, a ponekad tek nakon prijenosa na stigmu tučka, generativna stanica se mitotički dijeli i formira dvije nepokretne muške spolne stanice - sperma. Nakon oprašivanja iz vegetativne stanice nastaje polenova cijev kroz koju spermiji prodiru u jajnik tučka radi oplodnje (sl. 2.55).

Razvoj ženskih spolnih stanica u biljaka naziva se megagametogeneza(s grčkog megas- velik). Nastaje u plodnici tučka, kojoj prethodi megasporogeneza, uslijed čega iz matične stanice megaspore koja leži u nucelusu mejotičkom diobom nastaju četiri megaspore. Jedna od megaspora se mitotski dijeli tri puta, dajući ženski gametofit - embrionsku vrećicu s osam jezgri. Naknadnim odvajanjem citoplazme stanica kćeri, jedna od dobivenih stanica postaje jaje, na čijim stranama leže takozvani sinergidi, na suprotnom kraju embrijske vrećice formiraju se tri antipoda, au središtu , kao rezultat spajanja dviju haploidnih jezgri, nastaje diploidna središnja stanica (sl. 2.56).

Razvoj zametnih stanica na životinje. Kod životinja postoje dva procesa stvaranja zametnih stanica - spermatogeneza i oogeneza (slika 2.57).

Spermatogeneza(s grčkog sperma, spermatos- sjeme i postanak - podrijetlo, pojava) je proces stvaranja zrelih muških spolnih stanica – spermija. Kod čovjeka se javlja u testisima, odnosno testisima, a dijeli se na četiri razdoblja: razmnožavanje, rast, sazrijevanje i formiranje.

U sezona parenja primordijalne zametne stanice dijele se mitotski, što rezultira stvaranjem diploida spermatogonije. U razdoblje rasta spermatogoniji nakupljaju hranjive tvari u citoplazmi, povećavaju se i pretvaraju u primarni spermatociti, ili Spermatociti 1. reda. Tek nakon toga ulaze u mejozu ( razdoblje sazrijevanja), uslijed čega najprije nastaju dva sekundarni spermatocit, ili spermatocit 2. reda, a zatim - četiri haploidne stanice s još prilično velikom količinom citoplazme - spermatide. U razdoblje formiranja gube gotovo svu svoju citoplazmu i formiraju flagellum, pretvarajući se u spermij.

Sperma, ili živahni,- vrlo male pokretne muške spolne stanice s glavom, vratom i repom (slika 2.58).

U glava, osim jezgre, je akrosom- modificirani Golgijev kompleks koji osigurava otapanje ovojnice jajne stanice tijekom procesa oplodnje.

U cerviks su centrioli centra stanice, a baza konjski rep stvaraju mikrotubule koji izravno podupiru kretanje spermija. Također sadrži mitohondrije, koji spermi osiguravaju ATP energiju za kretanje.

Oogeneza(s grčkog UN- jaje i geneza- nastanak, pojava) je proces stvaranja zrelih ženskih spolnih stanica - jajašca. Kod ljudi se javlja u jajnicima i sastoji se od tri razdoblja: reprodukcije, rasta i sazrijevanja. Razdoblja reprodukcije i rasta, slična onima u spermatogenezi, javljaju se tijekom intrauterinog razvoja. U ovom slučaju, diploidne stanice nastaju iz primarnih zametnih stanica kao rezultat mitoze. oogonija, koje zatim prelaze u diploidne primarne jajne stanice, ili Oocite 1. reda. Mejoza i kasnija citokineza koja se odvija u razdoblje sazrijevanja, karakteriziraju neravnomjerna dioba citoplazme matične stanice, tako da se na kraju dobije najprije jedna sekundarna jajna stanica, ili oocita 2. reda, I prvo polarno tijelo a zatim iz sekundarne oocite – jajne stanice, koja zadržava cjelokupnu zalihu hranjivih tvari, te drugo polarno tijelo, dok je prvo polarno tijelo podijeljeno na dva. Polarna tijela zauzimaju višak genetskog materijala.

Kod ljudi se jajašca proizvode u intervalu od 28-29 dana. Ciklus povezan sa sazrijevanjem i oslobađanjem jajnih stanica naziva se menstrualni.

Jaje- velika ženska reproduktivna stanica, koja nosi ne samo haploidni set kromosoma, već i značajnu opskrbu hranjivim tvarima za kasniji razvoj embrija (slika 2.59).

Jaje kod sisavaca prekriveno je s četiri membrane, koje smanjuju vjerojatnost oštećenja različitim čimbenicima. Promjer jajeta kod ljudi doseže 150-200 mikrona, dok kod noja može biti i nekoliko centimetara.