ให้การปฏิสนธิภายใน การปฏิสนธิอยู่ภายนอก การสืบพันธุ์แบบอาศัยเพศคืออะไร

จำนวนและขนาดของเซลล์สืบพันธุ์จะแตกต่างกันไปในสัตว์แต่ละชนิด สังเกตรูปแบบต่อไปนี้: กว่า มีโอกาสน้อยการพบกันของไข่และอสุจิ จำนวนที่มากขึ้นเซลล์สืบพันธุ์จะเกิดขึ้นในร่างกาย ตัวอย่างเช่น ปลาวางไข่ (ไข่) และสเปิร์มลงในน้ำโดยตรง (มีการผสมเทียมจากภายนอก) และจำนวนไข่ในบางส่วนมีปริมาณมหาศาล (ปลาค็อดวางไข่ประมาณ 10 ล้านฟอง) ในระหว่างการปฏิสนธิภายใน ต้องขอบคุณพฤติกรรมที่ประสานกันระหว่างชายและหญิง เซลล์สืบพันธุ์ของผู้ชายจึงเข้าไปโดยตรง ร่างกายของผู้หญิง- ในกรณีนี้ความน่าจะเป็นของการปฏิสนธิจะสูงมากและทำให้จำนวนเซลล์สืบพันธุ์ลดลงอย่างรวดเร็ว จำนวนเซลล์สืบพันธุ์ที่ผลิตได้ลดลงอย่างมากในพ่อแม่ที่ดูแลลูกของตน ดังนั้นจำนวนไข่ในปลา viviparous จะต้องไม่เกินหลายร้อยตัวและตัวต่อเดี่ยวซึ่งให้อาหารตัวอ่อนในอนาคต - แมลงที่เป็นอัมพาตวางไข่เพียงประมาณสิบฟอง ปัจจัยอื่นๆ อีกมากมายส่งผลต่อจำนวนไข่ที่ผลิตได้ โดยเฉพาะอย่างยิ่งมีความสัมพันธ์ระหว่างขนาดของไข่และจำนวน - ยิ่งไข่มีขนาดใหญ่เท่าไรก็ยิ่งน้อยลงเท่านั้น (นก) กระบวนการปฏิสนธิประกอบด้วยหลายขั้นตอน: การแทรกซึมของอสุจิเข้าไปในไข่, การหลอมรวมของนิวเคลียสเดี่ยวของเซลล์สืบพันธุ์ทั้งสองเพื่อสร้างเซลล์ซ้ำ - ไซโกตและการกระตุ้นให้เกิดการแตกตัวและการพัฒนาต่อไป ไข่ของสัตว์ส่วนใหญ่จะต้องได้รับการปฏิสนธิเกือบจะทันทีหลังจากการตกไข่ ในสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมส่วนใหญ่ ไข่มักจะคงความสามารถในการปฏิสนธิไว้ได้เป็นเวลา 24 ชั่วโมง และในมนุษย์ - 12-24 ชั่วโมงหลังการตกไข่ โดยปกติแล้วอสุจิที่พบว่าตัวเองอยู่นอกระบบสืบพันธุ์เพศชายจะมีอายุยืนยาวมาก เวลาอันสั้น- ดังนั้นสเปิร์มของปลาเทราท์จะตายในน้ำภายใน 30 วินาทีในระบบสืบพันธุ์ของสเปิร์มของไก่มีชีวิตอยู่ได้ 30-40 วันในมดลูกและท่อนำไข่ของผู้หญิง - 5-8 วันและในตัวอสุจิของผึ้งตัวเมียสเปิร์มจะคงอยู่ ความสามารถในการปฏิสนธิเป็นเวลาหนึ่งปีหรือมากกว่านั้น ตำแหน่งของไข่โดยตัวอสุจิและปฏิสัมพันธ์ของพวกมันนั้นมั่นใจได้ด้วยสารพิเศษ - กามอนที่ผลิตโดยเซลล์สืบพันธุ์ เชื่อกันว่ามีไจโนกามอนอย่างน้อยสองประเภท - สารที่หลั่งออกมาจากไข่ (อันหนึ่งกระตุ้นการเคลื่อนไหวของอสุจิและอีกอันเกาะติดกัน) และแอนโดรกาโมนสองประเภทที่หลั่งโดยเซลล์สืบพันธุ์เพศชาย (อันหนึ่งทำให้การเคลื่อนไหวของอสุจิเป็นอัมพาต และอีกอันละลาย เยื่อหุ้มไข่) การปฏิสนธิเกิดขึ้นที่ความเข้มข้นของตัวอสุจิในระดับหนึ่งเท่านั้น (รูปที่ 76) มีการแสดงให้เห็นในกระต่ายว่าการปฏิสนธิไม่ได้เกิดขึ้นทั้งเมื่อมีอสุจิน้อยกว่า 1,000 ตัวที่เกี่ยวข้องกับการผสมเทียมของตัวเมีย และเมื่อมีมากกว่า 100 ล้านตัว สิ่งนี้อธิบายได้จากปริมาณไฮยาลูโรนิเดสที่หลั่งออกมาไม่เพียงพอหรือมากเกินไป เอนไซม์

ใช้กบเป็นตัวอย่าง เรามาดูกันว่าการปฏิสนธิเกิดขึ้นในสัตว์ได้อย่างไร ไข่ที่ไม่ได้รับการผสมพันธุ์นั้นถูกหุ้มด้วยเยื่อป้องกันหลายชั้นที่ช่วยปกป้องไข่ อิทธิพลภายนอก- อสุจิเคลื่อนที่ในน้ำอย่างแข็งขัน และเมื่อพบกับไข่ ด้วยความช่วยเหลือของไฮยาลูโรนิเดสที่หลั่งออกมาจากอะโครโซม พวกมันจะละลายเยื่อหุ้มของมันและเจาะเข้าไปในเซลล์ ทันทีที่อสุจิตัวหนึ่งเจาะไข่ เยื่อหุ้มของมันจะมีคุณสมบัติที่ป้องกันการซึมผ่านของตัวอสุจิตัวอื่น และไข่ก็เริ่มเตรียมพร้อมสำหรับการแบ่งตัว

การทดลองแสดงให้เห็นว่าการกระตุ้นให้ไข่แตกเป็นชิ้นนั้นไม่จำเป็นเลยที่สเปิร์มจะทะลุผ่านไข่ได้ หากคุณใช้ไมโครปิเปตเพื่อดึงตัวอสุจิที่เริ่มเจาะไข่กลับ การแยกส่วนอาจเริ่มต้นขึ้น ในทางกลับกัน หากใส่สเปิร์มเข้าไปในไข่โดยตรงด้วยไมโครปิเปต การกระตุ้นจะไม่เกิดขึ้น ในบางสปีชีส์ โดยเฉพาะอย่างยิ่งในหนอนไหม อสุจิหลายตัวสามารถเจาะไข่ได้ แต่โดยปกติจะมีเพียงตัวเดียวเท่านั้นที่รวมเข้ากับนิวเคลียสของไข่ ส่วนที่เหลือจะตาย

การปฏิสนธิคือการแทรกซึมของอสุจิเข้าไปในไข่และการหลอมรวมซึ่งเป็นลักษณะกระบวนการของการมีเพศสัมพันธ์ ในสัตว์ การปฏิสนธิอาจเป็นภายนอกหรือภายในก็ได้ ในกรณีแรก ผลิตภัณฑ์สืบพันธุ์จะสะสมอยู่ในน้ำ (สัตว์ครึ่งบกครึ่งน้ำ เอคโนเดิร์ม ฯลฯ) หรือบนพื้นผิวที่เป็นของแข็ง (ไร ฯลฯ) ในระหว่างการปฏิสนธิภายใน เซลล์ไข่จะรวมตัวกันภายในร่างกายของแม่

โดยปกติแล้ว ไข่จะได้รับการปฏิสนธิโดยอสุจิเพียงตัวเดียว นิวเคลียสของส่วนที่เหลือจะถูกทำลาย อสุจิเจาะไข่ผ่านรูที่เล็กที่สุดในเปลือก - ไมโครไพล์หรือ "ตุ่มรับ" ที่ยื่นออกมาทางนั้น หัว (นิวเคลียส) ของตัวอสุจิจะจุ่มอยู่ในนั้น และเคลื่อนไปทางศูนย์กลางของไข่ แกนกลางเคลื่อนไปทาง เซลล์หญิง- อันเป็นผลมาจากการปฏิสนธิทำให้เกิดการกระตุ้นไข่การแตกตัวการพัฒนาและการก่อตัว (ดู) ในระหว่างกระบวนการปฏิสนธิชุดดิพลอยด์จะถูกเรียกคืน (ดู) ข้อมูลทางพันธุกรรมของผู้ปกครองทั้งสองจะรวมกัน (ดูพันธุศาสตร์) และรับประกันความต่อเนื่องของวัสดุระหว่างรุ่น (ดูการถ่ายทอดทางพันธุกรรม)

การปฏิสนธิคือการแทรกซึมของอสุจิหรือหัวเข้าไปในไข่และการหลอมรวมของนิวเคลียสของไข่กับนิวเคลียสของอสุจิ

ในสาหร่าย เอไคโนเดิร์ม หอยส่วนใหญ่ ปลา และสัตว์ครึ่งบกครึ่งน้ำ การปฏิสนธิเกิดขึ้นภายนอกร่างกาย ในปลาและสัตว์ครึ่งบกครึ่งน้ำอื่นๆ สัตว์เลื้อยคลาน นก สัตว์เลี้ยงลูกด้วยนม แมลง ในพืชส่วนใหญ่ - ในร่างกายของตัวเมีย ตัวอสุจิจะถูกนำเข้าสู่ร่างกายของผู้หญิงโดยผู้ชายหรือปล่อยโดยเขา (นิวท์) ออกสู่สิ่งแวดล้อมในอสุจิ ซึ่งตัวเมียจะดูดซึมเข้าสู่ระบบสืบพันธุ์ของเธออย่างแข็งขัน มีการศึกษาการปฏิสนธิที่เกิดขึ้นภายนอกร่างกายดีขึ้น ( เม่นทะเล, หอย ฯลฯ) ในการทดลองนี้ เป็นไปได้ที่จะผสมพันธุ์ไข่ของสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนม (เช่น กระต่าย) ที่สกัดจากท่อนำไข่ด้วยอสุจิที่เหมาะสม หลังจากการปฏิสนธิแล้ว พวกมันสามารถกลับคืนสู่มดลูกและพัฒนาต่อไปได้เต็มที่ กระบวนการปฏิสนธิถูกควบคุมโดยเซลล์เพศที่ผลิต สารเคมีซึ่งดึงดูดอสุจิไปที่ไข่ (ดู) และยังมีผลกระทบอื่น ๆ ต่อการปฏิสนธิ สารเหล่านี้เรียกว่ากาโมน (ไจโนกาโมนส์ และแอนโดรกาโมน ตามลำดับ ทั้งสองเพศ)

อันเป็นผลมาจากการปฏิสนธิการกระตุ้นไข่การกระจายตัวการพัฒนาการก่อตัวของตัวอ่อน (ดู) และการรวมกันของข้อมูลทางพันธุกรรมของพ่อแม่ทั้งสองคน (ดูพันธุศาสตร์) กระบวนการกระตุ้นเกี่ยวข้องกับการเปลี่ยนแปลงทางร่างกายและ คุณสมบัติทางเคมีโปรโตพลาสซึมของไข่และเปลือกซึ่งหลังจากการปฏิสนธิจะสามารถซึมผ่านไปยังสารประกอบโมเลกุลต่ำได้มากขึ้นและอสุจิไม่สามารถซึมผ่านได้ แม้กระทั่งก่อนการปฏิสนธิ RNA ซึ่งอยู่ในสถานะถูกบล็อกในไข่ที่ไม่ได้รับการปฏิสนธิ จะส่งผ่านจากนิวเคลียสของไข่ไปยังไรโบโซม หลังจากการปฏิสนธิแล้วจะมีส่วนร่วมในการสังเคราะห์โปรตีนที่จำเป็นสำหรับการพัฒนาไข่ เมื่อนิวเคลียสของเซลล์สืบพันธุ์ของมารดาและบิดาผสานกัน จำนวนโครโมโซม (ดู) จะเพิ่มขึ้นเป็นสองเท่า เนื่องจากไม่ได้ผสานกัน ดังนั้นแต่ละเซลล์ของร่างกายจึงมีโครโมโซมครึ่งหนึ่งที่ได้รับจากพ่อและอีกครึ่งหนึ่งมาจากแม่ ดังนั้นทั้งพ่อและแม่จึงมีส่วนร่วมเท่าๆ กันในการส่งข้อมูลทางพันธุกรรมไปยังลูกหลาน (ดูการถ่ายทอดทางพันธุกรรม) โดยใช้โครโมโซม ในสัตว์ต่างๆ ในระหว่างการปฏิสนธิ อสุจิจะนำเซนโทรโซมเข้าไปในไข่ ซึ่งทำหน้าที่ในระหว่างการแตกตัวของไข่ในเวลาต่อมา รวมถึงส่วนเล็กๆ ของออร์แกเนลล์ไซโตพลาสซึม (ไมโตคอนเดรีย ฯลฯ) ในสิ่งมีชีวิตส่วนใหญ่ การเปลี่ยนแปลงของเปลือกไข่หลังการปฏิสนธิทำให้สเปิร์มตัวอื่นๆ เจาะไข่ไม่ได้ แต่ในสัตว์หลายชนิด สเปิร์มหลายตัวเจาะเข้าไปในไข่ (polyspermy) โดยปกติแล้วอสุจิเพียงตัวเดียวเท่านั้นที่ปฏิสนธิกับไข่ นิวเคลียสของส่วนที่เหลือจะถูกทำลาย หากสิ่งนี้ไม่เกิดขึ้นจะสังเกตความผิดปกติต่าง ๆ ในการพัฒนาของตัวอ่อน อย่างไรก็ตามหากสิ่งมีชีวิตที่มีชีวิตเกิดขึ้นก็มักจะมีลักษณะเป็นโมเสกในธรรมชาติ - ส่วนหนึ่งของร่างกายมีคุณสมบัติทางพันธุกรรมของนิวเคลียสของสเปิร์มตัวหนึ่งส่วนที่เหลือ - ของสเปิร์มอื่น

การแผ่รังสีเอกซ์สามารถฆ่านิวเคลียสของอสุจิที่ทะลุผ่านไข่ได้ ไข่ดังกล่าวพัฒนาโดยไม่ต้องมีส่วนร่วมของนิวเคลียสของผู้ชาย (gynogenesis) หากนิวเคลียสของไข่ถูกฆ่าด้วยรังสี การพัฒนาจะเกิดขึ้นโดยสูญเสียนิวเคลียสของบิดา (แอนโดรเจเนซิส)

ดูเพิ่มเติมที่ การสืบพันธุ์

ใครมีลักษณะการปฏิสนธิภายในสาระสำคัญของกระบวนการนี้คืออะไรและเป็นอย่างไร? ความสำคัญทางชีวภาพ- คุณสามารถตอบคำถามเหล่านี้และคำถามอื่น ๆ ได้เมื่ออ่านบทความของเรา

การสืบพันธุ์แบบอาศัยเพศคืออะไร

การสืบพันธุ์เป็นคุณสมบัติของสิ่งมีชีวิตทุกชนิด กระบวนการนี้ทำให้มั่นใจได้ว่าการสืบพันธุ์แบบอาศัยเพศจะสร้างการผสมผสานใหม่ สารพันธุกรรมและด้วยเหตุนี้ลักษณะของสิ่งมีชีวิต. กระบวนการนี้เป็นรากฐานของพันธุกรรมและความแปรปรวน

การสืบพันธุ์แบบอาศัยเพศเรียกว่าการสืบพันธุ์ในระหว่างที่เซลล์สืบพันธุ์มีส่วนร่วม เหล่านี้เป็นเซลล์พิเศษที่มีชุดโครโมโซมเดี่ยว ในธรรมชาติทั้งพืชและสัตว์สามารถดำเนินการได้

โครงสร้างของเซลล์สืบพันธุ์

กระบวนการของ gamete fusion คือการปฏิสนธิ การปฏิสนธิภายในหรือภายนอกดำเนินการโดยเซลล์สืบพันธุ์เท่านั้น มีเซลล์สืบพันธุ์เพศชายและเพศหญิง - อสุจิและไข่ พวกเขามี ความแตกต่างที่สำคัญในอาคาร ดังนั้นเซลล์สืบพันธุ์เพศหญิงจึงไม่สามารถเคลื่อนไหวได้และมีสารอาหารเพียงพอ เนื่องจากการพัฒนาของสิ่งมีชีวิตในอนาคตเกิดขึ้นบนพื้นฐานของเซลล์สืบพันธุ์เพศหญิง เซลล์สืบพันธุ์ของพืชตัวผู้ก็ไม่สามารถเคลื่อนไหวได้ ดังนั้นกระบวนการปฏิสนธิในสิ่งมีชีวิตเหล่านี้จึงต้องมีการผสมเกสรก่อน

Gametes เป็นโครงสร้างที่มีโครโมโซมชุดเดียวหรือเดี่ยว และโครงสร้างดังกล่าวไม่ได้เกิดขึ้นโดยบังเอิญเลย ความจริงก็คือสิ่งมีชีวิตที่โตเต็มวัยต้องมีสิ่งมีชีวิตสองเท่า (ซ้ำ) ชุดโครโมโซม- สิ่งนี้เป็นไปได้ผ่านการหลอมรวมของเซลล์สืบพันธุ์เดี่ยว

การปฏิสนธิภายนอกและภายใน

การปฏิสนธิคือการรวมตัวกันของสารพันธุกรรมของเซลล์สืบพันธุ์ มีหลายประเภทขึ้นอยู่กับสถานที่ที่กระบวนการนี้เกิดขึ้น การปฏิสนธิภายนอกเกิดขึ้นภายนอกร่างกายของสตรี ในธรรมชาติพบได้ในสัตว์ครึ่งบกครึ่งน้ำและปลา การปฏิสนธิภายในเป็นเรื่องปกติสำหรับสัตว์บกทั่วไป เช่น สัตว์เลื้อยคลาน นก สัตว์เลี้ยงลูกด้วยนม

คุณสมบัติของการปฏิสนธิภายนอก

การปฏิสนธิภายนอกหรือภายนอกเริ่มต้นด้วยการปล่อยเซลล์สืบพันธุ์ออกสู่ภายนอก ดังนั้นการบรรจบกันของสิ่งมีชีวิตจึงไม่จำเป็นเลย อย่างไรก็ตาม มักพบการรวมตัวกันของบุคคลในการผสมพันธุ์ในธรรมชาติ เช่น ปลาหรือกบระหว่างวางไข่

การปฏิสนธิภายนอกประเภทภายในหรือระดับกลางเริ่มต้นด้วยกระบวนการผสมเทียม สาระสำคัญอยู่ที่การรวบรวมเซลล์สืบพันธุ์ นักวิทยาศาสตร์พบว่าในระหว่างการปฏิสนธิภายนอก เกือบจะในทันทีหลังจากที่เซลล์สัมผัสกัน การเปลี่ยนแปลงจะเกิดขึ้นในแรงกระตุ้นทางไฟฟ้าของเยื่อหุ้มไข่ และหลังจากผ่านไป 7 วินาที เนื้อหาของเซลล์สืบพันธุ์ก็จะถูกรวมเข้าด้วยกัน ส่งผลให้เกิดไซโกต มันจะแบ่งตัวซ้ำๆ และค่อยๆ ก่อตัวเป็นเอ็มบริโอหลายเซลล์

สัตว์ตัวเมียซึ่งมีลักษณะพิเศษคือการปฏิสนธิภายนอกจะปล่อยไข่จำนวนมากลงไปในน้ำพร้อมกัน เช่น ปลาวางไข่ครั้งละหลายพันฟอง มีเพียงส่วนเล็ก ๆ เท่านั้นที่จะได้รับการปฏิสนธิและกลายเป็นลูกปลา ที่เหลือจะกลายเป็นเหยื่อของสัตว์น้ำ

ข้อดีของการปฏิสนธิภายในคืออะไร?

เกิดขึ้นภายในท่อสืบพันธุ์เพศหญิง นี่คือที่ตั้งของไข่ที่ไม่สามารถเคลื่อนที่ได้ อสุจิเข้ามาหาเธอเนื่องจากการมีเพศสัมพันธ์ เป็นที่ยอมรับแล้วว่าในกรณีส่วนใหญ่มีเพียงสารนิวเคลียร์ของเซลล์สืบพันธุ์เพศผู้เท่านั้นที่แทรกซึมเข้าไปในไข่ พลาสซึมของมันไม่ได้มีส่วนร่วมในกระบวนการสร้างสิ่งมีชีวิตใหม่

ข้อได้เปรียบหลักของการปฏิสนธิภายในคือตัวอ่อนค่อนข้างเป็นอิสระจากกัน เงื่อนไขที่ไม่เอื้ออำนวย สิ่งแวดล้อม- การพัฒนาของมัน เวลาที่แน่นอนเกิดขึ้นภายในร่างกายของมารดา ช่วยให้ตัวอ่อนได้รับทุกสิ่งที่ต้องการ: ความร้อน ความชื้น ออกซิเจน สารอาหาร นอกจากนี้ในระหว่างการปฏิสนธิภายในร่างกาย ความน่าจะเป็นของการรวมตัวของ gamete จะเพิ่มขึ้นอย่างมาก ซึ่งเป็นตัวกำหนดความเสถียรของกระบวนการสืบพันธุ์ในบุคคลดังกล่าว ด้วยเหตุผลเหล่านี้ จำนวนเซลล์สืบพันธุ์เพศเมียที่สามารถปฏิสนธิได้จึงน้อยกว่ามากเมื่อเทียบกับสัตว์ที่ปล่อยพวกมันออกสู่สิ่งแวดล้อม

อสุจิตัวเดียวจะปฏิสนธิกับไข่ที่ได้รับ แต่เหตุใดสิ่งมีชีวิตจำนวนมากจึงให้กำเนิดบุคคลหลาย ๆ คนหรือหลายสิบคนในคราวเดียว? สิ่งนี้เป็นไปได้สองวิธี ในกรณีแรก ไข่หลายใบจะถูกปล่อยเพื่อการปฏิสนธิในคราวเดียว ซึ่งแต่ละไข่จะเชื่อมต่อกันแยกจากกัน เกมเพศผู้- ในกรณีนี้ คนๆ หนึ่งเกิดมา อาจเป็นเพศเดียวกันหรือต่างกันก็ได้ และไม่คล้ายกันมากไปกว่าพี่น้อง แฝดที่เหมือนกันเกิดจากการแบ่งไซโกตออกเป็นหลายส่วน ในกรณีนี้บุคคลหนึ่งให้กำเนิดลูกที่เป็นเพศเดียวกันซึ่งมีลักษณะคล้ายกันเหมือนถั่วสองตัวในฝัก

การสืบพันธุ์แบบอาศัยเพศของพืช

ในพืชดอกการปฏิสนธิก็เกิดขึ้นเช่นกัน - ภายใน ตัวแทนของหน่วยที่เป็นระบบนี้มีคุณสมบัติหลายประการที่แสดงออกในระหว่างกระบวนการทางเพศ ดำเนินการโดยดอกไม้ กระบวนการของ gamete fusion นำหน้าด้วยการผสมเกสร สาระสำคัญอยู่ที่การถ่ายโอนเซลล์สืบพันธุ์เพศชายบนรอยตีนของเกสรตัวเมียด้วยความช่วยเหลือของลม แมลง น้ำ หรือมนุษย์

การปฏิสนธิสองครั้ง

จากนั้นอสุจิสองตัวพร้อมกับท่อจมูกงอกจะลงไปที่ส่วนล่างของเกสรตัวเมีย - รังไข่ นี่คือจุดที่สเปิร์มตัวหนึ่งมารวมกัน เกมเพศเมียและอีกอันมีเซลล์สืบพันธุ์ส่วนกลาง ดังนั้นการปฏิสนธิเช่นนี้จึงเรียกว่าการปฏิสนธิสองครั้ง เป็นผลให้เกิดเอ็มบริโอขึ้น ล้อมรอบด้วยสารอาหารสำรอง เอนโดสเปิร์ม และเยื่อหุ้มเซลล์ กล่าวอีกนัยหนึ่งคือเมล็ดพันธุ์

กระบวนการนี้ทำให้พืชดอกสมัยใหม่มีสถานะโดดเด่นบนโลก ผนังรังไข่ปกป้องไข่และเอ็มบริโอได้อย่างน่าเชื่อถือ และเมล็ดประกอบด้วยสารอาหารและน้ำที่จำเป็นสำหรับการเจริญเติบโตและการพัฒนาของพืชที่โตเต็มวัย

ประเภทของการปฏิสนธิและถิ่นที่อยู่ของสัตว์

มันง่ายที่จะติดตามการพึ่งพาอาศัยของสิ่งมีชีวิตและประเภทของการปฏิสนธิ ดังนั้นการหลอมรวมของ gametes ใน สภาพแวดล้อมภายนอกเกิดขึ้นในน้ำโดยที่ตัวอ่อนของสิ่งมีชีวิตที่มีการปฏิสนธิจากภายนอกเริ่มพัฒนาขึ้น ยิ่งกว่านั้นกระบวนการนี้ทำได้เฉพาะในเป็นกลางหรือเท่านั้น สภาพแวดล้อมที่เป็นด่างและในสภาวะที่เป็นกรดจะเป็นไปไม่ได้

การปรากฏตัวของการปฏิสนธิภายในในกระบวนการวิวัฒนาการนั้นสัมพันธ์กับการเกิดขึ้นของคอร์ดเดตบนพื้นดิน อายุการใช้งานของตัวแทนประเภทนี้นอกน้ำเป็นไปได้อย่างแม่นยำด้วยคุณสมบัตินี้ การปฏิสนธิภายในของสัตว์เลื้อยคลานเกิดขึ้นภายในร่างกายของผู้หญิง ซึ่งเป็นจุดที่ตัวอ่อนเริ่มพัฒนา พบได้ในไข่ซึ่งมีสารมากมายและโดยส่วนใหญ่แล้วจะถูกปกคลุมไปด้วยเปลือกหนาทึบ การเพิ่มปริมาณไข่แดงจะช่วยชดเชยการขาดระยะตัวอ่อนในการกำเนิดของสัตว์เลื้อยคลาน และลักษณะของเปลือกที่หนาทึบทำให้ การพัฒนาที่เป็นไปได้ไข่บนพื้นที่แห้งและปกป้องไข่จากการทำให้แห้งและความเสียหายทางกลได้อย่างน่าเชื่อถือ

การกำเนิดของสัตว์หลายเซลล์

ไซโกตซึ่งเกิดขึ้นจากการปฏิสนธิเริ่มแบ่งตัวหลายครั้ง หลังจากผ่านไประยะหนึ่ง มันก็ประกอบด้วยเซลล์จำนวนหนึ่ง - บลาสโตเมียร์ ถัดไประยะ gastrula จะเริ่มต้นขึ้นซึ่งมีลักษณะเป็น anlage กระบวนการพัฒนาของตัวอ่อนยังคงดำเนินต่อไปด้วยการก่อตัวของอวัยวะและระบบต่างๆ

การพัฒนาส่วนบุคคลของสัตว์หลายเซลล์รวมถึงช่วงของตัวอ่อนและหลังตัวอ่อน ในสิ่งมีชีวิตที่มีการปฏิสนธิภายใน สิ่งแรกเกิดขึ้นในร่างกายของแม่หรือภายในไข่ นี้ให้มากขึ้น ระดับสูงพัฒนาการของสัตว์ตลอดจนความสามารถในการดำรงชีวิตอย่างอิสระหลังคลอด ตั้งแต่ช่วงแรกเกิด ระยะหลังตัวอ่อนจะเริ่มต้นขึ้น การปฏิสนธิทั้งภายในหรือภายนอกเป็นตัวกำหนดประเภทของการพัฒนาสิ่งมีชีวิตในอนาคต ในกรณีแรกจะเกิดขึ้นโดยไม่มีระยะตัวอ่อน ในกรณีนี้ ทารกแรกเกิดจะแตกต่างจากทารกแรกเกิดเล็กน้อย การพัฒนาประเภทนี้เรียกว่าการพัฒนาโดยตรง แต่ปลาและสัตว์ครึ่งบกครึ่งน้ำต้องผ่านระยะตัวอ่อนในระหว่างที่พวกมันพัฒนาต่อไปถึงระดับองค์กรของตัวแทนผู้ใหญ่

ดังนั้นการปฏิสนธิภายในจึงเป็นกระบวนการหลอมรวมเซลล์สืบพันธุ์ภายในร่างกายของผู้หญิง เมื่อเปรียบเทียบกับภายนอกแล้วก็มีข้อดีที่สำคัญหลายประการ: มากกว่า ความน่าจะเป็นสูงการรวมตัวของ gametes ซึ่งเป็นอิสระจาก สภาพภายนอกและรับประกันศักยภาพที่สูงขึ้นของบุคคลในอนาคต

การสืบพันธุ์เป็นกระบวนการที่ทำให้สิ่งมีชีวิตมีลูกหลาน สามารถสืบพันธุ์ชนิดของตัวเองได้อย่างต่อเนื่อง และดำรงอยู่เป็นสายพันธุ์ อาจเป็นเรื่องเพศหรือไม่อาศัยเพศก็ได้ เรียบง่าย สิ่งมีชีวิตของเซลล์สืบพันธุ์โดยการแบ่งเซลล์ตามปกติ

การสืบพันธุ์แบบอาศัยเพศเกี่ยวข้องกับการหลอมรวมของเซลล์สืบพันธุ์เพศหญิงและเพศชาย ในรูปแบบต่างๆ- สำหรับการนำไปใช้นั้นจำเป็นต้องทำให้เซลล์สืบพันธุ์ (เซลล์เพศ) เจริญเติบโตในเบื้องต้น เงื่อนไขบางประการเพื่อการประชุมและควบรวมกิจการ เนื่องจากการหลอมรวมของเซลล์สืบพันธุ์ทำให้เกิดตัวอ่อน (ไซโกต) การเจริญเติบโตและการพัฒนาเพิ่มเติมซึ่งทำให้สามารถสร้างสิ่งมีชีวิตใหม่ (ลูกหลาน)

ประเภทของการสืบพันธุ์แบบอาศัยเพศ

การสืบพันธุ์แบบอาศัยเพศเกิดขึ้นได้สองวิธี: การปฏิสนธิภายในและการปฏิสนธิภายนอก

การปฏิสนธิภายนอก

การปฏิสนธิภายนอกเกี่ยวข้องกับการหลอมรวมของเซลล์สืบพันธุ์ภายนอกร่างกายของเพศหญิง (เพศหญิง) ตัวอย่างที่เด่นชัดคือการปฏิสนธิในปลา โดยตัวเมียจะปล่อยไข่ (วางไข่) และตัวผู้จะปล่อยสเปิร์ม (นม) ลงสู่แหล่งน้ำโดยตรง และเกิดการหลอมรวมกันที่นั่น

การปฏิสนธิภายนอกมีอยู่ในสัตว์น้ำที่ไม่มีกระดูกสันหลังส่วนใหญ่และสัตว์มีกระดูกสันหลังบางชนิด (สัตว์ครึ่งบกครึ่งน้ำ หอย หนอน ฯลฯ) การจะมีประสิทธิภาพนั้นต้องอาศัยการมาบรรจบกันของหลาย ๆ คน ปัจจัยภายนอกเพราะอสุจิและไข่จะต้องถูกปล่อยออกสู่สิ่งแวดล้อมภายนอกพร้อมกันและที่เดียวกัน นั่นคือเหตุผลที่ธรรมชาติจัดให้มีปฏิกิริยาตอบสนองพฤติกรรมทางเพศของบุคคลในสายพันธุ์เดียวกัน (เช่น การรวบรวมใน สถานที่บางแห่งและเวลาวางไข่)

นอกเหนือจากที่กล่าวมาทั้งหมด การปฏิสนธิภายนอกจำเป็นต้องมีการก่อตัวในร่างกายของตัวเมียและตัวผู้ ปริมาณมากเซลล์สืบพันธุ์เพื่อให้แน่ใจว่าฟิวชั่นจะประสบความสำเร็จ นี่เป็นเพราะความจริงที่ว่าความสูญเสียและของเสียจำนวนมากเกิดขึ้นในสภาพแวดล้อมภายนอกเพราะส่วนใหญ่จะไม่มีวันพบเจอและจะตายไป ตัวอย่างเช่น กบในทะเลสาบวางไข่ประมาณ 11,000 ฟองอย่างต่อเนื่อง และปลาแสงอาทิตย์ประมาณ 30 ล้านตัว

การปฏิสนธิเป็นเรื่องภายใน

ใดๆ อุปกรณ์เพิ่มเติมซึ่งสามารถเพิ่มความน่าจะเป็นที่จะพบกับเซลล์สืบพันธุ์ของบุคคลที่มีเพศต่างกัน ช่วยให้สายพันธุ์มีความอุดมสมบูรณ์มากขึ้น และส่งผลให้ทั้งสายพันธุ์อยู่รอดได้ นอกจากนี้ ต้นทุนที่เกิดขึ้นในร่างกายในการผลิตและการสุกของเซลล์สืบพันธุ์ก็ลดลงอย่างมาก

การปฏิสนธิภายนอกนั้นด้อยกว่าการปฏิสนธิแบบภายใน การปฏิสนธิภายในได้รับชื่อเนื่องจากการที่เซลล์สืบพันธุ์เพศชายถูกนำเข้าสู่ร่างกายของเพศหญิงโดยตรง การปฏิสนธิประเภทนี้เป็นลักษณะของสายพันธุ์ที่อยู่ในขั้นวิวัฒนาการที่สูงกว่า การปฏิสนธิภายในเกี่ยวข้องกับการมีอวัยวะปรับตัวพิเศษ (อวัยวะเพศ) ในบุคคลที่มีเพศต่างกัน

ยิ่งสัตว์มีขั้นตอนการพัฒนาและวิวัฒนาการสูงเท่าใด อวัยวะสืบพันธุ์ของพวกมันก็จะยิ่งมีมากขึ้นเท่านั้น สิ่งเหล่านี้คือต่อมและอวัยวะทางเพศเพิ่มเติม (ท่อนำไข่ ฯลฯ)

เป็นที่น่าสังเกตว่าจำนวนเซลล์สืบพันธุ์ที่เกิดขึ้นในตัวเมียโดยตรงนั้นขึ้นอยู่กับระดับความผูกพันของเธอกับลูกหลาน ยิ่งมีไข่มากเท่าไรก็ยิ่งมีลูกหลานน้อยลงเท่านั้น จากตัวอย่างปลาคอดและปลานิลแอฟริกัน จะเห็นลวดลายนี้ชัดเจน ตัวแรกวางไข่ครั้งละประมาณ 10 ล้านฟอง และไม่เคยกลับมายังบริเวณที่วางไข่อีกเลย เทลาเปียอยู่ในปากบรรจุไข่ในปริมาณไม่เกิน 100 ชิ้น สัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมส่วนใหญ่มีลูกหลานเพียงไม่กี่ตัว และพฤติกรรมของพ่อแม่ก็ให้การดูแลในระยะยาว

การปฏิสนธิในมนุษย์

มนุษย์อยู่ในสายพันธุ์ที่มีลักษณะเฉพาะโดยการปฏิสนธิภายในเท่านั้น กระบวนการปฏิสนธิเกิดขึ้นในท่อนำไข่และการปฏิสนธิ เซลล์เพศ, ก้าวหน้าต่อไป ท่อนำไข่เข้าไปในโพรงมดลูก

Parthenogenesis - การปฏิสนธิโดยไม่มีการปฏิสนธิ

การสืบพันธุ์อีกประเภทหนึ่งคือการแบ่งส่วน เรียกอีกอย่างว่าการปฏิสนธิโดยไม่มีการปฏิสนธิ มันอยู่ในความจริงที่ว่าสิ่งมีชีวิตของลูกสาวพัฒนาจากสารพันธุกรรมของแต่ละบุคคล (ไข่ที่ไม่ได้รับการผสมพันธุ์) ด้วยวิธีนี้บุคคลที่มีเพศเดียวเท่านั้นจึงจะเกิดขึ้นได้ Parthenogenesis เป็นลักษณะของผึ้ง เพลี้ยอ่อน สัตว์น้ำที่มีเปลือกแข็งตอนล่างบางชนิด แม้แต่นก (ไก่งวง) และกิ้งก่าหิน

โดยสรุปของบทความทบทวน เราสามารถสรุปได้ว่าการปฏิสนธิภายนอกด้อยกว่าอย่างมาก การปฏิสนธิภายในและมีอยู่ในตัว สายพันธุ์ที่ต่ำกว่า- ควบคู่ไปกับการพัฒนาวิวัฒนาการของสิ่งมีชีวิตบนบกและในน้ำ วิธีการสืบพันธุ์ (การให้กำเนิด) ก็มีการปรับปรุงอย่างค่อยเป็นค่อยไป อย่างที่ทราบกันดีว่า ยิ่งสายพันธุ์ผลิตลูกหลานที่มีสุขภาพแข็งแรงมากเท่าใด โอกาสรอดชีวิตก็จะยิ่งมากขึ้นเท่านั้น

ในสัตว์ การปฏิสนธิอาจเป็นภายนอกหรือภายในก็ได้ ที่ การปฏิสนธิภายนอกเซลล์สืบพันธุ์เพศหญิงและเพศชายรวมกันอยู่นอกระบบสืบพันธุ์ของเพศหญิง (หรือบุคคลกระเทย) การปฏิสนธิภายนอกมักพบในแหล่งน้ำ (หนอนโพลีคาเอต, หอยสองฝา, กั้ง, lancelets, ปลากระดูกแข็งส่วนใหญ่, สัตว์ครึ่งบกครึ่งน้ำ) เช่นเดียวกับในสัตว์บกบางชนิด (เช่น ไส้เดือน)

การปฏิสนธิภายในเกิดขึ้นในอวัยวะของระบบสืบพันธุ์ของเพศหญิง (หรือบุคคลกระเทย) มีอยู่ในสัตว์บกส่วนใหญ่ (แบนและ พยาธิตัวกลม, หอยแมลงภู่, แมลง, สัตว์เลื้อยคลาน, นก, สัตว์เลี้ยงลูกด้วยนม) รวมถึงผู้ที่อาศัยอยู่ในแหล่งน้ำ (ปลากระดูกอ่อน)

ในระหว่างกระบวนการปฏิสนธิ ไข่จะถูกกระตุ้น อสุจิจะแทรกซึมเข้าไป และนิวเคลียสของพวกมันก็ผสานกัน . หลังจากการเจาะอสุจิ คุณสมบัติของเปลือกไข่จะเปลี่ยนไปและทำให้อสุจิตัวอื่นไม่สามารถทะลุเข้าไปได้

สำหรับกระบวนการปฏิสนธิ สาหร่ายและสปอร์พืชชั้นสูงต้องการความชื้นซึ่งสเปิร์มเคลื่อนที่ได้ ในพืชยิมโนสเปิร์มและพืชแองจิโอสเปิร์ม กระบวนการปฏิสนธิไม่ได้ขึ้นอยู่กับความชื้นในสิ่งแวดล้อม ในกลุ่มพืชเหล่านี้ กระบวนการปฏิสนธิจะมาก่อนกระบวนการผสมเกสร การผสมเกสร - นี่คือการถ่ายโอนละอองเรณูที่มีเซลล์สืบพันธุ์เพศชายจากอับเรณูของเกสรตัวผู้ไปยังมลทินของเกสรตัวเมีย (angiosperms) หรือไปยังออวุล (gymnosperms) การผสมเกสรในพืชดอกอสุจิสามารถเกิดขึ้นได้ด้วยความช่วยเหลือของสัตว์ผสมเกสร (แมลง นกตัวเล็ก) ลม น้ำ และในพืชเมล็ดพืชด้วยความช่วยเหลือของลมเท่านั้น

การผสมเกสรอาจเป็นการผสมเกสรข้าม (หากละอองเรณูตกลงบนรอยมลทินของดอกไม้อื่น) หรือการผสมเกสรด้วยตนเองเกิดขึ้น (เมล็ดละอองเกสรตกลงบนรอยมลทินของดอกไม้ดอกเดียวกัน)

ให้เราพิจารณากระบวนการปฏิสนธิในพืชโดยใช้พืชแองจิโอสเปิร์มเป็นตัวอย่าง ได้รับการศึกษาครั้งแรกในปี พ.ศ. 2441 โดยนักวิทยาศาสตร์ชาวยูเครน S.G. นวชิน. กระบวนการนี้เรียกว่า การปฏิสนธิสองครั้ง .

เมื่อละอองเรณูตกลงบนปาน มันจะพองตัวและการก่อตัวของท่อละอองเรณูจะเริ่มขึ้น เซลล์เดี่ยวสามเซลล์ผ่านเข้าไปในหลอดเรณู - เซลล์พืชและเซลล์อสุจิสองเซลล์ เซลล์พืชสร้างขึ้น สารอาหารปานกลางสำหรับตัวอสุจิและหายไปตามกาลเวลา ผ่านช่องเปิดพิเศษในเปลือกของออวุล (ทางผ่านของละอองเกสรดอกไม้) ท่อละอองเกสรจะแทรกซึมเข้าไปในถุงเอ็มบริโอซึ่งประกอบด้วยเซลล์เจ็ดเซลล์ ที่ขั้วของมันมีเซลล์เดี่ยวหกเซลล์ หนึ่งในนั้นคือไข่ ในใจกลางของถุงเอ็มบริโอมีเซลล์ (เซลล์กลาง) ที่มีนิวเคลียสเดี่ยวสองอัน เมื่อเวลาผ่านไป นิวเคลียสเหล่านี้จะหลอมรวมเป็นนิวเคลียสซ้ำแบบทุติยภูมิ

อสุจิตัวหนึ่งซึ่งครั้งหนึ่งอยู่ในถุงเอ็มบริโอจะหลอมรวมกับไข่ เป็นผลให้เกิดไซโกตซ้ำซึ่งตัวอ่อนพัฒนาขึ้น อสุจิตัวที่ 2 จะหลอมรวมกับเซลล์ส่วนกลาง ทำให้กลายเป็น triploid (มี 3 ตัว) ชุดเดี่ยวโครโมโซม) ต่อจากนั้นเนื้อเยื่อพิเศษก็พัฒนาจากเซลล์นี้ - เอนโดสเปิร์ม, เซลล์ซึ่งมีสารอาหารที่จำเป็นต่อการพัฒนาของเอ็มบริโอ