การสืบพันธุ์คือความสามารถของสิ่งมีชีวิตในการแพร่พันธุ์ของตัวเอง การสืบพันธุ์เป็นคุณสมบัติที่สำคัญอย่างหนึ่งของสิ่งมีชีวิตทั้งหมด ดังนั้นจึงจำเป็นต้องเข้าใจความสำคัญทางชีวภาพของการปฏิสนธิ ปัญหานี้ได้รับการศึกษาในระดับสูงแล้ว ตั้งแต่ระยะหลักไปจนถึงกลไกระดับโมเลกุลและพันธุกรรม
การปฏิสนธิคืออะไร
การปฏิสนธิเป็นกระบวนการทางชีววิทยาตามธรรมชาติของการหลอมรวมของเซลล์สืบพันธุ์สองเซลล์: ตัวผู้และตัวเมีย เซลล์สืบพันธุ์เพศผู้เรียกว่าอสุจิ ส่วนเซลล์สืบพันธุ์เพศหญิงเรียกว่าไข่
ขั้นตอนต่อไปหลังจากการหลอมรวมของเซลล์สืบพันธุ์คือการก่อตัวของไซโกต ซึ่งถือได้ว่าเป็นสิ่งมีชีวิตใหม่ ไซโกตเริ่มแบ่งเซลล์แบบไมโทซีส ทำให้จำนวนเซลล์ที่เป็นส่วนประกอบเพิ่มขึ้น ตัวอ่อนพัฒนาจากไซโกต
ไข่และวิธีการบดมีจำนวนมาก ทั้งหมดขึ้นอยู่กับการจัดหมวดหมู่ของสิ่งมีชีวิตภายใต้การพิจารณา เช่นเดียวกับระดับของการพัฒนาวิวัฒนาการ
ความหมายทางชีวภาพของการปฏิสนธิคืออะไร
การสืบพันธุ์เป็นการดัดแปลงหลักสำหรับการให้กำเนิด อนาคตของสายพันธุ์ขึ้นอยู่กับความสามารถในการสืบพันธุ์ของสายพันธุ์ที่เป็นปัญหา ดังนั้นสัตว์และพืชต่าง ๆ จึงมีวิธีในการปรับตัวของตนเองเพื่อปรับปรุงคุณภาพของกระบวนการทั้งหมด
ตัวอย่างเช่น หมาป่าและสิงโตมักจะปกป้องลูกหลานของพวกมันจากผู้ล่าที่อาจเกิดขึ้น สิ่งนี้จะเพิ่มอัตราการรอดชีวิตของลูกและรับประกันความสามารถในการปรับตัวให้เข้ากับสภาพความเป็นอยู่ในอนาคต ปลาออกไข่เป็นจำนวนมากเพราะมีโอกาสเกิดการปฏิสนธิภายนอกในสภาพแวดล้อมทางน้ำค่อนข้างต่ำ ผลก็คือจากลูกปลาที่มีศักยภาพนับพันตัว มีเพียงไม่กี่ร้อยตัวเท่านั้นที่พัฒนา
ความสำคัญทางชีวภาพของการปฏิสนธิคือเซลล์สืบพันธุ์สองเซลล์จากสิ่งมีชีวิตที่แตกต่างกันผสานกันและก่อตัวเป็นไซโกตที่มีลักษณะทางพันธุกรรมของพ่อแม่ทั้งสอง สิ่งนี้อธิบายความแตกต่างของญาติซึ่งกันและกัน และนี่เป็นสิ่งที่ดีเพราะการเปลี่ยนกลุ่มยีนของประชากรใด ๆ เป็นกลไกการปรับตัวเชิงวิวัฒนาการ ลูกหลานรุ่นแล้วรุ่นเล่าดีกว่าพ่อแม่ ในสภาวะของการเปลี่ยนแปลงสภาพแวดล้อมทีละน้อย (การเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ การเกิดขึ้นของปัจจัยภายนอกใหม่) ทักษะในการปรับตัวนั้นเหมาะสมเสมอ
และความสำคัญทางชีวภาพของการปฏิสนธิในระดับชีวเคมีคืออะไร? มาดูกัน:
- นี่คือรูปแบบสุดท้ายของไข่
- นี่คือการกำหนดเพศของตัวอ่อนในอนาคตอันเนื่องมาจากยีนที่เกี่ยวข้องซึ่งมาจากเซลล์สืบพันธุ์เพศชาย
- สุดท้ายการปฏิสนธิก็มีส่วนในการฟื้นฟูชุดโครโมโซมแบบดิพลอยด์ เนื่องจากเซลล์สืบพันธุ์แยกเป็นเดี่ยว
การขยายพันธุ์ไม้ดอก
พืชมีลักษณะการสืบพันธุ์เมื่อเทียบกับสัตว์ ตัวแทนของ angiosperms ซึ่งมีลักษณะการปฏิสนธิสองครั้ง (ค้นพบโดยนักวิทยาศาสตร์ชาวรัสเซีย Navashin ในปี 1898) ต้องการความสนใจเป็นพิเศษ
โครงสร้างที่กำหนดเพศในไม้ดอกคือเกสรตัวผู้และเกสรตัวเมีย เกสรซึ่งประกอบด้วยธัญพืชจำนวนมากทำให้สุกในเกสรตัวผู้ หนึ่งเม็ดประกอบด้วยสองเซลล์: พืชและกำเนิด ละอองเรณูถูกปกคลุมไปด้วยเปลือกสองอัน และเปลือกนอกมักจะมีการงอกและการเยื้องอยู่บ้าง
เกสรตัวเมียเป็นโครงสร้างรูปลูกแพร์ประกอบด้วยมลทิน ลักษณะ และรังไข่ หนึ่งออวุลหรือมากกว่าจะก่อตัวขึ้นในรังไข่ ซึ่งภายในเซลล์สืบพันธุ์เพศหญิงจะเติบโตเต็มที่
เมื่อละอองเรณูกระทบกับมลทินของเกสรตัวเมีย เซลล์พืชจะเริ่มก่อตัวเป็นหลอดเรณู คลองนี้ค่อนข้างยาวและสิ้นสุดที่ไมโครไพล์ของออวุล ในเวลาเดียวกัน เซลล์กำเนิดจะถูกแบ่งโดยไมโทซิสและก่อตัวเป็นสเปิร์ม 2 ตัว ซึ่งเข้าไปในเนื้อเยื่อของออวุลผ่านท่อเกสรดอกไม้
ทำไมต้องสเปิร์มสองตัว? ความสำคัญทางชีวภาพของการปฏิสนธิในพืชแตกต่างจากกระบวนการเดียวกันในสัตว์อย่างไร? ความจริงก็คือถุงเอ็มบริโอของออวุลนั้นมีเจ็ดเซลล์ซึ่งมีเซลล์เดี่ยวเซลล์สืบพันธุ์เพศหญิงและเซลล์กลางดิพลอยด์ ทั้งสองจะรวมกับสเปิร์มที่เข้ามา ก่อตัวเป็นไซโกตและเอนโดสเปิร์มตามลำดับ
ความสำคัญทางชีวภาพของการปฏิสนธิสองครั้งในพืช
การสร้างเมล็ดเป็นลักษณะสำคัญของการสืบพันธุ์ในพืชชั้นสูง เพื่อให้เจริญเติบโตเต็มที่ในดิน จำเป็นต้องมีสารอาหารจำนวนมาก ซึ่งจะรวมถึงเอนไซม์ต่างๆ คาร์โบไฮเดรต และส่วนประกอบอินทรีย์/อนินทรีย์อื่นๆ
เอนโดสเปิร์มในแองจิโอสเปิร์มเป็นทริปลอยด์ เนื่องจากเซลล์กลางดิพลอยด์ของถุงเอ็มบริโอได้รวมเข้ากับสเปิร์มเดี่ยว นี่คือความสำคัญทางชีวภาพของการปฏิสนธิในพืช: โครโมโซมสามชุดมีส่วนทำให้อัตราการเพิ่มขึ้นของมวลเนื้อเยื่อเอนโดสเปิร์มเพิ่มขึ้น ส่งผลให้เมล็ดได้รับสารอาหารและพลังงานสำรองสำหรับการงอกเป็นจำนวนมาก
ประเภทเมล็ด
ขึ้นอยู่กับชะตากรรมของเอนโดสเปิร์ม เมล็ดมีสองประเภทหลัก:
- เมล็ดพืชใบเลี้ยงเดี่ยว. พวกเขาแสดงให้เห็นอย่างชัดเจนว่าเอนโดสเปิร์มที่พัฒนามาอย่างดีซึ่งมีปริมาณมากขึ้น ใบเลี้ยงจะลดลงและนำเสนอในรูปแบบของเกราะ เมล็ดพันธุ์ประเภทนี้เป็นเรื่องปกติสำหรับตัวแทนของธัญพืชทุกคน
- เมล็ดพืชใบเลี้ยงคู่. ที่นี่เอนโดสเปิร์มหายไปหรือยังคงอยู่ในรูปแบบของการสะสมของเนื้อเยื่อเล็ก ๆ ที่บริเวณรอบนอก หน้าที่ทางโภชนาการของเมล็ดพืชดังกล่าวดำเนินการโดยใบเลี้ยงขนาดใหญ่สองใบ ตัวอย่างของพืช: ถั่ว, ถั่ว, มะเขือเทศ, แตงกวา,มันฝรั่ง
สรุป
แน่นอนว่าการปฏิสนธิเช่นนี้ถือเป็นความผิดพลาดเป็นสองเท่า เนื่องจากตอนนี้เราทราบคุณสมบัติหลักและหน้าที่ของกระบวนการนี้แล้ว เมื่อเซลล์ส่วนกลางหลอมรวมกับสเปิร์ม ไซโกตจะไม่เกิดขึ้น และชุดพันธุกรรมที่เป็นผลลัพธ์ก็จะเพิ่มขึ้นเป็นสามเท่า ท้ายที่สุด เมล็ดพันธุ์ไม่ได้ประกอบด้วยตัวอ่อนอิสระสองตัว
อย่างไรก็ตาม ความสำคัญทางชีวภาพของการปฏิสนธิสองครั้งนั้นยอดเยี่ยมมาก เมล็ดพืชต้องการสารอินทรีย์และอนินทรีย์จำนวนมากในระหว่างการงอก และปัญหานี้แก้ไขได้ด้วยการก่อตัวของเอนโดสเปิร์มทริปลอยด์