de mechanismen achter de bevruchting zijn uitgebreid bestudeerd bij zee-egels en muizen. Dit onderzoek richt zich op de vraag hoe het sperma en het juiste ei elkaar vinden en op de vraag hoe slechts één sperma in het ei komt en de inhoud ervan aflevert. Er zijn drie stappen voor de bevruchting die soortspecificiteit garanderen:
- Chemotaxis
- Spermaactivering / acrosomale reactie
- Sperma/eidhesie
intern vs., externalEdit
de vraag of een dier (meer bepaald een gewerveld dier) gebruik maakt van interne of externe bevruchting is vaak afhankelijk van de methode van geboorte. Ovipare dieren die eieren leggen met dikke calciumschalen, zoals kippen, of dikke leerschalen, reproduceren zich meestal via interne bevruchting, zodat het sperma het ei bevrucht zonder dat het door de dikke, beschermende, tertiaire laag van het ei hoeft te gaan. Ovovipare en vivipare dieren gebruiken ook interne bevruchting., Het is belangrijk op te merken dat, hoewel sommige organismen zich via amplexus voortplanten, ze nog steeds interne bevruchting kunnen gebruiken, zoals bij sommige salamanders. Voordelen van interne bevruchting zijn onder meer: minimale verspilling van gameten; grotere kans op individuele eivorming, relatief “langere” periode van eibescherming en selectieve bevruchting; veel vrouwtjes hebben de mogelijkheid om sperma voor langere tijd op te slaan en kunnen hun eitjes naar eigen wens bevruchten.,
Ovipare dieren die eieren produceren met dunne tertiaire membranen of helemaal geen membranen, gebruiken daarentegen externe bemestingsmethoden. Dergelijke dieren kunnen nauwkeuriger ovuliparous worden genoemd. Voordelen voor uitwendige bevruchting zijn onder meer: minimaal contact en overdracht van lichaamsvloeistoffen; het verminderen van het risico op overdracht van ziekten en grotere genetische variatie (met name tijdens het paaien van uitwendige bevruchtingsmethoden).
zee-egels edit
Acrosoomreactie op een zee-egel cel.,
Sperma vindt de eitjes via chemotaxis, een type ligand/receptor interactie. Resact is een 14 aminozuurpeptide gezuiverd uit de geleilaag van A. punctulata die de migratie van sperma aantrekt.
na het vinden van het ei dringt het sperma door in de geleilaag via een proces dat spermaactivering wordt genoemd. In een andere ligand / receptorinteractie, bindt een oligosaccharidecomponent van het ei en activeert een receptor op het sperma en veroorzaakt de acrosomale reactie. De acrosomale blaasjes van het sperma smelten samen met het plasmamembraan en worden vrijgegeven., In dit proces, worden de molecules verbonden aan het acrosomal blaasjesmembraan, zoals bindin, op de oppervlakte van het sperma blootgesteld. Deze inhoud verteert de geleilaag en uiteindelijk het vitelline membraan. Naast de versie van acrosomal blaasjes, is er explosieve polymerisatie van actin om een dunne piek bij het hoofd van het sperma genoemd het acrosomal proces te vormen.
het sperma bindt zich aan het ei door een andere ligandreactie tussen receptoren op het vitelline membraan. Het oppervlakte-eiwit bindine van het sperma bindt zich aan een receptor op het vitellinemembraan, geïdentificeerd als EBR1.,
fusie van de plasmamembranen van sperma en ei wordt waarschijnlijk gemedieerd door bindine. Op de plaats van contact veroorzaakt fusie de vorming van een bemestingskegel.
MammalsEdit
Zoogdieren bevruchten intern door copulatie. Na een man ejaculeert, veel sperma verplaatsen naar de bovenste vagina (via contracties van de vagina) door de baarmoederhals en over de lengte van de baarmoeder aan de eicel te voldoen., In gevallen waarin bevruchting plaatsvindt, ovuleert het vrouwtje meestal gedurende een periode die zich uitstrekt van uren vóór de copulatie tot enkele dagen daarna; daarom is het bij de meeste zoogdieren vaker voor dat ejaculatie voorafgaat aan de ovulatie dan omgekeerd.
wanneer sperma in de voorste vagina wordt afgezet, zijn zij niet in staat tot bevruchting (d.w.z. niet-capacitief) en worden zij gekenmerkt door langzame lineaire motiliteitspatronen. Deze beweeglijkheid, gecombineerd met spiersamentrekkingen maakt het transport van sperma naar de baarmoeder en eileiders mogelijk., Er is een pH-gradiënt binnen de micro-omgeving van het vrouwelijke voortplantingskanaal, zodat de pH bij de vaginale opening lager is (ongeveer 5) dan de eileiders (ongeveer 8). Het sperma-specifieke pH-gevoelige calcium transporteiwit genaamd CatSper verhoogt de permeabiliteit van de zaadcel voor calcium als het verder in het voortplantingskanaal beweegt. Intracellular calcium influx draagt bij tot sperma capacitatie en hyperactivatie, waardoor een meer gewelddadige en snelle niet-lineaire motiliteit patroon als sperma de eicel benaderen., De capacitated spermatozoon en de oöcyt ontmoeten elkaar in de ampulla van de eileider. Rheotaxis, thermotaxis en chemotaxis zijn bekende mechanismen die sperma naar het ei leiden tijdens de laatste fase van spermamigratie. Spermatozoa reageren (zie Spermathermotaxis) op de temperatuurgradiënt van ~2 °C tussen de ovidict en de ampulla, en chemotactische gradiënten van progesteron zijn bevestigd als het signaal dat uitgaat van de cumulus oophorus cellen rond konijnen en menselijke oocyten., Capacitated en hyperactivated sperma reageren op deze gradiënten door hun gedrag te veranderen en zich naar het cumulus-oöcyte complex te bewegen. Andere chemotactische signalen zoals formyl Met-Leu-Phe (fMLF) kunnen ook spermatozoa leiden.
De zona pellucida, een dikke laag extracellulaire matrix die het ei omringt en vergelijkbaar is met de rol van het vitelline membraan in zee-egels, bindt het sperma. In tegenstelling tot zee-egels, bindt het sperma aan het ei vóór de acrosomale reactie. ZP3, een glycoproteïne in de zona pellucida, is verantwoordelijk voor eitje/sperma adhesie bij muizen., De receptor galactosyltransferase (GalT) bindt zich aan de N-acetylglucosamine-residuen op de ZP3 en is belangrijk voor de binding met het sperma en het activeren van de acrosoomreactie. ZP3 is voldoende, maar niet nodig voor het binden van sperma/eicellen. Er bestaan twee extra spermareceptoren: een 250kD-eiwit dat bindt aan een oviduct-afgescheiden eiwit en SED1, dat onafhankelijk bindt aan de zona. Na de acrosome reactie, wordt het sperma verondersteld te blijven gebonden aan de zona pellucida door blootgestelde ZP2 receptoren. Deze receptoren zijn onbekend bij muizen, maar zijn geïdentificeerd bij cavia ‘ s.,
bij zoogdieren start de binding van de spermatozoon aan de GalT de acrosoomreactie. Dit proces geeft de hyaluronidase vrij die de matrix van hyaluronzuur verteert in de gewaden rond de eicel. Bovendien, worden heparine-als glycosaminoglycans (GAGs) vrijgegeven dichtbij de oöcyte die de acrosome reactie bevorderen. Fusie tussen de oöcyte plasma membranen en sperma volgt en laat de spermackern, de typische centriole, en atypische centriole die aan het flagellum, maar niet de mitochondria, is bevestigd, om de oöcyte in te voeren., Het eiwit CD9 bemiddelt waarschijnlijk deze fusie in muizen (de bindende homolog). Het ei “activeert” zichzelf bij het fuseren met een enkele zaadcel en verandert daardoor zijn celmembraan om fusie met andere sperma te voorkomen. Zinkatomen komen vrij tijdens deze activering.
Wikimedia Commons heeft media gerelateerd aan fertilisatie van zoogdieren.
dit proces leidt uiteindelijk tot de vorming van een diploïde cel genaamd een zygote. De zygote verdeelt zich om een blastocyst te vormen en, bij binnenkomst in de baarmoeder, implantaten in het endometrium, beginnende zwangerschap., Embryonale implantatie niet in de baarmoederwand resulteert in een buitenbaarmoederlijke zwangerschap die de moeder kan doden.
bij dieren als konijnen induceert coïtus ovulatie door het stimuleren van de afgifte van het hypofyse hormoon gonadotropine; deze afgifte verhoogt de kans op zwangerschap aanzienlijk.
Mensedit
fertilisatie bij de mens. Het sperma en de eicel verenigen zich door bevruchting, waardoor een zygote ontstaat die (in de loop van 8-9 dagen) implanteert in de baarmoederwand, waar het negen maanden verblijft.,
bevruchting bij de mens is de Vereniging van een menselijk ei en sperma, gewoonlijk voorkomend in de ampulla van de eileider, die een zygote-cel of een bevrucht ei produceert, waardoor prenatale ontwikkeling in gang wordt gezet. Wetenschappers ontdekten de dynamiek van menselijke bevruchting in de negentiende eeuw.
De term conceptie verwijst vaak naar “het proces van zwanger worden met bevruchting of implantatie of beide”., Het gebruik ervan maakt het een onderwerp van semantische argumenten over het begin van de zwangerschap, meestal in de context van het abortusdebat.Bij gastrulatie, die ongeveer 16 dagen na de bevruchting plaatsvindt, ontwikkelt de geïmplanteerde blastocyst drie kiemlagen, het endoderm, het ectoderm en het mesoderm, en raakt de genetische code van de vader volledig betrokken bij de ontwikkeling van het embryo; latere jumelage is onmogelijk. Daarnaast overleven interspecies hybriden slechts tot gastrulatie en kunnen ze zich niet verder ontwikkelen.,Echter, sommige menselijke ontwikkelingsbiologie literatuur verwijst naar de conceptus en dergelijke medische literatuur verwijst naar de “producten van conceptie” als de post-implantatie embryo en zijn omringende membranen. De term “conceptie” wordt meestal niet gebruikt in de wetenschappelijke literatuur vanwege zijn variabele definitie en connotatie.
InsectsEdit
rood geaderde darters (Sympetrum fonscolombii) die “in cop” vliegen (mannetje vooruit), waardoor het mannetje kan voorkomen dat andere mannetjes paren. De eitjes worden één voor één bevrucht terwijl ze worden gelegd.,
insecten in verschillende groepen, waaronder de Odonata (libellen en waterjuffers) en de Hymenoptera (mieren, bijen en wespen) oefenen vertraagde bevruchting uit. Onder de Odonata kunnen vrouwtjes paren met meerdere mannetjes en sperma opslaan totdat de eitjes zijn gelegd., Het mannetje kan boven het vrouwtje zweven tijdens het leggen van eieren (ovipositie) om te voorkomen dat ze met andere mannetjes paren en zijn sperma vervangen; in sommige groepen, zoals de darters, blijft het mannetje het vrouwtje met zijn claspers grijpen tijdens het leggen van eieren, waarbij het paar in tandem rondvliegt. Onder Sociale Hymenoptera paren honingbijkoninginnen alleen op paringsvluchten, in een korte periode die enkele dagen duurt; een koningin kan paren met acht of meer drones. Daarna slaat ze het sperma voor de rest van haar leven op, misschien voor vijf jaar of meer.