mechanika zapłodnienia została szeroko zbadana u jeżowców i myszy. Badania te dotyczą kwestii, w jaki sposób sperma i odpowiednie jajko znajdują się nawzajem i pytanie, w jaki sposób tylko jeden plemnik dostaje się do jaja i dostarcza jego zawartość. Istnieją trzy etapy zapłodnienia, które zapewniają swoistość gatunkową:
- chemotaksja
- aktywacja plemników/reakcja akrosomalna
- adhezja plemników/jaj
wewnętrzna vs., zewnętrzne
rozważanie, czy zwierzę (dokładniej kręgowiec) wykorzystuje zapłodnienie wewnętrzne lub zewnętrzne, często zależy od metody porodu. Zwierzęta jajorodne znoszące jaja z grubymi skorupkami wapnia, takie jak kury lub grube skorupki skórzaste, rozmnażają się zazwyczaj w drodze zapłodnienia wewnętrznego, tak aby plemniki zapłodniły jajo bez konieczności przechodzenia przez grubą, ochronną, trzeciorzędową warstwę jaja. Zwierzęta jajorodne i żyworodne wykorzystują również zapłodnienie wewnętrzne., Należy zauważyć, że chociaż niektóre organizmy rozmnażają się przez amplexus, mogą nadal stosować zapłodnienie wewnętrzne, tak jak u niektórych salamandrów. Zalety zapłodnienia wewnętrznego obejmują: Minimalne marnowanie GAMET; większe szanse na indywidualne zapłodnienie, stosunkowo „dłuższy” okres ochrony jaj i selektywne zapłodnienie; wiele samic ma zdolność magazynowania plemników przez dłuższy czas i może zapłodnić swoje jaja na własne życzenie.,
zwierzęta jajowate produkujące jaja z cienkimi trzeciorzędowymi błonami lub w ogóle nie posiadające błon, z drugiej strony stosują zewnętrzne metody zapłodnienia. Takie zwierzęta mogą być dokładniej określane jako jajorodne. Do zalet nawożenia zewnętrznego należą: minimalny kontakt i przekazywanie płynów ustrojowych; zmniejszenie ryzyka przeniesienia choroby oraz większa zmienność genetyczna(zwłaszcza w przypadku metod nawożenia zewnętrznego).
jeżowce
reakcja Akrosomu na komórce jeżowca.,
plemniki znajdują jaja poprzez chemotaksję, rodzaj interakcji ligand / receptor. Resact jest 14-aminokwasowym peptydem oczyszczonym z galaretowatego płaszcza A. punctulata, który przyciąga migrację plemników.
Po znalezieniu komórki jajowej sperma przenika przez galaretkę poprzez proces zwany aktywacją plemników. W innej interakcji ligand / receptor, oligosacharyd Składnik jaja wiąże i aktywuje receptor na plemniki i powoduje reakcję akrosomalną. Pęcherzyki akrosomalne spermy łączą się z błoną osocza i są uwalniane., W tym procesie cząsteczki związane z błoną pęcherzyka akrosomalnego, takie jak bindyna, są narażone na powierzchni plemników. Zawartość ta trawi płaszcz galaretowaty i ostatecznie błonę witellinową. Oprócz uwalniania pęcherzyków akrosomalnych dochodzi do wybuchowej polimeryzacji aktyny w celu utworzenia cienkiego kolca na głowie plemnika zwanego procesem akrosomalnym.
plemniki łączą się z jajkiem poprzez inną reakcję ligandu między receptorami na błonie witelliny. Białko powierzchniowe plemnika bindyna, wiąże się z receptorem na błonie witelliny identyfikowanym jako EBR1.,
fuzja błon plazmowych plemników i komórek jajowych prawdopodobnie odbywa się za pośrednictwem bindyny. W miejscu kontaktu fuzja powoduje powstanie stożka zapłodnienia.
Mammale
Ssaki wewnętrznie zapłodniają się poprzez kopulację. Po męskim wytrysku wiele plemników przenosi się do górnej pochwy (poprzez skurcze z pochwy) przez szyjkę macicy i na całej długości macicy, aby spotkać się z jajkiem., W przypadkach zapłodnienia samica Zwykle jajeczkuje w okresie, który rozciąga się od godzin przed kopulacją do kilku dni po niej; dlatego u większości ssaków częściej wytrysk poprzedzający owulację niż odwrotnie.
gdy plemniki są osadzane w przedniej pochwie, nie są zdolne do zapłodnienia (tzn. nie są pojemnościowe) i charakteryzują się powolną, liniową ruchliwością. Ruchliwość ta, w połączeniu ze skurczami mięśniowymi, umożliwia transport plemników do macicy i jajowodów., W mikrośrodowisku żeńskiego układu rozrodczego występuje gradient pH, który powoduje, że pH w pobliżu otworu pochwy jest niższe (około 5) niż jajowody (około 8). Specyficzne dla plemników pH wrażliwe na białko transportu wapnia zwane CatSper zwiększa przepuszczalność plemników do wapnia, ponieważ przesuwa się dalej do dróg rozrodczych. Wewnątrzkomórkowy napływ wapnia przyczynia się do pojemności plemników i hiperaaktywacji, powodując bardziej gwałtowny i szybki nieliniowy wzór ruchliwości, gdy plemniki zbliżają się do oocytu., Pojemnościowe plemniki i oocyty spotykają się i oddziałują w ampulli jajowodu. Reotaksja, termotaksja i chemotaksja są znanymi mechanizmami, które kierują plemniki w kierunku jaja podczas końcowego etapu migracji plemników. Plemniki reagują (patrz termotaksja plemników) na gradient temperatury ~2 °c między owiduktem a ampullą, a gradienty chemotaktyczne progesteronu zostały potwierdzone jako sygnał emanujący z komórek cumulus oophorus otaczających królicze i ludzkie oocyty., Pojemnościowe i nadaktywne plemniki reagują na te gradienty, zmieniając ich zachowanie i poruszając się w kierunku kompleksu cumulus-oocyte. Inne sygnały chemotaktyczne, takie jak formyl Met-Leu-Phe (fMLF), mogą również kierować plemnikami.
zona pellucida, Gruba warstwa macierzy pozakomórkowej, która otacza jajo i jest podobna do roli błony witellinowej u jeżowców, wiąże plemniki. W przeciwieństwie do jeżowców, plemniki wiążą się z jajem przed reakcją akrosomalną. ZP3, glikoproteina w zona pellucida, jest odpowiedzialna za adhezję jaj / plemników u myszy., Receptor galaktozylotransferazy (GalT) wiąże się z resztkami N-acetyloglukozaminy w ZP3 i jest ważny dla wiązania się ze plemnikami i aktywacji reakcji akrosomu. ZP3 jest wystarczający, choć niepotrzebny do wiązania plemników/jaj. Istnieją dwa dodatkowe receptory spermy: białko 250kD, które wiąże się z wydzielanym białkiem jajowodu, oraz SED1, które niezależnie wiąże się z zoną. Uważa się, że po reakcji akrosomu plemniki pozostają związane z zona pellucida poprzez odsłonięte receptory ZP2. Receptory te są nieznane u myszy, ale zostały zidentyfikowane u świnek morskich.,
u ssaków Wiązanie plemnika z GalT inicjuje reakcję akrosomu. Proces ten uwalnia hialuronidazę, która trawi matrycę kwasu hialuronowego w szatach wokół oocytu. Dodatkowo, glikozaminoglikany heparyny (GAGs) są uwalniane w pobliżu oocytu, które promują reakcję akrosomu. Fuzja pomiędzy błonami osocza oocytów i plemnikami następuje i pozwala jądru plemnika, typowemu centriolowi i atypowemu centriolowi, który jest przyłączony do wici, ale nie do mitochondriów, wejść do oocytu., Białko CD9 prawdopodobnie pośredniczy w tej fuzji u myszy(homolog wiążący). Jajko” aktywuje się ” po połączeniu z pojedynczą komórką plemnika, a tym samym zmienia błonę komórkową, aby zapobiec fuzji z innymi plemnikami. Podczas tej aktywacji uwalniane są atomy cynku.
w Wikimedia Commons znajdują się media związane z zapłodnieniem ssaków.
proces ten ostatecznie prowadzi do powstania komórki diploidalnej zwanej zygotą. Zygota rozdziela się tworząc blastocystę, a po wejściu do macicy wszczepia się w endometrium, rozpoczynając ciążę., Implantacja zarodkowa Nie w ścianie macicy powoduje ciążę pozamaciczną, która może zabić matkę.
u takich zwierząt jak króliki, współżycie indukuje owulację poprzez stymulowanie uwalniania Gonadotropiny hormonu przysadki mózgowej; to uwalnianie znacznie zwiększa prawdopodobieństwo ciąży.
ludzie
zapłodnienie u ludzi. Sperma i komórka jajowa łączą się poprzez zapłodnienie, tworząc zygotę, która (w ciągu 8-9 dni) implantuje się w ścianie macicy, gdzie przebywa przez dziewięć miesięcy.,
zapłodnienie u ludzi to połączenie ludzkiej komórki jajowej i nasienia, zwykle występujące w ampulli jajowodu, wytwarzające komórkę zygoty lub zapłodnioną komórkę jajową, inicjujące rozwój prenatalny. Naukowcy odkryli dynamikę ludzkiego zapłodnienia w XIX wieku.
termin poczęcie powszechnie odnosi się do „procesu zajścia w ciążę obejmującego zapłodnienie lub implantację lub oba”., Jego użycie sprawia, że jest przedmiotem semantycznych argumentów dotyczących początku ciąży, zazwyczaj w kontekście debaty aborcyjnej.Po gastrulacji, która następuje około 16 dni po zapłodnieniu, wszczepiona blastocystka rozwija trzy warstwy zarodkowe: endodermę, ektodermę i mezodermę, a kod genetyczny ojca w pełni angażuje się w rozwój zarodka; późniejsze bliźniactwo jest niemożliwe. Ponadto mieszańce międzygatunkowe przetrwają tylko do gastrulacji i nie mogą dalej się rozwijać.,Jednak część literatury z zakresu biologii rozwoju człowieka odnosi się do koncepcji, a taka literatura medyczna odnosi się do „produktów poczęcia”, takich jak zarodek poimplantacyjny i otaczające go błony. Termin „koncepcja” nie jest zwykle używany w literaturze naukowej ze względu na jego zmienną definicję i konotację.
InsectsEdit
owady z różnych grup, w tym Odonata (ważki i babki) i Hymenoptera (mrówki, pszczoły i osy) uprawiają opóźnione zapłodnienie. Wśród Odonata samice mogą kojarzyć się z wieloma samcami i przechowywać plemniki do momentu złożenia jaj., Samiec może unosić się nad samicą podczas składania jaj, aby uniemożliwić jej kopulację z innymi samcami i zastąpienie spermy; w niektórych grupach, takich jak dartery, samiec nadal chwyta samicę za pomocą klamer podczas składania jaj, para lata w tandemie. Wśród owadów błonkoskrzydłych, królowe pszczół miodnych łączą się tylko podczas lotów godowych, w krótkim okresie trwającym kilka dni; królowa może łączyć się z ośmioma lub więcej członami. Następnie przechowuje spermę do końca życia, być może przez pięć lat lub dłużej.