Възпроизвеждането е способността на организмите да възпроизвеждат свой собствен вид. Възпроизвеждането е една от ключовите характеристики на всички живи същества, така че е необходимо да се разбере биологичното значение на оплождането. Този въпрос сега е проучен на високо ниво, от основните етапи до молекулярните и генетични механизми.
Какво е оплождане
Оплождането е естествен биологичен процес на сливане на две зародишни клетки: мъжка и женска. Мъжките гамети се наричат сперматозоиди, докато женските гамети се наричат яйца.
Следващата стъпка след сливането на зародишните клетки е образуването на зигота, която може да се счита за нов жив организъм. Зиготата започва да се дели чрез митоза, увеличавайки броя на съставните й клетки. Ембрионът се развива от зиготата.
Има голям брой видове яйца и методи за смачкване. Всички те зависят от таксономичната принадлежност на разглеждания жив организъм, както и от степента на неговото еволюционно развитие.
Какво е биологичното значение на оплождането
Възпроизвеждането е основната адаптация за размножаване. Бъдещето на вида зависи от репродуктивните способности на въпросния вид, така че различните животни и растения имат свои собствени начини за адаптиране, за да подобрят качеството на целия процес.
Например, вълци и лъвици винаги защитават потомството си от потенциални хищници. Това повишава степента на оцеляване на малките и гарантира тяхната адаптивност към условията на живот в бъдеще. Рибите снасят голям брой яйца, тъй като шансът за външно оплождане във водната среда е доста малък. В резултат на това от хиляди потенциални малки, само няколкостотин се развиват.
Биологичното значение на оплождането е, че две зародишни клетки от различни организми се сливат и образуват зигота, която носи генетичните характеристики на двамата родители. Това обяснява несходството на роднините един с друг. И това е добре, защото промяната на генофонда на всяка популация е еволюционен адаптивен механизъм. Потомството, поколение след поколение, става по-добро от родителите си. В условията на постепенна промяна в околната среда (изменение на климата, появата на нови външни фактори) адаптивните умения винаги са подходящи.
И какво е биологичното значение на оплождането на биохимично ниво? Нека да разгледаме:
- Това е окончателното формиране на яйцето.
- Това е определянето на пола на бъдещия ембрион поради съответните гени, донесени от мъжките гамети.
- Накрая, оплождането играе роляпри възстановяването на диплоиден набор от хромозоми, тъй като зародишните клетки са индивидуално хаплоидни.
Размножаване на цъфтящи растения
Растенията имат някои репродуктивни характеристики в сравнение с животните. Представителите на покритосеменните растения, които се характеризират с двойно оплождане (открито от руския учен Навашин през 1898 г.), изискват специално внимание.
Структурите, които определят пола в цъфтящите растения, са тичинките и плодниците. В тичинките узрява прашец, който се състои от голям брой зърна. Едно зърно съдържа две клетки: вегетативна и генеративна. Поленовото зърно е покрито с две черупки, а външната винаги има израстъци и вдлъбнатини.
Пустикът е крушовидна структура, състояща се от близалце, стил и яйчник. В яйчника се образуват една или повече овули, вътре в които ще узреят женските зародишни клетки.
Когато поленово зърно удари близалцето на плодника, вегетативната клетка започва да образува поленова тръба. Този канал е сравнително дълъг и завършва при микропилето на яйцеклетката. В същото време генеративната клетка се разделя чрез митоза и образува две сперматозоиди, които през поленова тръба навлизат в тъканта на яйцеклетката.
Защо две сперматозоиди? Как биологичното значение на оплождането при растенията се различава от същия процес при животните? Факт е, че ембрионалната торбичка на яйцеклетката е представена от седем клетки, сред които има хаплоидженска гамета и диплоидна централна клетка. И двете ще се слеят с входящата сперма, образувайки съответно зигота и ендосперм.
Биологично значение на двойното торене в растенията
Образуването на семена е важна характеристика на размножаването при покритосеменните растения. За да узрее напълно в почвата, то се нуждае от голямо количество хранителни вещества, които ще включват различни ензими, въглехидрати и други органични/неорганични компоненти.
Ендоспермът в покритосеменните растения е триплоиден, тъй като диплоидната централна клетка на ембрионалната торбичка се е сляла с хаплоидната сперма. Това е биологичното значение на торенето при растенията: тройният набор от хромозоми допринася за високата скорост на нарастване на масата на тъканта на ендосперма. В резултат на това семената получават много хранителни вещества и енергийни запаси за покълване.
Видове семена
В зависимост от съдбата на ендосперма, има два основни типа семена:
- Семена на едносемеделни растения. На тях ясно се вижда добре развит ендосперм, който заема по-голям обем. Котиледонът е редуциран и представен под формата на щит. Този вид семена е характерен за всички представители на зърнените култури.
- Семена от двусемеделни растения. Тук ендоспермът или отсъства, или остава под формата на малки натрупвания от тъкан по периферията. Хранителната функция на такива семена се изпълнява от две големи котиледони. Примери за растения: грах, боб, домати, краставици,картофи.
Заключения
Разбира се, би било грешка да наречем такова оплождане двойно, тъй като вече знаем основните характеристики и функции на този процес. Когато централната клетка се слее със спермата, не се образува зигота и полученият генетичен набор става троен. В крайна сметка едно семе не се състои от два независими ембриона.
Въпреки това, биологичното значение на двойното оплождане е наистина голямо. Семената изискват голямо количество органични и неорганични вещества по време на покълването и този проблем се решава чрез образуването на триплоиден ендосперм.
