Riproduzione sessuale: 3 fasi del ciclo di riproduzione sessuale

Questi eventi possono essere raggruppati in tre fasi: la pre-fecondazione, la fecondazione e gli eventi post-fertilizzazione.

1. Eventi di pre-fertilizzazione:

Questi eventi di riproduzione sessuale sono prima della fusione (fecondazione) dei gameti maschili e femminili.

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Questi eventi sono la gametogenesi e il trasferimento dei gameti.

(i) Gametogenesis (Gk. gametos = gamete, genesis = production):

Il processo di formazione di due tipi di gameti-maschi e femmine è chiamato gametogenesi. I gameti sono cellule aploidi. In alcune alghe, i due gameti sono così simili nell'aspetto che sono chiamati omogami (isogameti; Fig. 1.29), ad esempio Cladophora, Ulothrix. Pertanto, non è possibile differenziarli in gameti maschili e femminili.

Tuttavia, nella maggior parte degli organismi sessualmente riproduttivi i gameti sono di due tipi morfologicamente diversi, quindi sono noti come eterogameti (anisogameti), ad es. Fucus (un'alga bruna), umani. In questi organismi il gamete maschile è chiamato antera o sperma e il gamete femminile è noto come uovo o uovo (Fig 1.29 aC).

Divisione cellulare durante la formazione del giocatore:

I gameti sono aploidi se le strutture o le cellule che li producono sono aploidi o diploidi. La struttura formata dalla fusione dei gameti è sempre diploide. È dovuto alla meiosi che si verifica nella vita di tutti gli organismi sessualmente riproducenti. I gameti che producono cellule che si sottopongono alla meiosi sono chiamati meiociti (cellule della madre del gamete). Questi ultimi sono diploidi. Sulla base dello stadio in cui si verifica la meiosi, la meiosi è di tre tipi.

(a) Meiosi Zigotica:

La meiosi si verifica negli organismi aploidi produttori di zigote. Quindi lo zigote funziona come meiocita. Esempi: Chlamydomonas e Ulothrix.

(b) Meiosi sporadica:

La meiosi si verifica all'interno di sporangi. I meiociti si verificano all'interno di sporangi producendo spore aploidi. Sulla germinazione le spore aploidi (meiospores) producono corpi aploidi chiamati gametofiti. I gameti sono prodotti nei gametofiti attraverso la mitosi. Esempi: la maggior parte delle piante.

(c) Meiosi gametica:

Le cellule germinali sono diploidi e agiscono come meiociti, che subiscono la meiosi per produrre gameti aploidi. Esempi: la maggior parte degli animali. Quindi i meiociti hanno numero diploide (2N) di cromosomi e gameti contengono il numero aploide (N) di cromosomi.

Numeri cromosomici nei meiociti (diploidi, 2N) e gameti (aploidi, N) di alcuni organismi.

(ii) Trasferimento dei giochi:

Dopo la formazione di gameti maschili e femminili, devono essere riuniti per la fecondazione. Nella maggior parte degli organismi il gamete maschile è mobile e il gamete femminile non è mobile. Tuttavia, ci sono alcuni funghi e alghe in cui entrambi i tipi di gameti sono mobili (Fig. 1.30).

È necessario un mezzo attraverso il quale si muovono i gameti maschili. Nelle alghe, briofite e pteriodofite, l'acqua è il mezzo attraverso il quale avviene il trasferimento dei gameti. Dal momento che molti gameti maschili non riescono a raggiungere i gameti femminili, quindi i gameti maschili sono prodotti in gran numero, cioè diverse migliaia di volte più dei gameti femminili.

Nelle piante da fiore, i grani di polline trasportano i gameti maschili che sono prodotti in gran numero. I grani di polline vengono trasferiti allo stigma dell'organo femminile (carpello) attraverso il processo di impollinazione. Il trasferimento dei grani di polline dall'antera allo stigma è chiamato impollinazione.

L'impollinazione è di due tipi: auto impollinazione e impollinazione incrociata. L'autoimpollinazione è il trasferimento dei grani di polline da un altro fiore allo stigma dello stesso fiore o dello stigma di un altro fiore della stessa pianta o pianta geneticamente simile. L'impollinazione incrociata è il trasferimento di granuli di polline da un altro fiore allo stigma di un fiore geneticamente diverso di altre piante della stessa specie.

Negli animali unisessuali, i gameti maschili e femminili si formano in individui diversi, quindi l'organismo deve evolvere uno speciale meccanismo per il trasferimento dei gameti. Molti animali hanno organi copulanti per trasferire i gameti maschili. Il trasferimento di gameti e l'unione di gameti è essenziale per la fertilizzazione nella riproduzione sessuale.

2. Fecondazione:

La fecondazione è la fusione completa e permanente di due gameti di genitori diversi o dello stesso genitore per formare uno zigote diploide. Questo processo è anche chiamato syngamy. Anche se i termini syngamy e fecondazione sono frequentemente usati intercambiabili. Se la sinagogia non si verifica, non ci sarebbero variazioni nella progenie.

Dove avviene la fecondazione?

La fecondazione si verifica in mezzo esterno (acqua) o all'interno del corpo dell'organismo. Quindi ci sono due tipi di fusione gametica, cioè la fertilizzazione esterna e la fecondazione interna.

(i) Fecondazione esterna:

Quando la fecondazione avviene al di fuori del corpo dell'organismo, questo tipo di fusione gametica è chiamato fecondazione esterna o syngamy esterna. Il mezzo esterno come l'acqua è richiesto per questo tipo di fertilizzazione. Pertanto, nella maggior parte degli organismi acquatici, come la maggior parte delle alghe, dei pesci e degli anfibi, si verifica la fertilizzazione esterna.

Gli organismi che esibiscono fertilizzazione esterna producono un gran numero di gameti in acqua per aumentare le probabilità di fecondazione. Questo accade nei pesci ossei e nelle rane in cui viene prodotto un grande numero di prole. Uno svantaggio principale di questo tipo di fertilizzazione è che la prole non è protetta dai predatori e la loro sopravvivenza è minacciata fino all'età adulta.

(ii) Fecondazione interna:

Quando l'uovo si forma all'interno del corpo femminile dove si fonde con il gamete maschile, il processo è chiamato fecondazione interna o sinagoga interna. Molti organismi terrestri appartenenti a funghi, animali superiori come rettili, uccelli e mammiferi e la maggioranza di briofite, pteridofite, gimnosperme e angiosperme sono gli esempi in cui avviene la fecondazione interna.

Qui il gamete maschile è mobile e deve raggiungere l'uovo per fondersi con esso. Il numero di spermatozoi prodotti è molto grande ma c'è una riduzione del numero di uova prodotte. Tuttavia, nelle piante da seme, i gameti maschili non mobili sono portati al gamete femminile da tubi di polline.

3. Pubblica eventi di fertilizzazione:

Gli eventi nella riproduzione sessuale dopo la fecondazione (formazione di zigote) sono chiamati eventi post fertilizzazione. Questi eventi possono essere descritti sotto due titoli: zigote e embriogenesi.

(i) Zigote:

Dopo la fecondazione si forma uno zigote diploide in tutti gli organismi sessualmente riproducenti. Nella fertilizzazione esterna, lo zigote si forma nel mezzo esterno (di solito acqua) mentre nella fecondazione interna, lo zigote si forma all'interno del corpo dell'organismo. L'ulteriore sviluppo dello zigote dipende dal tipo di ciclo vitale dell'organismo e dalle condizioni ambientali.

(a) In molti funghi e alghe, lo zigote sviluppa un muro spesso e forma delle spore chiamate zigospore. Zigospore subisce un periodo di riposo. Germina durante la prossima stagione di crescita. Lo zigosporo subisce la meiosi per produrre individui aploidi. Conduce il ciclo di vita haploidico.

(b) Nella maggior parte degli animali, lo zigote non si prende riposo. Si divide per mitosi prima formando un embrione diploide e poi l'individuo che è anche diploide. Conduce un ciclo di vita diplomatico.

(c) Nella maggior parte delle piante lo zigote forma prima un embrione e poi lo sporofito diploide. Lo sporofito ha sporangi dove avviene la meiosi per formare spore aploidi. Questi ultimi producono gametofiti aploidi. I gameti sono prodotti nei gametofiti. Conduce un ciclo di vita diplohaplontic.

(ii) embriogenesi:

Il processo di sviluppo dell'embrione dallo zigote è chiamato embriogenesi. Durante l'embriogenesi lo zigote subisce la divisione cellulare mitotica e la differenziazione cellulare. La divisione cellulare aumenta il numero di cellule nell'embrione in via di sviluppo, mentre la differenziazione cellulare aiuta a formare tessuti e organi specializzati per formare un organismo.

(i) Sulla base dello sviluppo dello zigote, gli animali sono raggruppati in ovipari, vivipari e ovovivipari. Gli animali ovipari come i rettili e gli uccelli depongono le uova. Le loro uova fecondate sono coperte da un duro guscio calcareo e sono deposte in un luogo sicuro nell'ambiente. Dopo il periodo di incubazione, i giovani si schiudono. Negli animali vivipari come la maggior parte dei mammiferi inclusi gli esseri umani, lo zigote si sviluppa in uno giovane all'interno del corpo dell'individuo femminile.

Dopo una certa crescita, i giovani vengono consegnati dall'individuo. A causa di un'adeguata cura e protezione, le possibilità di sopravvivenza dei giovani sono maggiori nelle persone vivipari. Negli animali ovovivipari, la femmina mantiene le uova nel suo corpo dopo la fecondazione e consente lo sviluppo dell'embrione all'interno del corpo senza fornire nutrimento supplementare all'embrione in via di sviluppo in assenza della placenta. Tuttavia, le femmine danno alla luce i giovani. Esempi di animali ovovivipari sono gli squali e i serpenti a sonagli.

(ii) Nelle piante da fiore, lo zigote si forma all'interno dell'ovulo degli organi sessuali femminili. Dopo la fecondazione, i sepali, i petali e gli stami del fiore si sbiadiscono e cadono. I sepali rimangono attaccati in Hibiscus. Tuttavia, il pistone rimane attaccato alla pianta.

Formazione di semi e frutti:

Nelle angiosperme la doppia fecondazione produce due strutture: uno zigote diploide (oospora) e una cellula endospermica primaria triploide. Lo zigote forma l'embrione. La cellula endosperma triploide primaria dà origine a un tessuto nutritivo chiamato endosperma. L'endosperma fornisce cibo all'embrione in crescita. Gli ovuli fecondati maturano e si trasformano in semi. Il muro dell'ovaio forma il pericarpo (muro di frutta). L'ovaio maturo con pericarpo e semi è chiamato frutto. Il pericarpo protegge i semi giovani. Dopo la dispersione i semi germinano per formare nuove piante.

Manutenzione del numero cromosomico:

Le unità riproduttive nella riproduzione sessuale sono i gameti maschili e femminili che sono prodotti rispettivamente da testicoli e ovaie. I gameti sono aploidi con solo N cromosomi. Di conseguenza, lo zigote derivante dalla fusione di due di questi gameti aploidi diventa diploide con cromosomi 2N. Anche la prole che si sviluppa dallo zigote è diploide.