Razmnožavanje je sposobnost organizama da reproduciraju vlastitu vrstu. Razmnožavanje je jedno od ključnih obilježja svih živih bića, stoga je potrebno razumjeti biološki značaj oplodnje. Ovo pitanje je sada proučavano na visokoj razini, od glavnih faza do molekularnih i genetskih mehanizama.
Što je oplodnja
Oplodnja je prirodni biološki proces fuzije dviju zametnih stanica: muške i ženske. Muške spolne stanice nazivaju se spermatozoidi, dok se ženske spolne stanice nazivaju jajašcima.
Sljedeći korak nakon fuzije zametnih stanica je formiranje zigota, koji se može smatrati novim živim organizmom. Zigota se počinje dijeliti mitozom, povećavajući broj njegovih sastavnih stanica. Embrij se razvija iz zigota.
Postoji veliki broj vrsta jaja i metoda drobljenja. Svi oni ovise o taksonomskoj pripadnosti živog organizma koji se razmatra, kao io stupnju njegovog evolucijskog razvoja.
Koji je biološki značaj oplodnje
Razmnožavanje je glavna prilagodba za razmnožavanje. Budućnost vrste ovisi o reproduktivnim sposobnostima dotične vrste, pa različite životinje i biljke imaju svoje načine prilagođavanja kako bi poboljšali kvalitetu cijelog procesa.
Na primjer, vukovi i lavice uvijek štite svoje potomke od potencijalnih grabežljivaca. To povećava stopu preživljavanja mladunaca i jamči njihovu prilagodljivost životnim uvjetima u budućnosti. Ribe polažu veliki broj jaja jer je šansa za vanjsku oplodnju u vodenom okolišu prilično mala. Kao rezultat toga, od tisuća potencijalnih mladica razvija se samo nekoliko stotina.
Biološki značaj oplodnje je da se dvije zametne stanice iz različitih organizama spajaju i tvore zigot koji nosi genetske karakteristike oba roditelja. To objašnjava različitost međusobne rodbine. I to je dobro, jer je promjena genskog fonda bilo koje populacije evolucijski adaptivni mehanizam. Potomstvo, generacija za generacijom, postaje bolje od svojih roditelja. U uvjetima postupne promjene okoliša (klimatske promjene, pojava novih vanjskih čimbenika), adaptivne vještine su uvijek prikladne.
A koji je biološki značaj oplodnje na biokemijskoj razini? Pogledajmo:
- Ovo je konačno formiranje jajeta.
- Ovo je određivanje spola budućeg embrija zbog odgovarajućih gena koje donose muške spolne stanice.
- Konačno, oplodnja igra uloguu obnavljanju diploidnog skupa kromosoma, budući da su zametne stanice pojedinačno haploidne.
Razmnožavanje cvjetnica
Biljke imaju neke reproduktivne karakteristike u usporedbi sa životinjama. Posebnu pozornost zahtijevaju predstavnici kritosjemenjača, koje karakterizira dvostruka oplodnja (otkrio ih je ruski znanstvenik Navashin 1898.).
Strukture koje određuju spol u cvjetnicama su prašnici i tučki. U prašnicima dozrijeva pelud koji se sastoji od velikog broja zrna. Jedno zrno sadrži dvije stanice: vegetativnu i generativnu. Peludno zrno prekriveno je s dvije ljuske, a vanjska uvijek ima izrasline i udubljenja.
Tučak je struktura u obliku kruške koja se sastoji od stigme, stila i jajnika. U jajniku se formira jedna ili više ovula, unutar kojih će sazrijeti ženske zametne stanice.
Kada polenovo zrno udari u stigmu tučka, vegetativna stanica počinje formirati peludnu cijev. Ovaj kanal je relativno dug i završava na mikropilu ovule. U isto vrijeme, generativna stanica dijeli se mitozom i formira dva spermatozoida, koji kroz peludnu cijev ulaze u tkivo jajne stanice.
Zašto dvije sperme? Kako se biološki značaj gnojidbe u biljkama razlikuje od istog procesa u životinja? Činjenica je da embrijsku vrećicu ovule predstavlja sedam stanica, među kojima je haploidženska gameta i diploidna središnja stanica. Oba će se spojiti s dolaznom spermom, formirajući zigot, odnosno endosperm.
Biološki značaj dvostruke oplodnje u biljkama
Formiranje sjemena je važna značajka reprodukcije u kritosjemenjačama. Za potpuno sazrijevanje u tlu, potrebna mu je velika količina hranjivih tvari, što će uključivati razne enzime, ugljikohidrate i druge organske/anorganske komponente.
Endosperm u kritosjemenjačama je triploidan, budući da se diploidna središnja stanica embrionalne vrećice spojila s haploidnim spermom. Ovo je biološki značaj oplodnje u biljkama: trostruki skup kromosoma doprinosi visokoj stopi povećanja mase tkiva endosperma. Kao rezultat, sjeme dobiva puno hranjivih tvari i rezervi energije za klijanje.
Vrste sjemenki
Ovisno o sudbini endosperma, postoje dvije glavne vrste sjemena:
- Sjeme jednosupičnih biljaka. Oni jasno pokazuju dobro razvijen endosperm, koji zauzima veći volumen. Kotiledon je reduciran i predstavljen u obliku štita. Ova vrsta sjemena je tipična za sve predstavnike žitarica.
- Sjeme dikotiledonih biljaka. Ovdje endosperma ili nema ili ostaje u obliku malih nakupina tkiva na periferiji. Nutritivnu funkciju takvog sjemena obavljaju dva velika kotiledona. Primjeri biljaka: grašak, grah, rajčica, krastavci,krumpir.
Zaključci
Naravno, bilo bi pogrešno takvu oplodnju nazvati dvostrukom, budući da sada znamo glavne značajke i funkcije ovog procesa. Kada se središnja stanica spoji sa spermom, ne nastaje zigot, a rezultirajući genetski skup postaje trostruk. Uostalom, sjeme se ne sastoji od dva nezavisna embrija.
Međutim, biološki značaj dvostruke oplodnje je stvarno velik. Sjeme zahtijeva veliku količinu organskih i anorganskih tvari tijekom klijanja, a taj se problem rješava stvaranjem triploidnog endosperma.
