Reproducerea celulară

Continuitatea ciclică a ființelor vii constată în fenomenele de reproducere inelele de legătură între generațiile succesive.

Reproducerea se desfășoară la diferite nivele ale scalei evolutive, în ramificațiile diferite ale regnurilor de plante și animale, în diferitele specii vii, cu o varietate de mecanisme care singurele justifică un întreg tratat.

O primă clasificare a fenomenelor de reproducere trebuie să facă distincția între organismele unicelulare și cele multicelulare, deoarece numai în prima parte diviziunea celulară coincide cu reproducerea.

În reproducerea multi-celulară pot fi agamatice sau sexe (sau gamă).

Reproducerea agamică, relativ mai puțin frecventă, se bazează pe mecanismul mitozei, astfel încât variabilitatea speciei este mai degrabă încredințată apariției repetate a mutațiilor.

Există, de asemenea, mecanisme diferite, cum ar fi strobilarea, sporularea etc., în timp ce în plante găsim forme recreative bine cunoscute în agricultură (butași, margote, etc.).

Cel mai răspândit mecanism de reproducere în formele superioare, totuși, este cel sexual, care corespunde aspectului meiozei, formării gameților și fuziunii lor în zigot (fertilizare).

La speciile primitive gameții nu sunt diferențiate morfologic: în acest caz vorbim de isogametia. Există, totuși, întotdeauna două serii de gameți, identificate cu simbolurile (+) și (-), iar fertilizarea poate avea loc numai din întâlnirea dintre gameți cu semnul opus: există, prin urmare, o diferență biologică, care nu este încă exprimată morfologic.

Odată cu evoluția scării evolutive apare apoi diferențierea morfologică și funcțională, care distinge un tip de gamete feminine în general dotate cu material rezerve abundente (deutoplasma sau vițel, care vor asigura dezvoltarea embrionului până când acesta nu poate fi metabolizat independent ) și un tip de gameți masculi cu motilitate pentru a ajunge la cele de sex feminin. Gameții sunt mereu haploizi și sunt rezultatul meiozei. Fuziunea lor dă naștere la zigotul diploid.

O serie de generații celulare haploid pot să apară între meiosi și zygote, deoarece pot apărea o serie de generații celulare diploide între zigot și meioză, cu diferitele varietăți de cicluri generative exprimate prin alternanța generațiilor.

O specie diplomată (cu organism diploid) este caracterizată de gamei meiozei: meioza produce, adică, în mod direct, gameții, care prin topire reconstituie imediat statutul diploid. Acesta este cazul predominant al metazoiilor, inclusiv al omului.

gametogenesis

Luând în considerare reproducerea cu jocica meiotică, care apare la om, vedem clarificarea modului în care în gametogeneza (formarea jocurilor) se introduce meioza.

În dezvoltarea embrionară, gametogeneza masculină și feminină (denumită spermatogeneză și oogeneză), există o diferențiere timpurie între celulele destinate formării organismului (linia somatică) și cele destinate producerii de gamete (linia germinală). Celulele inițiale ale liniei germinale sunt numite protogoni. Odată cu diferențierea gonadului într-un sens masculin sau feminin, celulele germinative sunt diferențiate în spermatogonie și, respectiv, ovogene.

Privind la spermatogeneză, vedem că există o serie de generații celulare în spermatogonia, o serie care continuă pe tot parcursul vieții. Numai o parte din spermatogonia produsă în mod continuu diferă de ciclul mitotic normal, iar meioticul începe în schimb.

Celulele germinative în care se va începe meiozei (reducerea și apoi prima diviziune) se numește spermatocit de prim ordin; diviziunea sa provine de la două spermatocite de ordinul doi, care cu a doua divizie produc un total de patru spermatide.

Putem absolvi reducerea kitului cromozomial 4n din spermatocitele de ordinul I (după redimensionare avem patru cromatile pentru fiecare pereche de omologi) la 2n din spermatocitele de ordinul doi și la n spermacitelor, după cum am văzut deja studiul meiozei, care așa că se termină. Spermatidele sunt, prin urmare, deja haploide, dar nu sunt încă mamă matură. Din structura unei celule de tip haploid, maturarea funcțională (numită spermiohistogeneză) transformă spermatidele în spermatozoizi, adică în gameți masculi maturi.

La gametogeneza feminină (sau la ovogeneză), se observă diferențe diferite. Mai întâi de toate, numărul de gameți care urmează să fie pregătiți este mult mai mic. Se estimează că aproximativ 5 x 105 ovogoni sunt preparați în gonadele unei femele din specia umană; din acestea, doar aproximativ 400 sunt interesați de maturarea foliculului și de dejecția ulterioară, într-un ciclu care afectează în mod normal numai un folicul pe lună pentru o perioadă fertilă de aproximativ 35 de ani.

Numărul diferit de gameți stabilit în cele două sexe corespunde diferenței dintre funcția și comportamentul menționat deja: spermatozoizii sunt mici, mobili și numeroși în raport cu necesitatea de a căuta oul și probabilitatea scăzută de a fi găsită; ouăle sunt mari, inerte și puține, în ceea ce privește funcția de a garanta embrionului materialul de rezervă și protecția oferită prin fertilizare internă (în mod firesc, mai ales în cazul fertilizării externe, chiar și ouăle trebuie să fie mai numeroase).

Nevoia de a furniza gameți echipate cu material de rezervă corespunde prezenței, în ovogeneză, a unei faze de oprire a meiozei, în timpul căreia cromozomii par despair. Se observă așa numitele "cromozomi pene", în care o serie de extroflexiuni identifică trăsăturile în care genele responsabile pentru sinteza deutoplasmei sunt dereprimate.

Numărul mai mic necesar pentru gameții de sex feminin corespunde de asemenea faptului că, din cele patru celule haploide produse prin meioză, numai unul primește întregul material de rezervă și devine gamet, în timp ce celelalte trei (polipi sau corpuri polare) doar materialul cromozomial, ele nu pot da naștere la zigote și embrioni și sunt destinate regresului.

fertilizare

În regnul animal, observăm trecerea de la fertilizarea externă (gameți expuși la orice risc de mediu și, prin urmare, în mod necesar foarte numeroși la ambele sexe) la fertilizarea internă, la care îngrijirea părintească este în continuare legată de relația metabolică a mamiferelor dintre mamă și făt.

Fertilizarea, odată ce sa întâmplat întâlnirea dintre gameți de sex opus, trebuie să aibă loc, asigurând două condiții: specificitate și unicitate. Adică trebuie să se asigure că spermatozoizii sunt de aceeași specie ca și ouă și că, odată ce a intrat prima, niciun altul nu intră.

Specificitatea este asigurată de caracteristicile biochimice ale acrozomului și ale suprafeței ovulului. De fapt, se vorbește de reacții între "fertilizină" și "antifertilizină", ​​cu o specificitate comparabilă cu cea a întâlnirii dintre enzime și substrat.

Unicitatea fertilizării este garantată de o modificare a structurii suprafeței ovulului ("reacția corticală") care începe chiar la momentul primei reacții specifice a fertilizinului / antifertilizinei; după această reacție, membrana ovulei este modificată, astfel încât orice spermatozoiză care o atinge să nu mai poată iniția reacția de fertilizare specifică.

După fertilizare, coada spermotozoon rămâne în afara ovulului, în timp ce materialul cromozomial pătrunde. Aceasta, numită "pronucleo de sex masculin", se alătură "pronucleo feminin" a ovulului formând astfel nucleul diploid al zigotului.

Editat de: Lorenzo Boscariol