В процессе эволюции растительного мира у цветковых растений (и только у них) появилось такое явление как двойное оплодотворение, в результате которого образуется семя. У голосеменных растений также образуются семена, но двойного оплодотворения нет. Оплодотворению предшествует опыление, т. е. перенос пыльцы с тычинок одного цветка на пестик чаще всего другого цветка. При двойном оплодотворении в семязачаток проникают два спермия, один из которых сливается с яйцеклеткой, а второй - с крупной центральной клеткой.
Пыльцевые зерна разных цветковых растений имеют различную форму. При этом чаще всего поверхность пыльцевых зерен шероховатая, что позволяет им удерживаться на теле насекомых-опылителей и потом на рыльце пестика. Кроме того, рыльцем выделяется липкая жидкость, удерживающая пыльцу. На рыльце пестика пыльцевое зерно образует пыльцевую трубку , которая растет между клетками рыльца и столбика пестика, после чего врастает в полость завязи пестика.
В полости завязи может находиться один семязачаток, несколько или множество. Их количество зависит от вида растения. Семязачатки по-другому называются семяпочками . Если в завязи несколько семязачатков, то каждый из них опыляется своим пыльцевым зерном (содержащимися в нем спермиями), т. е. в таком случае через пестик будет прорастать несколько пыльцевых трубок.
Семязачатки отрастают от внутренней поверхности стенок завязи в полость завязи. Семязачаток состоит из покрова и ткани центральной части, где образуются восемь гаплоидных клеток (имеющих одинарный набор хромосом). Две из этих клеток сливаются, в результате образуется крупная центральная клетка , у которой восстанавливается двойной набор хромосом.
У семязачатка со стороны, противоположной месту прикрепления к завязи, находится пыльцевход , представляющий собой небольшое отверстие, ведущее к центральной части семязачатка.
В кончике растущей пыльцевой трубки находятся два спермия . У спермиев в отличие от сперматозоидов нет хвостика, и поэтому спермии неподвижны. Когда трубка врастает в семязачаток через пыльцевход, то один спермий сливается с одной из гаплоидных клеток, которая играет роль яйцеклетки . В результате этого оплодотворения образуется зигота с двойным набором хромосом. В последствии из нее развивается зародыш семени .
Второй спермий сливается с центральной клеткой. В результате этого оплодотворения в последствии образуется так называемый эндосперм . Для него характерен тройной набор хромосом, что уникально, так как клетки тела покрытосеменных и многих других организмов имеют двойной набор хромосом.
Эндосперм представляет собой ткань, содержащую запас питательных веществ. Эти вещества зародыш использует в процессе развития семени или при прорастании семени. В первом случае вместо эндосперма в зрелом семени основную массу занимают органы зародыша (чаще всего крупные семядоли), во втором случае - эндосперм остается.
При созревании семени покровы семязачатка превращаются в семенную кожуру .
Оплодотворение представляет собой процесс слияние половых клеток представителей разных полов, то есть яйцеклетки и сперматозоида .
Непосредственно оплодотворение
В результате естественного полового акта сперма попадает во влагалище , но его кислотная среда не позволяет сперматозоидам прожить более 2-х часов. Зато самые быстрые из них все же успевают добраться до матки через ее шейку. Слизь, которая наполняет шейку матки, является хорошим барьером для опасных микроорганизмов, но таким же барьером она может оказаться и для сперматозоидов. В случаях, когда такой слизи слишком много или ее консистенция не является нормальной, даже может иметь место (шеечный фактор). По мнению некоторых специалистов, в матку должно попасть не менее 10 млн. мужских половых клеток.
Те сперматозоиды, которые успешно прошли через шейку, попадают в фаллопиевы трубы , откуда они против направления течения жидкости направляются в яичники .
Само оплодотворение, то есть слияние клеток, происходит в отделе фаллопиевых труд, которые находится в максимальной близости к яичникам. Но тут тоже не все так просто: для слияния с яйцеклеткой необходимо преодолеть несколько оболочек, этот процесс называют «пенетрация» , в него входит также и само слияние. Именно первый сперматозоид, который доберется до второй оболочки, скорее всего, и сольется со яйцеклеткой.
Поверхность яйцеклетки и сперматозоида покрыта специальными рецепторами, которые обеспечивают их слияние. После оплодотворения некоторые части сперматозоида остаются внутри яйцеклетки. Практически сразу в последней начинает возникать кортикальная реакция , которая заключается в высвобождении специальных гранул в наружную среду, в результате этого ни один сперматозоид уже не сможет произвести оплодотворение. Такой механизм получил название «блок полиспермии» , обычно он начинается в течение нескольких минут.
В крайне редких случаях может возникать ситуация, когда две мужские половые клетки смогли одновременно проникнуть в яйцеклетку. В таком случае развивается триплоидный эмбрион , который обычно развивается с нарушением хромосом. Обычно в течение нескольких дней такие эмбрионы погибают, но бывают случаи, когда они имплантируются в матку, тогда такая . Вопреки бытующему мифу, одновременное слияние яйцеклетки с двумя сперматозоидами не приводит к появлению на свет близнецов.
Когда произошло слияние, образуется зигота , то есть одноклеточная, первая стадия развития эмбриона, которая продолжается не более 30 часов. Далее начинается формирование ядер, происходит объединение материнских и отцовских хромосом за счет сложных реакций и биологических процессов.
Дробление
Когда яйцеклетка оплодотворена, она начинает свое движение в сторону матки за счет сокращений мышц трубы. Следующим процессом за образованием зиготы идет процесс дробления – миотического деления , размер зародыша не увеличивается, клетки делятся, но лишь становятся более мелкими. Размер эмбриона на этой стадии не превышает 130 мкм. Данный процесс длится около трех дней, клетки эмбриона остаются одинаковыми. Они не находят взаимодействия между собой, и лишь благодаря оболочке находятся вместе. В случае повреждения такой оболочки может образоваться несколько генетически идентичных эмбрионов, и тогда уже развиваются однояйцевые близнецы.
19.09.2018 Болит низ животаБиологическое значение мейоза заключается в сохране-нии при половом размножении посто-янного диплоидного набора хромосом у всех поколений организмов определён-ного вида. В результате слияния жен-ской и мужской гамет с гаплоидным набором хромосом (этот процесс назы-вается оплодотворением) возникает новый организм с двойным набором хромосом, то есть возобновляется типич-ный для соматических клеток диплоид-ный набор.
Искусственное осеменение очень подходит для пар с умеренными изменениями в расстройствах спермы и овуляции, таких как синдром поликистозных яичников, столь распространенный среди женщин. Кроме того, он очень востребован гомосексуальными парами и женщинами, которые хотят забеременеть «независимым производством» с использованием анонимной спермы донора.
Этот метод указывается, когда есть более тонкие проблемы, такие как обструкция или нетрудоспособность маточных труб, низкий запас яичников, мужчины с изменениями подвижности или количества сперматозоидов, предыдущие операции вазэктомии или лигирование, среди прочих. Обычно эта форма оплодотворения указывается, когда пара не может забеременеть после 1 года попыток, без использования методов контрацепции.
Оплодотворённую яйцеклет-ку называют зиготой (с гр. соединение в пару). Её последующее деление ведёт к образованию организма человека, каж-дая клетка которого сохраняет двойной набор хромосом. Зигота содержит одну хромосому от отца, а другую - от мате-ри в каждой паре хромосом (рис. 105). Это предопределяет сходство ребёнка со своими родителями.
Процесс состоит прежде всего из стимуляции яичников медикаментами для производства яйцеклеток, а затем их сбор в простой хирургии в самой клинике репродукции человека. Затем сперму партнера собирают или оттаивают и обрабатывают, а через современные и усовершенствованные лабораторные методы сперму вводят в яйцо. Если оплодотворение происходит так, как ожидалось, эмбрионы начнут развиваться в лаборатории, будут храниться в инкубаторе при температуре и соответствующей концентрации газа. После этого этапа эмбрионы переносятся в матку женщины врачом в безболезненном процессе.
Пол нового ор-ганизма зависит от того, какая мужская гамета слилась с яйцеклеткой. Если она содержала X-хромосому, то из зиготы развивается женский организм , если Y-хромосому, - мужской.
Оплодотворение - процесс слияния сперматозоида с яйцеклеткой, в результате которого образуется зигота. В этот момент возобновляется ди-плоидный набор хромосом. Материал с сайта
Работает ли удобрение в лаборатории?
Если эмбрионы имплантируются в матку, беременность будет иметь место. Избыточные эмбрионы замораживаются для будущих переходов, при этом максимальный срок для них не возникает. Успех репродуктивной процедуры такого типа зависит от нескольких факторов, таких как возраст женщины, овариальный запас или сложность мужской проблемы.
Вопреки тому, что многие люди воображают, женщины не являются единственными или главными виновниками отсутствия беременности, поскольку в половине случаев бесплодие является причиной мужского пола. Таким образом, трудность забеременеть должна рассматриваться как проблема для пары, а не только для одного партнера.
Чтобы оно произошло, осуществляется много раз-ных процессов. Прежде всего между мужчиной и женщиной должен состоять-ся половой акт, в результате которого сперма попадает глубоко во влагалище женщины. Количество её должно быть не меньше 3 мм и содержание в ней сперматозоидов не меньше 20 млн в миллилитре. Они должны быть достаточ-но подвижными и активными, а маточные трубы - проходимыми.
Основные причины бесплодия
Это нормально для женщин, которые проходят процесс оплодотворения в лаборатории, опасаясь побочных эффектов и возможных гормональных осложнений из-за лекарств, необходимых для процедуры. Раньше, если бы у пары не было детей, было принято говорить, что проблема связана с женщиной. Научное и культурное развитие привело к прекращению этой точки зрения, и сегодня, к всеобщему удивлению, эксперты отмечают, что причины бесплодия показывают явный баланс: 40% из-за проблем женщин, 40% из-за мужских факторов и 20% из-за причин женщин и мужчин в ассоциации.
Попав во влагалище, сперматозоиды двигаются к матке и дальше - к ма-точной трубе (рис. 124) со скоростью 3 мм/мин, где встречаются со зрелой яйцеклеткой. В маточной трубе, ближе к её ампуле, миллионы сперматозоидов «атакуют» яйцеклетку, но проникнуть в неё сможет лишь один. Затем проис-ходит слияние ядер яйцеклетки и сперматозоида (рис . 125). С этого момента, который является началом онтогенеза, начинается существование нового ор-ганизма.
Некоторые из наиболее распространенных причин бесплодия: курение, употребление наркотиков, страдающих ожирением и стрессом, в дополнение к биологическим проблемам, которые будут приведены ниже. Возраст: проблемы, связанные с уменьшением количества и качества яиц, являются одной из основных причин женского бесплодия. С того момента, когда он рождается до достижения взрослого этапа, женщина теряет миллионы яиц. В возрасте 35 лет у нее будет меньше 10% ее запаса яичника, то есть количество яйцеклеток, с которым она родилась. Еще одной причиной женского бесплодия является отсутствие овуляции в результате других факторов, например, таких как химиотерапия и лучевая терапия, или поликистозный овариальный синдром, эндокринные изменения, которые делают яичники более крупными и с наличием кист. Гормональные нарушения: некоторые проблемы, связанные с производством и высвобождением гормонов, препятствуют или препятствуют росту и высвобождению яйца. Тубоперитонеальный фактор: для того, чтобы встреча между эякулированным сперматозоидом и яйцеклеткой, выпущенной яичником, произошла, «путь» в маточной трубке должен быть свободным. В некоторых случаях из-за причин, которые могут быть инфекциями, эндометриозом, повреждением при эктопической беременности или хирургическими вмешательствами, такими как лигатура, женщина может заблокировать этот путь, предотвращая оплодотворение. Эндометриоз: Состоит из наличия эндометрия вне матки. Каждый месяц, когда беременность не возникает, часть эндометрия кожи, что приводит к менструации. Когда эта слизистая оболочка появляется в другом месте, она называется эндометриозом. Некоторые профессии подвергают мужчин воздействию высоких температур на высоте бедра, что может поставить под угрозу качество их спермы. Кроме того, использование таких веществ, как антидепрессанты, средство от облысения и избыточного алкоголя, например, также может отрицательно влиять. Варикоцеле: это расширение сосудов вдоль семенного канатика, затрагивает около 15% мужчин и присутствует у 35% мужчин с бесплодием. Несмотря на это, нет реального подтверждения взаимосвязи между бесплодием и болезнью. Инфекции: они также могут компрометировать качество спермы, поскольку они увеличивают количество защитных клеток и свободных радикалов, которые, в зависимости от количества, токсичны для мужских гамет. Генетические проблемы аллоиммунологического происхождения: более редкие и сложные, которые являются своего рода ошибкой несовместимости между кодами в ячейках пары.
- В 40 лет этот показатель должен составлять около 2, 5%.
- Овуляция.
- Низкое производство спермы: одна из самых частых причин бесплодия у мужчин.
На этой странице материал по темам:
Оплодотворение яйцеклетки многие считают началом рождения новой жизни. Именно с этого момента происходит слияние генетического материала обоих родителей в результате чего в будущем может родиться желанный ребенок. Рассмотрим, как и какие ранние симптомы позволяют почувствовать, что женщина забеременела.
Для человека указывается спермограмма. Женщины могут пройти клиническое обследование, чтобы исследовать шейку матки, ультразвук яичников и фаллопиевых труб, а в некоторых случаях - гормональные колебания менструального цикла, среди других тестов, которые будут заказываться в каждом конкретном случае.
После диагностики бесплодия будут запрошены дополнительные тесты для выявления причин и возможных методов лечения у обоих полов. Принятие здорового и менее стрессового образа жизни - существенное изменение, чтобы ребенок ребенка пришел. Хорошее питание, физические упражнения, уход за телом и профилактика возможных заболеваний - это задачи, которые необходимо выполнить во время попыток беременности как для мужчин, так и для женщин.
Где и как происходит процесс оплодотворения
Примерно в середине каждого менструального цикла у здоровой женщины репродуктивного возраста наступает овуляторный период. Это значит, что выходит из разорвавшегося фолликула и может быть в течение суток оплодотворена сперматозоидом.
Яичники, где образуются фолликулы и яйцеклетки, представляют собой парный орган. Каждый раз происходит чередование, и яйцеклетка выходит то из правого, то из левого яичника. За несколько часов до в маточные трубы поступает информация, где конкретно на поверхности яичника наступит разрыв фолликула в этот раз.
Регулярные консультации со специалистами для проведения обычных осмотров, ухода за половыми органами, таких как гигиена и контролируемая температура, избегают и могут помочь поддерживать здоровье репродуктивной системы. Даже если беременность не возникает в течение 1 года, рекомендуется как можно скорее обратиться за помощью к специалисту по репродукции. Хороший специалист по бесплодию сможет оценивать каждый случай индивидуально, просить подробные экзамены, задавать все вопросы о процедурах и указывать последние в существующих методах лечения, которые уже помогают миллионам людей во всем мире каждый день мечта о рождении ребенка.
Воронка маточной трубы готовится захватить яйцеклетку, чтобы не допустить ее исчезновения в брюшной полости. Ворсинки широкой части маточной трубы скользят по поверхности яичника и считывают поступающие оттуда химические сигналы. Таким образом, практически сразу после выхода из яичника яйцеклетка попадает в маточную трубу, где у нее есть 24 часа, чтобы встретиться со сперматозоидом.
Однако даже спустя почти 40 лет после первого успешного результата многие люди все еще сомневаются в выполнении этого процесса. Существует целый шаг за шагом после выполнения экстракорпорального оплодотворения. Первое, что должна сделать женщина, - это найти специализированную репродуктивную клинику и рассказать врачу о ее попытках и неудачах в попытке забеременеть. После этого она проведет серию тестов, чтобы исследовать причины этой трудности. Мужчина также обследуется и обычно делает спермограмму и культуру спермы.
Этот процесс включает стимуляцию яичников для производства большего количества яиц для получения большего числа эмбрионов и, таким образом, увеличения шансов на беременность. После этого проводится ультрасонография, чтобы определить, достигли ли они подходящего размера - если это так, яйца отсасываются и помещаются на культуральную пластину рядом с самцами сперматозоидов для содействия оплодотворению. В некоторых случаях сперматозоид вводится непосредственно в яйцеклетку, но в обеих ситуациях целью является оплодотворение.
Интересно! Благодаря этим сигналам яйцеклетка может попадать в трубу даже на противоположной стороне от яичника, из которого она вышла. Так, известны случаи, когда женщина с одним правым яичником и сохраненной левой маточной трубой родила нескольких детей.
Наконец, эмбрионы, вызванные оплодотворением, наблюдаются в лаборатории и классифицируются в зависимости от их развития, чтобы определить, будут ли они использоваться или нет. Когда это возможно, они помещаются в матку матери с помощью специально разработанного катетера. Другие здоровые эмбрионы сохраняются в стекле, чтобы их можно было использовать в повторных попытках.
Следует помнить, что на протяжении всего процесса женщина может осуществлять свою обычную деятельность, например, работать и заниматься сексом. Единственное предостережение - это упражнение: если вы регулярно тренируетесь, проконсультируйтесь с вашим врачом, который будет сопровождать ваше лечение, чтобы узнать, можете ли вы поддерживать рутину.
Сколько времени необходимо сперматозоиду, чтобы добраться до яйцеклетки
Итак, яйцеклетка поджидает сперматозоид в широкой части яйцевода. Узнаем, какой путь должен проделать сперматозоид и сколько времени ему надо, чтобы туда добраться.
Во время эякуляции мужская сперма попадает во влагалище женщины. В сперме содержится несколько миллионов сперматозоидов, среди которых есть подвижные и неподвижные особи. Большая часть из них гибнет еще во влагалище. Выжившие клетки движутся к матке и уже через пару часов обнаруживаются в ее полости. После этого они попадают в маточную трубу и движутся к ее ампулярному отделу, где их может поджидать яйцеклетка. Обычно оплодотворение и происходит в этой части маточной трубы.
Ферментационная пластина для оплодотворения яйцеклеток и сперматозоидов. Успех процедуры зависит от плодовитости женщины, которая, в свою очередь, относится к ее возрасту. «Чем моложе женщина, тем больше шансов на скорое оплодотворение, в конце концов, рождаемость выше, особенно у женщин в возрасте до 30 лет», - говорит Сильвана. Ядид добавляет: Есть женщины, которые забеременели с первой попытки, но есть и те, кто получает только в десятом. По статистике, мы можем сказать, что самые высокие показатели успеха - между третьей и четвертой попытками.
Интересно! Если яйцеклетки нет в маточной трубе, то сперматозоид может находиться там до нескольких суток, хаотично двигаясь туда-сюда. Некоторые мужские половые клетки выходят в свободную брюшную полость и вращаются вокруг ее органов.
Что происходит после того как сперматозоид и яйцеклетка встретились
Когда сперматозоид приближается к яйцеклетке, она остается окруженной оболочками, которые защищают и питают ее. Чтобы проникнуть сквозь такую защиту сперматозоид выделяет ферменты, которые содержатся в его головке. Эти вещества растворяют защитную и дают возможность проникнуть в ее цитоплазму.
Правда ли, что экстракорпоральное оплодотворение увеличивает вероятность наличия близнецов?
Вероятность забеременеть близнецов напрямую связана с количеством эмбрионов, перенесенных в матку, как объясняет Ядид: У пациентов до 36 лет мы переносим до двух эмбрионов. Над этим возрастом переносят 4 эмбриона. То есть: чем больше эмбрионов, тем больше возможностей близнецов.
«Противопоказания такие же, как у традиционной беременности: гипертония и серьезные проблемы с сердцем, поскольку они могут препятствовать развитию плода», - объясняет Сильвана. Некоторые больницы уже предлагают бесплатное лечение с помощью Единой системы здравоохранения.
Для этой цели понадобится не один сперматозоид, а несколько сотен. Только так команда мужских клеток сможет растворить защитную оболочку, чтобы один-единственный сперматозоид мог добраться до ядра яйцеклетки.
Когда один сперматозоид прорывается в цитоплазму яйцеклетки, то происходит слияние их ядер. В это же время оболочка женской половой клетки перестраивается, чтобы не пропустить внутрь больше одной мужской клетки.
Институт интегральной медицины Проф. Уретра - это канал, через который моча проходит между мочевым пузырем и наружу тела во время мочеиспускания, но также обеспечивает репродуктивную функцию у людей, поскольку она позволяет прохождение спермы между семенными пузырьками, которые открываются в предстательной железе, наружу.
Простата представляет собой железистый орган каштанового генито-мочевого тракта, расположенный ниже и на выходе из мочевого пузыря , и содержит клетки, которые производят часть семенной жидкости, которая защищает и питает сперму, содержащуюся в сперме.
Интересно! Оставшиеся сперматозоиды еще какое-то время окружают оплодотворенную яйцеклетку, а затем погибают. Считается, что они создают в яйцеводе определенную химическую среду, благодаря чему эмбрион легче движется к матке.
Ядра половых клеток мужчины и женщины сливаются и образуют одно целое – зиготу с 46 частями набора хромосом от отца и матери. После 25-30 часов зигота вступает в процесс дробления.
Что происходит с яйцеклеткой после оплодотворения
Когда оплодотворение яйцеклетки произошло, она превращается в зиготу. В течение 2-3 дней она находится в одном месте и продолжает делиться. Через несколько дней зигота начинает двигаться по фаллопиевой трубе в сторону матки. Сама она не обладает подвижностью, но ее движение происходит благодаря мерцанию ресничек слизистой маточной трубы.
Время от времени мышцы трубы сокращаются, чтобы ускорить движение зиготы, которая после ряда делений называется бластоцистой. Через 5-7 дней она достигает тела матки и начинает искать себе место для имплантации.
На месте разорвавшегося фолликула в это время работает, которое синтезирует прогестерон. Этот гормон уже подготовил слизистую матки для имплантации эмбриона. Сам процесс внедрения занимает от нескольких часов до нескольких дней. При этом женщина может заметить необильные кровянистые выделения на белье, если при имплантации эмбрион травмирует мелкие сосуды матки.
После того как бластоциста укрепилась в теле матки, она начинает активно взаимодействовать с нею и синтезировать большое количество новых гормонов. Только теперь можно почувствовать.
Какие ощущения и как можно почувствовать, что произошло оплодотворение
Уже через несколько часов после незащищенного полового акта женщина начинает анализировать свои ощущения и выделения в надежде распознать первые симптомы беременности. К сожалению, все это происходит не так быстро. Пройдет 10-14 дней, прежде чем эмбрион укрепится в теле матки и проявятся ранние симптомы.
Следует скептически относиться к рассказам «опытных советчиц», которые могут, рассматривая выделения из влагалища, на первых днях после зачатия предсказать наступление беременности. К сожалению, это всего лишь психосоматика, за столь короткий отрезок времени никаких новых ощущений женщина физически не испытывает.
Вопросы к доктору
Вопрос : Сколько длится весь процесс оплодотворения и когда можно ощутить первые симптомы беременности?
Ответ : Само слияние половых клеток мужчины и женщины происходит в течение нескольких часов. А вот первые ощущения, после того как это произошло, можно почувствовать только спустя 2-3 недели после зачатия.
Вопрос : Бывают ли выделения во время имплантации эмбриона в матку и сколько они длятся?
Ответ : Выделения при имплантации чаще всего отсутствуют. Иногда женщина может заметить небольшие кровянистые выделения на белье через 8 -11 дней после зачатия, что говорит об имплантации эмбриона. Они необильные и проходят в течение дня. Но такие случаи встречаются редко и, как правило, женщина не замечает этого процесса.
Вопрос : Сколько времени по дням должно пройти, чтобы узнать, что ты беременна.
Ответ : Узнать о беременности можно уже через 8-10 дней после оплодотворения. Для этого не нужно анализировать выделения и симптомы, а можно сходить на УЗИ и сдать.
Вопрос: Сколько времени нужно сперматозоиды, чтобы добраться до яйцеклетки после семяизвержения?
Ответ: Уже через 2-3 часа можно обнаружить активные, затем они начинают двигаться быстрее и спустя 3-4 часа готовы оплодотворить яйцеклетку в маточной трубе.
Процесс оплодотворения – это удивительный механизм продолжения рода. Каждый его этап необходим для того, чтобы на свет появилось здоровое и желанное потомство. Задача родителей - беречь свое здоровье и ответственно подойти к планированию ребенка.
Опыление - процесс перенесения пыльцы из пилякив на приймочку пестика. Различают два типа опыления: самоопыление и перекрестное опыление. Самоопыление - процесс перенесения пыльцы двуполого цветка на приймочку этой самой или другого цветка, но той же особи. Некоторые растения (ячмень, овес, просо, часть пшениц, рапс) запиливаются еще тогда, когда цветки не раскрылись. При перекрестном опылении пилочек цветка одной особи переносится на приймочку цветка другой особи. Это основной тип опыления цветочных растений (яблоня, ива, огурцы и др.).
Перекрестное опыление происходит естественным (насекомыми, птицами, ветром, водой) и искусственным (осуществляет человек) путями.
У витрозапильних растений цветки без нектарников, мелкие, малозаметные, с упрощенным некрасочным околоцветником. Большие пиляки на длинных тычиночных нитях далеко высовываются из околоцветника, пестики открыты, с большими приймочками. Пыльцы образуется много, он мелкий, легкий, из гладенькой поверхностью. Витрозапильни растения часто растут на открытых местах, образовывая зарости одного вида (камыш, ковыль, лепешняк). Значительное количество витрозапильних растений цветет в начале весны, к распусканию листьев (лещина, ольха, береза и тому подобное).
К ентомофильних, или комахозапильних, принадлежат подавляющее большинство покритонасинних растений, распространенных в разных климатических зонах. Околоцветник (чаще веночек) ентомофильних растений ярко окрашен и хорошо заметная на зеленом фоне листьев. Цветки одиночные или собранные в соцветие. Пиляки комахозапильних растений сравнительно с витрозапильними более малые и образуют меньше пыльцы: пыльца большая, липкая, с бугорчатой или шишковатой поверхностью. На дне веночка многих цветков образуются нектарники, в которых производится душистый сладкий сок - нектар, выделение которого после оплодотворения прекращается. Есть целый ряд других признаков, предназначенных для привлечения насекомых. Это свидетельствует о том, что эволюция растений и их запилювачив шла параллельно. Это так называемая спрягающая эволюция (коеволюция).
Перекрестное опыление обеспечивает обмен генами, поддерживает высокую гетерозиготнисть популяций, дает материал для естественного отбора и хранит стойкое потомство - носителей самого благоприятного соотношения генов.
Искусственное опыление широко применяют для повышения урожая и выведения новых сортов растений. При этом для перенесения пыльцы на приймочку пестика используют разные способы. Да, у кукурузы, которая имеет однополые цветки, пыльцу собирают, стряхивая верхушки метелки мужских цветков в бумажные мешочки.
Потом собрана пыльца кисточкой переносят на женские цветки.
Для искусственного опыления подсолнуха надевают на руку перчатку, снимают ею пыльцу из одного растения и переносят на другую. Можно это делать притискиванием двух корзин друг к другу.
Для выведения новых сортов растений с двуполыми цветками нужна подготовка к искусственному опылению. В первую очередь из цветков растения, избранного за материнскую, еще в бутоне удаляют пиляки и защищают эти цветки марлевыми или бумажными мешочками от потрапляння пилочку. Через 2-3 дня, когда бутон раскрывается, на приймочку пестика наносят пыльцу другого сорта чистой сухой кисточкой, мягким кусочком резины и тому подобное.
Двойное оплодотворение. После опыления происходит процесс оплодотворения - слияние мужской половой клетки с женской. Пыльца, которая попала на поверхность приймочки, продолжает свое развитие (начинает прорастать пыльца еще в пиляках), которое внешне оказывается в отекании, образовании пыльцевой трубки, стенки которой состоят из интини и проходят сквозь поры в екзини. Образование пыльцевой трубки стимулируется веществами, которые выделяются приймочкой в ответ на родственную пыльцу, которая попала на нее. Пыльцевая трубка за время короткий проходит сквозь пышную ткань столбика и через микропиле проникает к зародышевому мешку. Одновременно прорастают много пыльцевых трубок, но с зародышевым мешком сливается лишь одна. В пыльцевую трубку, которая образовалась из вегетативной клетки, переходят два спермия, которые образовались из генеративной клетки в результате митотичного подилу. В отдельных случаях спермии могут образовываться еще в пиляку. В месте контакта пыльцевой трубки с зародышевым мешком стенки зародышевого мешка ослизнюються и пыльцевая трубка проходит вовнутрь. При достижении яйцеклетки, пыльцевая трубка разрывается, из нее выходят два спермия. Один из спермиев сливается с яйцеклеткой, образовывая диплоидну зиготу, из которой развивается зародыш нового растительного организма. Второй спермий сливается со вторичным (диплоидним) ядром, в результате чего образуется триплоидна клетка, которая дает начало эндосперму, - запасу питательных веществ для зародыша.
Если у завязи есть несколько семенных зачатков, то в каждом из них происходит описанный выше процесс, который был открыт российским цитологом и эмбриологом растений С. Г. Навашиним в 1898 г. и назван им двойным оплодотворением.
У одноклеточных растений при бесполом размножении онтогенез начинается с появления организма в результате деления материнской клетки и заканчивается новым делением При половом размножении онначинается с образования зиготи и заканчивается следующим делением или образованием новой зиготи.
У многоклеточных растений онтогенез может происходить по-разному. Примером такого разнообразия являются цветочные растения, строение которых самое сложное. У растений, которые размножаются половым путем, онтогенез начинается с развития зиготи. Характерная особенность онтогенеза - дежурство полового (гаметофит) и бесполого (спорофит) поколений. Спорофит формируется из зиготи, гаметофит - из споры. На спорофити в спорангиях образуются гаплоидни споры, которые обеспечивают размножение споровых растений. Споры наземных растений могут быть функционально одинаковыми (ривноспорови растения) или разными (ризноспорови растения). Мелкие споры называют микро, большие - мегаспорами. Из микроспоры развивается мужской, а из мегаспори - женский гаметофити. У цветочных растений преобладает спорофит, гаметофит редуцирован. Во время развития спорофита у высших семенных растений в результате последовательных делений зиготи из однородной образующейткани в процессе дифференцирования и специализации клеток формируется зародыш семечка с зародышевым корешком, стеблем и почкой.
Двойное оплодотворение Цветковых растений – это процесс, в результате которого один из спермиев, идущих по пыльцевой трубке, сливается с яйцеклеткой, а другой – с центральной клеткой. В результате слияния спермия с яйцеклеткой образуется диплоидный зародыш - будущий спорофит. Центральная клетка уже имеет диплоидный набор хромосом, так как она образовалась после слияния двух из первоначальных восьми клеток зародышевого мешка. После слияния со спермием образуется триплоидная клетка, которая дает начало эндосперму.
У Голосемянных один из спермиев, идущих по пыльцевой трубке, погибает, а другой оплодотворяет яйцеклетку с образованием зародыша. Эндосперм же в данном случае представляет собой гаметофит и гомологичен заростку Папоротникообразных. Следовательно, эндосперм Голосемянных гаплоиден.
Чтобы понять, какие преимущества имеет триплоидный эндосперм над гаплоидным, разбересначала, что такое эндосперм и какие у него функции. Эндосперм – это запасающая ткань семени растений, в которой откладываются питательные вещества для дальнейшего развития и прорастания семени. Он представлен тонкостенными крупными клетками часто неправильной формы, заполненными крахмалом и белками. Функции эндосперма неразнообразны. Первая и главная функция эндосперма – это питательная. Возможно также участие в прорастании семени.
В пользу того, что триплоидный эндосперм является эффективнее гаплоидного, говорит тот факт, что гаплоидный эндосперм Голосемянных образовался «вторично» в ходе эволюции. Ведь у них эндосперм – это остаток женского гаметофита, который у Папоротникообразных был зеленым и прекрасно фотосинтезировал. У них эндосперм сформировался в ходе эволюции как необходимость запасного вместилища в семени. У Покрытосемянных двойное оплодотворение, видимо, образовалось как-то сразу, потому что никаких родственных связей и похожих на триплоидный эндосперм структур у кого-нибудь еще не обнаружено.
Первое и очевидное преимущество триплоидного эндосперма над гаплоидным в проявлении мутаций. Если в генах гаплоидного эндосперма происходит мутация, то она обязательно проявится. А это может привести к недостаточному выполнению функций или даже к редукции эндосперма. В результате семя не разовьется вообще, или растение будет слаборазвитым. В триплоидном же эндосперме рецессивная мутация проявляться не будет. Следовательно, в триплоидном эндосперме по сравнению с гаплоидным увеличивается вероятность нормального развития семени даже при наличии мутаций. Кроме того, если хромосомный набор в клетке 3 n , то интенсивность транскрипции и, соответственно, трансляции и биосинтеза белка в клетке в три раза выше, чем в таковой же с гаплоидным набором хромосом. С интенсивностью транскрипции косвенно связано и участие эндосперма в прорастании семени. Как известно, прорастание инициируется множеством факторов таких, как кратковременное воздействие низких температур, для некоторых семян воздействие света и т. д. Но непосредственно перед прорастанием клетки начинают интенсивно поглощать воду, клетки зародыша набухают и растягиваются. Для процессов прорастания растению нужно много энергии и необходимы ферменты, катализирующие расщепление крахмала и белков. Под воздействием воды в клетках зародыша активируются гиббереллины, они транспортируются в тонкий верхний слой живых клеток эндосперма (алейроновый слой), где сразу же начинают синтезироваться амилазы и протеазы. В соответствии с выше сказанным предположением о скорости транскрипции в триплоидных клетках нужное количество ферментов выработается быстрее, чем в гаплоидных, и процесс прорастания будет идти интенсивнее.
Рассмотрим, есть ли предпосылки усложнения процесса оплодотворения и появления тройного оплодотворения. Раз оплодотворение тройное, значит, спермиев должно быть три. Один должен сливаться с яйцеклеткой с образованием зародыша. Слияние двух остальных спермиев с разными структурами просто не целесообразно, так как семени нужно образование двух структур в ходе оплодотворения: зародыша и запасающей ткани (в данном случае эндосперма). Тогда получается, что оставшиеся 2 спермия должны оба слиться с центральной клеткой, и получится тетраплоидный эндосперм. Механизм этого сложно представить. Либо два спермия должны по очереди слиться с центральной клеткой, что маловероятно, потому что после оплодотворения одним спермием сразу включаются механизмы блокирования оплодотворения другим спермием. Либо 2 спермия должны слиться заранее в пыльцевой трубке, что в общем-то тоже трудно себе представить. Кроме того, в результате такого оплодотворения образуется диплоидный зародыш и тетраплоидный эндосперм, а это равносильно гаплоидному зародышу и диплоидному эндосперму. При дальнейшем увеличении плоидности эндосперма будут возникать проблемы с расхождением хромосом, сильно возрастет частота мутаций, возникнет проблема размещения хромосом в ядре. Следовательно, предпосылок к усложнению процесса оплодотворения нет.
