Die zyklische Kontinuität der Lebewesen findet in den Phänomenen der Reproduktion die Bindeglieder zwischen aufeinanderfolgenden Generationen.
Die Fortpflanzung erfolgt auf verschiedenen Ebenen der Evolutionsskala, in den verschiedenen Zweigen des Pflanzen- und Tierreichs, in den verschiedenen lebenden Arten, mit einer solchen Vielzahl von Mechanismen, die allein eine ganze Abhandlung rechtfertigen.
Eine erste Klassifikation der Reproduktionsphänomene muss die einzelligen Organismen von den mehrzelligen unterscheiden, da nur in der ersten die Zellteilung mit der Reproduktion zusammenfällt.
Bei der mehrzelligen Reproduktion kann es sich um eine agamische oder sexuelle (oder gamica) Reproduktion handeln.
Die relativ seltene agamische Reproduktion beruht auf dem Mitosemechanismus, so dass die Variabilität der Art eher auf dem wiederholten Auftreten von Mutationen beruht.
Es gibt auch verschiedene Mechanismen wie Strobilisierung, Sporulation usw., während wir in Pflanzen bekannte regenerative Formen in der Landwirtschaft finden (Stecklinge, Schichtung usw.).
Der am weitesten verbreitete Fortpflanzungsmechanismus in den höheren Formen ist jedoch der sexuelle, der dem Auftreten von Meiose, der Bildung und den Gameten und ihrer Verschmelzung in der Zygote (Befruchtung) entspricht.
Bei primitiven Arten sind die Gameten morphologisch nicht differenziert: In diesem Fall spricht man von Isogametie. Es gibt jedoch immer zwei Reihen von Gameten, die mit den Symbolen (+) und (-) gekennzeichnet sind, und die Befruchtung kann nur durch die Begegnung von Gameten mit entgegengesetztem Vorzeichen erfolgen: Es gibt daher einen biologischen Unterschied, der morphologisch noch nicht ausgedrückt ist.
Mit fortschreitender Evolutionsskala zeigt sich eine morphologische und funktionelle Differenzierung, bei der wir eine Art weiblicher Gameten unterscheiden, die im Allgemeinen über reichlich Reservematerial verfügen (das Deutoplasma oder Kalb, das die Entwicklung des Embryos sicherstellt, bis es metabolisch unabhängig werden kann ) und eine Art männlicher Gameten mit der Fähigkeit, weibliche zu erreichen. Die Gameten sind immer haploide und sind das Ergebnis von Meiose. Aus ihrer Verschmelzung entsteht die diploide Zygote.
Zwischen Meiosi und Zygote kann eine Reihe von haploiden Zellgenerationen auftreten, während zwischen Zygote und Meiose eine Reihe von diploiden Zellgenerationen auftreten kann, wobei die verschiedenen Arten von Generationszyklen durch den Generationswechsel ausgedrückt werden.
Eine diplonte Art (mit einem diploiden Organismus) ist durch eine gametische Meiose gekennzeichnet: Die Meiose produziert direkt die Gameten, die sofort schmelzen und den diploiden Zustand wiederherstellen. Dies ist der vorherrschende Fall der Metazoen, einschließlich des Menschen.
Gametogenese
Unter Berücksichtigung der Fortpflanzung mit Gametenmeiose, wie sie beim Menschen auftritt, soll geklärt werden, wie Meiose in die Gametogenese (Gametenbildung) eingefügt wird.
Bei der embryonalen Entwicklung der männlichen und weiblichen Gametogenese (Spermatogenese und Oogenese genannt) wird frühzeitig zwischen Zellen, die zur Bildung des Körpers (somatische Linie) bestimmt sind, und solchen, die zur Bildung von Gameten (Keimbahn) bestimmt sind, unterschieden. Die Ausgangszellen der Keimbahn heißen Protogonen. Bei der Differenzierung der Gonade im männlichen bzw. weiblichen Sinne kommt es zu einer Keimzelldifferenzierung bei Spermatogonien bzw. Ovogonien.
Wenn wir uns die Spermatogenese ansehen, sehen wir, dass es bei der Spermatogonie eine Reihe von zellulären Generationen gibt, die sich das ganze Leben über fortsetzen. Nur ein Teil der so kontinuierlich produzierten Spermatogonie unterscheidet sich vom normalen Mitosezyklus und beginnt stattdessen den meiotischen Zyklus.
Die Keimzelle, in der die Meiose beginnt (Reduktion und dann erste Teilung), wird Spermatozyten erster Ordnung genannt. seine Teilung entsteht aus zwei Spermatozyten zweiter Ordnung, aus denen bei der zweiten Teilung insgesamt vier Spermatiden hervorgehen.
Wir können die Reduktion des Chromosomen-Outfits von 4n Spermatozyten erster Ordnung (nach der Reduktion gibt es vier Chromatalen für jedes Homologenpaar) auf die zweite Spermatozyte zweiter Ordnung und auf die n Spermatozyten abstufen, wie bereits bei der Untersuchung der Meiose beobachtet wurde so endet es. Spermatiden sind daher bereits haploide, aber noch keine ausgewachsenen Gameten. Aus der Struktur einer haploiden Zelle wandelt die funktionelle Reifung (als Spermien-Mythogenese bezeichnet) die Spermatiden in Spermatozoen um, dh in reife männliche Gameten.
Bei der weiblichen Gametogenese (oder Ovogenese) werden unterschiedliche Unterschiede festgestellt. Erstens ist die Anzahl der zu präparierenden Gameten viel geringer. Es wird geschätzt, dass ungefähr 5 × 10 5 Ovogons in den Gonaden eines Weibchens der menschlichen Spezies hergestellt werden; Von diesen interessieren sich nur etwa 400 für die Follikelreifung und die anschließende Depression in einem Zyklus, der normalerweise nur einen Follikel pro Monat für einen fruchtbaren Zeitraum von etwa 35 Jahren umfasst.
Die unterschiedliche Anzahl von Gameten, die bei beiden Geschlechtern hergestellt werden, entspricht dem bereits erwähnten Unterschied in Funktion und Verhalten: Die Spermien sind klein, beweglich und zahlreich in Bezug auf die Notwendigkeit, nach dem Ei zu suchen, und die geringe Wahrscheinlichkeit, es zu finden; Die Eier sind groß, träge und wenig, was die Funktion der Gewährleistung des Reservematerials für den Embryo und den Schutz durch innere Befruchtung anbelangt (natürlich müssen auch die Eier bei Arten mit äußerer Befruchtung zahlreicher sein).
Die Notwendigkeit, Gameten mit Reservematerial zu versorgen, entspricht dem Vorliegen einer Phase des Stillstands der Meiose, in der die Chromosomen teilweise despiralisieren. Wir beobachten dann die sogenannten «gefiederten Chromosomen», in denen eine Reihe von Extroflexionen die Merkmale identifiziert, in denen die Gene, die für die Synthese des Deutoplasmas verantwortlich sind, dereprimiert sind.
Die für weibliche Gameten erforderliche geringere Anzahl entspricht auch der Tatsache, dass von den vier durch Meiose erzeugten haploiden Zellen nur eine das gesamte Reservematerial erhält und zu einem Gameten wird, während die anderen drei (die Polozyten oder Polkörper) enthalten Nur chromosomales Material, das keine Zygoten und Embryonen hervorrufen kann und zur Regression bestimmt ist.
Befruchtung
Die Befruchtung, also die Begegnung zwischen männlichen und weiblichen Gameten, kann auf sehr unterschiedliche Weise erfolgen.Im Tierreich können wir den Übergang von der äußeren Befruchtung (Gameten, die jedem Umweltrisiko ausgesetzt und daher bei beiden Geschlechtern unbedingt sehr zahlreich sind) zur inneren Befruchtung beobachten, mit der die elterliche Fürsorge auch in Zusammenhang steht mit der Stoffwechselbeziehung der Säugetiere zwischen Mutter und Fötus.
Die Befruchtung muss, sobald die Begegnung zwischen Gameten des anderen Geschlechts stattgefunden hat, unter zwei Bedingungen erfolgen: Spezifität und Einzigartigkeit. Mit anderen Worten, es muss sichergestellt werden, dass die Samenzelle von der gleichen Art ist wie das Ei und dass, sobald sie in die erste eingedrungen ist, keine anderen in sie eingedrungen sind.
Die Spezifität wird durch die biochemischen Eigenschaften des Akrosoms und der Oberfläche des Eies gewährleistet. Tatsächlich ist von Reaktionen zwischen «Fertilisin» und «Antifertilisin» die Rede, deren Spezifität mit der der Begegnung zwischen Enzymen und Substrat vergleichbar ist.
Die Einzigartigkeit der Befruchtung wird durch eine Veränderung der Oberflächenstruktur der Eizelle ("kortikale Reaktion") gewährleistet, die genau zum Zeitpunkt der ersten spezifischen Fertilisin / Antifertilisin-Reaktion einsetzt. Nach dieser Reaktion wird die Membran der Eizelle so verändert, dass die anderen möglichen Spermien, die sie erreichen, die spezifische Befruchtungsreaktion nicht mehr auslösen können.
Nach der Befruchtung bleibt der Schwanz des Spermotozoans außerhalb des Eies, während das chromosomale Material eindringt. Dieser sogenannte "männliche Pronukleus" verbindet sich mit dem "weiblichen Pronukleus" des Eies und bildet so den diploiden Nukleus der Zygote.
Herausgegeben von: Lorenzo Boscariol
