Biologija, remdamasi moksliniais įrodymais, pagrįstais patirtimi, stebėjimais ir tyrimais, suteikia galimybę atsakyti į daugelį dominančių ir svarbių klausimų apie supantį pasaulį ir technologijų įtaką gyvybei. Šiame straipsnyje nagrinėsime augalų dauginimąsi, apvaisinimo procesą ir vaisiaus susidarymą po apvaisinimo.
Augalų dauginimasis: apžvalga
Gyvūnams būdingas lytinis dauginimosi būdas. Nelytinis dauginimasis tik išimtis, būdingas duobagyviams (hidros, medūzos). Gyvūnų lytinės ląstelės: vyriška judri - spermatozoidas, moteriška nejudri - kiaušialąstė.
Augalų dauginimasis būna dvejopas: lytinis ir nelytinis. Nelytiniam dauginimuisi reikia tik vieno organizmo. Nelytiniam dauginimuisi nereikia lytinių ląstelių, pvz., spermatozoidų ir kiaušialąsčių. Taip pasidauginęs organizmas palieka tikslias savo kopijas. Tėvo prisitaikymas išgyventi yra be pakitimų perduodamas palikuoniui ir tai gali būti pranašumas, jei aplinka nekinta. Nelytiniam dauginimuisi nereikia eikvoti energijos partneriui susirasti. Įmanoma labai greitai palikti daugybę palikuonių. Tai leidžia organizmams veiksmingai išnaudoti palankias aplinkybes.
Tačiau lyčių buvimas svarbus biologine prasme. Beveik visi organizmai gali daugintis lytiškai - netgi tie, kurie dauginasi ir nelytiniu būdu. Lytinis dauginimasis priklauso nuo tam tikrų ląstelių, vadinamų gametomis. Dvi gametos, paprastai po vieną iš tėvų, jungiasi tarpusavyje ir susidaro zigota. Kai kurie gyvūnai ir daugelis augalų yra hermafroditai. Tai reiškia, jog tame pačiame individe susidaro ir vyriškų, ir moteriškų gametų.
Lytiniam dauginimuisi reikia dviejų tėvų: vieno kiaušialąstė yra apvaisinama kito spermatozoidu. Lytinio dauginimosi privalumas yra tas, kad gimę palikuonys nėra tiksli nė vieno iš jų kopija. Bet lytinis dauginimasis labiau priklauso nuo dviejų skirtingų gametų, o ne nuo dviejų skirtingų individų. Lytinis dauginimasis paprastai yra sudėtingesnis už nelytinį. Jam reikia gametų, ir dažniausiai būna mažiau palikuonių. Taigi kai kurie iš šių palikuonių bus geriau prisitaikę prie aplinkos negu kiti palikuonys ar tėvai. Po daugybės kartų tokie nedideli skirtumai gali susikaupti populiacijoje ir ši jau gerokai skirsis nuo kitų. Kartais, spaudžiama vienos rūšies individų gausos vienoje vietovėje, dalis populiacijos priverčiama užimti naujas vietoves.
Taip pat skaitykite: Praktiniai patarimai apvaisinant vandeniu
Gyvūnų lytinės sistemos
Gyvūnams būdingos 2 tipų lytinės sistemos:
- Hermafroditinė - kai viename organizme yra vyriška ir moteriška lytinė sistema. Būdinga daugumai kirmėlių ir moliuskams.
- Skirtalytė - kai yra vyriškos ir moteriškos lyties atstovai.
Skirtalyčiams dažnai stebimas lytinis dimorfizmas, kai ryškiai skiriasi vyriška ir moteriška lytis.
Gyvūnų apvaisinimas
Gyvūnams būdingas 2 tipų apvaisinimas:
- Išorinis apvaisinimas, kai kiaušialąstė apvaisinama kūno išorėje. Tai būdinga vandenyje besiveisiantiems gyvūnams (žuvys, varliagyviai)
- Vidinis apvaisinimas, kai kiaušialąstė apvaisinama kūno viduje. Būdingas sausumos stuburiniams (ropliai, paukščiai, žinduoliai)
Apvaisinta kiaušialąstė vadinama zigota. Gyvūnams gali būti būdinga gyvavedystė. Ji gali būti netikra ir tikra. Netikra gyvavedystė - kai kiaušiniai vystosi patelės kiaušintakiuose iki išsirita jaunikliai. Gal pasitaikyti žuvims, ropliams. Tikra gyvavedystė, kai vaisius vystosi gimdoje ir turi ryšį su motinos organizmu. Būdinga tik žinduoliams.
Gyvūnams būdingi 2 vystymosi tipai: netiesioginis vystymasis, kai iš kiaušinio vystosi lerva (tarpinė stadija); tiesioginis vystymasis, kai iš kiaušinio vystosi jauniklis be tarpinės stadijos. Vabzdžiai gali būti pilno ir nepilno kitimo.
Taip pat skaitykite: Augalų dvigubas apvaisinimas: esmė ir reikšmė
Ropliai deda kiaušinius arba netikra gyvavedystė. Nesirūpina palikuonimis. Paukščiai deda kiaušinius, kiaušinius peri, rūpinasi palikuonimis. Lizdinis parazitizmas būdinga gegutėms. Žinduoliams būdinga tikra gyvavedystė.
Blastuliacija - tai blastulės susidarymas. Kai zigota dalinasi mitozės būdu ir susidaro blastulė. Gastruliacija - tai gastrulės susidarymas. Kai blastulė įlinksta ir formuojasi antras ląstelių sluoksnis. Gemaliniai lapeliai - gastrulės sluoksniai vadinami gemaliniais lapeliais. Pirmas gemalinis lapelis - ektoderma. Iš gemalinių lapelių vystosi organai ir organų sistemos. Pirmas gemalinis lapelis - oda.
Partenogenezė - dauginimasis be apvaisinimo daugeliui iš mūsų panašų į kažką stebuklingo. Tačiau šis reiškinys gyvojoje gamtoje labai dažnai sutinkamas. Dauginimasis be apvaisinimo dar kitaip yra vadinama partenogenezė. Šis reiškinys yra būdingas daugiau augalų pasaulyje, nei gyvūnijos. Partenogenezė yra skirstoma į dirbtinę ir natūralią. Partenogenezė - viena iš lytinio dauginimosi formų, kai organizmas išsivysto iš neapvaisintų kiaušialąsčių. Žodis “partenogenezė” kildinamas iš dviejų graikų kalbos žodžių: parthenos (παρθενος) - nekaltas ir genos (γενεσις) - gimimas.
Natūrali partenogenezė būdinga kai kuriems augalams, kirmėlėms, vabzdžiams ir vėžiagyviams. Vienu atveju kai kurie gyvūnai gali vystytis tiek iš apvaisintos, tiek ir iš neapvaisintos kiaušialąstės. Iš apvaisintos kiaušialąstės išsivysto patelės, o iš neapvaisintos - patinai. Šitaip dauginasi skruzdėlės, bitės, verpetės. Šių gyvūnų grupių partenogenezė yra kaip prisitaikymas kiekybiniam lyčių santykiui reguliuoti. Kitu atveju kiaušialąstės vystosi be apvaisinimo. Ši partenogenezė būdinga kai kuriems driežams. Tačiau daugeliui rūšių būdinga ciklinė partenogenezė. Pavyzdžiui, amarų, dafnijų, verpečių patelės vasarą dauginasi tik partenogenetiškai, o rudenį jau būdingas apvaisinimas. Tiek ciklinė partenogenezė, tiek vystymasis be apvaisinimo išsivystė tiems gyvūnams, kurių daug žūdavo arba kuriems būdavo sunku susirasti priešingos lyties individą. Panaudojus kai kurias chemines medžiagas galima dirbtinai priversti partenogenetiškai daugintis dygiaodžius, kirmėles, moliuskus ir kitus gyvūnus.
Augalų apvaisinimas
Kad įvyktų apsivaisinimas, būtina kad subrestų gyvibingos žiedadulkės, o sėklapradyje būtų susiformavęs gemalinis maišelis. Žiedadulkė, patekusi ant piestelės purkos, sugeria jos skystį ir sudygsta, t.y. išleidžia dulkiadaigį. Generatyvinė ląstelė greitai dalijasi sudarydama du spermius, kurie kartu su vegetatyvinės ląstelės branduoliu patenka į dulkiadaigį. Greitai dulkiadaigis per mikropilę įsiskverbia į sėklapradį. Dulkiadaigio viršūnėlė, pasiekusi gemalinį maišelį, įsikverbia per jį į sinergidę, plyšta ir jo turinys išsilieja į vidų. Taip abu sermiai patenka į gemalinį maišelį. Ten vienas iš jų susilieja su kiaušialąste ir sudaro sėklos gemalo užuomazgą t.y. diploidinė zigota. Antrasis spermis susilieja su diploidiniu antriniu branduoliu, kuris yra gemalinio maišelio centre. Jiems susiliejus susidaro triploidinės sėklos endospermas, todėl toks apsivaisinimas vadinamas dvigubu. Kitos gemalinio maišelio ląstelės (sinergidės ir antipodės) degeneruoja arba visai sunyksta. Todėl gaubtasėklių apsivaisinimas skirasi nuo plikasėklių, kuriuose tik 1-as spermis susilieja, o kitas žūva. Plikasėklių endospermas vystosi nepriklausomai nuo apsivaisinimo, o gaubtasėklių - tik apsivaisinus. Taip gaunami energijos rezervai. Apie 10% žiedinių augalų sėklas gali sudaryti ir be apsivaisinimo. Lytinį dauginimąsi čia pakeičia nelytinis šis reiškinys vadinamas apomikse. Kai dygios sėklos gemalas susidaro iš neapvaisintos kiaušialąstės. Tuo būdu įvyksta partenogenazė., o kai gemalas neišsivysto ir sėklos yra nedaigios, nors apsivaisinimas įvyko, toks reiškinys vadinamas - partenospermija (pvz.liepų, maumedžių, kai kurių klevų sėklų). Kai gemalas išsivysto ne iš kiaušialąstės, bet iš kito gemalinio maišelio ląstelės, toks procesas vadinamas apogamija. O kai gemalas formuojasi iš sėklapradžių vegetatyvinės ląstelės neyvykus mitotiniam pasidalijimui, toks procesas vad.aposporija. Kai vietoj normalaus gemalo išsivysto keli įvairios kilmės gemalai. Toks reiškinys vadinamas daugiagemališkumu (poliembrionija).
Taip pat skaitykite: Kiaušinio sudėtis
Endospermo vystimasis
Įvykus II apsivaisinimui prasideda keli procesai:
- I.procesas vyksta taip - I-inis endospermo branduolys dalijasi, sudarydamas endospermą.
- II.procesas - iš zigotos vystosi gemalas.
- III.procesas - apvalkalas (integumentum) virsta į sėklos luobelę, apsaugamčią gemalą.
- IV.procesas - mezginės sienelė ir su ja susyjusios struktūros formuoja vaisių.
Endospermas - maitinamasis audinys, maitinantis gemalą. Jo sudėtyje yra antrinio krakmolo, lipidų, baltymų ir kt. medž. Priklausomai nuo cheminės endospermo sudėties sėklos skirstomos į: krakmolingas, aliejingas ir maltymingas. Gaubiamasis augalų endospermas išsivysto iš 3-ploidinės zigotos ir vad antriniu. Plikasėkliai turi tik pirminį endospermą, kuris susidaro dalijantis ląstelei. Įvairių augalų endospermas vystosi skirtingai. Pvz. 1-čių ir 2-čių augalų nuklerinis endospermas išsivysto tada, kai gemaliniame maišelyje plazma sudaro pasieninį sluoksnį. Joje pasiskleidžia daug dukterinių branduolių, susidarančių iš 2-io branduolio. Plazma tampa panaši į pieną, todėl varpinių augalų ši fazė vadinama pienine branda. Kartu su endospermu vystosi ir gemalas, kuris būna endospermo viduje. Sėklos formavimasis prasideda nuo to, kad zigota esanti sėklaptadyje ištįsta į ilgį ir dalijasi, 1-a zigotos ląstelė sudaro suspenzorių. Jis yra prisitaikęs, kad padėtų aprūpinti gemalą maisto medžiagų sujungdamas jį su endospermu. Kitos ląstelės daug kartų mitotiškai dalijasi, kol galiausiai susiformuoja gemalas, t.y.
Žiediniai augalai ir jų dauginimasis
Žiediniai augalai yra labiausiai klestinti augalų grupė. Tai tie augalai, kurie turi tikrus žiedus ir subrandina sėklas su tvirta apsaugine danga. Šios prisitaikymo priemonės leidžia žiediniams augalams lytiškai daugintis nesant aplinkoje vandens bei išplatinti sėklas naujuose plotuose. Visų žiedų sandara iš esmės panaši. Žiede ant trumpo žiedkočio viena virš kitos prisitvirtinusios struktūros yra išsidėsčiusios spirale arba atskirais apskritimais. Yra kuokeliai. Jų gali būti nuo keleto iki šimto. Žiedinių augalų žiedadulkėse yra dvi vyriškosios gametos. Žiedadulkės vystosi dulkinių dulkializdžiuose. Dulkializdžių vidinio sluoksnio ląstelės dalijasi mejozės būdu ir iš kiekvienos susidaro po keturias ląsteles. Kiekviena ši ląstelė virsta žiedadulke. Žiedadulkei bręstant, susidaro storas išorinis apvalkalėlis, viduje saugantis vyriškas gametas. Piestelė yra moteriškoji žiedo dalis, kurioje susidaro moteriškosios gametos. Piestelė sudaryta iš mezginės, liemenėlio ir purkos. Mezginė primena tuščiavidurį maišelį, saugantį moteriškąsias gametas nuo išdžiūvimo. Mezginėje yra vienas ar daugiau sėklapradžių, o kiekviename sėklapradyje mejozės būdu susidaro po vieną gametą. Skirtingi augalai pagal pateiktą pagrindinį modelį išaugina labai įvairios išvaizdos žiedus. Jie turi prisitaikymo savybių, kurios susijusios u apdulkinimo būdu.
Apdulkinimas ir apvaisinimas
Apdulkinimas - tai žiedadulkių pernešimas nuo vieno augalo kuokelio ant kito augalo purkos. Kryžminio apdulkinimo atveju vieno augalo žiedadulkės pernešamos ant kito augalo purkos. Tačiau augalai gali formuoti tiek vyriškas, tiek moteriškas gametas ir to paties augalo žiedadulkės gali apdulkinti savo purką. Tai vadinama savidulka. Apdulkinimo metu žiedadulkės pernešamos nuo dulkinės ant purkos. Kai spermis susilieja su kiaušialąste, esančia gemaliniame maišelyje, įvyksta apvaisinimas. Zigota sparčiai vystosi, kol susidaro gemalas, kuris turi būti apsaugotas nuo išdžiūvimo. Augalo gemalas turi audinių, iš kurių susiformuos šaknys, stiebas ir lapeliai, kai tik sėkla ims dygti. Dygimo procesas paprastai nevyksta, kol ji dar būna prisitvirtinusi motininiame augale. Sakoma, jog gemalas yra ramybės būsenos. Žiediniai augalai išaugina sėklas, kurios apsaugo gemalus. Sėklos dažnai turi maisto medžiagų atsargų, kurios kaupiamos audinyje, vadinamame endospermu. Sėklos išsivysto iš sėklapradžių. Nuo augalo ant žemės paviršiaus nukritusios sėklos galėtų sudygti. Iš jų išaugti nauji augalai, kurie konkuruotų su motininiu augalu, ir tai galbūt jiems neišeitų į gera. Augalai linkę platinti savo sėklas naujuose plotuose.
tags: #augalo #lastele #susidaranti #po #apvaisinimo #zi