Жынысты көбею және ұрықтану ерекшеліктері

Өсімдіктердің ұрықтану ерекшеліктері

Жоғары сатыдағы гүлді өсімдіктерде 2 жұп гаметалар бір мезгілде қосылады. Гүлді өсімдіктердің: көбею мүшелері: гүланалық (аналық мүше) және аталық (аталық мүше). Гаметалар осы мүшелерде пісіп жетіледі. Пісіп жетілген тозаң дәні қауызбен капталған және екі гаплоидты: жынысты және өсімді жасушасы болады. Жалпы алғанда тозаң ұрықтану үдерісіне жақсы бейімделген. Егер өсімдік желмен тозаңданатын болса, онда өсімдік тасымалды жеңілдету және ұрықтану мүмкіндігін арттыру үшін құрғақ, жеңіл тозаңды көп өндіреді. Егер бунақденелілер тозандандыратын өсімдік болса, онда тасымалдаушылардың (көбелек, түкті ара, шыбын, т.б.) денесіне жабысу үшін әдетте тозаң кедір-бұдырлы болып келеді. Тозаңның қауызы да гүлдің гүланалық аузына тұтылатындай болып құрылады. Әр алуан түрге жататын өсімдіктер гүланалық аузымен химиялық және механикалық үйлесімсіздіктерден будандаса алмайды. Ұрықтану соңынан тозаң тұтікшесінде өну үдерісі басталады. Мұны өсімді жасуша іске асырады. Жынысты жасуша бір рет митоз жолымен бөлінеді. Соның нәтижесінде ұрықтануға қатысатын екі гаплоидты аталық жасуша (спермий) пайда болады. Аналық жыныс жасушасы аналық аузындағы жатын ішінде болады, бұлар «ұрық қапшығы» деп аталады. Дұрысырақ айтқанда ұрық қапшығынын, ішінде сегіз гаплоидты ядро қалыптасатын өте үлкейіп өскен бір жасуша деуге болады. Сегіз ядроның біреуі жұмыртқажасуша болып шығады, екі ядросы қосылып, «косарланған орталық жасуша» түзеді, ал қалған ядролардан қосалкы жасушалар калыптасады, олар үрықтануға қатыспай, тіршілігін жояды.

Сонымен, гүлді өсімдіктердің ұрық қапшығында гаплоидты (жалғыз-жалғыздан) жұмыртқажасуша, диплоидты (қосарланған) орталық жасуша және тағы бес гаплоидты ядро немесе жасушалар қамтылады, соңғыларды ескермесе де болады. Ұрықтану мезетінде аталық жасушаның біреуі жұмыртқажасушаға, екіншісі диплоидты орталық жасушаға қосылады. Қосылу нәтижесінде жұмыртқажасуша және аталық жасушадан - қосарланған зигота, ал орталық жасуша және екінші аталық жасушадан үшплоидты эндосперм (тұқымның қоректік заттар қоры) түзіледі. Қосарлы ұрықтану ретіндегі мұндай күрделі үрдіс өсімдіктерге икемді материалды үнемдеуге мүмкіндік береді. Ұрықтың түзілуі сенімсіз болса, гүлді өсімдіктер қоректік заттарды биосинтездеуге энергия шығындамайды.

Жануарлардың ұрықтану ерекшеліктері

Гүлді өсімдіктерге қарағанда ұрықтану үдерісі жануарларда өте оңай. Мұнда екі гамета: жұмыртқажасушасы және сперматозоид қосылады. Алайда гаметогенез - жыныс жасушаларының түзілу жолы туралы біраз баяндауға тура келеді. Гаплоидты гаметалар жыныс бездерінің диплоидты жасушаларынан түзіледі. Еркектің аталық безі және әйелдің жұмыртқаларының жасушаларында да денеміздегі барлық қалған жасушалардағыдай диплоидты хромосомалар жиынтығы болады. Жыныс бездерін шартты түрде төрт аймаққа бөлінеді:

1. Көбею аймағы - онда митоз өтеді және жыныс бездерінің диплоидты жасушалары көбірек болады.
2. Өсу аймағы - митоз және мейоз аралығындағы интерфаза кезеңі, бұл кезеңде ДНҚ матрицалық жолмен өздігінен көшірмелену әдісімен екі еселенеді. Осы аймақтың соңында әрбір диплоидты жасушаның құрамында 2 хроматидтен тұратын хромосома болады, яғни ол бөлінуге дайын тұрады.
3. Пісіп жетілу аймағы - мейоз жүреді, соның нәтижесінде жыныс безінің, диплоидты аналық жасушасынан қосылуға, яғни ұрыктануға жарамды хромосомалар жинағы бар төрт гаплоидты жасуша қалыптасады.
4. Қалыптасу аймағы - сперматозоидтардың құйрығы қалыптасып, ядро жасушасының ұшына орнын ауыстырады; жұмыртқажасушаның қабығын еріту үшін ядроның алдына лизосомалар жинақталады; құйрық негізіне митохондриялар жиналып, оның қозғалысын жеткілікті мөлшеріндегі АТФ қамтамасыз етеді. Цитоплазманың жұмыртқажасушаларында коректік заттар қоры жинақталады. Екі сперматозоидтың бірден енуіне кедергі келтіру үшін оны «сәулелі тәж» түзетін қосалқы жасушалар тобы қаптайды.

Сперматогенез (аталық жыныс жасушаның дамуы, шәует түзу) және овогенез (жұмыртқажасушалардың дамуы) үдерістерінің аралығында елеулі айырмашылықтар бар.

Овогенез бен сперматогенезді салыстыру

Овогенез	Белгісі	Сперматогенез
Тууға дейін ғана	Әуелгі жасушалар көбейген кезде	Жыныстық пісіп жетілу басталғанда және жыныс қызметі сөнген кезде
1 жұмыртқажасуша	Жыныс безінің бір жасушасынан нәтижесінде түзілген толық жарамды гаметалар	4 сперматозоид
Көп (қатысады)	Гаметалардағы (митохондриялы ДНҚ) цитоплазма саны	Аз (жоқ болу)
«Сәулелі тәжі» бар, екі сперматозоидтың бір мезгілде ұрықтандыруына кедергі келтіреді	Қосалқы жасушалар	Жоқ
Жоқ. Губкаларда және ішекқуыстыларда ол амебаға ұқсас, сперматозоидтарды қарпуы мүмкін	Гаметалардың қозғалғыштығы	Бар

Жыныс жасушалары дайын болған кезде ұрықтану іске асады. Жұмыртқажасушаның ішіне тек сперматозоидтың ядросы енеді, ал жасушаның көп бөлігі: цитоплазма және сперматозоид құйрығы сыртта қалады. Ұрықтану соңынан сперматозоидтың ядролық материалы және жұмыртқажасушалар зиготаның ортақ бір ядросына бірігеді. Кейде жануарларда бірден гаметалардың бірнеше жұптарының қосылуы мүмкін. Мысалы, балықтарда және қосмекенділерде осылай өтеді. Аталықтар шәует шашқаннан кейін сперматозоидтар көптеген уылдырықтарға кездеседі. Мұндай үдерістердің іштей ұрықтану кезінде де болуы мүмкін. Жыландар және кесірткелер әдетте бірнеше жұмыртқа туады. Ірі қағанақты жануарларда бұл үдеріс - сирек, ал ұсақ жануарларда жиірек өтеді. Әдетте пілдер ешқашан екіден тумайды, ал тышқантектес кемірушілерде әдетте бірден көп болады. Адамда да бір жұмыртқалы (әр жынысты немесе біріне-бірі ұқсамайтын) егіздердің болуы мүмкін.

Партеногенез кезінде сперматозоидтың қатысынсыз өздігінен бөліне бастайды да ұрыққа бастама береді. Мысалы, бақбақ осы жолмен пайда болады. Атап айтқанда олардың гүлдері, сондықтан да өзара ұқсас, өйткені оларға тек аналықтың генетикалық материалы ғана тиді. Кейбір қызылша, темекінің кейбір түрлері осылай көбейеді. Жануарлардан бітелерді және дафнияны атауға болады. Бірақ жоғары жаратылымды жануарларда (мысалы, омыртқалылар) бұл үдерістің қалыпты жағдайларда болуы мүмкін емес.

Партеногенез

Табиғатта кеңінен таралған жынысты көбеюдің ерекше түр өзгерісі болып табылады. Партеногенез (грекше "партенес"-қыз, "генезис"-туу). Оның мәні ұрықтанбаған жұмыртқа жасушадан жаңа аналық ағзаның дамуы. Бұл әрекет табиғатта өсімдіктер мен жануарлардың көптеген түрлерінде кездеседі.

Мысалы, дафния және бітеде (көктем,жаз, күздің басында) ұрықтанбаған жұмыртқа жасушаларында партеногенетикалық аналықтар дамиды. Ұрықтанған жұмыртқалар қыстап шығып, көктемде партогенез жолымен көбейе алатын аналықтар қайтадан дамиды. Аталықтар күзде пайда болады. Бұл құбылыс баларада, жабайы арада, өсімдіктерде- "бақбақта", т.б. кездеседі.

Баларада партеногенез басқаша жүреді, ұрықтанбаған жұмыртқалардан тек аталықтар (трутендер), ал ұрықтанғандарынан аналықтар (аналық ара) мен жетілмеген аналықтар (жұмысшы аралар) дамиды. Жоғары және төменгі температурамен әсер ету арқылы жасанды жолмен ұрықтанбаған жасушалардан жаңа ағзалар дамитыны дәлелденді, бірақ өте сирек кездеседі. Мысалы, бақаның ұрықтанбаған жұмыртқасын 6 градус температурада қыздыра отырып, инемен шұқығанда, сол жұмыртқа жасушадан аналық қасиеттері бар ересек бақа дамыған.

Атақты орыс генетигі Б.Л.Астауров жасанды партеногенездік жолмен көбею қабілеті бар жібек құртын алды. Жоғары температурамен әсер еткенде жібек құртының аналығында мейоз әрекеті жүрмей, диплоидты хромосома жиынтығы бар жұмыртқа жасушасы пайда болған. Осы жасушадан жұмыртқалары ірі болып келетін (полиплоидия) аналықтар партеногенез жолымен дамыған. Мұндай әдістерді пайдаланып партеногенездік жолмен жібек құртының аналықтарын алудың қазіргі кезде жібек өндіруде маңызы зор болып отыр.