Reprodukce buněk

Cyklická kontinuita živých bytostí nachází vazby mezi postupnými generacemi ve fenoménech reprodukce.
Reprodukce se provádí na různých úrovních evolučního měřítka, v různých důsledcích rostlinné a živočišné říše, v různých živých druzích, s takovou rozmanitostí mechanismů, které ospravedlňují celé pojednání.
První klasifikace reprodukčních jevů musí odlišovat jednobuněčné od mnohobuněčných organismů, protože pouze v prvním případě se buněčné dělení shoduje s reprodukcí.
U mnohobuněčných může být reprodukce agamická nebo sexuální (nebo keramická).
Relativně méně častá agamická reprodukce je založena na mechanismu mitózy, takže variabilita druhu je spíše svěřena opakovanému výskytu mutací.
Existují také různé mechanismy, jako je strobilizace, sporulace atd., Zatímco v rostlinách najdeme regenerační formy dobře známé v zemědělství (řízky, vrstvení atd.).
Nejrozšířenějším reprodukčním mechanismem ve vyšších formách je však sexuální, což odpovídá vzhledu meiózy, tvorbě gamet a jejich fúzi v zygote (oplodnění).
U primitivních druhů nejsou gamety morfologicky rozlišeny: v tomto případě mluvíme o isogametii. Vždy však existují dvě řady gamet, identifikované symboly (+) a (-) a oplodnění může nastat pouze ze „setkání mezi gametami opačného znaménka: existuje tedy biologický rozdíl, dosud nevyjádřený morfologicky.
Jak postupuje evoluční měřítko, objevuje se morfologická a funkční diferenciace, ve které je typ ženských gamet obvykle vybaven bohatým rezervním materiálem (deutoplazma nebo tele, které zajistí vývoj embrya, dokud nebude metabolicky nezávislé) a typ mužské gamety vybavené pohyblivostí dosáhnout ženských gamet. Gamety jsou vždy haploidní a jsou výsledkem meiózy. Jejich splynutím vzniká diploidní zygota.
Mezi meíózou a zygotou může uplynout řada generací haploidních buněk, stejně jako mezi zygotou a meiózou může uplynout řada generací diploidních buněk, přičemž různé varianty generativních cyklů jsou vyjádřeny střídáním generací.
Druh diplonte (s diploidním organismem) je charakterizován gametickou meiózou: meióza přímo produkuje gamety, které sloučením okamžitě rekonstituují diploidní stav. Toto je převládající případ Metazoanů, včetně člověka.

Gametogeneze

Vezmeme -li v úvahu reprodukci s gametickou meiózou, jak se vyskytuje u člověka, pokusme se objasnit, jak meióza zapadá do gametogeneze (tvorba gamet).
V embryonálním vývoji mužské a ženské gametogeneze (nazývané spermatogeneze a oogeneze) dochází k časné diferenciaci mezi buňkami určenými k vytvoření těla (somatická linie) a buňkami určenými k produkci gamet (zárodečná linie). Počáteční buňky zárodečné linie se nazývají protogony. S diferenciací gonády v mužském nebo ženském smyslu dochází k diferenciaci zárodečných buněk na spermatogonii a ovogonii.
Při pohledu na spermatogenezi vidíme, že ve spermatogonii existuje řada buněčných generací, která pokračuje po celý život. Pouze část takto nepřetržitě produkované spermatogonie se liší od normálního mitotického cyklu a místo toho začíná meiotická.
Zárodečná buňka, ve které začne meióza (zdvojení a poté první dělení), se nazývá spermatocyt prvního řádu; jeho dělením vzniknou dva spermatocyty druhého řádu, které s druhým dělením dávají vzniknout celkem čtyřem spermatidům.
Můžeme absolvovat redukci chromozomální soupravy ze 4n spermatocytů prvního řádu (po reduplikaci existují čtyři chromatily pro každý pár homologů) na 2n spermatocytů druhého řádu a na n spermatidů, jak již bylo vidět studiem meióza, kterou tedy uzavíráme. Spermie jsou tedy již haploidní, ale ještě nejsou zralými gametami. Ze struktury buňky haploidního typu transformuje funkční zrání (nazývané spermiohistogeneze) spermatidy na spermie, tedy zralé mužské gamety.
V ženské gametogenezi (nebo oogenezi) existuje několik rozdílů. Za prvé, počet gamet, které mají být připraveny, je mnohem menší. Odhaduje se, že v pohlavních žlázách samice lidského druhu je připraveno asi 5 X 105 ovogonů; z nich pouze asi 400 má zájem o zrání folikulů a následnou skleslost, v cyklu, který obvykle postihne pouze jeden folikul měsíčně po dobu plodného období asi 35 let.
Rozdílný počet gamet připravených u obou pohlaví odpovídá již zmíněnému rozdílu ve funkci a chování: spermie jsou malé, mobilní a četné v souvislosti s potřebou hledat vajíčko a nízkou pravděpodobností jeho nalezení; vajíčka jsou velké, inertní a málo, ve vztahu k funkci záruky embrya rezervního materiálu a ochrany, kterou jim poskytuje vnitřní oplodnění (přirozeně, zvláště při vnějším oplodnění musí být vajíčka také početnější).
Potřeba poskytnout rezervní materiál gametám odpovídá přítomnosti „oogeneze“ fáze zastavení meiózy, během níž jsou chromozomy částečně despiralizovány. Poté sledujeme takzvané „peřící chromozomy“, v nichž Extroverze identifikuje rysy, ve kterých jsou dereprimovány geny zodpovědné za syntézu deutoplazmy.
Menší počet potřebný pro ženské gamety také odpovídá skutečnosti, že ze čtyř haploidních buněk produkovaných meiózou pouze jeden přijme celý rezervní materiál a stane se gametou, zatímco ostatní tři (polocyty nebo polární těla), které obsahují pouze chromozomální materiál, nemůže dát vznik zygotům a embryím a je určen k regresi.

Oplodnění

Oplodnění, tj. Setkání mezi mužskou a ženskou gametou, lze provádět velmi různými způsoby.
V živočišné říši pozorujeme přechod od vnějšího oplodnění (gamety vystavené jakémukoli environmentálnímu riziku, a proto nezbytně velmi početné u obou pohlaví) k vnitřnímu oplodnění, s nímž je rodičovská péče dále spojena až k metabolickému vztahu savců mezi matkou a plodem .
K oplodnění, jakmile dojde ke střetu mezi gametami opačného pohlaví, musí dojít, aby byly zaručeny dvě podmínky: specifičnost a jedinečnost. To znamená, že musí být zajištěno, aby spermie byly stejného druhu jako vejce a aby, jakmile vstoupí první, nevstoupily žádné další.
Specifičnost je zajištěna biochemickými charakteristikami akrosomu a povrchu vajíčka. Ve skutečnosti se hovoří o reakcích mezi «fertilisiny» a «antifertilisiny», se specifičností srovnatelnou se setkáním mezi enzymy a substrátem.
Jedinečnost oplodnění je zaručena úpravou povrchové struktury vajíčka («kortikální reakce»), která začíná hned v okamžiku první specifické reakce fertilisin / antifertilisin; po této reakci se membrána vajíčka změní, takže jakákoli jiná spermie, která se k ní dostane, již není schopna zahájit specifickou reakci oplodnění.
Po oplodnění zůstává ocas spermotozoanu mimo vajíčko, zatímco do něj proniká chromozomální materiál. Toto, nazývané „mužský pronukleus“, se připojí k „ženskému pronukleu“ vajíčka, čímž se vytvoří diploidní jádro zygoty.