La riproduzione è la capacità degli organismi di riprodurre i propri simili. La riproduzione è una delle caratteristiche chiave di tutti gli esseri viventi, quindi è necessario comprendere il significato biologico della fecondazione. Questo problema è stato ora studiato ad alto livello, dalle fasi principali ai meccanismi molecolari e genetici.
Cos'è la fecondazione
La fecondazione è un processo biologico naturale di fusione di due cellule germinali: maschio e femmina. I gameti maschili sono chiamati spermatozoi, mentre i gameti femminili sono chiamati uova.
Il passo successivo dopo la fusione delle cellule germinali è la formazione di uno zigote, che può essere considerato un nuovo organismo vivente. Lo zigote inizia a dividersi per mitosi, aumentando il numero delle sue cellule costituenti. L'embrione si sviluppa dallo zigote.
Ci sono un gran numero di tipi di uova e metodi di frantumazione. Tutti dipendono dall'affiliazione tassonomica dell'organismo vivente in esame, nonché dal grado del suo sviluppo evolutivo.
Qual è il significato biologico della fecondazione
La riproduzione è l'adattamento principale per la procreazione. Il futuro della specie dipende dalle capacità riproduttive della specie in questione, quindi animali e piante diversi hanno i propri modi di adattarsi per migliorare la qualità dell'intero processo.
Ad esempio, lupi e leonesse proteggono sempre la loro prole da potenziali predatori. Ciò aumenta il tasso di sopravvivenza dei cuccioli e garantisce la loro adattabilità alle condizioni di vita in futuro. I pesci depongono un gran numero di uova perché la possibilità di fecondazione esterna nell'ambiente acquatico è piuttosto bassa. Di conseguenza, su migliaia di potenziali avannotti, solo poche centinaia si sviluppano.
Il significato biologico della fecondazione è che due cellule germinali di organismi diversi si fondono e formano uno zigote che porta le caratteristiche genetiche di entrambi i genitori. Questo spiega la diversità dei parenti tra loro. E questo è positivo, perché cambiare il pool genetico di qualsiasi popolazione è un meccanismo evolutivo adattivo. La prole, generazione dopo generazione, diventa migliore dei suoi genitori. In condizioni di graduale cambiamento dell'ambiente (cambiamento climatico, comparsa di nuovi fattori esterni), le capacità adattive sono sempre appropriate.
E qual è il significato biologico della fertilizzazione a livello biochimico? Diamo un'occhiata:
- Questa è la formazione finale dell'uovo.
- Questa è la determinazione del sesso del futuro embrione dovuto ai geni corrispondenti portati dai gameti maschili.
- Infine, la fecondazione gioca un ruolonel ripristino di un insieme diploide di cromosomi, poiché le cellule germinali sono individualmente aploidi.
Propagazione delle piante da fiore
Le piante hanno alcune caratteristiche riproduttive rispetto agli animali. I rappresentanti delle angiosperme, che sono caratterizzati da una doppia fecondazione (scoperta dallo scienziato russo Navashin nel 1898), richiedono un'attenzione speciale.
Le strutture che determinano il sesso nelle piante da fiore sono stami e pistilli. Il polline, che consiste in un gran numero di grani, matura negli stami. Un chicco contiene due cellule: vegetativa e generativa. Il granello pollinico è ricoperto da due gusci e quello esterno ha sempre delle escrescenze e delle rientranze.
Il pistillo è una struttura a forma di pera composta da uno stigma, uno stilo e un'ovaia. Nell'ovaio si formano uno o più ovuli, all'interno dei quali matureranno le cellule germinali femminili.
Quando un granello di polline colpisce lo stigma di un pistillo, la cellula vegetativa inizia a formare un tubo pollinico. Questo canale è relativamente lungo e termina al micropilo dell'ovulo. Allo stesso tempo, la cellula generativa si divide per mitosi e forma due spermatozoi che, attraverso il tubo pollinico, entrano nel tessuto dell'ovulo.
Perché due spermatozoi? In che modo il significato biologico della fertilizzazione nelle piante differisce dallo stesso processo negli animali? Il fatto è che il sacco embrionale dell'ovulo è rappresentato da sette cellule, tra le quali c'è un aploidegamete femminile e cellula centrale diploide. Entrambi si fonderanno con lo sperma in arrivo, formando rispettivamente uno zigote e un endosperma.
Significato biologico della doppia fertilizzazione nelle piante
La formazione dei semi è una caratteristica importante della riproduzione nelle angiosperme. Per maturare completamente nel terreno, ha bisogno di una grande quantità di nutrienti, che includeranno vari enzimi, carboidrati e altri componenti organici/inorganici.
L'endosperma nelle angiosperme è triploide, poiché la cellula centrale diploide del sacco embrionale si è fusa con lo sperma aploide. Questo è il significato biologico della fecondazione nelle piante: il triplo set di cromosomi contribuisce all' alto tasso di aumento della massa del tessuto endospermico. Di conseguenza, il seme riceve molti nutrienti e riserve di energia per la germinazione.
Tipi di semi
A seconda del destino dell'endosperma, ci sono due tipi principali di semi:
- Semi di piante monocotiledoni. Mostrano chiaramente un endosperma ben sviluppato, che occupa un volume maggiore. Il cotiledone è ridotto e presentato sotto forma di scudo. Questo tipo di seme è tipico di tutti i rappresentanti dei cereali.
- Semi di piante dicotiledoni. Qui, l'endosperma è assente o rimane sotto forma di piccoli accumuli di tessuto alla periferia. La funzione nutritiva di tali semi è svolta da due grandi cotiledoni. Esempi di piante: piselli, fagioli, pomodori, cetrioli,patate.
Conclusioni
Certo, sarebbe un errore chiamare tale fecondazione doppia, poiché ora conosciamo le caratteristiche e le funzioni principali di questo processo. Quando la cellula centrale si fonde con lo sperma, non si forma nessuno zigote e l'insieme genetico risultante diventa triplo. Dopotutto, un seme non è costituito da due embrioni indipendenti.
Tuttavia, il significato biologico della doppia fecondazione è davvero grande. I semi richiedono una grande quantità di sostanze organiche e inorganiche durante la germinazione e questo problema viene risolto dalla formazione di un endosperma triploide.
