Оплодотворение – процесс слияния сперматозоида с яйцеклеткой, завершающейся образованием зиготы.
Большинство видов имеет моноспермное оплодотворение.
После контакта сперматозоида с яйцеклеткой обычно плазматические мембраны сливаются, а ядро, центриоли и жгутик сперматозоида переходят цитоплазму яйцеклетки. После некоторых преобразований ядер обоих клеток происходит их слияние в одно ядро зиготы.
Процесс оплодотворения начинается с так называемой акросомальной реакции, которая осуществляется в момент соприкосновения головки сперматозоида с поверхностью ооцита. Суть ее заключается в том, что в результате соприкосновения акросома разрывается, а ее содержимое, включающая ряд ферментов высвобождается . под действием ферментов оболочки яйца разрушаются. Внутренняя поверхность акросома втягивается, формируя т.о акросомальный отросток. Кончик этого отростка вступает в контакт с плазматической мембраной яйца и сливается с ней. В конце концов сперматозоид проникает в яйцеклетку. Клеточная оболочка его разрушается, а ядро высвобождается. После этого мужские и женские ядра набухают, образуя пронуклеосы, которые сливаются. Это и есть тот момент, который называется собственно оплодотворением. В результате из двух гаплоидных гамет образуется одна диплоидная зигота.
Но для того, чтобы произошло оплодотворение сперматозоиду необходимо встретиться с яйцеклеткой. Процесс, обеспечивающий эту встречу – осеменение ( наружное, внутреннее, смешанное).
При наружном осеменении сперматозоиды и яйцеклетки попадают во внешнюю среду, где и происходит их взаимодействие и оплодотворение. Лучше всего для этих целей подходят водная среда. Так осуществляется, например. Оплодотворение у рыб и бесхвостых амфибий.
При внутреннем осеменении выделяемая самцом семенная жидкость, содержащая сперматозоиды, вводится в половые пути самки. Этот тип осеменения характерен для всех наземных позвоночных ( рептилии, птицы, млекопитающие)
В случае смешанного осеменения, которое характерно для хвостатых амфибий (тритоны), спермии заключенные в особом пакете – сперматофоре, попадают в воду, а затем самки, клоакой сами захватывают их, после чего они оказываются внутри тела самки.
Суть оплодотворения – объединение наследственного материала материнского и отцовского организмов.
-3-
Партеногенез – развитие дочернего организма из яйцеклетки без оплодотворения её сперматозоидом.
При этом используется наследственный материал и питательные вещества яйцеклетки.
Естественный партеногенез - у паразитических плоских червей, некоторых насекомых.
Искусственный партеногенез – позволяет получать поколения, представленные организмами только одного пола.
Прекрасной иллюстрацией являются работы советского биолога Б. Астаурова по искусственному партеногенезу тутового шелкопряда – яйцеклетку губят, и сливают ядра двух сперматозоидов. ( коконы самцов содержат больше шелка)
Андрогенез – разновидность партеногенеза , когда новый организм развивается в соответствии с генетическим материалом только сперматозоидов.
-4-
Половой диморфизм – наблюдается у раздельно полых организмов, характеризуется рядом признаков отличающих самцов и самок друг от друга.
Первичные половые признаки- органы образующие половую систему.
Вторичные половые признаки – признаки, которые формируются после рождения в период полового созревания.
Искусственное осемение и трансплантация эмбрионов.
Осеменение - это процесс, обеспечивающий у животных встречу гамет - яиц и сперматозоидов (спермиев); предшествуют оплодотворению.
Искусственное осеменение - приемы искусственного сближения половых клеток животных для оплодотворения. При искусственном осеменении рыб икру смешивают с молоками, затем подвергают инкубации. Млекопитающих и птиц сперму вводят при помощи специальных инструментов в половые органы самки.
Теоретические основы и принципы практических приемов искусственного осеменения сельскохозяйственных животных разработаны современным биологом И.И. Ивановым. Они базируются на возможности получения при помощи искусственной вагины спермы самцов, которая вне организма не теряет своих свойств; на возможности овуляции у самок сельскохозяйственных животных без полового акта.
Продолжительность жизни спермиев и яйцеклеток в половых органах самки позволяет производить искусственное осеменение в сроки, обеспечивающие оплодотворение.
Искусственное осеменение включает пять основных технических приемов:
получение спермы от самца;
оценку качества спермы;
ее разбавление;
сохранение;
введение в половые органы самки.
Искусственное осеменение сельскохозяйственных животных проводится с целью интенсивного использования высокоценных племенных производителей, проверенных по качеству потомства, для массового улучшения породных и повышения продуктивных качеств. Применение искусственного осеменения предупреждает также распространение ряда заразных болезней, передающихся при естественном осеменении (вибриоз, трихомиоз, бруцеллез и другие) и некоторые формы бесплодия. Преимущества искусственного осеменения проявляется в полной мере только при обеспечении животных полноценным кормлением, наличием квалифицированных специалистов по осеменению, хороших пунктов для работы в хозяйствах и оснащении станций по искусственному осеменению современной аппаратурой и транспортными средствами.
Трансплантация - это пересадка тканей, органов, на другое место или в другой организм.
Искусственное осеменение и трансплантация эмбрионов от высокопродуктивных самок, применяемое в животноводстве, позволяют получить у потомства желаемые генетические свойства. В последние годы широко применяются методы культивирования неоплодотворенных яйцеклеток, а также ранних зародышей. Эти исследования открывают перспективы в борьбе с бесплодием у человека (например при непроходимости маточных труб), также помогают распознать причины патологического развития организма. В настоящее время проводятся операции по трансплантации женщине оплодотворенной яйцеклетки и получению здорового потомства.
В связи с высокой пластичностью регенераторной способностью зародышей на первых этапах дробления, разрабатываются методические подходы к разделению одного эмбриона для получения у животных нескольких однояйцевых близнецов с одинаковым генотипом. Эти исследования позволяют понять механизм оплодотворения и развития в доимплантационном периоде, проанализировать патологию развития, оценить прямое действие на зародыш различных факторов, в том числе лекарственных средств, а также позволяют приблизиться к решению такой общебиологической проблемы, как цитодифференцировка.