Žinduolių apvaisinimo procesas: nuo lytinių ląstelių susijungimo iki palikuonių

Įvadas į žinduolių apvaisinimą

Gyvūnai, kurie dauginasi lytiškai, lytinės ląstelės susitinka įvairiausiais būdais, tai vadinama gyvūnų apvaisinimu.

Sužinosime, kokie yra apvaisinimo tipai. Aptarsime kiekvieną iš jų. Pamatysime, kokiam apvaisinimo tipui priklauso įvairūs gyvūnai.

Apvaisinimo tipai

Yra du pagrindiniai apvaisinimo tipai:

• Išorinis apvaisinimas
• Vidinis apvaisinimas

Išorinis apvaisinimas

Išorinis apvaisinimas vyksta vandenyje. Žiuželių pagalba, labai judrūs spermatozoidai prie kiaušialąsčių ir abiejų ląstelių branduoliai susilieja. Varliagyvių patelių kiaušintakiais slinkdamos kiaušaląstės apsidengia drebutine danga, kuri vandenyje išbrinksta. Išnerštos kiaušinėlių krūvos vadinamos kurklais.

Vidinis apvaisinimas

Sausumos gyvūnų - vorų, paukščių, žinduolių kiaušialąstė apvaisinama patelės organizmo viduje, tai vaidinama vidiniu apvaisinimu. Organizmo viduje apvaisintas kiaušinėlis patenka laukan ir vystosi išorėje (vabzdžių, paukščių). Arba lieka gimdoje, kol susiformuoja jauniklis (placentinių žinduolių). Organizmai, kuriem būdingas vidinis apvaisinimas, turi susirasti partnerį ir susiporuoti.

Žinduolių apvaisinimas ir vystymasis

Individai turi lytinius organus, dauginasi vidiniu būdu, išskyrus kloakinius atstovus, kurie deda kiaušinius. Kiaušialąstė apvaisinama patelės viduje.

Vystymosi požymis yra tiesioginis - organizmas gimsta panašus į suaugėlį, tik skiriasi didumu, proporcijomis, kai kurių organų išsivystymo lygiu.

Palikuonių lyties nustatymas

Būsimo palikuonio lytis genetiškai nulemia kiaušialąstės apvaisinimo metu. Jei apvaisina spermatozoidas, turintis Y lytinę chromosomą, gaunami vyriški XY lyties palikuonys, o jei spermatozoidas su X lytine chromosoma - moteriškos XX lyties individai.

Daugelio žinduolių spermatozoidai su X ir Y chromosoma skiriasi pagal DNR kiekį: bulių - 3,9%, kuilių - 3,7%, eržilų - 3,7 - 4,1%, avinų - 4,1%, triušių - 3,9%.

Lyties reguliavimo būdai

Palikuonio lyties reguliavimo technologijos (Gender Enhanced Semen arba GES) grindžiamos spermatozoidų polimorfiškumu, kurį nulemia lytinės chromosomos. Gali būti taikomas sėklinamos patelės imunizavimas specifiniais antikūnais prieš „vyriškus“ ar „moteriškus“ spermatozoidus. Kadangi spermatozoidai skiriasi krūviu ir mase, jiems skirstyti gali būti taikoma laisvoji srovinė elektroforezė.

Šiuo metu sukurti ląstelės vertinimo metodai pagal jos fotochemines savybes. Parenkamas tokio bangos ilgio šviesos srautas, kurį geriausiai sugeria ar praleidžia tiriamos ląstelės medžiaga. Tai vadinama šviesos citometrija ir yra tiksliausias spermatozoidų skirstymo būdas.

Laboratorinis metodas fotocheminėms ląstelės savybėms vertinti sukurtas 1980 m. pabaigoje ir pavadintas srovinės citometrijos metodu (Flow Cytometry). Frakcionuojama lytinių chromosomų atžvilgiu (seksuojama) kuilių ir bulių sperma.

Didžiausia spermos technologinė problema yra ta, kad šiuo metodu skirstyti spermą pagal chromosomos („Y“ ar „X“) tipą yra labai lėtas procesas. Dabartiniai įrenginiai per valandą paruošia nuo 0,8 iki 1 mln. identifikuotų spermatozoidų (naujausi įrenginiai paruošia iki 5-6 mln. spermatozoidų).

Sėklinimo seksuota sperma privalumai ir trūkumai

Naudojant seksuotą spermą (jei tai pagrįsta pagal bandos reprodukcinį lyg­menį), iki 90 proc. padidėja telyčių išeiga. Metodas tinkamas, jei banda genetiškai vertinga ir norima greitai ją padidinti.

Teigiama, kad sėklinimo metodą tikslinga taikyti, norint išvengti distokijų (sunkaus, komplikuoto veršiavimosi). Paprastai seksuota sperma apvaisintos karvės atveda smulkesnio sudėjimo telyčias, veršiavimasis būna lengvesnis.

Plečiant bandą iš savų gyvulių, išvengiama nepageidautinų genetinių savybių karvių (vadinamosios genetinės taršos). Be to, sėklinant seksuota sperma, galima minimaliai sumažinti išsigimimų riziką, kuri pasitaiko vystantis dvyniams, iš kurių vienas telyčia.

Ūkyje, kuriame ruošiamasi taikyti GES technologiją, kad nesutriktų bandos reprodukcija, pravartu numatyti papildomą skaičių telyčių, kurioms bus taikoma ši procedūra.

Šiuo metu vienos seksuotos spermos dozės kaina yra du kartus didesnė negu intaktinės spermos ir siekia 138-310 Lt (40-90 EUR). Seksuotos spermos kaina, kaip ir normalios, labiausiai priklauso nuo buliaus genetinės vertės.

Embriono vystymasis

Kaip priminė R. Šimkūnaitė-Rizgelienė, embrionui užsimegzti reikalingos dvi lytinės ląstelės: moteriškoji ir vyriškasis spermatozoidas (spermijas). Kai jos susilieja ir įvyksta apvaisinimas, jų branduoliai, kuriuose yra moteriškosios ir vyriškosios ląstelių genetinė medžiaga, susijungia, susiformuoja zigota.

„Gamtoje egzistuoja ir kitokių embriono užsimezgimo būdų, pavyzdžiui, partenogenezė, kai suaktyvinta kiaušialąstė pradeda rutuliotis į embrioną be spermatozoido genetinės medžiagos. Bet grįžkime prie zigotos. Ji tokio pat dydžio, kaip ir kiaušinėlis (moters kiaušinėlis yra apie 150 µm skersmens). Lytinėms ląstelėms susijungus užtikrinama genetinė įvairovė, nulemiama individo lytis bei sužadinamas tolesnis zigotos rutuliojimasis.

Ji pradeda dalytis į vis smulkėjančias ląsteles, tai vadinama segmentacija arba skilimu. Kai per porą trejetą dienų susidaro maždaug šešiolikos ląstelių kamuolėlis, tokia užuomazga vadinama morule. Ji toliau skyla, joje ląstelių daugėja, tarp ląstelių pradeda kauptis skystis ir morulė virsta pūslele, vadinama blastocista.

Pirmos savaitės pabaigoje blastocista išsilaisvina iš dangalo, padidėja iki 0,1-0,2 milimetro ir pradeda skverbtis į motinos gimdos gleivinę - tai vadinama implantacija.

„Antrą savaitę po apvaisinimo embrioblaste atsiranda amnionas ir trynio maišas (t. y. kiti embriono priedai), o tarp jų - plokščias embrioninis (gemalinis) diskas, kuriame trečią savaitę prasideda kitas labai svarbus procesas - gastruliacija, kurios metu susiformuoja trys gemaliniai lapeliai: ektoderma, mezoderma ir endoderma.

Būtent iš šių lapelių vėliau skleidžiasi visi embriono kūno audiniai ir organai. Pradžioje susisukęs į cilindrą embriono kūnas nelabai primena žmogų: vyrauja didelė galva su neaiškiais veido kontūrais, kaklo srityje susiformuoja ryklinis (žiauninis) aparatas, galūnės trumpos, kūnas sulinkęs, yra uodega. Bet per keletą savaičių išoriniai kūno kontūrai tampa panašūs į žmogiškus: galva santykinai sumažėja, veidas įgyja žmogaus veido bruožus, persitvarko arba išnyksta ryklinio (žiauninio) aparato struktūros, ilgėja ir lenkiasi galūnės, kūnas po truputį tiesinasi, sunyksta uodega“, - dėstė R. Kaip ji paaiškino, aštuntos savaitės pabaigoje kūnelio ilgis yra apie 3 centimetrai, jis sveria 15 gramų.

Yra du pagrindiniai embriono raidos etapai: gemalinis (arba embrioninis) ir vaisiaus.

R. „Patys intensyviausi ir sparčiausi pokyčiai vyksta embrioniniame etape. Šiame etape dar galima išskirti pradinį poetapį - tai pirmos dvi savaitės po apvaisinimo. Jo metu zigota, kaip jau minėjome, skleidžiasi ne tik į embriono kūną, bet ir į jo priedus bei plėves (placentą ir kt.). Embriono užuomazga įsitvirtina (implantuojasi) gimdos gleivinėje. Trečią savaitę būsimas embriono kūnas, kol kas plokščias diskas, jau yra atsiskyręs nuo visų priedų ir jame išsisluoksniuoja trys gemaliniai lapeliai. Vyksta aktyvi organogenezė - organų formavimasis: lapeliuose diferencijuoja įvairios ląstelės, iš jų mezgasi įvairūs audiniai, iš kurių susiklosto įvairūs organai.

Pasak profesorės, kiekvieno embriono individualų vystymąsi lemia genų rinkinys, gaunamas iš motinos ir tėvo susijungusių lytinių ląstelių. Jie ir yra vidiniai veiksniai, kurie koduoja ir reguliuoja žmogaus raidą.

Išoriniais veiksniais vadinami tie, kurie būdami embriono aplinkoje gali veikti jo raidą. „Embrioną ir vaisių supantys priedai ir membranos (placenta, virkštelė, amnionas ir kt.) užtikrina glaudų ryšį su motinos organizmu, atlieka apsauginę ir kitas funkcijas. Maisto medžiagos, deguonis, vitaminai, kai kurie hormonai ir kitos biologiškai aktyvios medžiagos, pereinančios per placentą iš motinos į embriono ir vaisiaus kraują, užtikrina normalią raidą.

Alternatyvūs apvaisinimo metodai

Naujas apvaisinimo metodas taip pat padėtų išsaugoti nykstančias gyvūnų rūšis, nes mokslininkams leistų išvengti dažnai sudėtingo ir komplikuoto kiaušinėlių surinkimo proceso. Mokslininkas taip pat atkreipė dėmesį, kad tyrimai su pelėmis tik parodo, jog technika teoriškai turėtų veikti ir su žmonėmis, tačiau dar reikia įdėti daug darbo, kad ją pavyktų įgyvendinti.

žymės:

Panašus:

• Kaip pastatyti vaikišką namelį: žingsnis po žingsnio instrukcija ir idėjos
• Kaip užmigdyti kūdikį be ašarų: patarimai tėvams
• Kaip pripratinti vaiką prie darželio: patarimai tėvams
• Kaip papuošti vaikišką tortą: idėjos ir patarimai
• 10 Mėnesių Kūdikio Mitybos Planas: Nepakeičiami Patarimai Sveikam Vaiko Augimui
• Nepraleiskite! Įspūdingos bibliotekų parodos ir renginiai, atskleidžiantys žymių asmenų gyvenimus