Rozmnażanie i rozród [tryb zgodności]

advertisement
Rozmnażanie i rozród
dr Magdalena Markowska
Na podstawie Power Point Lecture Slides Prepared by
Jason F. Schreer, State University of New York at Potsdam
Copyright © 2005 Pearson Education, Inc., publishing as Benjamin Cummings
Przegląd wiadomości
Życie zaczyna się od jednej
komórki
Cechy rozrodcze danego
osobnika kształtują się
podczas rozwoju
embrionalnego
Rozród płciowy
•
•
•
•
•
Determinacja płci
Gametogeneza
Kojarzenie, kopulacja
Zapłodnienie
Rozwój
Figure 15.1
Copyright © 2005 Pearson Education, Inc., publishing as Benjamin Cummings
Rozmnażanie płciowe
• Pojawia się u wczesnych Eukariontów tj.
u pierwotniaków (Protista)
• Rozmnażanie płciowe – powstawanie
potomstwa z dwojga rodziców, których
wkład materiału genetycznego jest niemal
równocenny
• Samce – mają jądra, które wytwarzają
małe gamety (plemniki)
• Samice – mają jajniki, które wytwarzają
duże gamety (komórki jajowe)
Copyright © 2005 Pearson Education, Inc., publishing as Benjamin Cummings
Rozmnażanie płciowe
Podczas rozmnażania płciowego tworzy się
różnorodność genetyczna poprzez:
• Wytwarzanie haploidalnych gamet z
diploidalnych rodziców
• Rekombinacja tworzy hybrydowe
chromosomy
• Diploidalne potomstwo jest unikalną
kombinacją różnych wariantów wynikającą z
pierwszych dwóch procesów
Podczas rozmnażania płciowego tworzą się
nowe genotypy
Copyright © 2005 Pearson Education, Inc., publishing as Benjamin Cummings
Gametogeneza
Figure 15.2
Copyright © 2005 Pearson Education, Inc., publishing as Benjamin Cummings
Hormony płciowe
Regulują, biorą udział w
•
•
•
•
Rozwoju
Dojrzewaniu płciowym
Gametogenezie
Dobór partnera, kopulacja
U poszczególnych gatunków samce i samice
wytwarzają te same hormony, które jednak
pełnią specyficzne funkcje np. testosteron
Wyróżniamy różnego rodzaju hormony płciowe:
ekdysteroidy, hormony juwenilne, androgeny
(np. testosteron), estrogeny
Copyright © 2005 Pearson Education, Inc., publishing as Benjamin Cummings
Hormony płciowe
Kręgowce
Bezkręgowce
Copyright © 2005 Pearson Education, Inc., publishing as Benjamin Cummings
Hormony steroidowe
Regulują procesy fizjologiczne poprzez
wpływ na ekspresję genów
Wszystkie są pochodną cholesterolu
Bezkręgowce
• Ekdysteroidy
• Kontrolują procesy rozrodcze i rozwój
• Syntetyzowane w gruczołach protorakalnych
i gonadach
Kręgowce
• Syntetyzowane w gonadach i nadnerczach
• Androgeny – wpływają na 2 i 3 rzędowe
cechy płciowe samców, np. testosteron
• Estrogeny – wpływają na układ rozrodczy
samic, są pochodną androgenów
Copyright © 2005 Pearson Education, Inc., publishing as Benjamin Cummings
Hormone juwenilny
• Nazwa pochodzi od
charakterystycznej
funkcji – utrzymywanie
larw stawonogów w
stanie larwalnym
• Pochodzą od kwasów
tłuszczowych
• Kontrolują rozród,
rozwój, metamorfozę,
przepoczwarzanie
i metabolizm
• U niektórych owadów
jedynie wyraźny spadek
poziomu JH umożliwia
przejście w stan
poczwarki
Copyright © 2005 Pearson Education, Inc., publishing as Benjamin Cummings
Figure 15.4
Gonadotropiny
Niesteroidowe hormony syntetyzowane w
gruczołowej części przysadki.
Kontrolują syntezę hormonów steroidowych
w gonadach.
Są nimi
• Hormon folikulotropowy (FSH)
• Hormon lutenizujący (LH)
• Gonadotropina kosmówkowa (tylko naczelne)
Uwalnianie gonadotropin regulowane jest
przez podwzgórzowy hormon uwalniający
gonadotropiny (GnRH)
Copyright © 2005 Pearson Education, Inc., publishing as Benjamin Cummings
Gonadotropiny
Figure 15.5
Copyright © 2005 Pearson Education, Inc., publishing as Benjamin Cummings
Determinacja płci
Determinacja płci
• Ssaki: obecność chromosomu Y
samiec
(XY), samica (XX)
• Ptaki i motyle: samice są heterogametyczne
(ZW) a samce is homogametyczne (ZZ)
• U innych gatunków: czynniki środowiskowe
(np. temperatura u gadów) lub zapłodnienie
(u pszczół z zapłodnionych jaj wykluwają się
diploidalne samice a z niezapłodnionych –
haploidalne samce)
Copyright © 2005 Pearson Education, Inc., publishing as Benjamin Cummings
Rozmnażanie bezpłciowe
Korzystne dla zwierząt żyjących w stałych,
niezmiennych warunkach środowiskowych
Klony – odłączające się fragmenty ciała; umożliwia
pojedynczym organizmom powstawanie kolonii
np. koralowce
Partenogeneza – rozwoj osobników potomnych z
niezapłodnionej komórki jajowej
Partenogeneza automiktyczna – drugie ciałko
kierunkowe zapładnia komórkę jajową
• Teliotokia – homogametyczne samice (XX)
wytwarzają tylko samice
• Arrhenotokia – heterogametyczne samice (ZW)
wytwarzają tylko samce (ZZ)
Copyright © 2005 Pearson Education, Inc., publishing as Benjamin Cummings
Rozmnażanie bezpłciowe
Copyright © 2005 Pearson Education, Inc., publishing as Benjamin Cummings
Hermafrodytyzm - obojniactwo
• Osobnik ma zdolność do wytwarzania
plemników i komórek jajowych
• Obojniactwo następcze – produkowane są
plemniki i komórki jajowe nie
równocześnie a w zależności od
warunków środowiska
Figure 15.7
Copyright © 2005 Pearson Education, Inc., publishing as Benjamin Cummings
Strategie rozrodcze
• Jajorodność
• Jajo jest składane na zewnątrz i cały rozwój
zarodka zachodzi w jaju z wykorzystaniem
jego materiałów zapasowych
• Zapłodnienie zewnętrzne (ryby) lub
wewnętrzne (ptaki i gady)
• Żyworodność
• Potomstwo rozwija się w łonie matki
• Zapłodnienie wewnętrzne
• Zachodzi u ssaków i sporadycznie u innych
taksonów
Copyright © 2005 Pearson Education, Inc., publishing as Benjamin Cummings
Strategie rozrodcze
• Jajożyworodność
• Młode rozwijają się w ciele matki, ale zasoby
czerpią z jajka
• Wyklucie zachodzi w ciele matki
• Zapłodnienie wewnętrzne
• Rekiny, gady i wiele bezkręgowców
Copyright © 2005 Pearson Education, Inc., publishing as Benjamin Cummings
Produkcja komórki jajowej
• Jajnik zbudowany jest z
wytwarzających komórki
jajowe oogoniów i
otaczających je komórek
somatycznych
• Proces oogenezy do
stadium oocytu
pierwszego rzędu
zachodzi na początku
życia samicy, ale
ostatnie stadia zachodzą
w życiu dorosłym
• Komórki pęcherzykowe
kontrolują oogenezę
dzięki oddziaływaniom
parakrynowym
Copyright © 2005 Pearson Education, Inc., publishing as Benjamin Cummings
Figure 15.8
Produkcja komórki jajowej
• Przed owulacją część
pęcherzyków
stymulowana jest do
dojrzewania
(follikulogeneza)
• U kręgowców oocyty
czerpią związki odżywcze
z somatycznych komórek
pęcherzykowych
• Gdy pęcherzyk pęka,
komórka jajowa opuszcza
jajnik i przemieszcza się
do jamy ciała
Copyright © 2005 Pearson Education, Inc., publishing as Benjamin Cummings
Figure 15.8
Witellogeneza
• Witellogeneza –
produkcja żółtka
• Żółtko jest mieszaniną
białek i tłuszczów
• Witellogeneza jest
kontrolowana przez
gamę hormonów a
czynniki zewnętrzne
stymulują OUN do
wydzielania czynników
stymulujących
wittelogenezę
Figure 15.9
Copyright © 2005 Pearson Education, Inc., publishing as Benjamin Cummings
Budowa jaja
Budowa jaja różni się u zwierząt wodnych
i lądowych
• Zwierzęta wodne mają jaja przepuszczalne
dla wody
• Ryby i płazy wytwarzają proste żelatynowe jaja,
które podczas przechodzenia przez układ
rozrodczy pokrywane są lepką otoczką
• Jaja te składane są do wody niezapłodnione
Copyright © 2005 Pearson Education, Inc., publishing as Benjamin Cummings
Budowa jaja
Jaja zwierząt lądowych chronione są przed
wysychaniem
• Owady mają białkopodobną kosmówkę
• Gady i ptaki mają jaja z utwardzoną skorupką
zbudowaną z węglanu wapnia
• Ponieważ skorupa jest nieprzepuszczalna dla
wody zapłodnienie musi być wewnętrzne
• U ssaków łożyskowych i torbaczy nie ma
skorupki a jajo rozwija się wewnątrz ciała
Copyright © 2005 Pearson Education, Inc., publishing as Benjamin Cummings
Spermatogeneza
U wielu gatunków jądra
produkują plemniki od
okresu dojrzałości do
późnego wieku
Jądra produkują
plemniki w kanalikach
nasiennych, które
zbudowane są z:
• Komórek Leydiga
produkujących
testosteron
• Komórek Sertoliego
• Plemniki w różnym
stadium rozwoju
Copyright © 2005 Pearson Education, Inc., publishing as Benjamin Cummings
Figure 15.11
Uwalnianie plemników
Prawie dojrzałe plemniki, które nie mogą się
jeszcze przemieszczać uwalniane są do światła
kanalika nasiennego
Sperma jest magazynowana w najądrzu gdzie
ulega dojrzewaniu
Copyright © 2005 Pearson Education, Inc., publishing as Benjamin Cummings
Uwalnianie plemników
Podczas ejakulacji sperma jest wprowadzana w
ruch przez rzęski i/lub mięśnie gładkie i
przemieszcza się przez nasieniowód do cewki
moczowej
Podczas uwalniania sperma jest omywana przez
płyn nasienny
• Pęcherzyki nasienne – produkują płyn o zasadowym
pH zawierający składniki odżywcze
• Prostata – wydziela składniki odżywcze głównie
cytrynian
• Gruczoł opuszkowo-cewkowy – wydziela śluz jako
związek nawilżający
U niektórych gatunków (np. ssaki) plemniki są
zdolne do zapłodnienia komórki jajowej jedynie
po wniknięciu do dróg rodnych samicy
(kapacytacja).
Copyright © 2005 Pearson Education, Inc., publishing as Benjamin Cummings
Uwalnianie plemników
Figure 15.13
Copyright © 2005 Pearson Education, Inc., publishing as Benjamin Cummings
Narządy kopulacyjne samców
Samce wielu gatunków zwierząt, u których
występuje zapłodnienie wewnętrzne posiadają
narząd kopulacyjny usprawniający
przemieszczanie się spermy
Ptaki stanowią wyjątek
Rodzaje narządów kopulacyjnych
• Pająki mają wyspecjalizowany wyrostek podobny do
nogi
• Niektóre ryby mają przekształconą płetwę brzuszną
• U wielu gadów w okolicach kloaki znajduje się
wyrostek nazywany hemipene
• Penis właściwy – bezpośrednie przedłużenie układu
rozrodczego samców
Copyright © 2005 Pearson Education, Inc., publishing as Benjamin Cummings
Penis u ssaków
Zmiany w ukrwieniu powodują zmiany
kształtu (erekcja)
• Zwiększony napływ krwi do penisa połączony
z zahamowanym wypływem żylnym powoduje
erekcję
Część samców ssaków ma kość w penisie
(os penis)
Copyright © 2005 Pearson Education, Inc., publishing as Benjamin Cummings
Kontrola erekcji
Figure 15.14
Copyright © 2005 Pearson Education, Inc., publishing as Benjamin Cummings
Aktywność plemników
Aktywność zmienia się pod wpływem
różnych czynników
• Związki chemokinetyczne – pobudzają
plemniki do szybszego poruszania się
• Związki chemotaktyczne – pobudzają
plemniki do poruszania się
Są to aminokwasy, peptydy, sulfonowane
steroidy
Wydzielane przez drogi rodne samicy i/lub
komórkę jajową
Copyright © 2005 Pearson Education, Inc., publishing as Benjamin Cummings
Przechowywanie i współzawodnictwo plemników
• Samice niektórych gatunków posiadają
komory w których przechowują spermę
• Umożliwia to zachowanie rozmnażania
płciowego nawet wtedy kiedy samica
rzadko spotyka samca
• U niektórych gatunków samice kopulują z
kilkoma samcami (poliandria)
• W takiej sytuacji plemniki muszą ze sobą
konkurować o zapłodnienie komórki
jajowej
Copyright © 2005 Pearson Education, Inc., publishing as Benjamin Cummings
Opóźnione zagnieżdżenie
• U niektórych ssaków (np. waleni),
zapłodniona komórka jajowa rozwija się w
macicy do wczesnego stadium blastocysty
(100-400 komórek) ale zagnieżdżenie jest
opóźnione
• Rozwój zarodka jest dostosowany do
warunków zewnętrznych
• Może to być obligatoryjny lub
opportunistyczny mechanizm
Copyright © 2005 Pearson Education, Inc., publishing as Benjamin Cummings
Błony płodowe
Krótko po zapłodnieniu tworzą
się u owodniowców błony
płodowe
4 błony:
• Kosmówka (Chorion) –
najbardziej zewnętrzna błona;
powierzchnia wymiany gazowej
• Owodnia (Amnion) – otacza
zarodek; wypełniona jest
płynem, który działa
amortyzująco i stwarza
odpowiednie środowisko
osmotyczne
• Omocznia (Allantois) – mocno
ukrwiona; przenosi gazy
oddechowe pomiędzy zarodkiem
a zewnętrzną powierzchnią; jest
magazynem metabolitów
azotowych u ptaków i gadów
• Woreczek żółtkowy (Yolk sac) –
otacza żółtko i wydziela enzymy
trawienne
Figure 15.15
Copyright © 2005 Pearson Education, Inc., publishing as Benjamin Cummings
Cykl rozrodczy u ssaków
Zachowania rozrodcze samic ssaków są
ściśle związane z cyklem owulacyjnym
(cykl estralny)
Ze względu na liczbę i czas występowania
owulacji wyróżniamy samice:
• Monoestralne – pojedynczy cykl w ciągu roku,
np. psowate
• Poliestralne – wielokrotne cykle w ciągu roku
np. naczelne (często nazywany cyklem
menstruacyjnym)
Copyright © 2005 Pearson Education, Inc., publishing as Benjamin Cummings
Cykl rozrodczy ssaków
Różnice pomiędzy cyklem estralnym a
menstruacyjnym
• Estralny
• Zachowania rozrodcze związane z jedną
określona fazą cyklu
• Złuszczanie tkanki macicznej minimalne
• Menstruacyjny
• Receptywność samicy w ciągu wszystkich
faz cyklu
• Spore złuszczanie tkanki macicy
Copyright © 2005 Pearson Education, Inc., publishing as Benjamin Cummings
Cykl owulacyjny
• Cykl estralny ma 4 fazy
•
•
•
•
Estrus
Matestrus
Diestrus
Proestrus
• Cykl menstruacyjny ma 2 fazy
• Pęcherzykową (folikularną)
• Lutealną
Copyright © 2005 Pearson Education, Inc., publishing as Benjamin Cummings
Cykl owulacyjny
Figure 15.16
Copyright © 2005 Pearson Education, Inc., publishing as Benjamin Cummings
Łożysko
• Łożysko – powierzchnia rozdzielająca między matką a
płodem zbudowane z komórek pochodzących z obu ciał
• Po kilku dniach podziałów komórkowych zewnętrzna
warstwa komórek zapłodnionej komórki jajowej różnicują
się i tworzą trofoblast umożliwiający zagnieżdżenie
• Komórki trofoblastu penetrują śluzówkę macicy
(endometrium), tworzy się zaczątek łożyska
• Pierwszy trymestr łożysko pełni istotna rolę dla przeżycia
zarodka
• Kosmówka wydziela gonadotropinę kosmówkową (CG), która
pobudza ciałko żółte (corpus luteum) do wydzielania estrogenu i
progesteronu
• W późnej ciąży łożysko samo syntetyzuje estrogen i
progesteron
Copyright © 2005 Pearson Education, Inc., publishing as Benjamin Cummings
Łożysko
Figure 15.17
Copyright © 2005 Pearson Education, Inc., publishing as Benjamin Cummings
Poród
Indukowany przez skurcze mięśni gładkich
macicy (myometrium)
Rozpoczyna się pod wpływem zmian
hormonalnych
• Poziom progesteronu obniża się co umożliwia
skurcze mięśni gładkich macicy
• Prostaglandyny i oksytocyna stymulują
skurcze mięśni gładkich
• Komórki płodu wytwarzaja oksytocynę, która
stymuluje macicę do wydzielania prostaglandyn
• Oxytocyna wydzielana jest z nerwowej części
przysadki
• Łożysko jest rodzone tuż po porodzie płodu
Copyright © 2005 Pearson Education, Inc., publishing as Benjamin Cummings
Synteza i wydzielanie mleka
Prolaktyna – hormon peptydowy wydzielany
przez przysadkę stymulujący syntezę mleka
• Zwiększa masę gruczołów mlekowych
• Wydzielana jest pod wpływem zwiększonego
poziomu estrogenów podczas ciąży
Wysoki poziom progesteronu podczas ciąży
hamuje produkcję mleka
Prolaktyna stymuluje opiekę nad potomstwem
Copyright © 2005 Pearson Education, Inc., publishing as Benjamin Cummings
Budowa gruczołu mlekowego
• Podobny do gruczołu
łojowego
• Związany z
kłębuszkami
włosowymi
• Dwa rodzaje komórek
• zewnątrzwydzielniczych –
wydzielają mleko
• mięśniowo-nabłonkowych
– kontrolują wydzielanie
mleka
Figure 15.19
Copyright © 2005 Pearson Education, Inc., publishing as Benjamin Cummings
Skład mleka
Źródło wody, soli mineralnych i składników
odżywczych
Skład zmienia się wraz z czasem
wydzielania
• Siara – pierwsza część mleka bogata w
czynniki immunoprotekcyjne, czynniki
wzrostu, sole mineralne i witaminy A i D
• Wraz z zanikaniem siary mleko wzbogacane
jest w tłuszcze, węglowodany (laktoza) i
białka (kazeina)
Copyright © 2005 Pearson Education, Inc., publishing as Benjamin Cummings
Download
Random flashcards
bvbzbx

2 Cards oauth2_google_e1804830-50f6-410f-8885-745c7a100970

Prace Magisterskie

2 Cards Pisanie PRAC

słowka

2 Cards kksenia.kot1997

Create flashcards