Lisäntyminen on organismien kykyä lisääntyä omaa lajiaan. Lisääntyminen on yksi kaikkien elävien olentojen tärkeimmistä ominaisuuksista, joten hedelmöityksen biologinen merkitys on ymmärrettävä. Tätä asiaa on nyt tutkittu korkealla tasolla päävaiheista molekyyli- ja geneettisiin mekanismeihin.
Mitä on lannoitus
Hedelmöitys on luonnollinen biologinen prosessi, jossa kaksi sukusolua: uros- ja naarassolut yhdistyvät. Miespuolisia sukusoluja kutsutaan siittiöiksi, kun taas naisten sukusoluja kutsutaan munasoluiksi.
Seuraava vaihe sukusolujen fuusion jälkeen on tsygootin muodostuminen, jota voidaan pitää uutena elävänä organismina. Tsygootti alkaa jakautua mitoosilla, mikä lisää sen muodostavien solujen määrää. Alkio kehittyy tsygootista.
Munatyyppejä ja murskausmenetelmiä on suuri määrä. Ne kaikki riippuvat tarkasteltavana olevan elävän organismin taksonomisesta kuulumisesta sekä sen evolutionaarisen kehityksen asteesta.
Mikä on hedelmöityksen biologinen merkitys
Lisääminen on tärkein mukautuminen lisääntymiseen. Lajien tulevaisuus riippuu kyseisen lajin lisääntymiskyvystä, joten eri eläimillä ja kasveilla on omat tapansa sopeutua koko prosessin laadun parantamiseksi.
Esimerkiksi sudet ja leijonat suojelevat aina jälkeläisiään mahdollisilta petoeläimiltä. Tämä lisää pentujen selviytymisastetta ja takaa niiden sopeutumiskyvyn elinoloihin tulevaisuudessa. Kalat munivat suuren määrän munia, koska ulkoisen hedelmöittymisen mahdollisuus vesiympäristössä on melko pieni. Tämän seurauksena tuhansista mahdollisista poikasista vain muutama sata kehittyy.
Hedelmöityksen biologinen merkitys on, että kaksi eri organismien sukusolua sulautuvat yhteen ja muodostavat tsygootin, joka kantaa molempien vanhempien geneettisiä ominaisuuksia. Tämä selittää sukulaisten välisen eron. Ja tämä on hyvä, koska minkä tahansa populaation geenipoolin muuttaminen on evoluutionaalinen mukautumismekanismi. Jälkeläisistä tulee sukupolvesta toiseen parempia kuin heidän vanhempansa. Ympäristön asteittaisen muutoksen olosuhteissa (ilmastonmuutos, uusien ulkoisten tekijöiden ilmaantuminen) sopeutumistaidot ovat aina paikallaan.
Ja mikä on hedelmöityksen biologinen merkitys biokemiallisella tasolla? Katsotaanpa:
- Tämä on munan lopullinen muodostus.
- Tämä on tulevan alkion sukupuolen määritys urospuolisten sukusolujen tuomien vastaavien geenien perusteella.
- Lopuksi lannoitus on osansadiploidisen kromosomijoukon palauttamisessa, koska sukusolut ovat yksittäin haploideja.
Kukkivien kasvien lisääntyminen
Kasveilla on joitain lisääntymisominaisuuksia eläimiin verrattuna. Koppisiementen edustajat, joille on ominaista kaksinkertainen hedelmöitys (venäläinen tiedemies Navashin löysi vuonna 1898), vaativat erityistä huomiota.
Kukkivien kasvien sukupuolen määrittävät rakenteet ovat heteet ja emi. Siitepöly, joka koostuu suuresta määrästä jyviä, kypsyy heteissä. Yksi jyvä sisältää kaksi solua: vegetatiivisen ja generatiivisen. Siitepölyn jyvä on peitetty kahdella kuorella, ja uloimmassa on aina joitain kasvamia ja painaumia.
Emi on päärynän muotoinen rakenne, joka koostuu stigmasta, tyylistä ja munasarjasta. Munasarjaan muodostuu yksi tai useampi munasolu, jonka sisällä naisen sukusolut kypsyvät.
Kun siitepölyjyvä osuu emeen leimaamaan, kasvullinen solu alkaa muodostaa siitepölyputkea. Tämä kanava on suhteellisen pitkä ja päättyy munasolun mikropyylään. Samaan aikaan generatiivinen solu jakautuu mitoosilla ja muodostaa kaksi siittiötä, jotka siitepölyputken kautta pääsevät munasolun kudokseen.
Miksi kaksi siittiötä? Miten lannoituksen biologinen merkitys kasveissa eroaa samasta prosessista eläimissä? Tosiasia on, että munasolun alkiopussia edustaa seitsemän solua, joiden joukossa on haploidinaispuolinen sukusolu ja diploidi keskussolu. Molemmat sulautuvat sisään tulevan siittiön kanssa muodostaen tsygootin ja endospermin.
Kaksoislannoituksen biologinen merkitys kasveissa
Siementen muodostuminen on tärkeä koppisiementen lisääntymisen ominaisuus. Täysin kypsyäkseen maaperässä se tarvitsee suuren määrän ravinteita, jotka sisältävät erilaisia entsyymejä, hiilihydraatteja ja muita orgaanisia / epäorgaanisia komponentteja.
Koppisiementen endospermi on triploidinen, koska alkiopussin diploidinen keskussolu on sulautunut haploidiseen siittiöön. Tämä on kasvien hedelmöityksen biologinen merkitys: kolminkertainen kromosomisarja edistää endospermikudoksen massan nopeaa kasvua. Tämän seurauksena siemen saa paljon ravinteita ja energiavarastoja itämiseen.
Siementyypit
Endospermin kohtalosta riippuen siemeniä on kahta päätyyppiä:
- Yksisirkkaisten kasvien siemenet. Niissä näkyy selvästi hyvin kehittynyt endospermi, joka vie suuremman tilavuuden. Sirkkalehti pienennetään ja esitetään kilven muodossa. Tämäntyyppiset siemenet ovat tyypillisiä kaikille viljan edustajille.
- Kaksisirkkaisten kasvien siemenet. Tässä endospermi joko puuttuu tai jää pieniksi kudoskertymäksi reuna-alueille. Tällaisten siementen ravitsemuksellisen tehtävän suorittaa kaksi suurta sirkkalehteä. Esimerkkejä kasveista: herneet, pavut, tomaatit, kurkut,perunat.
Johtopäätökset
Tietenkin olisi virhe kutsua tällaista lannoitusta kaksinkertaiseksi, koska tiedämme nyt tämän prosessin pääpiirteet ja toiminnot. Kun keskussolu fuusioituu siittiöiden kanssa, tsygoottia ei muodostu, ja tuloksena oleva geneettinen joukko tulee kolminkertaiseksi. Loppujen lopuksi siemen ei koostu kahdesta itsenäisestä alkiosta.
Kaksoislannoituksen biologinen merkitys on kuitenkin todella suuri. Siemenet vaativat suuren määrän orgaanisia ja epäorgaanisia aineita itäessään, ja tämä ongelma ratkaistaan muodostamalla triploidinen endospermi.
