Düngung bei Tieren: Der Prozess der Düngung bei Tieren - erklärt!
Düngung bei Tieren: Der Prozess der Düngung bei Tieren!
Die Vereinigung des Zytoplasmas und der Vorkerne der Gameten der männlichen Weibchen zu einer diploiden Zygote wird als Befruchtung bezeichnet.
Äußere und innere Befruchtung:
Die Befruchtung erfordert die Entnahme von Eizellen und Spermien in unmittelbarer Nähe. Dies kann im Wasser von Wassertieren oder in speziellen Hohlräumen der Frau geschehen, häufiger bei Landtieren.
Bei den meisten Wassertieren, z. B. Stachelhäutern, werden viele Fische und Amphibien (Frösche) sowohl Eizellen als auch Spermien direkt ins Wasser gelegt, wo sie befruchten. Dies wird als externe Befruchtung bezeichnet, die außerhalb des Körpers des Organismus stattfindet. Bei anderen Wassertieren (z. B. Kopffüßern) und bei den meisten Landtieren lagert der Mann während der Kopulation Spermien ab, entweder in den Eileiter der Frau (wie bei Wirbeltieren) oder in spezielle Behälter, die als Spermathecae (z. B. Insekten, Spinnen) bezeichnet werden diese Befruchtung findet im Körper des Organismus statt. Dies wird als innere Befruchtung bezeichnet.
Ort der Düngung:
Beim Menschen findet die Befruchtung meist im ampullar-ishmischen Übergang des Eileiters (Eileiter) statt.
Ankunft der Spermien:
Der Mann entlässt während des Koitus (Kopulation) Samen nahe der Zervix in die Scheide der Frau. Dies wird Insemination genannt. Eine einzelne Samengabe kann 300 Millionen Spermien enthalten.
Bewegung der Spermien:
Von der Vagina gelangen die Spermien in die Gebärmutter, aber nur wenige Tausend finden ihren Weg in die Öffnungen der Eileiter. In erster Linie unterstützen Kontraktionen der Gebärmutter und der Eileiter die Spermienbewegung, später bewegen sie sich jedoch aufgrund ihrer eigenen Beweglichkeit. Die Spermien schwimmen im flüssigen Medium mit einer Geschwindigkeit von 1, 5 bis 3 mm pro Minute, um die Stelle zu erreichen. Die Leukozyten des Vaginalepithels verschlingen Millionen von Spermien.
Ankunft der sekundären Eizelle:
Beim Menschen wird die sekundäre Eizelle aus dem reifen Graafschen Follikel eines Eierstocks (Ovulation) freigesetzt. Die Eizelle wird vom nahe gelegenen Eileiter aufgenommen und durch Bewegungen der Fimbrien und ihrer Flimmerhärchen in die Eileiter befördert. Die sekundäre Eizelle kann nur innerhalb von 24 Stunden nach ihrer Freisetzung aus dem Eierstock befruchtet werden.
Die sekundäre Eizelle ist von zahlreichen Spermien umgeben, aber nur einem der Spermien gelingt es, die Eizelle zu befruchten. Da die zweite meiotische Teilung im Gange ist, gelangt das Sperma in die sekundäre Eizelle. Die zweite meiotische Teilung wird durch den Eintritt der Spermien in die sekundäre Eizelle abgeschlossen. Nach dieser sekundären Eizelle wird Eizelle (Ei) genannt.
Kapazität der Spermien:
Die Spermien im Genitaltrakt der Frau werden durch Sekretion des weiblichen Genitaltrakts zur Befruchtung der Eizelle befähigt. Diese Sekrete des weiblichen Genitaltrakts entfernen auf der Oberfläche der Spermien abgelagerte Beschichtungssubstanzen, insbesondere auf dem Akrosom. Somit werden die Rezeptorstellen auf dem Akrosom freigelegt und Spermien werden aktiv, um das Ei zu durchdringen. Dieses Phänomen der Spermienaktivierung bei Säugetieren wird als Kapazität bezeichnet. Die Kondensation dauert etwa 5 bis 6 Stunden.
Die Absonderungen von Samenbläschen, Prostata und Bulbourethraldrüsen (Cowper's Drüsen) im Samen enthalten Nährstoffe, die die Spermien aktivieren. Die Absonderungen dieser Drüsen neutralisieren auch den Säuregehalt der Vagina. Durch alkalisches Medium werden die Spermien aktiver.
Physikalische und chemische Ereignisse der Düngung:
Diese Ereignisse umfassen die folgenden Prozesse:
(i) Acrosomale Reaktion:
Nach dem Eisprung erreicht die sekundäre Eizelle den Eileiter (Eileiter). Die kapazitierten Spermien reagieren akrosomal und setzen verschiedene im Akrosom enthaltene Chemikalien frei. Diese Chemikalien werden zusammenfassend als Spermienlysine bezeichnet. Wichtige Spermienlysine sind:
(i) Hyaluronidase, die auf die Bodenstoffe von Follikelzellen wirkt,
(ii) Corona penetrierendes Enzym, das Corona radiata auflöst, und (iii) Zona Lysin oder Akrosin, das zur Verdauung der Zona pellucida beiträgt.
Optimale pH-, Ca ++ -, Mg ++ - Ionen-Konzentrationen und -Temperaturen sind für die Akrosomreaktion unerlässlich. Ca ++ spielt eine wichtige Rolle bei der Akrosomreaktion. Ohne Ca ++ findet keine Befruchtung statt.
Aufgrund einer akrosomalen Reaktion verschmilzt die Plasmamembran der Spermien mit der Plasmamembran der sekundären Eizelle, so dass der Sameninhalt in die Eizelle gelangt. Die Bindung der Spermien an die sekundäre Eizelle induziert die Depolarisation der Oozytenplasmamembran. Depolarisation verhindert Polyspermie (Eintritt von mehr als einem Sperma in die Eizelle). Es sorgt für Monospermie (Eintritt eines Spermas in die Eizelle).
(ii) kortikale Reaktion:
Gleich nach der Fusion von Spermien und Plasmamembranen der Eizelle zeigt die sekundäre Eizelle eine kortikale Reaktion. Das kortikale Granulat befindet sich unter der Plasmamembran der sekundären Eizelle. Diese Körnchen verschmelzen mit der Plasmamembran der Eizelle und setzen ihren Inhalt einschließlich Enzymen zwischen der Plasmamembran und der Zona pellucida frei. Diese Enzyme härten die Zona pellucida, wodurch auch das Eindringen weiterer Spermien verhindert wird (Polyspermie).
(iii) Spermaeintrag:
An der Kontaktstelle mit den Spermien bildet die sekundäre Eizelle eine Projektion, die als Aufnahmekonus oder Befruchtungskegel bezeichnet wird, der die Spermien aufnimmt. Der distale Zentriol der Spermien teilt sich und bildet zwei Zentriolen, um die mitotische Spindelbildung für die Zellteilung zu erzeugen. Die sekundäre Eizelle (Ei) des Säugetiers hat keine eigenen Zentriolen.
(iv) Karyogamie (Amphimixis):
Spermieneintritt stimuliert die sekundäre Eizelle, um die suspendierte zweite meiotische Teilung abzuschließen. Dies erzeugt ein haploides reifes Ei und einen zweiten Polkörper. Der Kopf des Spermas, der den Kern enthält, trennt sich vom Mittelstück und vom Schwanz und wird zum männlichen Vorkern. Der zweite Polkörper und der Spermaschwanz entarten.
Der Kern der Eizelle wird jetzt als weiblicher Pronukleus bezeichnet. Die männlichen und weiblichen Pronuklei bewegen sich aufeinander zu. Ihre Kernmembranen zersetzen sich und die Vermischung der Chromosomen eines Spermas und eines Eies wird als Karyogamie oder Amphimixis bezeichnet. Die befruchtete Eizelle (Ei) heißt jetzt Zygote (Gr. Zygon-yolk, zygosis - ein Zusammenfügen). Die Zygote ist eine diploide einzellige Zelle mit 46 Chromosomen beim Menschen. Die Mutter soll jetzt schwanger sein.
(v) Aktivierung des Eies
Spermieneintrag regt den Stoffwechsel in der Zygote an. Infolgedessen steigen die Raten der Zellatmung und der Proteinsynthese stark an.
Prozess der Düngung:
Der Befruchtungsprozess umfasst die folgenden Schritte:
(a) Aktivierung des Eies:
Es wird in den folgenden Stufen abgeschlossen:
(i) Bewegung des Spermas in Richtung des Eies:
Die Begegnung zwischen Sperma und Eizelle ist rein zufällig, da die Bewegungen der Spermatozoen völlig zufällig sind. Bei einigen Arten werden die Spermien jedoch durch chemische Substanzen in Richtung der Eizelle gelenkt. Nach einer zufälligen Kollision der Spermien mit den Eizellen werden die Fertilizine und Antiferlilizine aktiv.
Ei scheidet eine chemische Substanz aus, die als Fertilizin (Glykoprotein) bekannt ist. Sperma hat auf seiner Oberfläche eine Proteinsubstanz namens Antifertilizin (bestehend aus sauren Aminosäuren). Die Befruchtung eines Eies interagiert mit der Antifertilizin eines Spermas der gleichen Art. Durch diese Wechselwirkung bleiben die Spermien an der Eioberfläche haften. Adhäsion von Spermatozoen an der Oberfläche des Eies wird durch Verknüpfung von Düngizin-Molekülen bewirkt, die eine anfängliche Bindung aufbauen.
(ii) Aktivierung des Spermas
Der periphere Teil des Akrosoms der Spermien bricht und setzt seinen Inhalt, die Spermienlysine, frei. Der zentrale Teil des Akrosoms ist langgestreckt und bildet eine dünne, lange Röhre, die als Akrosomenfilament bekannt ist.
Wenn das Sperma einen solchen akrosomalen Faden besitzt, der aus dem Spermienkopf herausragt, soll es für das Eindringen in das unbefruchtete Ei aktiviert werden. Das durch das Akrosom freigesetzte Enzym Hyaluronidase (Spermienlysin) löst die Corona radiata, Zona pellucida und die Vitellinmembran auf, wodurch das Sperma in diese Überzüge eindringen kann.
(iii) Die Aktivierung der Ei-Besamung
An der Berührungsstelle mit dem Sperma bildet das Ei einen Vorsprung, der als Aufnahmekonus oder Befruchtungskegel bezeichnet wird, der das Sperma aufnimmt. Das Eindringen der Spermien in das Ei wird als Insemination bezeichnet. Gleich nach dem Eintritt des Spermas in das Ei bildet sich im Ei eine Befruchtungsmembran, um das Eindringen anderer Spermien zu verhindern.
(b) Amphimixis:
Während der Befruchtung kann das gesamte Sperma wie bei Säugetieren in das Ei eindringen oder das Sperma verlässt seinen Schwanz außerhalb des Eies oder wirft es kurz nach Eintritt in das Zytoplasma des Eies ab. Die Eizelle schließt die zweite meiotische Teilung ab und extrudiert den zweiten Polkörper. Der Kopf des Spermas schwillt an und bildet den männlichen Vorkern und der Kern des Eies wird zum weiblichen Vorkern. Die Fusion des haploiden männlichen Pronukleus mit dem haploiden weiblichen Pronukleus bildet den Kern des befruchteten Eies oder der Zygote.
Embryo:
Spaltung:
Der Begriff Spaltung oder Segmentierung wird auf die Reihe der schnellen mitotischen Teilung der Zygote angewendet, die die einzellige Zygote in ein Bula mit Moroz-Struktur mit mehreren Zellen umwandelt, das sich schließlich in Blastula umwandelt, die einen Blastocoel um einen zentralen Raum aufweist. Arten der Spaltung
Basierend auf der Menge und dem Verteilungsmuster von Eigelb in der Zygote gibt es zwei Arten der Spaltung: Holoblasten und Meroblasten.
1. Holoblastische Spaltung
Sie teilt die Zygote und die Blastomere vollständig in Tochterzellen auf. Es gibt zwei Arten: gleich und ungleich.
(i) Gleiche holoblastische Spaltung:
Es bildet gleiche Blastomere. Es kommt in Sternfischen vor.
(ii) ungleiche holoblastische Spaltung:
Es bildet ungleiche Blastomere. Blastomere sind Mikromere (kleiner) und Makromere (größer). Es wird im Frosch gefunden.
2. Meroblastische Spaltung
Bei dieser Art der Spaltung sind die Unterteilungen auf den tierischen Pol oder die periphere Region des Eies beschränkt. Das Eigelb bleibt ungeteilt. Es gibt zwei Arten: discoidal und oberflächlich.
(i) Diskoide Spaltung
Die Unterteilungen sind auf die zytoplasmatische Scheibe beschränkt, die sich am Tierpol befindet. Sie kommt in Reptilien, Vögeln und Eiern vor.
(ii) oberflächliche Spaltung
Die Spaltung bleibt auf den peripheren Teil des Eies beschränkt. Sie kommt bei Arthropoden vor allem bei Insekten vor.
B. Auf der Grundlage des Potentials der Blastomere unterscheidet man zwei Arten von Spaltungen: determiniert und unbestimmt.
1. Bestimmen Sie die (Mosaik-) Spaltung:
Bei dieser Art der Spaltung wird ein vollständiger Embryo nur gebildet, wenn alle Blastomere zusammen bleiben, z. B. annelide Eier.
2. Unbestimmte (Nicht-Mosaik-) Spaltung:
Bei dieser Art der Spaltung kann jedes frühe Blastomer bei der Trennung von anderen Blasomeren zu einem vollständigen Embryo führen, z. B. Chordate-Eiern.
Gastrulation:
Die Bildung der Gastrula aus der monoblastischen Blastula wird als Gastrulation bezeichnet. Gastrulation ist die Phase der Embryonalentwicklung, in der sich die Zellen der Blastula (in Fröschen) / Blastodermes-Vesikel (in Säugetieren) in kleinen Massen oder als Zellblatt bewegen, um den endgültigen Ort zu erreichen. Solche Bewegungen von Zellen werden als morphogenetische Bewegung bezeichnet. Es wird in zwei Arten unterschieden.
1. Epiboly:
Der Begriff Epibolie leitet sich aus der griechischen Sprache ab und bedeutet "Anwerfen" oder "Ausdehnen auf". Epiboly bedeutet Überwachsen der Ektoderm bildenden Regionen um die Endoderm bildende Region. Es kommt in Fröschen vor, wo sich die Mikromere schnell in der Tierhälfte teilen und sich über die Pflanzenhälften über die Megamere ausbreiten.
2. Emboly:
Der Begriff Emboly leitet sich auch von der griechischen Sprache ab und bedeutet "Einwerfen" oder "Einschlagen". Die Migration prospektiver endodermaler und mesodermaler Zellen von der Oberfläche in das Innere des Embryos wird Emboly genannt. Es umfasst Invagination, Involution, Ingression und Delaminierung.
(i) Invagination:
Es ist der Vorgang des Einbiegens oder Eintauchens des pflanzlichen Pols des Embryos (Blastula) in seinen Hohlraum (Blastocoel), wodurch eine doppelwandige Struktur gebildet wird. Es ist genau wie das Drücken einer Seite eines Gummiballs mit einem Daumen. Die Invagination erfolgt in der Blastula des Frosches.
(ii) Involution:
Der Begriff Involution bedeutet "Einschlagen" oder "Unterrollen". Involution ist der Vorgang des Einrollens oder Eindringens der Oberflächenzellen in das Innere des Embryos. Es kommt in der Blastula des Frosches vor.
(iii) Einweihung:
Der Begriff Ingression bedeutet "Einwanderung". Während des Einbaus bilden die Blastomere von ihrer Oberfläche aus neue Zellen. Neue Zellen wandern in das Blastocoel der Blastula, um eine feste Gastrula zu bilden. Das heißt, es bildet eine feste Gastrula oder Sterogastrula ohne Archenteron (primitive Höhle). Archenteron wird später durch Aufteilen der inneren Zellmasse gebildet. Ingression ist zweierlei.
(a) Unipolare Inzession
Die Einwanderung von Zellen ist nur auf den Pflanzenpol beschränkt. Es ist in Obelia zu sehen.
(b) Apolare Inzession
Die Zellmigration erfolgt von allen Seiten des Blastoderms (Blastulawand). Es kommt in Hydra vor.
(iv) Delaminierung:
Der Begriff Delaminierung bedeutet "Abspaltung". Delaminierung ist ein Prozess, bei dem die Trennung einer Zellschicht von der ursprünglichen Schicht der Blastula erfolgt. Es tritt während der Gastrulation von Küken und Kaninchen auf.
Bei allen triploblastischen Tieren werden durch die morphogenetischen Bewegungen drei Keimschichten, nämlich Ektoderm, Mesoderm und Endoderm, gebildet.
Verarbeiten:
Beim Menschen bilden sich die Keimgefäße so schnell, dass es schwierig ist, die genaue Reihenfolge der Ereignisse zu bestimmen.
Bildung einer Embryonalscheibe:
Wir haben gesehen, dass die frühe Blastozyste aus innerer Zellmasse und Trophoblast besteht. Die innere Zellmasse enthält Zellen, die Stammzellen genannt werden, die die Kraft haben, alle Gewebe und Organe hervorzurufen. Die Zellen der inneren Zellmasse unterscheiden sich etwa 8 Tage nach der Befruchtung in zwei Schichten, einen Hypoblast und einen Epiblast. Der Hypoblast (primitives Endoderm) ist eine Schicht aus säulenförmigen Zellen und Epiblast (primitives Ektoderm) ist eine Schicht aus kubischen Zellen. Die Zellen des Hypoblasten und des Epiblasten bilden zusammen eine zweischichtige embryonale Scheibe.
Bildung der Fruchtwasserhöhle:
Zwischen Epiblast und Trophoblast erscheint ein Zwischenraum, der als Fruchtwasserraum mit Fruchtwasser gefüllt wird. Das Dach dieses Hohlraums wird von amnonogenen Zellen aus dem Trophoblasten gebildet, während der Boden vom Epiblasten gebildet wird.
Bildung von extraembryonischem Coelom:
Die Zellen des Trophoblasten lassen die Masse der Zellen entstehen, die als extraembryonales Mesoderm bezeichnet wird. Dieses Mesoderm wird als extraembryonal bezeichnet, da es außerhalb der embryonalen Scheibe liegt. Es entsteht kein Gewebe des Embryos selbst. Das extraembryonale Mesoderm unterscheidet sich in äußeres somatopleurisches extraembryonales Mesoderm und inneres splanchnopleurisches extraembryonales Mesoderm. Diese beiden Schichten umschließen das extraembryonale Coelom.
Bildung von Chorion und Amnion:
In diesem Stadium werden zwei sehr wichtige embryonale Membranen gebildet, das Chorion und das Amnion. Das Chorion wird durch das somatopleurische extraembryonale Mesoderm im Inneren und den Trophoblast außerhalb gebildet. Das Amnion wird von den Fruchtzellen innerhalb und außerhalb von Splanchnopleuric extraembryonalen Mesoderm gebildet.
Wie bereits erwähnt, stammen die amniogenen Zellen vom Trophoblasten. Später wird Chorion zum wichtigsten embryonalen Teil der Plazenta. Das Chorion produziert auch humanes Choriongonadotropin (hCG), ein wichtiges Hormon der Schwangerschaft.
Amnion umgibt den Embryo, wodurch die mit Fruchtwasser gefüllte Amnionhöhle entsteht. Das Fruchtwasser dient als Stoßdämpfer für den Fötus, reguliert die Körpertemperatur des Fötus und beugt Austrocknung vor.
Bildung des Dottersacks:
Abgeflachte Zellen, die sich aus dem Hypoblasten ergeben, breiten sich aus und bilden sich im Blastocoel aus. Dies sind endodermale Zellen, die den primären Dottersack auskleiden. Mit dem Auftreten des extraembryonalen Mesoderms und später des extraembryonalen Coeloms wird der Dottersack (Embryonalmembran) viel kleiner als zuvor und wird jetzt als sekundärer Dottersack bezeichnet.
Diese Größenänderung ist auf eine Änderung der Art der Auskleidungszellen zurückzuführen. Diese Zellen werden nicht mehr abgeflacht, sondern kubisch. Der sekundäre Dottersack besteht aus äußerem splanchnopleurischem extra embryonalen Mesoderm und inneren endodermalen Zellen.
Der Dottersack ist eine Quelle für Blutzellen. Es wirkt auch als Stoßdämpfer und beugt Austrocknung des Embryos vor.
Bildung eines primitiven Streifens:
Gastrulation beinhaltet die Umlagerung und Migration von Zellen aus dem Epiblast. Ein primitiver Streifen, der eine schwache Rille auf der dorsalen Oberfläche des Epiblasten ist, wird gebildet. Es verlängert sich vom hinteren bis zum gesamten Teil des Embryos. Der Primitivstreifen bestimmt eindeutig den Kopf und die Schwanzenden des Embryos sowie seine rechte und linke Seite.
Bildung embryonaler Schichten:
Nach der Bildung des primitiven Streifens bewegen sich Zellen des Epiblasten unterhalb des primitiven Streifens nach innen und lösen sich vom Epiblast. Diese umgekehrte Bewegung wird als Invagination bezeichnet. Sobald die Zellen eingedrungen sind, verdrängen einige den Hypoblasten, der das Endoderm bildet. Andere Zellen bleiben zwischen dem Epiblasten und das neu gebildete Endoderm bildet das Mesoderm. Im Epiblast verbleibende Zellen bilden Ektoderm.
So entstehen drei Keimschichten, nämlich Endoderm, Mesoderm und Ektoderm, aus denen alle Gewebe und Organe des Körpers entstehen.
Organogenese:
Die primitiven Keimschichten, die sich während der Gastrulation gebildet haben, ergossen sich in Gruppen von Zellen, die als primäre Organansätze bezeichnet werden, und der Vorgang der Organbildung aus den drei Keimschichten wird als Organogenie bezeichnet. Die primären Organanregungen unterteilen sich weiter in sekundäre Organanordnungen, die die Anfangsstadien der Organbildung und ihrer Teile darstellen. In diesem Stadium erhält der Embryo Ähnlichkeiten mit dem Erwachsenen oder einer Larve.
