Pohlavné bunky živočíchov: Vajíčko a Spermia

Rozmnožovanie je základný životný proces, ktorý zabezpečuje kontinuitu biologického druhu a prenos genetickej informácie. U živočíchov existujú dva základné typy rozmnožovania: nepohlavné a pohlavné. Pohlavné rozmnožovanie je proces, pri ktorom vzniká nový jedinec kombináciou genetického materiálu dvoch rodičovských organizmov, obvykle prostredníctvom splynutia špecializovaných pohlavných buniek - gamét.

Pohlavné bunky, nazývané aj gaméty, sú špecifické bunky, z ktorých sa začína vyvíjať nový jedinec. Delia sa na samčie (mužské) pohlavné bunky, nazývané spermie, a samičie (ženské) pohlavné bunky, nazývané vajíčka.

Pohlavné bunky: Vajíčko a Spermia

Vajíčko (Ovum)

Samičie pohlavné bunky, vajíčka, sa tvoria v ženských pohlavných žľazách - vaječníkoch (ováriách). Vaječník je párová žľaza mandľovitého tvaru, uložená v malej panve po stranách maternice. Funkcia ovárií je zmiešaná, pretože produkujú nielen vajíčka, ale aj pohlavné hormóny ako estrogény a progesterón, ktoré riadia ženský reprodukčný cyklus a ovplyvňujú sekundárne pohlavné znaky.

Vajíčka živočíchov sú spravidla oblé, nepohyblivé a bez bičíka. Aby sa po oplodnení mohlo vajíčko vyvíjať až do štádia, kedy bude nový organizmus schopný prijímať potravu, obsahujú zásoby živín vo forme žĺtka. Množstvo a rozloženie žĺtka sa líši u rôznych živočíchov. Vajíčka sú obvykle guľovitého tvaru a patrí medzi najväčšie bunky v tele organizmu. Vo vnútri sa nachádza cytoplazma (ooplazma) s mitochondriami a spomínaným žĺtkom. Vajíčka majú vždy jeden alebo viac obalov, ktoré zabezpečujú ochranu zárodku.

Produkcia vajíčok je druhovo špecifická a líši sa počtom produkovaných vajíčok. U žien sa vaječníky počas menštruačného cyklu pripravujú na ovuláciu. Jedna z folikulárnych buniek sa obalí väzivovými bunkami a vytvorí mnohobunkový útvar - folikul, ktorý produkuje estrogény. Tento útvar sa neskôr delí meiózou, vytvorí sa dutina vyplnená tekutinou a vzniká Graafov folikul. Po ovulácii sa na mieste Graafovho folikula vytvorí žlté teliesko, ktoré produkuje progesterón.

Spermia (Spermatozoon)

Samčie pohlavné bunky, spermie, sa tvoria v mužských pohlavných žľazách - semenníkoch (testes). Semenníky sú párový orgán umiestnený mimo brušnej dutiny, v miešku (scrotum), kde je teplota o približne 4 °C nižšia, čo je optimálne pre tvorbu spermií. Semenníky majú zmiešanú funkciu, produkujú spermie a mužský pohlavný hormón testosterón.

Hlavička spermie je tvorená jadrom bunky, ktoré nesie polovičnú (haploidnú) sadu chromozómov a genetickú informáciu. Úlohou spermie je oplodniť vajíčko. Väčšina druhov produkuje spermatozoidy, ktoré sú bičíkaté a aktívne sa pohybujú, čím umožňujú transport k vajíčku. Veľkosť, tvar a počet spermií sú druhovo rozdielne.

Po pohlavnom akte (koitus) sa spermie dostávajú cez pošvu do vajíčkovodov, kde zostávajú životaschopné približne 3 dni a počas transportu získavajú oplodňovaciu schopnosť. Tvorba spermií u mužov začína približne v 14. roku života a prebieha vo veľkom množstve po celý život. Proces dozrievania spermie trvá približne 72 dní.

Proces oplodnenia

Oplodnenie (fertilizácia) je proces splynutia samčej a samičej pohlavnej bunky, ktorý vedie k vytvoreniu zygoty - oplodneného vajíčka. Pre úspešné oplodnenie je nevyhnutné, aby sa spermia dostala k vajíčku. V prípade, že je vo vajíčkovode prítomné vajíčko, oplodnenie nastáva okamžite po preniknutí spermie cez jeho povrch. Teoreticky môže jedno vajíčko oplodniť len jedna spermia.

Existujú dva základné typy oplodnenia:

• Vonkajšie oplodnenie: Samčie a samičie pohlavné bunky sú uvoľnené do vodného prostredia a splývajú mimo tela rodičov. Tento typ je charakteristický pre mnohé vodné živočíchy, ako sú napríklad bezstavovce, ryby (neresenie) a obojživelníky.
• Vnútorné oplodnenie: Prebieha vnútri tela samice (alebo obojpohlavného organizmu). Často je predchádzané pohlavným stykom a u mnohých živočíchov sú vyvinuté špeciálne kopulačné orgány na prenos spermií do samičieho reprodukčného traktu. Tento typ je typický pre väčšinu suchozemských živočíchov.

Vývin zárodku a plodu

Po oplodnení sa zygota začne mitoticky deliť a rozvíjať. Tento proces nazývame ontogenetický vývin.

• Z oplodneného vajíčka sa postupným delením buniek vytvorí guľovitý útvar zvaný morula.
• Ďalším delením buniek vznikne dutá guľa - blastula, ktorej vnútro sa nazýva blastocél.
• Z blastuly sa ďalej vyvinie vakovitý dvojvrstvový útvar - gastrula, zložená z vonkajšej vrstvy (ektoderm) a vnútornej vrstvy (endoderm). U dvojstranne súmerných živočíchov sa tvorí aj tretia zárodočná vrstva - mezoderm.

U žien, po zahniezdení oplodneného vajíčka v maternici, sa z vonkajšieho plodového obalu (chorion) vytvára placenta, ktorá zabezpečuje výživu a výmenu látok medzi matkou a plodom. Počas prvých mesiacov ide o zárodok (embryo), po treťom mesiaci, keď už placenta a niektoré orgány fungujú, sa nazýva plod (foetus). Plod je s placentou spojený pupočnou šnúrou.

Pohlavná dvojtvarosť a rozmnožovanie živočíchov

Pre väčšinu živočíšnych druhov je typické, že sú oddeleného pohlavia, teda sa delia na samcov a samičky. Tento jav sa nazýva gonochorizmus. Ten istý živočíšny druh sa odlišuje nielen morfologickými znakmi, ale aj fyziologickými znakmi, čo označujeme ako pohlavná dvojtvarosť (sexuálny dimorfizmus). Tieto rozdiely môžu byť nepatrné, iba biochemické, alebo sa môžu týkať stavby pohlavných orgánov a iných tkanív.

Niektoré živočíchy sú obojpohlavné (hermafroditi), čo znamená, že sú schopné tvoriť samčie aj samičie pohlavné bunky. Aby sa zabránilo samooplodneniu, tieto bunky obvykle nedozrievajú súčasne. Príkladom sú slimáky a dážďovky, ktoré si pri kopulácii vymieňajú spermie.

Partenogenéza je špecifický spôsob rozmnožovania, pri ktorom sa nový jedinec vyvíja z neoplodneného vajíčka. Vyskytuje sa napríklad u vošiek, niektorých druhov hmyzu, rýb a kôrovcov.

Reprodukčná biotechnológia

Moderná biotechnológia umožňuje v laboratórnych podmienkach vytvárať ľudské pohlavné bunky - vajíčka a spermie - z vlastných telových buniek jednotlivca. Tento proces, nazývaný in vitro gametogenéza, má obrovský potenciál pomôcť párom, ktoré sa potýkajú s neplodnosťou, alebo pri riešení iných reprodukčných problémov. V posledných rokoch boli zaznamenané významné pokroky v tejto oblasti, vrátane úspešného vytvorenia funkčných spermií z kožných buniek laboratórnych myší, z ktorých sa narodili životaschopné mláďatá.

Výhodou pohlavného rozmnožovania je predovšetkým tvorba potomstva s unikátnou genetickou výbavou, čo zvyšuje genetickú variabilitu populácie a jej schopnosť adaptovať sa na meniace sa podmienky prostredia. Nevýhodou je jeho relatívna pomalosť v porovnaní s nepohlavným rozmnožovaním a potreba nájsť partnera.

tags: #pohlavne #bunky #zivocichov #vajicko #spermia