Rozmnožovanie cicavcov a bunky

Rozmnožovanie je jedným z charakteristických znakov živých organizmov, ktoré zabezpečuje zachovanie druhu a je základom ontogenézy budúceho jedinca.

Typy rozmnožovania

Rozmnožovanie živočíchov môžeme rozdeliť na dva základné typy:

• Nepohlavné (asexuálne, vegetatívne): Nový jedinec vzniká priamo z materského organizmu, buď jeho rozdelením, alebo zo somatických buniek.
• Pohlavné (sexuálne): Zahŕňa splynutie dvoch pohlavných buniek (gamét), ktoré vznikajú v špecializovaných rozmnožovacích orgánoch.

Nepohlavné rozmnožovanie

Pri nepohlavnom rozmnožovaní nedochádza k vzniku špecializovaných pohlavných buniek. Nový jedinec vzniká z materského organizmu mitotickým delením buniek. U mnohobunkových živočíchov existuje viacero spôsobov nepohlavného rozmnožovania:

• Delenie: Rodičovský organizmus sa rozpadá na niekoľko častí a z každej vzniká nový jedinec. Je typické pre prvoky, kde sa materský jedinec rozdeľuje pozdĺžne (bičíkovce) alebo priečne (nálevníky), alebo na viacero jedincov. U mnohobunkových organizmov je to zriedkavé (hubky, pŕhlivce).
• Pučanie (gemipária): Nový jedinec vyrastá z malej skupiny buniek na tele materského organizmu. Tento proces môže byť vonkajší (napr. u polypov) alebo vnútorný. Je rozšírené napr. pri hubkách, pŕhlivcoch a mnohoštetinavcoch. Dcérske jedince často zostávajú v spojení s materskými a vznikajú kolónie.

Nepohlavné rozmnožovanie nie je výhodné z hľadiska vývoja druhu, pretože nevedie k zvýšeniu genetickej variability. Všetci potomkovia sú geneticky identickí s materským jedincom, čo obmedzuje schopnosť druhu adaptovať sa na meniace sa podmienky prostredia.

Pohlavné rozmnožovanie

Pohlavné rozmnožovanie zahŕňa tvorbu špecializovaných pohlavných buniek, nazývaných gaméty. Existujú dva typy gamét:

• Samičia pohlavná bunka (makrogaméta, vajcová bunka, vajíčko) - štandardne väčšia, nepohyblivá bunka.
• Samčia pohlavná bunka (mikrogaméta, spermatická bunka, spermia) - štandardne menšia, pohyblivá bunka.

Obe gaméty vznikajú redukčným meiotickým delením a sú haploidné, teda obsahujú polovičný počet chromozómov. Ich splynutím vzniká diploidná zygota, ktorá je základom nového jedinca.

Oplodnenie (fertilizácia)

Oplodnenie je proces, pri ktorom dochádza k splynutiu gamét opačného pohlavného typu, konkrétne vajíčka a spermie. Tento proces vedie k vytvoreniu zygoty.

U živočíchov rozlišujeme dva spôsoby oplodnenia:

• Vonkajšie oplodnenie: K splynutiu gamét dochádza mimo tela matky (vodné bezstavovce, ryby a obojživelníky).
• Vnútorné oplodnenie: Gaméty splývajú vo vnútorných pohlavných orgánoch matky (väčšina suchozemských bezstavovcov, plazy, vtáky, cicavce).

Pri rozmnožovaní živočíchov existujú rôzne stratégie, ako sa mláďatá vyvíjajú a prichádzajú na svet:

• Oviparia: Samice kladú vajíčka, ktoré sa vyvíjajú mimo tela matky. Mláďatá sa vyliahnu z vajec (väčšina vtákov, plazov, rýb a hmyzu).
• Viviparia: Mláďatá sa vyvíjajú priamo v tele matky a sú narodené živé. Matka poskytuje mláďatám živiny počas ich vývinu (väčšina cicavcov, niektoré druhy hadov a jašteríc, žraloky).
• Ovoviviparia: Vajíčka sa vyvíjajú a liahnu vo vnútri tela matky, ale mláďatá dostávajú výživu iba z vajíčka.

Pohlavné bunky a rozmnožovacie orgány

Samičie pohlavné orgány

Ženské pohlavné orgány sa skladajú z pohlavných žliaz - vaječníkov (ovárií), ktoré sa nachádzajú v podbrušku. Sú to párové orgány rôzneho tvaru a veľkosti (hroznovitý, vajcovitý, guľovitý, fazuľovitý). Funkcia ovárií je zmiešaná, pretože tvoria hormóny (estrogény, progesterón) a pohlavné bunky - vajíčka.

Vajíčka majú guľovitý tvar a sú nepohyblivé. Vo vajíčku je jadro a žĺtok, ktorý je zásobárňou živín. Vajíčka majú vždy 1 alebo viac obalov, ktoré zabezpečujú ochranu zárodku. Vajíčka obojživelníkov majú rôsolovité obaly, u vtákov sú obalené bielkom, papierovitými blanami a škrupinou.

Produkcia vajíčok je rôzna a druhovo špecifická. V čase párenia sa živočíchy správajú špecificky.

Menštruačný cyklus:

• Jedna z folikulárnych buniek sa začína obaľovať väzivovými bunkami, čím vzniká mnohobunkový útvar s ochrannou a sekrečnou funkciou, ktorý produkuje estrogény.
• Estrogény umožňujú rozvoj pomocných pohlavných orgánov, pôsobia na CNS, podmieňujú typicky ženské pohlavné cítenie a vytvárajú sekundárne pohlavné znaky (telesná hmotnosť, menšia štítna chrupka, rozvoj mliečnych žliaz, ochlpenie, rozširovanie panvy a ukladanie tuku).
• Mnohobunkový útvar sa delí meiózou, pričom väzivové bunky ustupujú na povrch, čím sa vytvorí dutina vyplnená tekutinou a vzniká Graafov folikul.
• Na mieste Graafovho folikula sa vytvorí žlté teliesko (corpus luteum), ktoré produkuje progesterón. Progesterón spôsobuje rast a hrubnutie sliznice maternice, ktorá presakuje tekutinou slúžiacou na výživu vajíčka (ak je oplodnené) a rozvoj mliečnych žliaz.

Samčie pohlavné orgány

Mužské pohlavné orgány tvoria semenníky (testes) a pomocné pohlavné orgány. Semenníky sú párový orgán, ktorý sa nachádza mimo dutiny brušnej, v miešku (scrotum), kde je teplota o 4°C nižšia. Majú zmiešanú funkciu: tvorbu spermií a produkciu testosterónu (sekundárne pohlavné znaky).

Spermie sa tvoria v semenníkoch. Väčšina druhov má spermatozoidy (bičíkaté spermie). Veľkosť, tvar a počet je druhovo rozdielny. Tvorba spermií začína približne v 14. roku života a prebieha vo veľkom množstve po celý život. Kým spermia dozrie, prejde 72 dní.

Obsahuje vačky, ktorých žľazy vylučujú sekrét potrebný na uloženie a výživu spermií.

Pohlavný dimorfizmus a hermafroditizmus

Pre väčšinu živočíchov platí, že sú oddeleného pohlavia, t.j. majú buď len samčie alebo len samičie pohlavné orgány, v ktorých sa vyvíjajú pohlavné bunky. Tento jav sa nazýva gonochorizmus (hlavonožce, článkonožce, stavovce).

Pohlavia sú rozlíšené aj druhotnými - sekundárnymi pohlavnými znakmi, napr. veľkosť a sfarbenie tela, sfarbenie a tvar zobáka. Vzniká tak pohlavná dvojtvarosť - sexuálny dimorfizmus.

Hermafroditizmus je jav, keď sa samčie aj samičie pohlavné bunky vyvíjajú v organizme toho istého jedinca. Samooplodnenie nastane len vtedy, keď je znížená pravdepodobnosť vzájomného párenia. Sú to napr. slimáky a dážďovky, ktorých samčie a samičie bunky nedozrievajú naraz. Pri kopulácii si vymieňajú gaméty.

Partenogenéza

Partenogenéza je spôsob rozmnožovania bez oplodnenia, keď sa vajíčko vyvíja bez účasti spermie. Napr. kôrovce, hmyz, niektoré ryby. Niektoré živočíchy využívajú partenogenézu v čase, keď je dostatok potravy a priaznivé životné podmienky.

Individuálny vývin (Ontogenéza)

Ontogenéza je individuálny vývin u živočíchov, ktorý zahŕňa celý životný cyklus jedinca. Začína sa oplodnením vajíčka a končí sa smrťou. Zahŕňa obdobie od splynutia gamét a vzniku zygoty až po vyliahnutie alebo narodenie nového jedinca.

Embryonálny vývin je obdobie, ktoré je rozhodujúce pre organizáciu - vnútorné usporiadanie a stavbu tela jedinca.

• Oplodnené vajíčko sa mitotickým delením postupne brázdi, až vznikne guľovitý útvar - morula (pripomína morušu).
• Množením buniek dochádza ku vzniku dutej gule - blastula, ktorej vnútro vypĺňa prvotná telová dutina - blastocél.
• Z jednovrstvovej blastuly vznikne vakovitý, dvojvrstvový útvar - gastrula (vonkajšia vrstva - ektoderm a vnútorná - endoderm).
• Pri dvojstranne súmerných živočíchoch sa vo vývine coelomu medzi ekto a endodermom tvorí aj tretia zárodočná vrstva - mezoderm.

Rozmnožovanie stavovcov

Stavovce majú oddelené pohlavie a väčšinou sa pohlavne rozmnožujú párením. Mnohé stavovce sa vyznačujú pohlavnou dvojtvarosťou.

Ryby

Rozmnožujú sa vo vode, majú vonkajšie oplodnenie. Samica kladie do vody vajíčka (ikry), na ktoré samec vypúšťa spermie (mlieč). Z oplodnených ikier vzniká plôdik. Neresiská sú miesta, kde prebieha trenie.

Obojživelníky

Rozmnožujú sa vo vode. Z oplodnených vajíčok sa liahnu larvy (žubrienky) s chvostom, ktoré dýchajú vonkajšími žiabrami. Dospelé dýchajú pľúcami a žijú pri vode alebo vo vlhkom prostredí.

Plazy

Kladú vajcia v kožovitom obale do teplého piesku, niektoré rodia živé mláďatá. Majú vnútorné oplodnenie.

Vtáky

Kladú vajcia s pevnou škrupinou do hniezda. Zárodok prijíma živiny zo žĺtka. Vtáky vajcia zahrievajú a po čase sa liahnu mláďatá.

Cicavce

Po oplodnení nastáva gravidita. V maternici vznikne zárodok, ktorý sa vyvinie na plod a je vyživovaný pupočnou šnúrou cez placentu. Po určitom čase sa rodia mláďatá, ktoré sa živia materským mliekom. Menšie cicavce rodia viac mláďat ako väčšie.

Cicavce (Mammalia) sú teplokrvné stavovce, ktoré sa vyvinuli koncom druhohôr z plazov. Ich spoločným znakom je stála telesná teplota, pokryv kože tvorený srsťou, dokonalejšia nervová sústava, tri sluchové kostičky v strednom uchu, vývoj prebiehajúci v maternici (živorodosť) a starostlivosť o potomstvo.

Vývin zárodku a plodu

V čase ovulácie je pravdepodobnosť oplodnenia najväčšia (24 hodín). Spermie môžu na ovuláciu počkať 4-5 dní. Vajíčko je oplodnené len 1 spermiou. Po vniknutí spermie do vajíčka bičík odpadá a hlavička splýva s jadrom vajíčka, čím vzniká zárodok (2n - jednobunkový), ktorý sa mitoticky delí.

Na 3.-5. deň sa ako gastrula zárodok dostane do maternice (uterus). Zárodok sa vnára do mäkkej, mokom presiaknutej sliznice - zahniezdenie (nidácia).

Z trofoblastu sa vytvára vonkajší plodový obal chorion, z ktorého sa vytvára orgán placenta (plodový koláč). V placente sú cievy matky aj plodu. Prvé mesiace ide o zárodok (embryo), na začiatku 3. mesiaca, kedy už funguje placenta aj niektoré orgány, ide o plod (foetus).

S placentou je plod spojený pupočníkovou šnúrou, ktorá obsahuje cievy. Krv matky sa s krvou dieťaťa nemieša.

Objem maternice sa počas tehotenstva zväčší až na 5000 ml (za 270 dní sa hmotnosť ženy zväčší o 10-12 kg). Gravidita vyžaduje správnu životosprávu.

Systém cicavcov

Systém cicavcov má dve podtriedy s dvomi nadradmi:

• Vajcorodce (Prototheria): Malá skupina cicavcov s unikátnymi vlastnosťami, ktoré sa vyskytujú len v Austrálii a Tasmánii. Patrí sem rad Kloakovce (Monotremata), napr. vtákopysk podivný a ježura austrálska.
• Živorodce (Theria): Nový jedinec sa vyvíja v tele matky.

Živorodce (Theria)

U živorodcov sa nový jedinec vyvíja v tele matky, čím je chránený pred predátormi a vonkajšími teplotnými výkyvmi. Je to dané schopnosťou vyvíjajúceho sa zárodku potlačiť imunitnú odpoveď matky. Zároveň dochádza k vzniku vyživovacieho orgánu - placenty.

Gén pre syncytín, proteín umožňujúci fúziu buniek pri tvorbe placenty, je pravdepodobne odvodený od endogénneho retrovírusu.

Z ďalších anatomických znakov živorodcov sú to absencia kloaky a krkavčej kosti, prítomnosť vonkajšieho ucha s ušnicou a flexibilný nos.

Vačkovce (Metatheria, Marsupialia)

Samice majú dve maternice a ich zárodky sa vyvíjajú väčšinou bez plnohodnotnej placenty. U vačkovcov sa placenta vytvára v jednoduchej a menej efektívnej forme. Po narodení sa nedokonalo vyvinuté mláďatá dostávajú do matkinho vaku, kde pokračujú vo svojom vývine prisaté k mliečnym bradavkám.

Príklady: kengury (klokany), vačice, diabol tasmánsky, vakovlk tasmánsky.

Placentovce (Eutheria)

Zárodok placentovcov sa vyvíja pomocou dokonale utvorenej placenty. Mláďa môže samostatne cicať mlieko. Najprv sa vyvíja mliečny chrup, neskôr ho nahradí chrup trvalý.

Veľkosť buniek v tele

Človek dokáže rozoznať predmety s rozmermi jednej desatiny milimetra. Červené krvinky, jedny z najmenších buniek v ľudskom tele, majú priemer 8 μm. Kožné bunky sú väčšie, mávajú bežne 30 μm. Najdlhšie bunky v ľudskom tele sú neuróny, môžu mať na dĺžku aj viac ako meter.

Neuróny sépií môžu mať priemer až 1 mm. Vajíčko má približne guľový tvar a s priemerom 120 μm je tesne na hranici viditeľnosti. Vajíčko je najväčšia živočíšna bunka na svete.

Problémy s počatím

Neplodnosť trápi každý šiesty pár. Žene, ktorej záleží na kvalite svojich vajíčok a plánuje potomka, sa odporúča pripravovať svoje telo. Tehotenstvo závisí od správnej výživy a doplnenia vitamínov, ako aj u ženy, tak aj u muža.

Odporúča sa doplnenie myo-inozitolu na podporu ovulácie a zníženie hyperandrogenizmu a inzulínovej rezistencie u pacientiek so syndrómom polycystických ovárií. Taktiež dopĺňanie kyseliny listovej a u mužov správnej kombinácii antioxidantov, aminokyselín a vitamínov.

Zdravie a vstrebávanie vitamínov závisí aj od nášho mikrobiómu. Ženy so syndrómom polycystických ovárií majú často nízke hladiny myo-inozitolu a abnormálne črevné osídlenie, ktoré spôsobuje chronický zápal.

tags: #rozmnozovanie #cicavcov #bunka