Reproduktion ist die Fähigkeit von Organismen, ihre eigene Art zu reproduzieren. Die Fortpflanzung ist eines der Schlüsselmerkmale aller Lebewesen, daher ist es notwendig, die biologische Bedeutung der Befruchtung zu verstehen. Dieses Thema wurde inzwischen auf hohem Niveau untersucht, von den Hauptstadien bis hin zu molekularen und genetischen Mechanismen.
Was ist Befruchtung
Befruchtung ist ein natürlicher biologischer Prozess der Verschmelzung zweier Keimzellen: männlich und weiblich. Männliche Gameten werden Spermatozoen genannt, während weibliche Gameten Eier genannt werden.
Der nächste Schritt nach der Verschmelzung von Keimzellen ist die Bildung einer Zygote, die als neuer lebender Organismus betrachtet werden kann. Die Zygote beginnt sich durch Mitose zu teilen, wodurch die Anzahl ihrer konstituierenden Zellen zunimmt. Aus der Zygote entwickelt sich der Embryo.
Es gibt viele Arten von Eiern und Zerkleinerungsmethoden. Sie alle hängen von der taxonomischen Zugehörigkeit des betrachteten lebenden Organismus sowie dem Grad seiner evolutionären Entwicklung ab.
Was ist die biologische Bedeutung der Befruchtung
Reproduktion ist die wichtigste Anpassung für die Fortpflanzung. Die Zukunft der Art hängt von den Fortpflanzungsfähigkeiten der jeweiligen Art ab, daher haben verschiedene Tiere und Pflanzen ihre eigenen Anpassungsmethoden, um die Qualität des gesamten Prozesses zu verbessern.
Zum Beispiel schützen Wölfe und Löwinnen ihre Nachkommen immer vor potenziellen Fressfeinden. Dies erhöht die Überlebensrate der Jungen und garantiert ihre Anpassungsfähigkeit an zukünftige Lebensbedingungen. Fische legen sehr viele Eier, da die Wahrscheinlichkeit einer externen Befruchtung in der aquatischen Umgebung sehr gering ist. Infolgedessen entwickeln sich aus Tausenden potenzieller Jungfische nur wenige Hundert.
Die biologische Bedeutung der Befruchtung besteht darin, dass zwei Keimzellen verschiedener Organismen verschmelzen und eine Zygote bilden, die die genetischen Eigenschaften beider Elternteile trägt. Dies erklärt die Unähnlichkeit der Verwandten untereinander. Und das ist gut so, denn die Veränderung des Genpools jeder Population ist ein evolutionärer Anpassungsmechanismus. Die Nachkommen werden Generation für Generation besser als ihre Eltern. Unter Bedingungen einer allmählichen Veränderung der Umwelt (Klimawandel, Auftreten neuer externer Faktoren) sind Anpassungsfähigkeiten immer angemessen.
Und welche biologische Bedeutung hat die Befruchtung auf biochemischer Ebene? Schauen wir uns das mal an:
- Dies ist die Endbildung des Eies.
- Dies ist die Bestimmung des Geschlechts des zukünftigen Embryos aufgrund der entsprechenden Gene, die von männlichen Gameten eingebracht werden.
- Schließlich spielt die Befruchtung eine Rollebei der Wiederherstellung eines diploiden Chromosomensatzes, da Keimzellen einzeln haploid sind.
Vermehrung von Blütenpflanzen
Pflanzen haben im Vergleich zu Tieren einige Fortpflanzungseigenschaften. Besondere Aufmerksamkeit erfordern Vertreter der Angiospermen, die sich durch doppelte Befruchtung auszeichnen (1898 vom russischen Wissenschaftler Navashin entdeckt).
Die Strukturen, die bei Blütenpflanzen das Geschlecht bestimmen, sind Staubblätter und Stempel. In den Staubblättern reift Pollen, der aus einer Vielzahl von Körnern besteht. Ein Korn enthält zwei Zellen: vegetativ und generativ. Das Pollenkorn ist mit zwei Schalen bedeckt, wobei die äußere immer einige Auswüchse und Vertiefungen aufweist.
Der Stempel ist eine birnenförmige Struktur, die aus Narbe, Griffel und Fruchtknoten besteht. Im Eierstock werden eine oder mehrere Samenanlagen gebildet, in denen die weiblichen Keimzellen heranreifen.
Wenn ein Pollenkorn auf die Narbe eines Stempels trifft, beginnt die vegetative Zelle, einen Pollenschlauch zu bilden. Dieser Kanal ist relativ lang und endet an der Mikropyle der Samenanlage. Gleichzeitig teilt sich die Keimzelle durch Mitose und bildet zwei Spermien, die durch den Pollenschlauch in das Gewebe der Eizelle gelangen.
Warum zwei Spermien? Wie unterscheidet sich die biologische Bedeutung der Befruchtung bei Pflanzen von demselben Vorgang bei Tieren? Tatsache ist, dass der Embryosack der Eizelle durch sieben Zellen dargestellt wird, unter denen sich eine Haploide befindetweibliche Gamete und diploide Zentralzelle. Beide verschmelzen mit den ankommenden Spermien und bilden jeweils eine Zygote und ein Endosperm.
Biologische Bedeutung der doppelten Befruchtung bei Pflanzen
Die Samenbildung ist ein wichtiges Merkmal der Fortpflanzung bei Angiospermen. Um im Boden vollständig zu reifen, benötigt es eine große Menge an Nährstoffen, darunter verschiedene Enzyme, Kohlenhydrate und andere organische / anorganische Komponenten.
Das Endosperm der Angiospermen ist triploid, da die diploide Zentralzelle des Embryosacks mit dem haploiden Spermium verschmolzen ist. Dies ist die biologische Bedeutung der Befruchtung bei Pflanzen: Der dreifache Chromosomensatz trägt zur hohen Wachstumsrate der Masse des Endospermgewebes bei. Dadurch erhält die Saat viele Nährstoffe und Energiereserven für die Keimung.
Samenarten
Je nach Schicksal des Endosperms gibt es zwei Haupttypen von Samen:
- Samen von einkeimblättrigen Pflanzen. Sie zeigen deutlich ein gut entwickeltes Endosperm, das ein größeres Volumen einnimmt. Das Keimblatt ist reduziert und in Form eines Schildes dargestellt. Diese Saatart ist typisch für alle Getreidearten.
- Samen von zweikeimblättrigen Pflanzen. Das Endosperm fehlt hier entweder oder verbleibt in Form kleiner Gewebeanhäufungen an der Peripherie. Die Ernährungsfunktion solcher Samen wird von zwei großen Keimblättern übernommen. Pflanzenbeispiele: Erbsen, Bohnen, Tomaten, Gurken,Kartoffeln.
Schlussfolgerungen
Es wäre natürlich ein Fehler, eine solche Befruchtung doppelt zu nennen, da wir jetzt die Hauptmerkmale und Funktionen dieses Prozesses kennen. Wenn die zentrale Zelle mit Spermien verschmilzt, wird keine Zygote gebildet und der resultierende genetische Satz wird dreifach. Schließlich besteht ein Samen nicht aus zwei unabhängigen Embryonen.
Die biologische Bedeutung der doppelten Befruchtung ist jedoch wirklich groß. Samen benötigen während der Keimung eine große Menge organischer und anorganischer Substanzen, und dieses Problem wird durch die Bildung eines triploiden Endosperms gelöst.
