पार्थेनोजेनेसिस। संदर्भ

पार्थेनोजेनेसिस ( अछूती वंशवृद्धि- ग्रीक से। पार्थेनोस- लड़की, कुंवारी + उत्पत्ति- उत्पत्ति) - यौन प्रजनन का एक रूप जिसमें शरीर का विकास मादा जर्म सेल (डिंब) से उसके नर (शुक्राणु) के निषेचन के बिना होता है।

ऐसे मामलों में जहां केवल महिलाओं द्वारा पार्थेनोजेनेटिक प्रजातियों का प्रतिनिधित्व (हमेशा या समय-समय पर) किया जाता है, पार्थेनोजेनेसिस के मुख्य जैविक लाभों में से एक प्रजातियों के प्रजनन की दर में तेजी लाना है, क्योंकि ऐसी प्रजातियों के सभी व्यक्ति संतान छोड़ने में सक्षम हैं। ऐसे मामलों में जहां मादाएं निषेचित अंडों से विकसित होती हैं, और नर बिना उर्वरित अंडों से विकसित होते हैं, पार्थेनोजेनेसिस लिंगों के संख्यात्मक अनुपात (उदाहरण के लिए, मधुमक्खियों में) के नियमन में योगदान देता है।

पार्थेनोजेनेसिस को से अलग किया जाना चाहिए अलैंगिक प्रजनन, जो हमेशा दैहिक अंगों और कोशिकाओं (विभाजन, नवोदित, आदि द्वारा प्रजनन) की मदद से किया जाता है।

पार्थेनोजेनेसिस में अंतर करें प्राकृतिक- प्रकृति में कुछ जीवों के प्रजनन का एक सामान्य तरीका और कृत्रिम, प्रयोगात्मक रूप से एक निषेचित अंडे पर विभिन्न उत्तेजनाओं की क्रिया के कारण होता है, जिसे सामान्य रूप से निषेचित करने की आवश्यकता होती है।

पशुओं में पार्थेनोजेनेसिस

पार्थेनोजेनेसिस का मूल रूप - अल्पविकसित, या अल्पविकसित पार्थेनोजेनेसिस - उन मामलों में कई जानवरों की प्रजातियों की विशेषता है जहां उनके अंडे बिना उर्वरित रहते हैं। एक नियम के रूप में, अल्पविकसित पार्थेनोजेनेसिस सीमित है शुरुआती अवस्थाभ्रूण विकास; हालाँकि, कभी-कभी विकास अंतिम चरण में पहुँच जाता है।

पर एंड्रोजेनेसिसमादा रोगाणु कोशिका (डिंब) का केंद्रक विकास में भाग नहीं लेता है, और नया जीव नर जनन कोशिकाओं (शुक्राणु) के दो विलयित नाभिक से विकसित होता है। प्राकृतिक एण्ड्रोजेनेसिस प्रकृति में होता है, उदाहरण के लिए, हाइमनोप्टेरा कीड़ों में - सवार। रेशमकीट से संतान प्राप्त करने के लिए कृत्रिम एंड्रोजेनेसिस का उपयोग किया जाता है: एंड्रोजेनेसिस के दौरान, संतानों में केवल नर प्राप्त होते हैं, और नर कोकून में मादा कोकून की तुलना में काफी अधिक रेशम होता है।

कब स्त्रीजननशुक्राणु का केंद्रक अंडे के केंद्रक के साथ विलीन नहीं होता है, लेकिन केवल इसके विकास (झूठे निषेचन) को उत्तेजित करता है। गाइनोजेनेसिस राउंडवॉर्म, बोनी फिश और उभयचरों की विशेषता है। इस मामले में, संतानों में केवल मादाएं प्राप्त होती हैं।

पर मानवऐसे मामले हैं, जब उच्च तापमान और अन्य चरम स्थितियों की तनावपूर्ण स्थितियों के प्रभाव में, एक मादा अंडा विभाजित करना शुरू कर सकता है, भले ही वह निषेचित न हो, लेकिन 99.9% मामलों में यह जल्द ही मर जाता है (कुछ स्रोतों के अनुसार, बेदाग गर्भाधान के 16 मामले इतिहास में ज्ञात हैं जो अफ्रीका और यूरोप में हुए थे)।

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पार्थेनोजेनेसिस यौन प्रजनन के संशोधनों में से एक है जिसमें मादा युग्मक नर युग्मक द्वारा निषेचन के बिना एक नए व्यक्ति में विकसित होता है। पार्थेनोजेनेटिक प्रजनन पशु साम्राज्य और पौधों के साम्राज्य दोनों में होता है, और कुछ मामलों में प्रजनन की दर में वृद्धि का लाभ होता है।

मादा युग्मक में गुणसूत्रों की संख्या के आधार पर दो प्रकार के पार्थेनोजेनेसिस होते हैं - अगुणित और द्विगुणित। चींटियों, मधुमक्खियों और ततैयों सहित कई कीड़ों में, अगुणित पार्थेनोजेनेसिस के परिणामस्वरूप जीवों की विभिन्न जातियाँ किसी दिए गए समुदाय के भीतर उत्पन्न होती हैं। इन प्रजातियों में अर्धसूत्रीविभाजन होता है और अगुणित युग्मक बनते हैं। कुछ अंडे निषेचित होते हैं और द्विगुणित मादा में विकसित होते हैं, जबकि असंक्रमित अंडे उपजाऊ अगुणित नर में विकसित होते हैं। उदाहरण के लिए, मधुमक्खी में, रानी निषेचित अंडे (2n = 32) देती है, जो विकसित होने पर मादा (रानी या श्रमिक), और असंक्रमित अंडे (n = 16) को जन्म देती है, जो नर (ड्रोन) को जन्म देती है। ) जो समसूत्रण द्वारा शुक्राणु उत्पन्न करते हैं, अर्धसूत्रीविभाजन नहीं। मधुमक्खी में इन तीन प्रकार के व्यक्तियों का विकास योजनाबद्ध रूप से अंजीर में दिखाया गया है। 4. सामाजिक कीड़ों में प्रजनन का ऐसा तंत्र अनुकूली महत्व का है, क्योंकि यह प्रत्येक प्रकार की संतानों की संख्या को विनियमित करने की अनुमति देता है।

एफिड्स में, द्विगुणित पार्थेनोजेनेसिस होता है, जिसमें मादा oocytes गुणसूत्र अलगाव के बिना अर्धसूत्रीविभाजन के एक विशेष रूप से गुजरती हैं - सभी गुणसूत्र अंडे में गुजरते हैं, और ध्रुवीय निकायों को एक भी गुणसूत्र प्राप्त नहीं होता है। अंडे मां के शरीर में विकसित होते हैं, जिससे युवा मादाएं अंडे से पैदा होने के बजाय पूरी तरह से पैदा होती हैं। इस प्रक्रिया को जीवित जन्म कहा जाता है। यह कई पीढ़ियों तक जारी रह सकता है, विशेष रूप से गर्मियों में, जब तक कि किसी एक कोशिका में लगभग पूरी तरह से गैर-विघटन नहीं हो जाता है, जिसके परिणामस्वरूप एक कोशिका में सभी जोड़े ऑटोसोम और एक एक्स गुणसूत्र होते हैं। नर इस कोशिका से पार्थेनोजेनेटिक रूप से विकसित होता है। ये पतझड़ नर और पार्थेनोजेनेटिक मादा यौन प्रजनन में शामिल अर्धसूत्रीविभाजन युग्मक द्वारा उत्पन्न होते हैं। निषेचित मादाएं द्विगुणित अंडे देती हैं, जो ओवरविन्टर करते हैं, और वसंत ऋतु में वे मादाओं में पैदा होती हैं जो पार्थेनोजेनेटिक रूप से प्रजनन करती हैं और जीवित संतानों को जन्म देती हैं। कई पार्थेनोजेनेटिक पीढ़ियों के बाद सामान्य यौन प्रजनन के परिणामस्वरूप एक पीढ़ी होती है, जो पुनर्संयोजन के परिणामस्वरूप जनसंख्या में आनुवंशिक विविधता का परिचय देती है। एफिड्स को पार्थेनोजेनेसिस द्वारा दिया जाने वाला मुख्य लाभ जनसंख्या की तीव्र वृद्धि है, क्योंकि एक ही समय में इसके सभी यौन परिपक्व सदस्य अंडे देने में सक्षम होते हैं। यह उस अवधि के दौरान विशेष रूप से महत्वपूर्ण है जब पर्यावरण की स्थिति एक बड़ी आबादी के अस्तित्व के लिए अनुकूल होती है, यानी गर्मियों के महीनों में।

पार्थेनोजेनेसिस पौधों में व्यापक है, जहां यह कई रूप लेता है। उनमें से एक - एपोमिक्सिस - एक पार्थेनोजेनेसिस है जो यौन प्रजनन की नकल करता है। कुछ फूलों वाले पौधों में एपोमिक्सिस देखा गया है जिसमें एक द्विगुणित अंडाकार कोशिका - या तो एक न्युसेलस कोशिका या एक मेगास्पोर कोशिका - एक नर युग्मक की भागीदारी के बिना एक कार्यात्मक भ्रूण में विकसित होती है। शेष बीजांड से एक बीज बनता है और अंडाशय से फल विकसित होता है। अन्य मामलों में, पराग कण की उपस्थिति की आवश्यकता होती है, जो पार्थेनोजेनेसिस को उत्तेजित करता है, हालांकि यह अंकुरित नहीं होता है; परागकण भ्रूण के विकास के लिए आवश्यक हार्मोनल परिवर्तनों को प्रेरित करता है, और व्यवहार में ऐसे मामलों को वास्तविक यौन प्रजनन से अलग करना मुश्किल होता है।

व्यक्तिगत विकास की शुरुआत रोगाणु कोशिकाओं के उद्भव से पहले होती है, अर्थात। युग्मकजनन, जिसे व्यक्तिगत विकास में पूर्वज माना जा सकता है।

मादा जनन कोशिकाओं के विकास की प्रक्रिया को ओजनेस (ओोजेनेसिस) कहा जाता है। शुक्राणुजनन के विपरीत, इसकी कुछ विशेषताएं हैं। अंडजनन की प्रक्रिया और नर युग्मकों के विकास से इसके अंतर को अंजीर में दिखाया गया है। 3.

ओवोजेनेसिस में 3 अवधियाँ होती हैं: प्रजनन, वृद्धि और परिपक्वता। अविभाजित मादा रोगाणु कोशिकाएं - ओवोगोनिया - शुक्राणुजन के समान ही सामान्य माइटोसिस द्वारा गुणा करती हैं। विभाजन के बाद, वे पहले क्रम के oocytes बन जाते हैं और विकास की अवधि में चले जाते हैं।

Oocyte के विकास में बहुत लंबा समय लगता है - सप्ताह, महीने और साल भी। विकास की अवधि में दो चरणों को प्रतिष्ठित किया जाता है: छोटे, या धीमी वृद्धि, जब नए पदार्थों को आत्मसात किया जाता है और साइटोप्लाज्म उनके साथ समृद्ध होता है, और बड़े, या तेजी से विकास, जब कोशिका में पौष्टिक जर्दी जमा हो जाती है। विकास की अवधि के दौरान, कोर में भी गहरा परिवर्तन होता है, यह दृढ़ता से सूज जाता है, इसकी सामग्री धुंधली होने लगती है। कोशिका के आकार में अत्यधिक वृद्धि होती है (उदाहरण के लिए, पर्च अंडे लगभग दस लाख गुना बढ़ जाते हैं)।

फिर पहले क्रम की oocyte परिपक्वता, या अर्धसूत्रीविभाजन की अवधि में प्रवेश करती है। यहां भी, कमी और समीकरण विभाजन होते हैं। नाभिक में विभाजन की प्रक्रिया उसी तरह आगे बढ़ती है जैसे शुक्राणुओं के अर्धसूत्रीविभाजन के दौरान, लेकिन साइटोप्लाज्म का भाग्य पूरी तरह से अलग होता है। न्यूनीकरण विभाजन के दौरान, एक नाभिक अपने साथ अधिकांश कोशिका द्रव्य ले जाता है, और इसका केवल एक छोटा हिस्सा दूसरे के हिस्से के लिए रहता है। इसलिए, केवल एक पूर्ण विकसित कोशिका का निर्माण होता है - II क्रम का एक अंडाणु, और दूसरा छोटा एक दिशात्मक, या कमी, शरीर है, जिसे दो कमी निकायों में विभाजित किया जा सकता है।

दूसरे, समीकरण विभाजन के दौरान, साइटोप्लाज्म का असममित वितरण दोहराया जाता है और फिर से एक बड़ी कोशिका बनती है - ओवोटिडा और तीसरा ध्रुवीय शरीर। डिंबग्रंथि, नाभिक की संरचना और कार्यात्मक रूप से, एक पूरी तरह से परिपक्व रोगाणु कोशिका है।

शुक्राणुजनन के विपरीत, गठन की अवधि, अंडजनन में अनुपस्थित है। इस प्रकार, अंडजनन में, एक अंडाणु से केवल एक परिपक्व अंडाणु उत्पन्न होता है। ध्रुवीय पिंड अविकसित रहते हैं और जल्द ही मर जाते हैं और अन्य कोशिकाओं द्वारा फैगोसाइटेड हो जाते हैं। परिपक्व मादा युग्मक अंडे या अंडे कहलाते हैं, और जो पानी में जमा होते हैं उन्हें कैवियार कहा जाता है।

मनुष्यों में अंडजनन की विशेषताएं अंजीर में दिखाई गई हैं। 5. महिला जनन कोशिकाओं का विकास अंडाशय में होता है। भ्रूण में रहते हुए ओगोनिया में प्रजनन का मौसम शुरू होता है और लड़की के जन्म के समय तक रुक जाता है। अण्डजनन के दौरान वृद्धि की अवधि लंबी होती है, क्योंकि। अर्धसूत्रीविभाजन की तैयारी के अलावा, पोषक तत्वों की आपूर्ति का संचय किया जाता है, जिसकी भविष्य में युग्मनज के पहले विभाजन के लिए आवश्यकता होगी। छोटी वृद्धि के चरण में, गठन एक बड़ी संख्या में अलग - अलग प्रकारआरएनए। आरएनए का तेजी से संचय एक विशेष तंत्र के कारण होता है - जीन प्रवर्धन (डीएनए एन्कोडिंग राइबोसोमल आरएनए के अलग-अलग वर्गों की कई नकल)। लैम्पब्रश गुणसूत्रों के निर्माण के कारण mRNA में तीव्र वृद्धि होती है। नतीजतन, एक हजार से अधिक अतिरिक्त न्यूक्लियोली बनते हैं, जो आरआरएनए के संश्लेषण के लिए एक आवश्यक संरचना है, जिससे प्रोटीन संश्लेषण में शामिल राइबोसोम बाद में बनते हैं। इसी अवधि में, गुणसूत्रों के अर्धसूत्रीविभाजन परिवर्तन oocyte में होते हैं, जो कि प्रथम श्रेणी के प्रोफ़ेज़ के कार्यान्वयन की विशेषता है।

महान वृद्धि की अवधि के दौरान, डिम्बग्रंथि कूपिक कोशिकाएं पहले क्रम के oocyte के चारों ओर कई परतें बनाती हैं, जो कि कहीं और संश्लेषित पोषक तत्वों को oocyte साइटोप्लाज्म में स्थानांतरित करने की सुविधा प्रदान करती हैं।

मनुष्यों में, oocytes की वृद्धि अवधि 12-50 वर्ष हो सकती है। वृद्धि की अवधि पूरी होने के बाद, पहले क्रम के डिंबाणु परिपक्वता की अवधि में प्रवेश करते हैं।

oocytes (साथ ही शुक्राणुजनन के दौरान) की परिपक्वता की अवधि में, अर्धसूत्रीविभाजन होता है। पहले कमी विभाजन के दौरान, एक क्रम II oocyte (1n2С) और एक ध्रुवीय शरीर (1n2С) पहले क्रम के एक oocyte से बनता है। दूसरे समीकरण विभाजन के दौरान, एक परिपक्व डिंब (1n1C) दूसरे क्रम के एक oocyte से बनता है, जिसने साइटोप्लाज्म में लगभग सभी संचित पदार्थों और छोटे आकार (1n1C) के दूसरे ध्रुवीय शरीर को बरकरार रखा है। उसी समय, पहले ध्रुवीय पिंड का विभाजन होता है, जो दो दूसरे ध्रुवीय पिंडों (1n1C) को जन्म देता है।

नतीजतन, ओजोनसिस के दौरान, 4 कोशिकाएं प्राप्त होती हैं, जिनमें से केवल एक बाद में अंडा बन जाती है, और शेष 3 (ध्रुवीय निकायों) कम हो जाती हैं। ओजनेस के इस चरण का जैविक महत्व एक निषेचित अंडे के सामान्य पोषण और विकास को सुनिश्चित करने के लिए एक अगुणित नाभिक के आसपास साइटोप्लाज्म के सभी संचित पदार्थों को संरक्षित करना है।

दूसरे मेटाफ़ेज़ के चरण में महिलाओं में ओजेनसिस के दौरान, एक ब्लॉक बनता है, जिसे निषेचन के दौरान हटा दिया जाता है, और परिपक्वता चरण अंडे में शुक्राणु के प्रवेश के बाद ही समाप्त होता है।

महिलाओं में अंडजनन की प्रक्रिया एक चक्रीय प्रक्रिया है, जो लगभग हर 28 दिनों में दोहराई जाती है (विकास की अवधि से शुरू होकर और निषेचन के बाद ही अवधि समाप्त होती है)। इस चक्र को मासिक धर्म चक्र कहा जाता है।

विशिष्ट सुविधाएंमनुष्यों में शुक्राणुजनन और अंडजनन को तालिका में प्रस्तुत किया गया है विशिष्ठ विशेषताडिंब इसका बड़ा आकार है। एक विशिष्ट अंडा कोशिका में एक गोलाकार या अंडाकार आकार होता है, और मनुष्यों में इसका व्यास लगभग 100 माइक्रोन (एक विशिष्ट दैहिक कोशिका का आकार लगभग 20 माइक्रोन होता है)। नाभिक का आकार उतना ही प्रभावशाली हो सकता है, निषेचन के तुरंत बाद तेजी से विभाजन की प्रत्याशा में, नाभिक में प्रोटीन का भंडार जमा हो जाता है।

पोषक तत्वों के लिए कोशिका की आवश्यकता मुख्य रूप से जर्दी से पूरी होती है, जो लिपिड और प्रोटीन से भरपूर एक प्रोटोप्लाज्मिक सामग्री है। यह आमतौर पर असतत संरचनाओं में पाया जाता है जिसे जर्दी कणिकाओं कहा जाता है। अंडे की एक अन्य महत्वपूर्ण विशिष्ट संरचना बाहरी अंडे का खोल है - एक विशेष गैर-सेलुलर पदार्थ का एक आवरण, जिसमें मुख्य रूप से ग्लाइकोप्रोटीन अणु होते हैं, जिनमें से कुछ अंडे द्वारा ही स्रावित होते हैं, और दूसरा भाग आसपास की कोशिकाओं द्वारा। कई प्रजातियों में, खोल में अंडे के प्लाज्मा झिल्ली से सीधे एक आंतरिक परत होती है और इसे स्तनधारियों में ज़ोना पेलुसीडा कहा जाता है, और अन्य जानवरों में विटेलिन परत। यह परत अंडे को यांत्रिक क्षति से बचाती है, और कुछ अंडों में यह शुक्राणु के लिए एक प्रजाति-विशिष्ट बाधा के रूप में भी कार्य करती है, जिससे केवल उसी प्रजाति के शुक्राणु या बहुत निकट से संबंधित प्रजातियों को प्रवेश करने की अनुमति मिलती है।

कई अंडों (स्तनधारियों सहित) में साइटोप्लाज्म की बाहरी, या कॉर्टिकल, परत में प्लाज्मा झिल्ली के नीचे स्थित विशेष स्रावी पुटिकाएं होती हैं। जब अंडाणु शुक्राणु द्वारा सक्रिय होता है, तो ये कॉर्टिकल ग्रैन्यूल एक्सोसाइटोसिस द्वारा सामग्री को छोड़ते हैं, परिणामस्वरूप, अंडे की झिल्ली के गुण इस तरह से बदल जाते हैं कि अन्य शुक्राणु अब इसके माध्यम से अंडे में प्रवेश नहीं कर सकते। रोगाणु कोशिकाएं शुक्राणुजनन है। नतीजतन, शुक्राणु बनते हैं।

दैहिक कोशिकाएं, एक निश्चित परिपक्व शारीरिक अवस्था में पहुंचकर, माइटोटिक रूप से (कभी-कभी अमिटोसिस द्वारा) विभाजित होती हैं, जबकि उनके विकास में रोगाणु कोशिकाएं विशेष परिवर्तन चरणों से गुजरती हैं जब तक कि वे परिपक्व नहीं हो जाती हैं और निषेचन में सक्षम नहीं हो जाती हैं। इस अंतर का गहरा जैविक अर्थ है। दैहिक कोशिकाओं को विभाजन के दौरान वंशानुगत जानकारी की पूरी मात्रा को बरकरार रखना चाहिए ताकि बेटी कोशिकाएं मातृ कोशिकाओं के समान रहें। विभाजन कोशिकाओं के बीच गुणसूत्रों के सटीक वितरण द्वारा समसूत्रण के दौरान सूचना का संचरण सुनिश्चित किया जाता है: गुणसूत्रों की संख्या, उनकी जैविक संरचना, डीएनए की सामग्री और इसलिए, इसमें निहित सामग्री। वंशानुगत जानकारीव्यक्ति और प्रजातियों की संरचना की स्थिरता सुनिश्चित करते हुए, कई सेल पीढ़ियों में संरक्षित होते हैं।

निषेचन के दौरान, नर और मादा रोगाणु कोशिकाओं के नाभिक एक सामान्य नाभिक में संयुक्त होते हैं, और यदि प्रत्येक में दैहिक कोशिकाओं में जितने गुणसूत्र होते हैं, तो युग्मनज में यह दोगुना हो जाता है, और ऐसी दोहरी संख्या सभी कोशिकाओं में चली जाती है। विकासशील भ्रूण की। भविष्य में, युवा जीवों की अगली पीढ़ियों के रोगाणु कोशिकाओं के विकास के साथ, कोशिकाओं में गुणसूत्रों का क्रमिक संचय होगा, और प्रजातियां अपनी वंशानुगत विशेषताओं को अपरिवर्तित नहीं रख सकती हैं। इसके अलावा, परमाणु-प्लाज्मा अनुपात धीरे-धीरे नाभिक के पक्ष में टूट जाएगा, और कई पीढ़ियों के बाद एक क्षण आएगा जब नाभिक में गुणसूत्रों के जुड़ने से कोशिका की अपरिहार्य मृत्यु हो जाएगी। नतीजतन, निषेचन संरक्षित करने के लिए नहीं, बल्कि जीवों को नष्ट करने के लिए काम करेगा। हालांकि, ऐसा नहीं होता है, क्योंकि युग्मकजनन की प्रक्रिया में दो विशेष विभाजन शामिल होते हैं, जिसके दौरान नर और मादा दोनों रोगाणु कोशिकाओं के नाभिक में गुणसूत्रों की संख्या आधी हो जाती है। गुणसूत्रों की संख्या में कमी से जुड़ी इंट्रासेल्युलर प्रक्रियाएं रोगाणु कोशिकाओं की परिपक्वता का सार बनाती हैं - अर्धसूत्रीविभाजन का सार। निषेचन के दौरान, पिता की कोशिकाओं के नाभिक के गुणसूत्रों की आधी संख्या और माँ की कोशिकाओं के नाभिक के गुणसूत्रों की आधी संख्या संयुक्त हो जाती है, और इस प्रजाति के गुणसूत्रों का सेट युग्मनज में बहाल हो जाता है।

शुक्राणुजनन में 4 अवधियाँ होती हैं: प्रजनन, वृद्धि, परिपक्वता (अर्धसूत्रीविभाजन) और गठन (चित्र 3)।

प्रजनन अवधि के दौरान, मूल अविभाजित रोगाणु कोशिकाएं - शुक्राणुजन, या गोनिया, सामान्य समसूत्रण द्वारा विभाजित होती हैं। ऐसे कई विभाजन करने के बाद, वे विकास की अवधि में प्रवेश करते हैं। इस स्तर पर, उन्हें ऑर्डर I स्पर्मेटोसाइट्स (या I साइट) कहा जाता है। वे पोषक तत्वों को गहन रूप से आत्मसात करते हैं, बड़े होते हैं, एक गहन भौतिक और रासायनिक पुनर्गठन से गुजरते हैं, जिसके परिणामस्वरूप वे तीसरी अवधि - परिपक्वता, या अर्धसूत्रीविभाजन के लिए तैयार होते हैं।

अर्धसूत्रीविभाजन में, स्पर्मेटोसाइट्स I कोशिका विभाजन की दो प्रक्रियाओं से गुजरता है। प्रथम विभाजन (कमी) में गुणसूत्रों की संख्या (कमी) में कमी होती है। नतीजतन, समान आकार की दो कोशिकाएं एक साइट I से उत्पन्न होती हैं - दूसरे क्रम के शुक्राणुनाशक, या साइट II। इसके बाद परिपक्वता का दूसरा भाग आता है। यह सामान्य दैहिक समसूत्रण के रूप में आगे बढ़ता है, लेकिन गुणसूत्रों की एक अगुणित संख्या के साथ। इस तरह के विभाजन को समीकरण ("समतुल्यता" - समानता) कहा जाता है, क्योंकि दो समान बनते हैं, अर्थात। पूरी तरह से समतुल्य कोशिकाएं, जिन्हें शुक्राणु कहा जाता है।

चौथी अवधि में - गठन - गोलाकार शुक्राणु एक परिपक्व पुरुष प्रजनन कोशिका का रूप लेता है: इसमें एक फ्लैगेलम बढ़ता है, नाभिक मोटा होता है, और एक खोल बनता है। शुक्राणुजनन की पूरी प्रक्रिया के परिणामस्वरूप, प्रत्येक प्रारंभिक अविभाजित शुक्राणुजन से, 4 परिपक्व रोगाणु कोशिकाएं प्राप्त होती हैं, जिनमें गुणसूत्रों के प्रत्येक अगुणित सेट होते हैं।

अंजीर पर। 4 मनुष्यों में शुक्राणुजनन और शुक्राणुजनन की प्रक्रियाओं का एक आरेख है। शुक्राणुजनन अंडकोष के घुमावदार अर्धवृत्ताकार नलिकाओं में होता है। शुक्राणु का विकास जनन ऊतकों के बिछाने के दौरान प्रसव पूर्व विकास की अवधि में शुरू होता है, फिर यौवन की शुरुआत के दौरान फिर से शुरू होता है और बुढ़ापे तक जारी रहता है।

प्रजनन अवधि के दौरान, लगातार मिटोस की एक श्रृंखला होती है, जिसके परिणामस्वरूप शुक्राणुजन नामक कोशिकाओं की संख्या में वृद्धि होती है। कुछ शुक्राणु वृद्धि की अवधि में प्रवेश करते हैं और पहले क्रम के शुक्राणु कहलाते हैं।

वृद्धि की अवधि कोशिका चक्र के इंटरफेज़ की अवधि से मेल खाती है, जिसमें पहले क्रम (2n4C) के शुक्राणुओं की वंशानुगत सामग्री दोगुनी हो जाती है, और फिर वे अर्धसूत्रीविभाजन के प्रोफ़ेज़ I में प्रवेश करते हैं। प्रोफ़ेज़ I के दौरान, समजातीय गुणसूत्रों का संयुग्मन और समजातीय क्रोमैटिड्स (क्रॉसिंग ओवर) के बीच आदान-प्रदान होता है। क्रॉसिंग ओवर का बहुत आनुवंशिक महत्व है, क्योंकि इससे व्यक्तियों के बीच आनुवंशिक अंतर होता है।

चावल। 3. युग्मकजनन की योजना:

पहली - प्रजनन अवधि: कोशिकाएं समरूप रूप से विभाजित होती हैं, उनमें गुणसूत्रों का सेट 2n होता है; दूसरा - विकास अवधि: कोशिकाओं में पोषक तत्वों का संचय, गुणसूत्रों का सेट 2n है; तीसरा - परिपक्वता अवधि - अर्धसूत्रीविभाजन: ए) पहला, या कमी, विभाजन, द्विगुणित कोशिकाओं से 2n के बराबर गुणसूत्रों के एक सेट के साथ गठन, n के बराबर एक अगुणित सेट वाली कोशिकाएं; बी) अर्धसूत्रीविभाजन का दूसरा विभाजन, समसूत्रण के रूप में आगे बढ़ता है, लेकिन कोशिकाओं में गुणसूत्रों के एक अगुणित सेट के साथ; चौथा - गठन की अवधि - केवल शुक्राणुजनन में होती है

परिपक्वता अवधि दो चरणों में आगे बढ़ती है, जो I अर्धसूत्रीविभाजन (कमी) और II अर्धसूत्रीविभाजन (समतुल्य) विभाजनों से मेल खाती है। इस मामले में, पहले क्रम के एक शुक्राणु से, दूसरे क्रम (1n2C) के पहले दो शुक्राणुनाशक प्राप्त होते हैं, फिर 4 शुक्राणु (1n1C)। शुक्राणु अपने गुणसूत्रों के सेट में एक दूसरे से भिन्न होते हैं: उन सभी में 22 ऑटोसोम होते हैं, लेकिन आधे कोशिकाओं में एक एक्स गुणसूत्र होता है और दूसरा आधा वाई गुणसूत्र होता है। एलील के एक अलग संयोजन द्वारा ऑटोसोम एक दूसरे से और माता-पिता से भिन्न होते हैं, क्योंकि क्रॉसिंग ओवर के दौरान एक एक्सचेंज हुआ था।

गठन की अवधि के दौरान, कोशिकाओं की संख्या और उनमें गुणसूत्रों की संख्या में परिवर्तन नहीं होता है, क्योंकि इस अवधि के दौरान, 4 शुक्राणुओं से 4 शुक्राणु बनते हैं, जिसमें सेलुलर संरचनाओं का रूपात्मक पुनर्गठन होता है, और एक पूंछ बनती है। मनुष्यों में, यह चरण 14 दिनों तक रहता है।

नर रोगाणु कोशिकाएं अकेले विकसित नहीं होती हैं, वे क्लोन में बढ़ती हैं और साइटोप्लाज्मिक पुलों द्वारा परस्पर जुड़ी होती हैं। शुक्राणुजन, शुक्राणुनाशक और शुक्राणुओं के बीच साइटोप्लाज्मिक पुल मौजूद हैं। गठन चरण के अंत में, शुक्राणु कोशिका द्रव्य सेतुओं से मुक्त होते हैं।

मनुष्यों में, शुक्राणु की अधिकतम दैनिक उत्पादकता 108 है, योनि में शुक्राणु के अस्तित्व की अवधि 2.5 घंटे तक और गर्भाशय ग्रीवा में 48 घंटे तक होती है।

शुक्राणु एक लम्बी गतिशील कोशिका है। मुख्य शुक्राणु नाभिक होते हैं, जो सिर के मुख्य आयतन पर कब्जा करते हैं, और आंदोलन के अंग, फ्लैगेलम, जो पूंछ बनाता है। शुक्राणु एक गतिशील नाभिक है। शुक्राणु की संरचना मुख्य रूप से इसके कार्यों के कारण होती है।

शुक्राणु में बहुत कम साइटोप्लाज्म होता है, लेकिन कई सहायक संरचनाएं होती हैं:

1) माइटोकॉन्ड्रिया, जो इसे ऊर्जा प्रदान करते हैं

2) एक्रोसोम, एक लाइसोसोम के समान एक अंग और एक अंडे में शुक्राणु के प्रवेश के लिए आवश्यक एंजाइम युक्त

3) सेंट्रीओल - फ्लैगेलम की शुरुआत, निषेचन के दौरान युग्मनज की पहली पेराई के दौरान उपयोग किया जाता है

एक्रोसोम सिर में केंद्रक के सामने होता है, और केंद्रक और माइटोकॉन्ड्रिया कोशिका के मध्य भाग में होते हैं। नाभिक में गुणसूत्रों का एक अगुणित समूह होता है (CELL भी देखें), यह घना, संघनित होता है; लंबी फ्लैगेलम संरचना में प्रोटोजोआ के फ्लैगेला और बहुकोशिकीय जानवरों के सिलिअटेड एपिथेलियम के सिलिया के समान है।

स्पर्मेटोजोआ बहुत दृढ़ कोशिकाएं हैं और उपयुक्त परिस्थितियों में (गर्भाशय में) वे पांच दिनों तक व्यवहार्य रहती हैं।

मानव में ओवोजेनेसिस से शुक्राणुजनन में अंतर

लैंगिक जनन का एक विशेष रूप है पार्थेनोजेनेसिस,या कुंवारी प्रजनन,- एक निषेचित अंडे से जीव का विकास। प्रजनन का यह रूप मुख्य रूप से स्पष्ट मौसमी परिवर्तनों के साथ छोटे जीवन चक्र वाली प्रजातियों की विशेषता है।

पार्थेनोजेनेसिस या तो अगुणित या द्विगुणित होता है।

एफिड्स, डैफनिया, रोटिफ़र्स, कुछ छिपकलियों में, द्विगुणित (दैहिक) पार्थेनोजेनेसिस,जिसमें मादा oocytes द्विगुणित अंडे बनाती है। उदाहरण के लिए, डफ़निया में, मादा द्विगुणित होती है और नर अगुणित होते हैं। अनुकूल परिस्थितियों में, डेफनिया में अर्धसूत्रीविभाजन नहीं होता है: द्विगुणित अंडे बिना निषेचन के विकसित होते हैं और मादाओं को जन्म देते हैं। रॉक छिपकलियों में, अर्धसूत्रीविभाजन से पहले, गोनाडों की कोशिकाओं में गुणसूत्रों की संख्या में समसूत्री वृद्धि होती है। फिर कोशिकाएं अर्धसूत्रीविभाजन के सामान्य चक्र से गुजरती हैं, और इसके परिणामस्वरूप, द्विगुणित अंडे बनते हैं, जो बिना निषेचन के एक नई पीढ़ी को जन्म देते हैं जिसमें केवल महिलाएं होती हैं। यह उन परिस्थितियों में व्यक्तियों की संख्या को बनाए रखना संभव बनाता है जहां विभिन्न लिंगों के व्यक्तियों से मिलना मुश्किल होता है।

पक्षियों में प्राकृतिक पार्थेनोजेनेसिस का अस्तित्व स्थापित किया गया है। टर्की की एक नस्ल अक्सर अंडे विकसित करती है पार्थेनो-आनुवंशिक रूप से, और उनमें से केवल पुरुष ही दिखाई देते हैं।

पार्थेनोजेनेसिस को कृत्रिम रूप से प्रेरित किया जा सकता है। सोवियत वैज्ञानिक बी एल एस्ट्रोव ने प्रयोगात्मक रूप से (विभिन्न तरीकों से रेशमकीट के अंडों की सतह को परेशान किया: यंत्रवत् ब्रश से पथपाकर या सुई से चुभाना, रासायनिक रूप से विभिन्न एसिड में अंडे रखना, अंडों को गर्म करना) ने निषेचन के बिना अंडे को कुचलने का प्रभाव हासिल किया। बाद में, अमेरिकी ग्रेगरी पिंकस ने असंक्रमित अंडों से वयस्क मेंढक और खरगोश पार्थेनोजेनेटिक रूप से प्राप्त किए।

प्रकृति में, प्राकृतिक पार्थेनोजेनेसिस कई पौधों (डंडेलियन, हॉकवीड, आदि) में होता है और इसे एपोमिक्सिस कहा जाता है। एपोमिक्सिस को आमतौर पर या तो एक unfertilized अंडे से विकास या एक भ्रूण के उद्भव के रूप में समझा जाता है जो कि युग्मक से बिल्कुल नहीं होता है (उदाहरण के लिए, फूलों के पौधों में, भ्रूण विभिन्न भ्रूणकोश कोशिकाओं से विकसित हो सकता है)

स्रोत : पर। लेमेज़ा एल.वी. कामलुक एन.डी. लिसोव "विश्वविद्यालयों के आवेदकों के लिए जीव विज्ञान मैनुअल"

पार्थेनोजेनेसिस (ग्रीक शब्द पार्थेनोस से - कुंवारी और उत्पत्ति - उत्पत्ति) - बिना केवल एक अंडे से एक जीव का विकास। जानवरों और पौधों में पार्थेनोजेनेसिस के विभिन्न रूप हैं।

XVIII सदी में। स्विस वैज्ञानिक सी। बोनट ने एक अद्भुत घटना का वर्णन किया: गर्मियों में जाने-माने एफिड्स को आमतौर पर केवल पंखहीन मादाओं द्वारा दर्शाया जाता है जो जीवित युवाओं को जन्म देती हैं। नर एफिड्स के बीच केवल शरद ऋतु में दिखाई देते हैं। निषेचित अंडों से जो सर्दियों में बच गए हैं, पंखों वाली मादा निकलती है। वे मेजबान पौधों पर बिखर जाते हैं और पंखहीन पार्थेनोजेनेटिक मादाओं की नई उपनिवेश स्थापित करते हैं। इसी तरह के विकास चक्र को कई कीड़ों के साथ-साथ छोटे क्रस्टेशियंस - डफ़निया और सूक्ष्म जलीय जानवरों - रोटिफ़र्स में वर्णित किया गया है। रोटिफ़र्स और कीड़ों की कुछ प्रजातियों में, कोई भी नर नहीं पाया गया - उनकी यौन प्रक्रिया पूरी तरह से गिर गई, वे सभी पार्थेनोजेनेटिक मादाओं द्वारा दर्शायी जाती हैं।

पौधों में, पार्थेनोजेनेसिस की खोज बाद में की गई, सबसे पहले प्रसिद्ध ऑस्ट्रेलियाई पौधे अल्होर्निया में। यह एक द्विगुणित पौधा है: कुछ नमूनों पर पुंकेसर के साथ फूल विकसित होते हैं, दूसरों पर - स्त्रीकेसर के साथ। लंदन के पास केव बॉटैनिकल गार्डन में केवल मादा पौधे उगाए जाते हैं जिनमें पिस्टिलेट फूल होते हैं। वनस्पति विज्ञानियों को आश्चर्य हुआ कि 1839 में वे अचानक भरपूर मात्रा में बीजों की फसल लेकर आए। यह पता चला कि पौधों में पार्थेनोजेनेसिस जानवरों की तुलना में अधिक बार होता है। पौधों में इसे अपोमिक्सिस कहते हैं। कंपोजिट और अनाज, रोसैसी, क्रूसिफेरस और अन्य परिवारों के कई प्रतिनिधि (उदाहरण के लिए, रसभरी की कई किस्में, आम सिंहपर्णी) अपोजिट हैं।

दैहिक और जनरेटिव पार्थेनोजेनेसिस हैं। पहले मामले में, अंडा एक द्विगुणित जीव से विकसित होता है, जिसमें डबल सेट होता है, दूसरे में - जो बीत चुके हैं, यानी आधी संख्या के साथ। जनरेटिव पार्थेनोजेनेसिस कीड़ों में आम है: मधुमक्खी ड्रोन, उदाहरण के लिए, असुरक्षित अंडों से विकसित होते हैं। कभी-कभी भ्रूण के विकास के दौरान संख्या दोगुनी हो जाती है।

पार्थेनोजेनेसिस के अजीबोगरीब रूप गाइनोजेनेसिस और एंड्रोजेनेसिस हैं। गाइनोजेनेसिस के दौरान, अंडे को एक पुरुष शुक्राणु में विकसित करने के लिए प्रेरित किया जाता है, भले ही वह एक अलग प्रजाति का हो। फिर शुक्राणु पूरी तरह से अंडे के साइटोप्लाज्म में अवशोषित हो जाता है, जिससे विकास शुरू होता है। नतीजतन, समान-लिंग वाले दिखाई देते हैं, जिसमें केवल महिलाएं होती हैं। जीनोजेनेसिस का वर्णन एक छोटी उष्णकटिबंधीय मोलिनेसिया मछली में किया गया है, हमारी सिल्वर कार्प (इसका कैवियार विकसित होता है जब कार्प, मिननो और अन्य एक साथ स्पॉनिंग मछली के शुक्राणु द्वारा उत्तेजित किया जाता है, इस मामले में, जब युग्मनज को कुचल दिया जाता है, तो पैतृक डीएनए को प्रभावित किए बिना नष्ट कर दिया जाता है। संतान के लक्षण), साथ ही कुछ सैलामैंडर में। एक्स-रे द्वारा मारे गए शुक्राणु के परिपक्व अंडों को उजागर करके इसे कृत्रिम रूप से प्रेरित किया जा सकता है। संतानों में, निश्चित रूप से, महिलाओं की सटीक आनुवंशिक प्रतियां प्राप्त की जाती हैं।

एंड्रोजेनेसिस के साथ, इसके विपरीत, अंडा विकसित नहीं होता है। जीव का विकास दो मर्ज किए गए शुक्राणुओं के कारण होता है जो इसमें गिर गए हैं (स्वाभाविक रूप से, संतान में केवल एक पुरुष प्राप्त होता है)। सोवियत वैज्ञानिक बी एल ने एंड्रोजेनेटिक नर रेशमकीट को एक सामान्य नर के शुक्राणु के साथ निषेचित करके प्राप्त किया, जिसमें वे विकिरण या उच्च तापमान से मारे गए थे। वी। ए। स्ट्रुननिकोव के साथ, उन्होंने रेशमकीट से कृत्रिम रूप से एंड्रोजेनेटिक संतान प्राप्त करने के लिए तरीके विकसित किए, जो कि बहुत व्यावहारिक महत्व का है, क्योंकि नर कैटरपिलर महिलाओं की तुलना में कोकून के निर्माण के दौरान अधिक रेशम का उत्पादन करते हैं।

निचले जानवरों में पार्थेनोजेनेसिस अधिक आम है। अधिक उच्च संगठित लोगों में, कभी-कभी यह कृत्रिम रूप से पैदा करना संभव होता है, असंक्रमित अंडों पर किसी भी कारक के प्रभाव से। इसे पहली बार 1885 में रूसी प्राणी विज्ञानी ए.ए. तिखोमीरोव द्वारा रेशमकीट में बुलाया गया था।

फिर भी, उच्च जानवरों में, पार्थेनोजेनेटिक विकास अक्सर अंत तक नहीं जाता है, और विकासशील भ्रूण अंततः मर जाता है। लेकिन कशेरुकियों की कुछ प्रजातियां और नस्लें पार्थेनोजेनेसिस के लिए अधिक सक्षम हैं। उदाहरण के लिए, छिपकलियों की पार्थेनोजेनेटिक प्रजातियाँ जानी जाती हैं। हाल ही में, टर्की की एक नस्ल पर प्रतिबंध लगा दिया गया है, जिसके असंक्रमित अंडे अंत तक विकसित होने की अत्यधिक संभावना है। यह उत्सुक है कि इस मामले में संतान पुरुष है (आमतौर पर महिलाओं को पार्थेनोजेनेसिस के दौरान प्राप्त किया जाता है)। पहेली आसानी से हल हो जाती है: यदि, उदाहरण के लिए, एक व्यक्ति और ड्रोसोफिला के बीच सेक्स का एक सेट है

पार्थेनोजेनेसिस की अवधारणा

निषेचन के दौरान, शुक्राणु अंडे को उसकी निष्क्रिय अवस्था से बाहर लाता है और उसका विकास शुरू हो जाता है। लेकिन प्रकृति में, ऐसे मामले ज्ञात होते हैं जब एक जीव एक असंक्रमित अंडे से विकसित होता है।

परिभाषा 1

एक निषेचित अंडे से जीव के विकास को कहा जाता है अछूती वंशवृद्धि .

पार्थेनोजेनेसिस के मामले में, नई पीढ़ी में एक अपरिवर्तित पैतृक जीनोटाइप होता है। कुछ प्रजातियों में, पार्थेनोजेनेटिक और उभयलिंगी दोनों आबादी (छिपकली में) मौजूद हो सकती है। अन्य प्रजातियों के लिए, पार्थेनोजेनेसिस प्रजनन का एकमात्र तरीका है (छड़ी कीड़ों में)। ग्राउंड बीटल और डफ़निया में, यौन और पार्थेनोजेनेटिक पीढ़ी स्वाभाविक रूप से वैकल्पिक होती हैं।

कुछ वैज्ञानिक पार्थेनोजेनेसिस को अलैंगिक प्रजनन का एक अलग रूप मानते हैं, क्योंकि यहां कोई यौन प्रक्रिया (मैथुन) नहीं है। अन्य लोग इसे यौन प्रजनन का एक प्रकार मानते हैं, क्योंकि यह यौन कोशिकाएं हैं जो इसमें भाग लेती हैं।

द्विगुणित पार्थेनोजेनेसिस

जानवरों की कई प्रजातियां हैं जिनमें, एक निश्चित अवधि में, बिना उर्वरित अंडे का विकास होता है। इस मामले में, अंडे के नाभिक में गुणसूत्रों की संख्या दोगुनी हो जाती है और वे द्विगुणित हो जाते हैं (या अंडे के निर्माण के दौरान अर्धसूत्रीविभाजन नहीं होता है)।

उदाहरण 1

उदाहरण के लिए, वसंत, ग्रीष्म, शुरुआती शरद ऋतु (अर्थात, अधिकांश वर्ष) के दौरान पहले से ही ऊपर उल्लिखित ग्राउंड बीटल और डैफ़निया में, प्रजनन केवल पार्थेनोजेनेटिक रूप से होता है। निषेचित अंडे से केवल मादा विकसित होती है। शरद ऋतु में, नर दिखाई देते हैं और निषेचन की प्रक्रिया होती है। निषेचित अंडे सर्दियों को सहन करते हैं। वसंत ऋतु में, पार्थेनोजेनेटिक प्रजनन में सक्षम मादाएं फिर से उनसे विकसित होती हैं।

द्विगुणित पार्थेनोजेनेसिस इन प्रजातियों की आबादी के तेजी से प्रजनन में योगदान देता है।

अगुणित पार्थेनोजेनेसिस

मधुमक्खियों और कुछ अन्य कीड़ों में, निषेचित अंडे से मादा विकसित होती है। इनमें से कामकाजी व्यक्ति (अविकसित मादा) और गर्भाशय बनते हैं। ड्रोन (पार्थेनोजेनेटिक नर) निषेचित अंडे से विकसित होते हैं। पुरुष कोशिकाओं में गुणसूत्रों का एक अगुणित समूह होता है। शुक्राणु के निर्माण के दौरान अर्धसूत्रीविभाजन नहीं होता है और शुक्राणुओं में गुणसूत्रों की संख्या कम नहीं होती है। इसलिए, निषेचन के दौरान, जीवों को गुणसूत्रों का एक द्विगुणित सेट प्राप्त होता है।

कृत्रिम पार्थेनोजेनेसिस

अनुसंधान के दौरान वैज्ञानिक-भ्रूणविज्ञानी बिना निषेचन के अंडे के विकास को प्रोत्साहित करने में सक्षम थे। उन्होंने कुछ उत्तेजनाओं को एक उत्तेजक कारक (उच्च या निम्न तापमान के रासायनिक, यांत्रिक या अल्पकालिक प्रभाव, आदि) के रूप में इस्तेमाल किया। इन उत्तेजनाओं के प्रभाव ने अंडे की उत्तेजना और निषेचन झिल्ली के निर्माण की शुरुआत में योगदान दिया।

टिप्पणी 1

कृत्रिम पार्थेनोजेनेसिस की घटना का सक्रिय रूप से उपयोग किया जाता है, उदाहरण के लिए, रेशमकीट पालन में रेशमकीट के लिंग को समायोजित करने के लिए।

एंड्रोजेनेसिस

विज्ञान में, ऐसे मामले हैं जब अंडे का केंद्रक नष्ट हो गया था। उसी समय, अंडे ने खुद को निषेचित करने की क्षमता बरकरार रखी। तब शुक्राणु नाभिक ने अंडे में एक केंद्रीय स्थान पर कब्जा कर लिया। अंडा कोशिका आगे पार्थेनोजेनेटिक रूप से विकसित हुई, लेकिन एक शुक्राणुजन नाभिक के साथ। परिणामी नए जीव में केवल पैतृक विशेषताएं थीं। इस घटना को विज्ञान में इस रूप में जाना जाता है एंड्रोजेनेसिस .

पार्थेनोजेनेसिस की घटना, शायद, पर्यावरणीय परिस्थितियों में अचानक परिवर्तन के लिए जीव की प्रतिक्रिया के रूप में उत्पन्न हुई। इन परिवर्तनों ने निषेचन की असंभवता को जन्म दिया। इसलिए, व्यक्ति बच गए। जिसमें अंडा स्वतंत्र रूप से विकसित होने लगा। इस अनुकूलन ने प्रजातियों को अपरिचित और बदलती परिस्थितियों में जीवित रहने की अनुमति दी है। प्रजनन कार्य में पार्थेनोजेनेसिस की विधि बहुत उपयोगी हो सकती है।