Mekanisme biologis pembuahan dan proses pembentukan seks. Proses pembuahan sel telur. Struktur sperma dan sel telur

Pertumbuhan, pematangan gamet dan keadaan-keadaan lain yang mengarah pada pertemuan sel-sel reproduksi pria dan wanita hanya memiliki arti awal dalam perjalanan menuju penyatuan mereka. Penetrasi sperma ke dalam sel telur dan penyatuan substansi inti kedua sel merupakan puncak dari proses pembuahan dan menandai dimulainya kehidupan individu baru.

Pengamatan langsung hubungan gamet pada mamalia sangat kecil dan terpisah-pisah. Namun, jika membandingkan pengamatan ini dengan data yang lebih luas yang diperoleh dari penelitian hewan air di mana pembuahan terjadi di luar tubuh induknya, tidaklah sulit untuk membayangkan keseluruhan rangkaian kejadiannya.

Jika seksual hubungan intim antara pria dan wanita sehat terjadi sekitar waktu ovulasi, hanya membutuhkan waktu beberapa jam agar sel telur yang memasuki ujung fimbria tuba falopi dikelilingi oleh sejumlah besar sperma, dan hanya satu yang menembus sel telur. Segera setelah sperma ditanamkan, sel telur mengalami perubahan yang bertujuan untuk mencegah penetrasi sperma lain ke dalamnya.

Fenomena ini bisa Sangat mudah untuk mengamati di bawah mikroskop pada banyak spesies laut ketika melakukan percobaan di piring berisi air laut. Begitu sperma dimasukkan ke dalam cangkir berisi sel telur, mereka langsung terlihat berkerumun di sekitar setiap sel telur. Meskipun volume sel telur relatif besar, ia bahkan dapat diputar di bawah pengaruh upaya gabungan sperma.

Saat sendirian sperma menembus telur, cangkang permukaannya segera menebal dan menjadi kurang permeabel; pada saat yang sama, sperma yang tersisa kehilangan aktivitas terarahnya, dan tak lama kemudian hanya satu sperma yang tersisa di sekitar sel telur yang telah dibuahi. Bahwa perubahan-perubahan ini disebabkan oleh pembuahan sel telur, dan bukan karena hilangnya aktivitas sperma lain, dapat dengan mudah dibuktikan dengan menambahkan sel telur yang tidak dibuahi ke dalam cawan dan mengamati pembuahannya oleh sisa sperma.

DI DALAM telur Hanya kepala sperma (yang hampir seluruhnya terdiri dari bahan inti) dan leher (berisi alat sentrosom) yang melakukan penetrasi. Ekornya menghilang saat sperma menembus. Di dalam sel telur, zat inti yang terdapat di kepala sperma segera kehilangan tampilan kompaknya dan kromosom terungkap di dalamnya. Dalam keadaan ini disebut pronukleus laki-laki.

Biasanya mamalia dalam oogenesis, pembelahan pematangan pertama diamati segera setelah ovulasi, dan pembelahan pematangan kedua mungkin tertunda sampai sperma menembus sel telur. Namun, begitu sperma menembus sel telur, semua proses diaktifkan dengan cepat dan pada saat pronukleus jantan terbentuk, pembelahan pematangan kedua selesai. Inti sel telur mulai saat ini disebut pronukleus betina.

Pemupukan berakhir hanya ketika kromosom pronuklei pria dan wanita bergabung bersama. Karena setiap pronukleus mengandung satu set kromosom haploid, set kromosom diploid lengkap yang merupakan karakteristik spesies tertentu dipulihkan dalam sel telur yang telah dibuahi.

Di antara penetrasi ke dalam sel telur sperma dan dengan menggabungkan kromosom dari kedua pronuklei, alat sentrosom yang dikirimkan oleh sperma membentuk gelendong mitosis. Selama periode ini, kromosom mempersiapkan pembelahan mitosis pertama dari sel telur yang telah dibuahi. Pembelahan ini biasanya terjadi segera setelah penyatuan pronuklei, namun mekanisme aktivasinya sangat kompleks dan sifatnya masih belum diketahui.

Jelas bahwa ini tidak sebatas menghubungkan saja pronukleus jantan dan betina, karena pada beberapa hewan tingkat rendah, yang gametnya mudah diakses untuk eksperimen, spermatozoa dapat mulai membelah di sitoplasma sel telur dengan inti selnya telah dihilangkan. Dalam kasus lain, sperma yang inti selnya telah rusak permanen akibat sinar radium masih dapat menembus sel telur dan menyebabkan sel telur membelah.

Lebih-lebih lagi, telur Banyak hewan tingkat rendah dapat mulai berkembang tanpa adanya sperma, di bawah pengaruh rangsangan mekanis atau kimiawi yang sesuai, yang disebut partenogenesis buatan. Namun, biasanya, dalam kasus seperti ini, perkembangannya jauh lebih lemah dan tidak berlangsung lama. Aktivasi pembelahan sel tidak cukup tanpa adanya spermatozoa rantai penuh yang diperlukan untuk mempertahankan kekuatan pertumbuhan normal.

Budaya seksual adalah bagian dari budaya umum.

Pola kedua adalah perubahan hubungan antara biologis dan sosial, perannya dalam perkembangan seksualitas.

Yang pertama adalah pentahapan.

Untuk semua tahap perkembangan psikoseksual, serta untuk setiap tahap tahap III, terdapat pola umum,

Akibat meningkatnya kecenderungan berfantasi dan tertundanya realisasi libido yang disebabkan oleh faktor sosial, perempuan lebih rentan mengalami penyimpangan perkembangan psikoseksual.

Kesinambungan dan keterkaitan tahapan-tahapan (tahapan), serta pelanggaran-pelanggarannya, mewakili pola ketiga perkembangan psikoseksual, dan pada setiap tahapan (tahap) pembentukan seksualitas ada pembentukan tahap berikutnya.

Seolah-olah sebuah rangkaian tahapan terbentuk(tahapan), dan hilangnya salah satu dari tahapan tersebut karena satu dan lain alasan mendistorsi jalannya tahapan berikutnya dan, pada akhirnya, pembentukan seluruh seksualitas.

Tidak adanya atau terganggunya tahap awal Perkembangan psikoseksual menyebabkan deformasi besar yang mempengaruhi inti kepribadian, yang jika dianalogikan dengan psikopati, dapat disebut “nuklir”.

Pembagian perkembangan psikoseksual ke dalam tahapan-tahapan bersifat sewenang-wenang, karena identitas seksual, peran gender, dan orientasi psikoseksual saling berkaitan erat dan merupakan struktur dinamis yang berubah tidak hanya dalam proses pembentukannya, tetapi juga sepanjang kehidupan selanjutnya, meskipun fondasi seluruh komponen seksualitas telah diletakkan selama pembentukannya.

Konsep “Pendidikan Seks” dan “Pendidikan Seks”.

Pendidikan seks, suatu sistem tindakan medis dan pedagogis untuk menanamkan pada orang tua, anak-anak, remaja dan remaja sikap yang benar terhadap isu gender.

Tujuan dari P.v. - mendorong tumbuh kembang generasi muda yang harmonis, meningkatkan pengetahuan seksologis, terbentuknya fungsi reproduksi secara utuh, rasa tanggung jawab terhadap kesehatan dan kesejahteraan calon istri (suami), anak, yaitu memperkokoh perkawinan dan keluarga.

Oleh karena itu, P.v. dikaitkan dengan masalah medis, pedagogis dan sosial yang kompleks, di mana aspek fisiologis, higienis, pedagogis, moral, etika dan estetika saling terkait erat.

Selama berabad-abad, penafsiran pertanyaan P. v. ditentukan oleh tradisi yang disucikan oleh agama. Baru pada abad ke-20. Upaya pendekatan ilmiah terhadap masalah P. v. dimulai; pada paruh kedua abad ke-20. Minat terhadap hal-hal tersebut semakin meluas tidak hanya di kalangan guru spesialis, seksolog, dll., namun juga di kalangan masyarakat dan lembaga pemerintah. Hal ini terutama disebabkan oleh tersebarnya pandangan di kalangan pemuda di banyak negara kapitalis yang menyangkal segala pembatasan dan norma moral dalam kehidupan seksual (“satu moralitas seksual - cinta bebas”), hingga meningkatnya penyakit menular seksual, aborsi dan persalinan pada anak di bawah umur, dsb. d.

Di banyak negara (AS, Swedia, Jerman, Jerman Timur, dll.), sebagian besar pendidikan seks dilakukan - pengenalan rinci kepada anak-anak dan remaja (mulai dari usia prasekolah senior dan sekolah dasar) dengan anatomi, fisiologis, seksologis, higienis, dan lainnya. informasi terkait isu gender dan seksualitas.

Di Uni Soviet P.v. mencakup pendidikan seksualitas pada tahap selanjutnya (mulai kelas 8 sekolah menengah).

Prinsip P.v. mengikuti prinsip-prinsip umum pekerjaan pendidikan:

Ini dilakukan sebagai bagian integral dari keseluruhan rangkaian kegiatan pendidikan di keluarga, lembaga prasekolah, sekolah, organisasi pemuda, dll.

Berdasarkan pendekatan terpadu dari orang tua, guru dan pendidik, serta tenaga medis;

Ini memiliki sifat yang berbeda - sesuai dengan jenis kelamin, usia dan tingkat kesiapan anak (orang tua) - dan bertahap (berturut-turut); menyiratkan kombinasi dengan suasana moral yang baik dan kondisi higienis.

Dalam P.v. Beberapa tahapan dibedakan secara kondisional.

Pada usia 2-3 tahun, seorang anak mengembangkan kesadaran akan jenis kelamin tertentu, pemahaman tentang perbedaan struktur tubuh laki-laki dan perempuan, dan pertanyaan seperti “Dari mana saya berasal?” Pengamatan dan pertanyaan ini merupakan konsekuensi dari proses alami pembelajaran tentang dunia sekitar kita; belum bersifat seksual. Disarankan untuk menjawabnya dalam bentuk yang dapat diakses oleh anak, singkat, tanpa detail yang berlebihan (misalnya deskripsi struktur dan fungsi alat kelamin), karena hal tersebut dapat membangkitkan minat anak pada detail seksual yang tidak ia miliki. menyadarinya dan, tentu saja, tidak bertanya.

Karena, sebagai suatu peraturan, jawaban yang lebih akurat untuk pertanyaan “Dari mana asal bayi?” anak berusaha menerima hanya pada usia 5-7 tahun, dan pertanyaan tentang peran ayah dalam kelahirannya mulai muncul pada diri anak pada usia 6-8 tahun (P. Neubert), hingga saat ini anak-anak adalah cukup puas dengan jawaban formal seperti: “Aku melahirkanmu di rumah sakit bersalin”, “Kamu tumbuh di perutku”, dll. Anda dapat memberikan contoh dari kehidupan binatang, tetapi Anda tidak boleh menghindari jawaban atau menggunakan dongeng tentang “kubis”, “bangau”, “bazaar”, dll. Rasa malu orang yang lebih tua, penolakan mereka untuk menjawab pertanyaan atau kebohongan yang segera terungkap menyebabkan ketidakpercayaan anak terhadap mereka, meningkatnya minat pada sisi misterius kehidupan dan kebutuhan untuk memuaskan rasa ingin tahu dengan bantuan kawan-kawan yang lebih tua yang lebih “berpengetahuan”.

Tahap 2 Anak-anak usia sekolah dasar diajari aturan moral, etika, dan kebersihan umum yang penting untuk perkembangan seksual normal. Peran penting, seperti pada tahap lain abad P., dimainkan oleh pengorganisasian rejimen dan nutrisi yang rasional. Pada usia prasekolah dan sekolah dasar, seorang anak bisa jatuh cinta (biasanya dengan orang yang lebih tua, biasanya tampan atau kuat), berusaha untuk lebih dekat dengan orang yang dicintainya, membelainya, dan merawatnya. Dalam kasus seperti itu, Anda tidak boleh memusatkan perhatian Anda pada jatuh cinta ini, Anda harus mencoba mengalihkan perhatian anak ke permainan baru, membaca, dan aktivitas lainnya - jatuh cinta akan hilang dengan sendirinya. Seperti pada tahap pengasuhan anak lainnya, contoh positif tentang hubungan yang benar antara orang tua dan orang dewasa lainnya sangatlah penting.

Masa pubertas berhubungan dengan tahap ke-3 abad P.. Biasanya, periode ini tidak disertai masalah kesehatan; Peningkatan kelelahan, lekas marah, dan penurunan perhatian dapat diamati. Tugas orang tua adalah memberi anak informasi yang diperlukan tentang karakteristik fisiologis organisme yang sedang tumbuh dan mengajarinya aturan kebersihan khusus yang sesuai. Pertama-tama, orang tua perlu mempersiapkan anak perempuan untuk menghadapi menstruasi (lihat Siklus menstruasi) - menurut survei, 70% anak perempuan mengetahui hal ini dari ibu mereka; anak laki-laki - untuk mimpi basah. Penting untuk mengajari anak perempuan tentang aturan toilet khusus, membuat catatan harian menstruasi, berbicara tentang pakaian, nutrisi, rezim selama periode ini, dll. Anak laki-laki juga harus diajari bahwa mimpi basah adalah fenomena alami dan memerlukan kebersihan dasar. Perjuangan yang gigih namun bijaksana melawan penyalahgunaan masturbasi, yang merupakan hal yang biasa terjadi saat ini, diperlukan, dan tidak boleh berbentuk intimidasi dengan konsekuensi yang “mengerikan”.

Tugas utama tahap ke-4 dan ke-5 abad P..(masing-masing remaja usia sekolah menengah dan anak laki-laki dan perempuan yang telah lulus sekolah) - liputan masalah hubungan gender sebagai masalah moral, sosial dan higienis yang kompleks, presentasi tentang dasar-dasar kebersihan kehidupan seksual, pencegahan penyakit menular seksual dan aborsi, masalah moral dan etika serta kebersihan pernikahan.

Dimulai dengan masa pubertas, remaja mencari dan menegaskan cita-citanya; Mereka sangat kritis, mudah berkonflik dengan orang dewasa, sering melebih-lebihkan kebaikan moral mereka sendiri atau, sebaliknya, menderita karena kekurangan yang mereka bayangkan. Motif utama perilaku wanita yang sedang bangkit lambat laun menjadi keinginan untuk menyenangkan orang lain, kemudian perwakilan pria, keinginan akan empati, cinta dan kasih sayang. Untuk menarik perhatian, para gadis berusaha memperbaiki penampilannya dengan gaya rambut, pakaian, dan kosmetik yang modis. Pada saat yang sama, minat terhadap informasi yang lebih akurat tentang “rahasia” cinta semakin meningkat. Para remaja putra menegaskan “aku” mereka di bawah moto “Saya bisa melakukan apa saja sebagai orang dewasa” (termasuk merokok, minum minuman beralkohol, dll.), dan mulai memperhatikan perempuan. Seringkali, keterikatan sebelumnya dengan teman (untuk perempuan) dan kawan (untuk laki-laki) secara bertahap memudar ke latar belakang. Kaum muda berusaha untuk menekan keinginan-keinginan yang tidak jelas dalam diri mereka, tetapi tidak tahu bagaimana melakukan hal ini, tidak tahu bagaimana bergaul dengan teman-teman lawan jenis, dan sering mencari bantuan dan dukungan dari orang dewasa, tetapi hanya jika mereka memang demikian. bijaksana. Nasehat orang tua dan guru mengenai tingkah laku diterima dengan rasa syukur, kecuali jika bersifat keharusan atau larangan (dalam hal ini larangan itu dilanggar secara terang-terangan atau diam-diam). Kemampuan orang dewasa untuk melihat keindahan (dalam alam, seni, pekerjaan, manusia), menjadikan dirinya menyenangkan bagi orang lain, memperlakukan orang lain dengan hormat dan perhatian menarik perhatian kaum muda dan mempengaruhinya.

Suatu proses kompleks di mana sperma berinteraksi dengan oosit homolog, menghasilkan pembentukan organisme baru. Penyatuan dua gamet pada mamalia diawali dengan pergerakannya sepanjang saluran reproduksi organisme jantan dan betina, berlanjut hingga bertemu di saluran reproduksi betina. Interaksi selanjutnya antara kedua gamet terjadi dalam beberapa tahap, diakhiri dengan peleburan keduanya membentuk zigot:

Ikatan sperma dengan membran oosit;
aktivasi oosit;
pembentukan pronuklei jantan dan betina;
inisiasi pembelahan sel dan perkembangan embrio awal.

Selama 20 tahun terakhir, upaya telah dilakukan upaya yang signifikan, bertujuan untuk mengidentifikasi molekul dan jalur sinyal yang relevan dengan interaksi gamet. Interaksi dan pertukaran informasi antara dua sel yang benar-benar asing dilakukan dengan menggunakan banyak faktor biologis, fisiologis, dan genetik. Sebagian besar pengetahuan kita tentang interaksi sel germinal diperoleh dari hewan, dan terutama didasarkan pada data yang diperoleh dari model tikus. Meskipun banyak molekul yang terlibat dalam pembuahan yang diidentifikasi dalam model tikus telah disimpan pada manusia, kemampuan untuk mengekstrapolasi temuan ini ke manusia masih kontroversial.

Utama metode eksperimen IVF digunakan untuk mempelajari mekanisme interaksi seluler dan molekuler antara sperma dan oosit. Kini IVF telah menjadi prosedur rutin (baik untuk hewan laboratorium maupun manusia), banyak faktor kunci yang diperlukan untuk pembuahan telah diidentifikasi.

Artikel lebih lanjut di situs web kami merangkum pengetahuan modern tentang mekanisme molekuler dan seluler pemupukan, berfokus pada pemahaman terkini tentang proses biologis seluler dan peristiwa molekuler yang relevan dengan implantasi embrio dan implikasinya terhadap pengobatan reproduksi klinis.

Sejarah studi tentang fertilisasi

Hingga pada abad ke-17. modern biologi reproduksi dan perkembangan, yang paling luas adalah doktrin “benih” aliran pluralistik aliran Pythagoras, yang perwakilannya adalah Anaxagoras dari Klazomen dan Empedocles dari Akragas (abad ke-5 SM). Dalam istilah reproduksi manusia, istilah “pluralisme” berarti bahwa janin berasal dari dua “benih” induk. Hippocrates (c. 460-370 SM) berpendapat bahwa “benih” dihasilkan oleh seluruh bagian tubuh, dan setiap “benih” mengandung prinsip laki-laki dan perempuan; Pada saat pembuahan, bagian tubuh yang menyerupai satu atau beberapa orang tua diturunkan kepada keturunannya.

Satu abad kemudian Aristoteles(384-322 SM) mengkritik teori Hippocrates. Menurut pandangan Aristoteles, hanya benih laki-laki yang berperan dalam perkembangan janin, sedangkan peran perempuan direduksi menjadi pemberi darah menstruasi kepada janin. Ia juga memperhatikan bahwa terkadang anak-anak lebih mirip kakek-neneknya daripada orang tuanya. Fakta bahwa “benih” jaringan dan darah mungkin tidak muncul sama sekali pada anak-anak, melainkan hanya muncul pada cucu, sulit dijelaskan. Aristoteles berteori bahwa air mani laki-laki adalah campuran bahan-bahan, kadang-kadang tersusun tidak sempurna, sehingga bahan-bahan dari generasi sebelumnya bisa lolos tanpa disadari. Aristoteles memaparkan sebagian besar gagasannya dalam risalahnya “Tentang Asal Usul Hewan”.

Ini adalah salah satu pekerjaan pertama yang diselesaikan embriologi. Selain itu, Aristoteles adalah orang pertama yang menggunakan ilustrasi dalam risalahnya, yang memungkinkan untuk lebih memahami ide-idenya.

Galen(130-201 SM), yang dianggap sebagai dokter Yunani terhebat sejak Hippocrates dan pendiri fisiologi eksperimental, berbagi pandangan Hippocrates tentang kontribusi gabungan "benih" jantan dan betina terhadap reproduksi, tetapi percaya bahwa masing-masing hanya mengandung satu unsur. Pada abad ke-17, beberapa penemuan luar biasa memberikan dorongan bagi arah ilmiah baru dalam biologi reproduksi. William Harvey (1578-1657) pertama kali mengusulkan bahwa manusia dan mamalia lain bereproduksi melalui pembuahan oosit oleh sperma.

Namun, sang pendiri biologi reproduksi modern banyak penulis menganggap Rainier de Graaff (1641-1673). De Graaf pada tahun 1672 yang menetapkan bahwa sumber sel telur adalah testis wanita, yang sekarang kita sebut ovarium. Lima tahun kemudian, mahasiswa kedokteran Johann Ham pertama kali melihat sperma di bawah mikroskop dalam cairan mani, seperti dilansir Anthony van Leeuwenhoek. Dia menyebutnya “animalcules” dan menyarankan agar mereka muncul selama penguraian cairan mani.

Leeuwenhoek(1632-1723) adalah ilmuwan pertama yang membuat penjelasan rinci tentang sperma sebagai komponen penyusun air mani. Dia juga berpendapat bahwa pembuahan terjadi ketika sperma menembus sel telur, namun para ilmuwan tidak dapat mengamati proses ini hingga abad berikutnya karena buruknya kualitas mikroskop yang tersedia pada saat itu.

Revolusioner lainnya untuk ilmiah pemikiran penemuan ini dilakukan oleh pendeta dan ahli fisiologi Italia Lazzaro Spallanzani pada tahun 1779. Hingga saat itu, pengetahuan tentang reproduksi didasarkan pada contoh tumbuhan. Dipercayai bahwa embrio adalah “turunan dari benih jantan yang tumbuh di tanah betina”. Dalam eksperimennya, Spallanzani adalah orang pertama yang membuktikan bahwa kontak fisik antara sel telur dan sperma diperlukan untuk perkembangan embrio. Spallanzani berhasil melakukan serangkaian inseminasi katak, ikan, dan anjing.

Pertama inseminasi buatan yang berhasil wanita diproduksi 11 tahun setelah eksperimen Spallanzani. Pada tahun 1790, ahli anatomi dan ahli bedah terkenal Skotlandia Dr. John Hunter melaporkan keberhasilan inseminasi istri seorang pedagang produsen sperma. Semua penemuan ini mengarah pada penciptaan teknologi reproduksi modern, berkat anak pertama yang dikandung melalui IVF (metode yang dikembangkan oleh Edwards dan Steptoe) lahir pada tanggal 25 Juli 1978.

Pemupukan adalah mekanisme kompleks dari proses yang berurutan, hanya dengan kepatuhan yang ketat terhadap kondisi yang memungkinkan seseorang memperoleh kehamilan yang diinginkan. Jadi, seorang wanita harus memiliki sel telur yang matang, saluran tuba yang bisa dilewati, dan ketebalan mukosa rahim yang cukup, yang harus siap untuk menempelnya sel telur yang telah dibuahi. Setelah implantasi, tubuh wanita harus memberikan dukungan hormonal untuk kehamilan.

Seorang pria harus memiliki jumlah sperma dewasa motil yang normal secara morfologis dalam jumlah yang cukup yang mampu menembus serviks ke dalam rongga rahim, saluran tuba dan membuahi sel telur.

Pada wanita, sel kelamin disebut sel telur, dan pada pria disebut sperma.

Sel telur menyerupai sel biasa, berbentuk bulat, memiliki inti yang mengandung DNA (materi genetik ibu), sitoplasma dan membran. Sel dikelilingi oleh apa yang disebut “mahkota bercahaya”, yang terdiri dari sel-sel pelindung.

Sperma memiliki struktur yang berbeda secara mendasar. Hal ini disebabkan oleh fungsinya: perlu mengatasi jarak dari leher rahim ke bagian ovarium tuba falopi. Sperma memiliki kepala (yang berisi DNA: materi genetik ayah), leher, dan ekor. Di kepala sperma terdapat struktur khusus - akrosom, yang mengandung enzim yang memfasilitasi penetrasi sperma ke dalam sel telur.

Perbedaan mendasar antara organisme betina dan jantan adalah bahwa persediaan telur dalam tubuh betina sangat terbatas dan diletakkan selama perkembangan prenatal pada anak perempuan. Ketika persediaan folikel bawaan habis, seorang wanita kehilangan fungsi reproduksi (menopause). Pada tubuh pria, proses pembentukan sperma tidak bergantung pada usia dan bersifat konstan.

Proses fisiologis pembuahan

Proses pembuahan sepenuhnya bergantung pada regulasi hormonal, keadaan psiko-emosional tubuh wanita, faktor lingkungan, dll. Siklus menstruasi secara kondisional dimulai pada hari pertama menstruasi, ketika latar belakang hormonal “dinolkan”. Saat itulah pertumbuhan kelompok folikel dimulai, dari mana satu folikel dipilih pada hari ke 5-7 siklus menstruasi. Ketika folikel mencapai ukuran 18-25 mm (biasanya pada hari ke 12-14 siklus menstruasi), terjadi ovulasi.

Akibatnya, sel telur dilepaskan ke dalam rongga perut, dari sana, dengan bantuan fimbriae (pertumbuhan khusus tuba falopi), sel telur memasuki bagian ovarium tuba falopi, tempat ia bertemu dengan sperma, yang, pada gilirannya, setelah ejakulasi, menempuh perjalanan jauh selama beberapa jam melalui saluran kelamin wanita. Sebagai hasil dari pertemuan ini, dengan adanya kondisi lingkungan yang menguntungkan, terjadilah pembuahan.

Selanjutnya, embrio yang sudah membelah (zigot - mengandung materi genetik ibu dan ayah) berjalan melalui saluran tuba menuju rahim karena kontraksi peristaltik dinding saluran tuba, pergerakan vili dan aliran cairan kapiler. Selanjutnya, memasuki rongga rahim, embrio menempel pada salah satu dinding rahim, terjadi implantasi dan perkembangan embrio lebih lanjut.

Kondisi yang diperlukan agar proses pembuahan berhasil:

pematangan folikel di ovarium, sel telur siap untuk pembuahan;

ovulasi, fungsi korpus luteum yang memadai;

konsentrasi normal sperma aktif berkualitas tinggi;

penetrasi sperma ke saluran tuba, pergerakannya melalui saluran genital wanita, kemampuan untuk membuahi;

Fertilisasi, momen awal munculnya individualitas genetik baru, merupakan proses penggabungan gamet betina dan jantan.

Sebagai hasil pembuahan, embrio satu sel dengan set kromosom diploid muncul dan rangkaian peristiwa yang mendasari perkembangan organisme diaktifkan.

Signifikansi biologis dari pembuahan sangat besar: sebagai prasyarat bagi perkembangan individualitas baru, sekaligus merupakan syarat bagi kelangsungan hidup dan evolusi spesies.

Perlu ditegaskan bahwa pembuahan bukanlah suatu tindakan yang dilakukan satu kali saja, melainkan suatu proses yang memakan waktu kurang lebih lama. Ini adalah proses multi-tahap, yang membedakan tahapan berikut: ketertarikan sperma oleh sel telur, pengikatan gamet dan, terakhir, peleburan sel reproduksi pria dan wanita. Dalam literatur ilmiah, peristiwa yang berhubungan dengan konvergensi gamet kadang disebut inseminasi, yang membedakannya antara inseminasi eksternal dan internal, bergantung pada apakah sel reproduksi jantan dilepaskan ke lingkungan atau ke alat kelamin betina. Inseminasi eksternal merupakan ciri khas hewan yang hidup di lingkungan perairan. Inseminasi internal terutama merupakan ciri hewan darat, meskipun cukup umum terjadi pada penghuni lingkungan perairan. Inseminasi dapat dilakukan secara gratis, dimana seluruh area oosit dapat diakses oleh sperma, namun dapat juga dibatasi, bila terdapat membran padat dengan mikropil pada permukaan sel telur. Selama inseminasi internal pada sejumlah hewan, gamet jantan dipindahkan ke betina dalam bentuk spermatofor, kapsul khusus berisi sperma. Spermatofor pertama-tama dilepaskan ke lingkungan dan kemudian ditransfer ke saluran reproduksi wanita dengan satu atau lain cara.

Koneksi gamet menentukan kemungkinan karyogami, atau fusi nuklir. Berkat karyogami, terjadi penyatuan kromosom ayah dan ibu, yang mengarah pada pembentukan genom individu baru. Sebagai hasil peleburan gamet, zigot diploid muncul, kemampuan replikasi DNA dipulihkan, dan persiapan pembelahan pembelahan dimulai. Mekanisme aktivasi telur untuk perkembangan relatif otonom. Penyertaannya dapat dilakukan selain pembuahan, yang terjadi, misalnya, selama perkembangan perawan alami atau buatan, atau partenogenesis.

Ketertarikan terhadap masalah pembuahan jauh melampaui lingkup embriologi itu sendiri. Fusi gamet adalah model yang berguna untuk mempelajari mekanisme molekuler dan seluler dari interaksi membran sel tertentu; untuk mempelajari dasar molekuler aktivasi metabolisme dan proliferasi sel somatik. Yang juga menjadi perhatian biologis secara umum adalah bahwa pembuahan merupakan contoh yang mencolok dan, mungkin, unik dari pembalikan diferensiasi sel secara menyeluruh. Memang, sel germinal yang sangat terspesialisasi tidak mampu bereproduksi sendiri. Mereka haploid dan tidak dapat membelah. Namun, setelah fusi mereka berubah menjadi sel totipoten, yang berfungsi sebagai sumber pembentukan semua jenis sel yang melekat pada organisme tertentu.

Sejarah penemuan pembuahan hilang ditelan kabut waktu. Bagaimanapun, pada abad ke-18, naturalis Italia Kepala Biara Lazzaro Spallanzani (1729-1799) secara eksperimental membuktikan bahwa pembuahan bergantung pada keberadaan sperma, dan untuk pertama kalinya melakukan inseminasi buatan pada telur katak, mencampurkannya dengan sperma yang diperoleh dari testis. Namun demikian, makna peristiwa yang terjadi dalam kasus ini masih belum jelas sampai kuartal terakhir abad ke-19, ketika Oscar Hertwig (1849-1922) pada akhir tahun 1870-an, yang mempelajari fertilisasi pada bulu babi, sampai pada kesimpulan bahwa esensi dari proses ini adalah peleburan inti sel germinal. Bersama dengan karya Eduard van Beneden dari Belgia (1883, cacing gelang), ilmuwan Jerman Theodor Boveri (1887, cacing gelang), dan ahli zoologi Swiss Hermann Fohl (1887, bintang laut), penelitian O. Hertwig meletakkan dasar bagi gagasan modern tentang pemupukan. Perlu ditegaskan bahwa karya-karya inilah yang menjadi dasar kuat asumsi bahwa inti adalah pembawa sifat turun-temurun. Adalah T. Boveri (1862-1915), dalam serangkaian studi sitologi yang brilian, yang pada akhir tahun 1880-an memperkuat teori individualitas kromosom dan menciptakan dasar sitogenetika.

Segera setelah esensi pembuahan dijelaskan, para peneliti memusatkan perhatian mereka pada mekanisme yang mendasari proses ini. Bidang penelitian ini tetap relevan hingga saat ini. Pimpinan dalam pengembangan teori pembuahan adalah milik peneliti Amerika Frank Lilly (1862-1915). Saat mempelajari sifat-sifat “air telur”, yaitu air laut yang didalamnya terdapat telur bulu babi Arbacia atau polychaete Nereis yang tidak dibuahi selama beberapa waktu, Lilly menemukan bahwa ada zat yang dilepaskan dari telur yang memiliki kemampuan tersebut. rekatkan sperma menjadi gumpalan. Aglutinasi yang diamati ternyata spesifik untuk spesies, dan Lilly menyebut faktor aglutinasi yang dikeluarkan oleh sel telur yang tidak dibuahi sebagai zat pembuahan, atau pupuk(dari bahasa Inggris fertilisasi - fertilisasi). Inti dari teori pembuahan Lilly adalah pengakuan bahwa di daerah perifer sel telur terdapat fertilisin, yang memiliki afinitas terhadap reseptor permukaan sperma (sperma antifertilisin). Berkat afinitas ini, fertilizin, menurut Lilly, mengikat sperma. Namun, untuk mengklaim universalitas dan menjelaskan tidak hanya mekanisme penyatuan gamet, tetapi juga alasan aglutinasi sperma, kemungkinan mencegah polispermia, tingginya spesifisitas proses pembuahan, dll., teori pembuahan memerlukan banyak asumsi, di bawah kuk yang akhirnya padam.

Sudah dalam studi awal tentang pembuahan, gagasan tentang gamon muncul - zat yang memastikan aktivasi atau pemblokiran tahap pembuahan individu. Sesuai dengan asalnya, mereka membedakan gynogamone yang disekresikan oleh telur, dan androgamon yang diproduksi oleh sel reproduksi pria. Oleh karena itu, diyakini bahwa gynogamon 1, yang menyebar dari sel telur, mengaktifkan pergerakan sperma, mengatasi aksi androgamon 1, yang menghambat pergerakan sperma. Gynogamon 2 adalah sinonim untuk fertilisin, dan androgamon 2 adalah antifertilisin sperma.

Pada tahun lima puluhan abad ke-20, gagasan interaksi fertilisin dengan antifertilisin diubah menjadi hipotesis fagositosis spesifik. Menurut konsep ini, kehadiran molekul yang berinteraksi pada permukaan sel telur dan sperma memberikan reaksi kilat komplementer yang memungkinkan sperma diserap ke dalam sel telur.

Meskipun terdapat beberapa spekulatif, hipotesis ini dan banyak hipotesis serupa lainnya tentang mekanisme interaksi antara sperma dan sel telur memainkan peran positif, mengungkapkan, pertama, keberadaan seluruh keluarga molekul spesifik pada permukaan gamet yang berinteraksi dan, kedua, permulaan sistematik. penelitian tentang sifat molekul-molekul ini.

Paruh kedua abad terakhir adalah masa kejayaan penelitian biologi ultrastruktural dan molekuler, yang mengungkapkan berbagai bentuk interaksi seluler spesifik selama pembuahan. Menjadi jelas bahwa teori pembuahan universal, jika memang ada, hanya akan menjadi seperangkat prinsip paling umum untuk mengatur proses ini.

Mekanisme spesifik pembuahan bergantung pada banyak faktor. Cukuplah dikatakan tentang keunikan pembuahan pada hewan dengan inseminasi eksternal dan internal. Jelasnya, perbedaan tertentu dalam proses pembuahan juga disebabkan oleh fakta bahwa pada hewan yang berbeda, penetrasi sperma ke dalam sel telur terjadi pada tahap oogenesis yang berbeda. Pada banyak Annelida, moluska, nematoda, dan krustasea, sperma menembus oosit orde pertama pada tahap profase. Pada Annelida lain, moluska dan serangga - pada tahap metafase oosit primer. Banyak vertebrata dicirikan oleh inseminasi pada tahap metafase oosit sekunder. Pada beberapa coelenterata dan bulu babi, pembuahan terjadi pada tahap telur matang setelah selesainya pembelahan pematangan dan pelepasan badan pengarah atau reduksi. Terakhir, kita pasti ingat betapa beragamnya jenis sperma, di antaranya ada yang berbentuk flagela dan sperma tanpa flagela (misalnya nematoda sperma amoeboid), dengan dan tanpa akrosom, dengan dan tanpa benang akrosom. Secara alami, dalam setiap kasus, mekanisme spesifik yang memastikan interaksi halus antara sel germinal berbeda.

Jika Anda menemukan kesalahan, silakan sorot sepotong teks dan klik Ctrl+Masuk.