Giao tử là gì?

Giao tử là các tế bào sinh sản hoặc tế bào sinh dục hợp nhất trong quá trình sinh sản hữu tính để tạo thành một tế bào mới gọi là hợp tử.

• Giao tử đực được gọi là tinh trùng.
• Giao tử cái là tế bào trứng.

Tinh trùng có khả năng di động và có hình chiếu dài giống như đuôi gọi là roi.

Trứng không di động và tương đối lớn so với giao tử đực.

Ở thực vật mang hạt, phấn hoa là thể giao tử tạo ra tinh trùng đực và tế bào sinh dục cái được chứa trong noãn của thực vật.

Ở động vật, giao tử được tạo ra ở tuyến sinh dục nam và nữ, nơi sản xuất hormone.

Sự hình thành giao tử

Giao tử được hình thành thông qua quá trình phân chia tế bào gọi là giảm phân.

Quá trình phân chia hai bước này tạo ra bốn tế bào con đơn bội.

Tế bào đơn bội chỉ chứa một bộ nhiễm sắc thể. Khi các giao tử đực và cái đơn bội kết hợp trong một quá trình gọi là thụ tinh, chúng tạo thành cái gọi là hợp tử.

Hợp tử là lưỡng bội và chứa hai bộ nhiễm sắc thể.

Giao tử và quá trình thụ tinh

Sự thụ tinh xảy ra khi giao tử đực và cái kết hợp với nhau.

Ở động vật, sự kết hợp giữa tinh trùng và trứng xảy ra trong ống dẫn trứng của đường sinh sản nữ.

Hàng triệu tinh trùng được giải phóng trong quá trình quan hệ tình dục và chúng di chuyển từ âm đạo đến ống dẫn trứng.

Quá trình thụ tinh

Tinh trùng được trang bị đặc biệt các chất xúc tác đào hang và cơ chế thụ tinh cho trứng.

Vùng đầu của tinh trùng chứa một lớp phủ giống như nắp gọi là acrosome chứa các enzyme giúp tế bào tinh trùng xâm nhập vào zona pellucida, lớp vỏ bên ngoài của màng tế bào trứng.

Khi tinh trùng đến màng tế bào trứng, đầu của nó sẽ hợp nhất với trứng. Điều này kích hoạt giải phóng các chất làm thay đổi màng trong suốt để ngăn chặn bất kỳ tinh trùng nào khác thụ tinh với trứng. Quá trình này rất quan trọng vì sự thụ tinh của nhiều tế bào tinh trùng, hay còn gọi là đa tinh trùng (Polyspermy), sẽ tạo ra hợp tử có thêm nhiễm sắc thể. Polyspermy gây chết hợp tử.

Sự phát triển sau thụ tinh

Sau khi thụ tinh, hai giao tử đơn bội trở thành một hợp tử lưỡng bội.

Hợp tử của con người có 23 cặp nhiễm sắc thể tương đồng và tổng cộng 46 nhiễm sắc thể – một nửa từ mẹ và một nửa từ cha. Hợp tử tiếp tục phân chia theo nguyên phân cho đến khi hình thành một cá thể có đầy đủ chức năng.

Giới tính sinh học của con người này được quyết định bởi nhiễm sắc thể giới tính mà nó thừa hưởng.

Tế bào tinh trùng có thể có nhiễm sắc thể giới tính X hoặc Y, nhưng tế bào trứng chỉ có thể có nhiễm sắc thể X. Một tế bào tinh trùng có nhiễm sắc thể giới tính Y sẽ tạo ra con đực (XY) và tế bào tinh trùng có nhiễm sắc thể giới tính X sẽ tạo ra con cái (XX).

Các kiểu sinh sản hữu tính

Kiểu sinh sản hữu tính của một sinh vật phần lớn phụ thuộc vào kích thước và hình dạng giao tử của nó.

Một số giao tử đực và cái có kích thước và hình dạng giống nhau, trong khi những giao tử khác lại rất khác nhau.

Ví dụ, ở một số loài tảo và nấm, tế bào sinh dục đực và cái gần như giống hệt nhau và cả hai đều có khả năng vận động.

Sự kết hợp của các giao tử tương tự được gọi là đẳng giao (isogamy).

Quá trình giao tử có kích thước và hình dạng không giống nhau được gọi là dị giao tử (anisogamy hoặc heterogamy).

Thực vật bậc cao, động vật và một số loài tảo và nấm biểu hiện một kiểu dị giao đặc biệt gọi là oogamy.

Trong noãn giao, giao tử cái không di động và lớn hơn nhiều so với giao tử đực chuyển động nhanh. Đây là kiểu sinh sản xảy ra ở người.

The post Giao tử là gì? appeared first on NOVAGEN.

Một trong những yêu cầu đối với mọi sinh vật sống là sinh sản. Để duy trì nòi giống và truyền lại các đặc điểm di truyền từ thế hệ này sang thế hệ khác, các loài phải sinh sản. Nếu không sinh sản, một loài có thể bị tuyệt chủng.

Sinh sản có thể xảy ra theo hai cách chính:

• sinh sản vô tính, chỉ cần một bố mẹ
• sinh sản hữu tính, cần giao tử hoặc tế bào sinh dục, từ một con đực và một con cái được tạo ra bởi quá trình phân bào.

Cả hai đều có ưu điểm và nhược điểm, nhưng xét về mặt tiến hóa, sinh sản hữu tính có vẻ là lựa chọn tốt hơn.

Sinh sản hữu tính liên quan đến sự kết hợp giữa di truyền từ cả bố và mẹ và kết quả có thể tạo ra một đứa con “khỏe mạnh” hơn với những đặc điểm thích nghi giúp chịu được những thay đổi của môi trường nếu cần thiết.

Chọn lọc tự nhiên quyết định sự thích nghi nào là thuận lợi và những gen đó được truyền lại cho thế hệ tiếp theo.

Sinh sản hữu tính làm tăng tính đa dạng trong quần thể và mang lại cho chọn lọc tự nhiên nhiều lựa chọn hơn trong việc quyết định loại nào phù hợp nhất với môi trường đó.

Dưới đây là hình thức sinh sản mà cá nhân có thể trải qua sinh sản hữu tính. Cách sinh sản ưa thích của loài thường được xác định bởi môi trường của quần thể.

Hình thức sinh sản tự phối ngẫu

Tiền tố “tự động” có nghĩa là “tự”.

Một cá thể có thể tự sinh có thể tự thụ tinh, được gọi là động vật lưỡng tính

Những cá thể này có các bộ phận sinh sản nam và nữ đầy đủ chức năng cần thiết để tạo ra cả giao tử đực và cái cho cá thể đó. Chúng không cần bạn tình để sinh sản, nhưng một số có thể sinh sản với bạn tình nếu có cơ hội.

Vì cả hai giao tử đều đến từ cùng một cá thể trong chế độ tự phối nên sự pha trộn di truyền trong các kiểu sinh sản hữu tính khác không xảy ra.

Các gen đều đến từ cùng một cá thể nên con cháu sẽ mang những đặc điểm của cá thể đó.

Tuy nhiên, chúng không được coi là nhân bản vì sự kết hợp của hai loại giao tử mang lại cho con cái một cấu trúc di truyền hơi khác so với bố mẹ.

Các sinh vật có thể trải qua quá trình tự phối bao gồm hầu hết các loài thực vật và giun đất.

Hình thức sinh sản “Allogamy”

Trong allogamy, giao tử cái (thường được gọi là trứng hoặc noãn) đến từ một cá thể và giao tử đực (thường được gọi là tinh trùng) đến từ một cá thể khác.

Các giao tử kết hợp với nhau trong quá trình thụ tinh để tạo ra hợp tử.

Trứng và tinh trùng là các tế bào đơn bội, nghĩa là chúng có một nửa số lượng nhiễm sắc thể được tìm thấy trong tế bào cơ thể, được gọi là tế bào lưỡng bội.

Hợp tử là lưỡng bội vì nó là sự hợp nhất của hai đơn bội. Hợp tử sau đó có thể trải qua quá trình nguyên phân và cuối cùng hình thành một cá thể có đầy đủ chức năng.

Allogamy là sự pha trộn thực sự của di truyền từ mẹ và cha. Vì cha và mẹ mỗi người chỉ cung cấp một nửa nhiễm sắc thể nên con cái là duy nhất về mặt di truyền so với bố mẹ và thậm chí cả anh chị em của nó.

Sự thống nhất của các giao tử thông qua chế độ cộng sinh đảm bảo sự thích nghi khác nhau để chọn lọc tự nhiên hoạt động. Theo thời gian, loài sẽ phát triển.

Hình thức sinh sản thụ tinh bên trong

Sự thụ tinh bên trong xảy ra khi giao tử đực và giao tử cái kết hợp với nhau để thụ tinh trong khi trứng vẫn còn bên trong con cái.

Điều này thường đòi hỏi một số loại quan hệ tình dục xảy ra giữa nam và nữ. Tinh trùng được đưa vào hệ thống sinh sản nữ và hợp tử được hình thành bên trong cơ thể nữ.

Điều gì xảy ra tiếp theo phụ thuộc vào loài. Một số loài, chẳng hạn như chim và một số loài thằn lằn, đẻ trứng và ấp cho đến khi nở.

Những loài khác, chẳng hạn như động vật có vú, mang trứng đã thụ tinh bên trong cơ thể con cái cho đến khi nó có thể sinh sống.

Hình thức sinh sản thụ tinh ngoài

Đúng như tên gọi, sự thụ tinh ngoài xảy ra khi giao tử đực và cái hợp nhất bên ngoài cơ thể.

Hầu hết các loài sống trong nước và nhiều loại thực vật đều trải qua quá trình thụ tinh bên ngoài.

Con cái thường đẻ nhiều trứng trong nước và con đực phun tinh trùng lên trên trứng để thụ tinh cho chúng.

Thông thường, bố mẹ không ấp hoặc trông chừng trứng đã thụ tinh nên hợp tử mới phải tự bảo vệ mình.

Thụ tinh bên ngoài thường chỉ được tìm thấy trong nước vì trứng được thụ tinh cần được giữ ẩm để chúng không bị khô, giúp chúng có cơ hội sống sót cao hơn.

Hy vọng rằng chúng sẽ nở và trở thành những con trưởng thành khỏe mạnh và cuối cùng sẽ truyền gen cho con cái của chúng.

Như vậy, qua bài viết này chúng ta đã có những thông tin chi tiết về các hình thức sinh sản phổ biến trong tự nhiên, bao gồm cả động vật có vú và con người. Trong các bài viết tiếp theo, chúng ta sẽ tìm hiểu sâu hơn về quá trình sinh sản thụ tinh trong và sinh sản hữu tính, là hình thức sinh sản có nhiều ưu thế trong tự nhiên.

(*) Theo ThoughCo

The post 4 hình thức sinh sản phổ biến appeared first on NOVAGEN.

Sinh sản đơn tính là gì?

Sinh sản đơn tính (Parthenogenesis) là một kiểu sinh sản vô tính trong đó giao tử cái hoặc tế bào trứng phát triển thành một cá thể mà không cần thụ tinh.

Thuật ngữ này xuất phát từ tiếng Hy Lạp parthenos (có nghĩa là trinh nữ) và Genesis (có nghĩa là sáng tạo).

Động vật, bao gồm hầu hết các loại ong bắp cày, ong và kiến, không có nhiễm sắc thể giới tính sinh sản bằng quá trình này.

Một số loài bò sát và cá cũng có khả năng sinh sản theo cách này.

Nhiều loài thực vật cũng có khả năng sinh sản bằng phương pháp đơn tính.

Hầu hết các sinh vật sinh sản bằng phương pháp đơn tính cũng sinh sản hữu tính . Kiểu sinh sản này được gọi là sinh sản tùy ý và các sinh vật bao gồm bọ chét nước, tôm càng, rắn , cá mập và rồng Komodo sinh sản thông qua quá trình này.

Các loài sinh sản đơn tính khác, bao gồm một số loài bò sát, lưỡng cư và cá, chỉ có khả năng sinh sản vô tính.

Đặc điểm sinh sản đơn tính

Trong quá trình sinh sản đơn tính, sinh sản xảy ra vô tính khi một tế bào trứng cái phát triển thành một cá thể mới mà không cần thụ tinh.

Nhiều loại sinh vật khác nhau sinh sản bằng cách sinh sản đơn tính bao gồm côn trùng, động vật lưỡng cư, bò sát, cá và thực vật.

Hầu hết các sinh vật sinh sản đơn tính cũng sinh sản hữu tính, trong khi những sinh vật khác chỉ sinh sản bằng phương pháp vô tính.

Sự sinh sản đơn tính là một chiến lược thích ứng cho phép các sinh vật sinh sản khi không thể sinh sản hữu tính do điều kiện môi trường.

Quá trình sinh sản xảy ra do apomixis liên quan đến sự sao chép của trứng bằng quá trình nguyên phân dẫn đến các tế bào lưỡng bội là bản sao của bố mẹ.

Quá trình sinh sản xảy ra bằng quá trình tự trộn bao gồm sự sao chép của trứng bằng quá trình phân bào và sự biến đổi trứng đơn bội thành tế bào lưỡng bội bằng cách nhân đôi hoặc hợp nhất nhiễm sắc thể với thể cực.

Trong quá trình sinh sản đơn tính arrhenotokous, trứng không được thụ tinh sẽ phát triển thành con đực.

Trong quá trình sinh sản đơn tính thelytoky, trứng không được thụ tinh sẽ phát triển thành con cái.

Trong quá trình sinh sản đơn tính, con đực hoặc con cái có thể phát triển từ trứng không được thụ tinh.

Ưu điểm và nhược điểm của sinh sản đơn tính

Sự sinh sản đơn tính là một chiến lược thích ứng để đảm bảo sinh sản của sinh vật khi điều kiện không thuận lợi cho sinh sản hữu tính.

Sinh sản vô tính có thể có lợi cho những sinh vật phải tồn tại trong một môi trường cụ thể và ở những nơi khan hiếm bạn tình. Có thể sinh ra nhiều con cái mà không làm cha mẹ tốn nhiều công sức hoặc thời gian.

Nhược điểm của kiểu sinh sản này là thiếu biến thể di truyền. Không có sự di chuyển gen từ quần thể này sang quần thể khác. Vì môi trường không ổn định nên các quần thể có biến đổi di truyền có thể thích ứng với các điều kiện thay đổi tốt hơn những quần thể thiếu biến thể di truyền.

Quá trình sinh sản đơn tính diễn ra như thế nào?

Quá trình sinh sản xảy ra theo hai cách chính: apomixis và automixis.

* Trong apomixis: tế bào trứng được tạo ra bằng quá trình nguyên phân . Trong quá trình sinh sản vô tính, tế bào sinh dục cái (tế bào trứng) sao chép bằng nguyên phân tạo ra hai tế bào lưỡng bội . Những tế bào này có đầy đủ các nhiễm sắc thể cần thiết để phát triển thành phôi.

Con cái sinh ra là bản sao của tế bào cha mẹ. Trong số các sinh vật sinh sản theo cách này có thực vật có hoa và rệp.

* Trong automixis: các tế bào trứng được tạo ra bởi quá trình giảm phân (meiosis). Thông thường trong quá trình tạo trứng (sự phát triển của tế bào trứng), các tế bào con được tạo thành sẽ được phân chia không đồng đều trong quá trình phân bào.

Quá trình phân bào không đối xứng này tạo ra một tế bào trứng lớn (tế bào trứng) và các tế bào nhỏ hơn gọi là thể cực. Các thể cực bị thoái hóa và không được thụ tinh. Tế bào trứng là đơn bội và chỉ trở thành lưỡng bội sau khi được thụ tinh bởi tinh trùng nam.

Vì quá trình sinh sản đơn tính tự động không liên quan đến con đực nên tế bào trứng trở thành lưỡng bội bằng cách kết hợp với một trong các thể cực hoặc bằng cách nhân đôi nhiễm sắc thể và nhân đôi vật liệu di truyền của nó.

Vì con cái được tạo ra bằng phương pháp giảm phân nên sự tái tổ hợp di truyền xảy ra và những cá thể này không phải là bản sao thực sự của tế bào cha mẹ.

Hoạt động tình dục và sinh sản đơn tính

Một điều thú vị là một số sinh vật sinh sản bằng phương pháp sinh sản đơn tính thực sự cần hoạt động tình dục để quá trình sinh sản đơn tính xảy ra.

Được gọi là giao phối giả hoặc gynogenesis, kiểu sinh sản này đòi hỏi sự hiện diện của tế bào tinh trùng để kích thích sự phát triển của tế bào trứng. Trong quá trình này, không có vật liệu di truyền nào được trao đổi vì tế bào tinh trùng không thụ tinh với tế bào trứng. Tế bào trứng phát triển thành phôi bằng quá trình sinh sản đơn tính.

Các sinh vật sinh sản theo cách này bao gồm một số loài kỳ nhông, côn trùng dính, ve , rệp, ve , ve sầu, ong bắp cày, ong và kiến.

Giới tính được xác định như thế nào?

Ở một số sinh vật như ong bắp cày, ong mật và kiến, giới tính được xác định bằng quá trình thụ tinh.

Trong quá trình sinh sản đơn tính arrhenotokous , một quả trứng không được thụ tinh sẽ phát triển thành con đực và một quả trứng được thụ tinh sẽ phát triển thành con cái. Con cái là lưỡng bội và chứa hai bộ nhiễm sắc thể, trong khi con đực là đơn bội.

Trong quá trình sinh sản đơn tính thelytoky, trứng không được thụ tinh sẽ phát triển thành con cái. Quá trình sinh sản Thelytoky xảy ra ở một số loài kiến, ong, ong bắp cày, động vật chân đốt , kỳ nhông, cá và bò sát.

Trong quá trình sinh sản đơn tính, cả con đực và con cái đều phát triển từ trứng không được thụ tinh.

Các hình thức sinh sản vô tính khác

Ngoài sinh sản đơn tính, còn có một số kiểu sinh sản vô tính khác. Một số phương pháp này bao gồm:

• Bào tử: Tế bào sinh sản phát triển thành sinh vật mới mà không cần thụ tinh.
• Phân hạch nhị phân (Binary fission): Một cá thể sao chép và phân chia theo nguyên phân tạo ra hai cá thể.
• Nảy chồi (budding): Một cá thể phát triển ra khỏi cơ thể của bố mẹ.
• Tái sinh (Regeneration): Phần tách rời của một cá nhân tạo thành một cá thể khác.

The post Sinh sản đơn tính là gì? appeared first on NOVAGEN.