Organismide paljunemine ja areng

 

 

Paljunemine

 

Paljunemine on tähtis eluavaldus, mis jaguneb kaheks: mittesuguline ning suguline paljunemine.

 

Mittesugulise paljunemise puhul on järglased vanematele sarnase geneetilise materjaliga ning neil on üks vanemorganism. Mittesuguline paljunemine jaguneb veel omakorda kaheks: vegetatiivne ja eoseline. Esimest viisi kasutavad bakterid (pooldumine), vetikad, taimed (N: kartul, begoonia, ohakas, orashein), käsnad ja meritähed, seened, hüdrad, ussid, okasnahksed jt. Eostega (üherakuline, kaetud paksu kestaga) paljunevad vetikad, seened, taimed (sõnajalg), sirmik, karusammal jt.

 

Sugulisel paljunemisel osaleb kaks vanemorganismi, järglased on kombineerunud geenimaterjaliga ning antud juhul on vajalikud sugurakud. Nõnda paljunevad vetikad, paljasseemnetaimed, õistaimed, loomad. Erijuhtumiks on partenogenees. kus osaleb vaid üks vanemorganism. (N: lehetäid, farmi kalkunid)

 

Interfaas ja mitoos

 

Rakutsükkel (raku eluring ühe mitoosi lõpust läbi inerfaasi järgmise mitoosi lõpuni) koosneb interfaasist (kahe mitoosi vahele jääv raku eluperiood) ja mitoosist (päristuumsete rakkude jagunemise viis, millega tagatakse kromosoomide arvu püsivus tütarrakkudes).

 

            1) Profaas:

Ø      kromosoomid keerduvad kokku

Ø      rakk polariseerub

Ø      rakutuum suureneb ja tuumakesed kaovad

Ø      moodustuvad kääviniidid

 

            2) Metafaas:

Ø      kromosoomid liiguvad raku keskossa ja paigutuvad ühele tasapinnale

Ø      kääviniidid kinnituvad kromosoomide tsentromeeridele

 

            3) Anafaas:

Ø      kääviniidid lühenevad

Ø      kõigi kromosoomide kromatiidid eralduvad teineteisest

 

            4) Telofaas:

Ø      kääviniidid kaovad

Ø      tuumamembraanid sünteesitakse

Ø      kromosoomid keerduvad lahti (tekivad tuumakesed)

Ø      tsütoplasma jaguneb kaheks

 

Mitoosi tähtsus:

Ø      vajalik organismi kasvuks

Ø      vajalik surnud rakkude asendamiseks

Ø      vajalik paljunemiseks

Ø      päristuumsete rakkude jagunemiseks

 

Interfaasis toimuvad rakulised muudatused:

Ø      raku ainevahetuse põhiprotsessid

Ø      organellide arv suureneb

Ø      ATP süntees

Ø      loomarakkudes algab tsentrioolide kahestumine

Ø      raku mõõtmed suurenevad

Ø      DNA kahekordistumine

Ø      Jagunemine algab karüokineesist (rakutuuma jagunemisest), millele järgneb tsütokinees (tsütoplasma jagunemine).

 

Meioos

 

Meioos on rakkude jagunemise viis, mille käigus kromosoomide arv väheneb kaks korda. Meioosis toimub kaks järjestikkust jagunemist:

            I Jagunemine

            1) Profaas :     

Ø      tuuma membraanid lagundatakse

Ø      kromosoomid keerduvad kokku

Ø       tsentrioolid liiguvad poolustele, nende vahele kujunevad kääviniidid

Ø       toimub kromosoomide ristsiire: homoloogilised kromosoomid liibuvad paarikaupa ja vahetavad võrdse pikkusega osi.

 

            2) Metafaas: 

Ø      homoloogilised kromosoomid liiguvad ekvatoriaaltasandile

Ø      tsentromeeride külge kinnituvad kääviniidid

 

            3) Anafaas:

Ø      kääviniidid lühenevad

Ø       homoloogilised kromosoomid liiguvad pooluste suunas

 

            4) Telofaas:

Ø      tsütogeneesis moodustuvad kaks tütarrakku

Ø       tsentrioolid kahestuvad

 

            II Jagunemine

            1) Profaas:

Ø      tsentrioolid liiguvad poolustele, vahele kujunevad kääviniidid

           

            2) Metafaas:

Ø      ekvatoriaaltasandile koonduvad kromosoomid

Ø      tsentromeeridele kinnituvad kääviniidid

           

            3) Anafaas:

Ø      kääviniidid lühenevad

Ø      raku poolustele liiguvad kromatiidid

           

            4) Telofaas:

Ø      kromatiidid keerduvad lahti

Ø      tekivad tuumakesed ja tuumaümbris

Ø      toimub tsütogenees: tekivad 4 tütarrakku

 

Meioosi tähtsus:

Ø      meioos kaasneb sugurakkude ja eoste moodustumisega

Ø       tekivad 4 geneetiliselt erinevat tütarrakku

Ø      kromosoomide arv väheneb kaks korda, mis on oluline viljastumiseks

 

Spermotogeneesi ja ovogeneesi võrdlus

 

Võrreldavad tunnused	Spermotogenees	Ovogenees
1) Mõiste	Seemnerakkude areng	Munarakkude areng
2) Koht 3) Eellasrakud	Munandite torukestes Spermatogoonid	Munasarjas Ovogoonid
4) Mitoos	Algab murdeeas	Algab ja lõppeb looteeas
5) Kulg	Kulgeb pidevalt	Toimub tsükliliselt vaheldumisi kummaski munasarjas
6) Tulemus	4 spermi	Tekib üks viljastamata munarakk ja kolm jääkkeha
7) Lõpp	Praktiliselt elu lõpuni	Menopausini (u. 45-50 a.)

 

Ovulatsioon – küpse munaraku eraldumine munasarjast

Menstruatsioon – emaka pindmise limaskesta kihi eraldumine koos viljastumata munarakuga

Menstruatsioonitsükkel – aeg menstruatsiooni esimesest päevast järgmise menstruatsiooni alguseni

Viljastumine – seemne- ja munaraku ühinemine

 

Kehaväline viljastumine	Kehasisene viljastumine
1) sugurakud väljaspool munajuha	1) spermid viiakse emase munajuhasse
2) vajalik väga suur sugurakkude arv	2) vaja on vähem sugurakke
3) suur osa järglastest hukkub	3) järglased on paremini kaitstud
N: kahepaiksed, kalad	N: roomajad, imetajad, linnud

 

 

Looteline areng e. embrüogenees

 

Etapid inimesel:

Ø      moorula e. kobarloode

Ø      blastotsiit e. põisloode

Ø      gartreela e. kariloode

Eksodermis kujunevad:

Ø      närvisüsteem

Ø      meeleelundid

Ø      nahk

Ø      küüned, karvad, hammaste vaap

Entodermis kujunevad:

Ø      seede- ja hingamiselundkond

Mesodermis kujunevad:

Ø      luud ja lihased

Ø      vereringeelundkond

Ø      eritus ja sigimiselundkond

 

BIOGENEETILINE REEGEL: lootelise arengu käigus läbitakse liigi ajaloolise arengu järgud.

 

Teratogeenid – erinevad mõjurid, mis põhjustavad loote väärmuundumisi

            a) Bioloogilised

Ø      viirused (punetised ja gripp)

Ø      toksoplasma

Ø      süüfilise bakter

Ø      hallitusseened

Ø      toitainete vaegused

            b) Keemilised

Ø      olmekemikaalid

Ø      kosmeetikavahendid (juukselakk)

Ø      ravimid (antibiootikumid)

Ø      narkootilised ained

            c) Füüsikalised

Ø      põrutused

Ø      kitsad riided

Ø      vibratsioon

Ø      erinevad kiirgused

 

Postembrüonaalne areng e. lootejärgne areng

 

Areng jaguneb kaheks: otsene (järglased on vanematega ehituse poolest sarnased) ja moondega areng (järglased on kujult ja eluviisilt vanematest erinevad. Moondega areng jaguneb veel täismoondeliseks ning vaegmoondeliseks.

 

            I Moondega areng selgroogsetel kahepaiksetel

            viljastatud munarakk à kulles à täiskasvanud konn

 

            II Moondega areng selgrootutel

a) vaegmoone:

            muna à vastne à kestumised à valmik

N: lutikad, tarakanid, prussakad, tirtsud

 

b) täismoone:

muna àvastne à nukk (kaetud paksu kestaga, ainevahetud min.) à valmik

N: liblikad, mardikad, mesilased

 

Lootejärgse arengu etapid:

I Juveniilne staadium e. noorjärk (kasv, talitluse täiustumine)

II Generatiivne staadium e. sigimisvõimeline järk (järglaste tootmine)

III Vananemise staadium e. raukumisperiood

 

Vananemine

 

1. Rakkude tasandil:

Ø      toimub dehüdratsioon – rakud kaotavad vett

Ø      väheneb rakkude jagunemise intensiivsus

Ø      nende rakkude hulk, mis ei jagune, väheneb

Ø      osa rakke võib hakata kontrollimatult jagunema à vähk

Ø      muutub membraanide läbitavus ja stabiilsus ning laeng

2. Molekulaarsel tasandil:

Ø      väheneb ensüümide hulk ja aktiivsus

Ø      väheneb ATP sünteesi võime

Ø      DNA-s toimuvad mutatsioonid

3. Organsüsteem:

1) Kortsud:

Ø      naha veesisaldus väheneb

Ø      nahaalune rasvkude taandareneb

Ø      muutub kollageeni struktuur

            2) Nahal tekivad pigmendilaigud ja teised nähtused (käsnad)

            3) rasunäärmete arv ja talitlus kahaneb

            4) väheneb melaniini sünteesi võime

4. Organismi tasand – mõni elund võib olla nii kahjustatud, et organism hukkub.

 

Vananemise vältimine

 

1. Reparatsioonisüsteemide olemasolu

Ø      vältida mutageenide tarbimist ning mutageenses keskkonnas viibimist (suitsetamine)

2. Biobarjääride olemasolu

Ø      kasutada UV-filtriga kreeme

Ø      võimalikult vähe viibida tugevas UV-kiirguses

Ø      naha antioksüdantide taastamine (vitamiinide söömine, N: A, C, E)

3. Metabolismi jääk- ja kõrvalproduktide isoleerimine – vakuoolidesse ja rasvkoesse

4. Maksas tehakse kahjutuks mitmed kehavõõrad ained (mitte tarbida alkoholi)

5. Rakkude keemilise koostise ning nende struktuuride pidev uuendamine (tuleb tarbida mitmekülgset toitu)

6. Kahjustatud kudede ja organite asendamine (N: südamelihaskoerakkude asendamine)

7. Metaboolse aktiivsuse vähendamine (N: vähem süüa ja liikuda)

8. Immuunsussüsteemi rakkude juurde viimine organismi

 

Biokeemilised muutused surma korral

Ø      keha jahtumine

Ø      limaskestad aurustuvad

Ø      lihastes olev glükogeen laguneb glükoosiks (koolnukangestus)

Ø      raskusjõu mõjul paigutub veri kehas ringi (veri koguneb abaluude ja tuharate piirkonda à koolnulaigud)

Ø      veri hüübib

 

Järelhoolitsuse puudumisel:

Ø      koolnu lagunemine algab seedeelundkonnast

Ø      kopsudes toimub käärimine à kehasse koguneb gaas

Ø      toimub lihaste autolüüs

Ø      toimub võimas bakteriaalne roiskumine ja pehmete kudede väga kiire lagunemine

 

Agoonia:

Ø      teadvushäired

Ø      kramplik hingamine

Ø      osade lihaste paralüüs

Ø      sulgurlihaste krambid (tahtmatu jääkide vabanemine pärasoolest ning kusepõiest)

Ø      südamerütmihäired

Ø      krambid

Ø      kopsuturse

 

 

Kasutatud materjalid:

„Bioloogia gümnaasiumile“ I

http://et.wikipedia.org/wiki/Meioos