Viljastumine ja areng (4)

Ande Andekas-Lammutaja
Bioloogia – Viljastumine ja areng
Viljastumisel ühinevad muna- ja seemneraku tuumad ning taastub liigile iseloomulik ( diploidne ) kromosoomistik . Ühe isendi arengut viljastumisest surmani nimetatakse tema individuaalseks arenguks ehk ontogeneesiks . Mittesugulisel paljunemisel on ontogeneesi alguseks vanemorganismist eraldumine. Viljastumata munarakust arenemist nimetatakse partenogeneesiks (mesilastel, vesikirpudel, võilillel; ühendab endas sugulisele ja mittesugulisele paljunemisele omased tunnused). Loomariigis esineb nii kehasisene (lülijalgsed, roomajad , linnud ; munarakke on vähe) kui kehaväline ( kalad , kahepaiksed; kuna sugurakkude kohtumine on juhuslik ja paljud sugurakud hukkuvad, heidetakse neid väga palju) viljastumine. Mehe seemnerakud valmivad pidevalt alates suguküpsuse saabumisest kuni kõrge vanuseni. Naise sugurakud küpsevad 28-päevase tsükliga puberteedieast kuni 45-55 eluaastani. Seejärel saabub menopaus. Munarakk on munasarjas kuni ovulatsioonini ümbritsetud teda toitva rakkude kihiga , mis moodustavad põisja folliikuli. Hiljem see rebeneb ja muutub kollakehaks. Nad eritavad ka naissuguhormoone (östrogeeni ja progesterooni), mis pidurdavad uue munaraku küpsemist ning soodustavad emakaseina limaskesta paksenemist, kuhu hiljem viljastunud munarakk kinnitub (6-7 päeval). Munarakk on viljastumisvõimeline umbes 36 tundi, peale seda viljastamata munarakk hävib. Sellega kaasneb ka kollakeha hävimine ning emakaseina taandareng (suur osa limaskestast eraldub menstruatsioonil). Menstruaaltsükliks nimetatakse ajavahemikku ühe menstruatsiooni algusest teise alguseni (kaasnevad emakaseina paksenemine, naissuguhormoonide taseme muutused, emakasisese temperatuuri kõikumine). Rasestumise vältimiseks kasutatakse mehhaanilisi, keemilisi, emakasiseseid, hormonaalseid ja bioloogilisi ehk füsioloogilisi vahendeid (eeldab menstruaaltsükli täpset tundmist). Efektiivseimateks on kondoom , pessaar , minipillid, hormoonsüstid, hormoonspiraal ning steriliseerimine .
Tavaliselt saab ühe munaraku viljastada vaid üks sperm . Sügoot hakkab mitoosi teel kiirelt jagunema ja selle tulemusena moodustub loode e. embrüo. Sellega algab organismi looteline areng e. embrüogenees (emasorganismis või munas ), lõpeb sünnimomendiga. Katteseemnetaimede embrüonaalne areng algab munaraku viljastumisega ja lõpeb idu moodustumisega seemnes. Kujunevad välja taime vegetatiivsete organite algmed ( idujuur , idupung, iduvars, iduleht/ed). Seemne kujul võib taim üle elada ka kasvuks ebasobivad keskkonnatingimused . Lõigustumiseks nimetatakse naise organismis 36 tundi pärast viljastumist algavat sügoodi jagunemist (mitoosi teel). Algab munajuhas ja jõuab lõpule emakas . Tulemusena moodustub kobarloode e. moorula. Loomariigis on enim osalist, inimeste puhul esineb aga täielik lõigustumine. Embrüo rakkude ümberpaigutumisel areneb blatotsüst (vastab alamate selgroogsete põisloote e. blastula staadiumile). Sein koosneb ühest rakukihist, ühel poolusel on tihedam rakukobar e. embrüoplast (areneb loode). Ülejäänud rakukiht moodustab hiljem välise lootekesta – kõldkesta. Arenevad veel kusekott ja vesikest. Loote kinnitumisel emakaseinale kasvavad kõldkest ja emaka limaskest kokku ja moodustavad platsenta (ühendab emasorganismi areneva lootega, veresooned varustavad loodet hapniku ja toitainetega ning juhivad välja jääkproduktid, eritab naissuguhormoone). Sellele järgneb karikloote e. gastrula moodustumine, mis koosneb algselt kahest rakukihist (välimine ja sisemine looteleht ). Välimise lootelehe rakkudest moodustub ürgjutt, mis areneb servadelt kinni kasvades pea- ja seljaajuks. Osa ürgjuti ümbruse rakke liigub lootelehtede vahele ning moodustab keskmise lootelehe. Igast lootelehest arenevad kindlad elundid ja elundkonnad. Välimisest närvisüsteem, meeleelundid, naha ja suu epiteelkude , küüned, karvad , keskmisest tugi- liikumis-, vereringe -, eritus - ja sigimiselundkond ning sisemisest seede- ja hingamiselundkond . Kõik need muutused toimuvad järk-järgult embrüonaalse induktsiooni alusel ( rakud mõjutavad teineteist). 22 päeval alustab tööd süda (loode on 3 mm pikkune ) ning algab silmade areng. Ontogeneesi alguses (embrüogeneesis) läbitakse liigi evolutsioonilise arengu e. fülogeneesi etapid. Seda nimetatakse biogeneetiliseks reegliks (arenev embrüo sarnaneb eellaste loodetega). Paari esimese kuu jooksul (loode on 3 cm pikk), kui kujunevad välja kõigi elundkondade algmed, on loode eriti tundlik võimalike kahjustavate tegurite ( alkohol , ravimid , haigused) suhtes, mis võivad viia väärarenguni. Kolmanda raseduskuu lõpuks (loode on 9 cm pikk) suudab loode liigutada käsi ja jalgu, nägu ja kõrvad kujunevad välja. Järgnevate kuudega jätkab laps kasvamist, täiustub elundkondade ehitus ning ilmnevad uued refleksid. Rasedus kestab tavaliselt 40. nädalat e. 9 kuud (enneaegne laps sünnib enne 36. nädalat). Sünnitus algab emakaseina kramplike kokkutõmmetega ( tuhud ), emaka kael ja tupp laienevad , lootekestad purunevad ja algab lapse väljutamine ( esmalt pea; vastasel juhul kasutatakse keisrilõiget). Vastsündinut ühendab emaga nabanöör, mis läbi lõigatakse ning laps vabastab karjumisega oma hingamisteed . Sünnihetkel on lapse pikkus 46 – 56 cm ja kaal 2,7 – 5 kg.
Lootejärgses arengus toimuvad igas organismis mitmesugused anatoomilised ja füsioloogilised muutused. Otsese arengu korral sarnaneb vastsündinu üldplaanilt oma vanematega, sünnijärgselt organism kasvab, muutuvad kehaosade proportsioonid, saavutatakse suguküpsus jne. (roomajad, linnud, imetajad ). Moondelise arengu puhul erineb vastsündinu oma ehitusplaanilt täiskasvanud organismist ja muutub viimase sarnaseks alles läbi vahestaadiumite (selgrootutel). Eristatakse täismoondelist (munast väljub vastne , kes nukkub ja peale seda väljub valmik ; putukad) ja vaegmoondelist (puudub nukustaadium , kõik muutused toimuvad järk-järgult aktiivse elutegevuse käigus; rohutirtsud, prussakad , kahepaiksed, kalad) arengut. Lootejärgses arengus eristatakse noorjärku e. juveniilset staadiumi (sünnist sigimisvõimeliseks saamiseni; organism kasvab, tema elundkondade talitlus ja reflektoorne tegevus (käimine, toitumisharjumused , kohanemine ) täiustuvad, kujunevad välja sekundaarsed sugutunnused) ja sigimisvõimelist elujärku e. generatiivset staadiumi. Neile järgneb vananemisperiood (elundkondade talitlused häiruvad, sellega kaasnevad haigused ja elutegevusprotsessid aeglustuvad, kaasneb raukumine). Selgrootud annavad tuhandeid kordi rohkem järglasi, kui imetajad ja linnud, kuid enamus neist ei ela paraku sigimisvõime saabumiseni. Enamik loomi hukkub enne vananemisperioodi. Vananemine on üldine bioloogiline seaduspärasus, mis kehtib eluslooduse kõigil organiseerituse tasemetel . Eri liiki isenditel on erinev keskmine eluiga, mis on tingitud mitmesugustest geneetilistest mehhanismidest ja keskkonnatingimustest . Enamikul loomadel eelneb surmale agoonia, mille ajal enamiku elundkondade tegevus küll jätkub, kuid teadvus hakkab kaduma, pulss peaaegu lakkab, hingamine aeglustub ja refleksid pidurduvad. Ilma abita järgneb kliiniline surm (lakkab südame ja hingamistegevus ning kesknärvisüsteemi talitlused), millele viie minuti jooksul võib järgneda bioloogiline surm. Katteseemnetaimede lootejärgne areng algab seemne idanemisega ning jaguneb vegetatiivseks (esimeseks staadiumiks on idand, idanemise käigus kujunevad välja taime vegetatiivsed organid (juur, vars ja lehed), toitub seemnes olevatest varuainetest; juveniilses staadiumis areneb välja juurestik , vars kasvab, moodustuvad lehed; järgneb kasvuperiood ) ja generatiivseks (saabub sugulise paljunemise organite (õite) väljakujunemisega, tolmukapeas tekivad tolmuterad ja emaka sigimikus areneb munarakk) arenguks. Vananemisperioodis aeglustub rakkude ja kogu taime ainevahetus ning rakud ja koed hävivad järk-järgult. On taimedel ka liigisiseselt erinev.