La fécondation chez les animaux: Le processus de fécondation chez les animaux - expliqué!

La fécondation chez les animaux: le processus de fécondation chez les animaux!

L'union du cytoplasme et des pronuclei des gamètes femelles mâles pour former un zygote diploïde est connue sous le nom de fécondation.

Fertilisation externe et interne:

La fertilisation nécessite le rejet d'ovules et de spermatozoïdes à proximité. Cela peut être accompli dans l'eau chez les animaux aquatiques ou dans des cavités spéciales de la femelle, plus communément chez les animaux terrestres.

Chez la plupart des animaux aquatiques, tels que les échinodermes, de nombreux poissons et amphibiens (grenouilles), les ovules et les spermatozoïdes sont déposés directement dans l'eau, où ils fécondent. C'est ce qu'on appelle la fécondation externe se déroulant à l'extérieur du corps de l'organisme. Chez les autres animaux aquatiques (p. Ex. Les céphalopodes) et chez la plupart des animaux terrestres, les mâles déposent des spermatozoïdes, soit pendant la copulation, soit dans l'oviducte de la femelle (comme chez les vertébrés), soit dans des récipients spéciaux appelés spermathèques (p. Ex. Insectes, araignées). cette fécondation a lieu à l'intérieur du corps de l'organisme. Ceci s'appelle la fertilisation interne.

Site de fertilisation:

Chez l'homme, la fécondation a lieu principalement dans la jonction ampullaire-isthmique de l'oviducte (trompe de Fallope).

Arrivée des spermatozoïdes:

Le mâle décharge le sperme dans le vagin de la femme près du col lors du coït (accouplement). Ceci s'appelle l'insémination. Une seule éjaculation de sperme peut contenir 300 millions de spermatozoïdes.

Mouvement des spermatozoïdes:

Du sperme, les spermatozoïdes remontent l'utérus, mais seuls quelques milliers se retrouvent dans les ouvertures des trompes de Fallope. Principalement, les contractions de l'utérus et des trompes de Fallope facilitent le mouvement des spermatozoïdes, mais elles se déplacent ensuite par leur propre motilité. Les spermatozoïdes nagent dans le milieu fluide à une vitesse de 1, 5 à 3 mm par minute pour atteindre le site. Les leucocytes de l'épithélium vaginal engloutissent des millions de spermatozoïdes.

Arrivée d'ovocytes secondaires:

Chez l'homme, l'ovocyte secondaire est libéré par le follicule graafien mature d'un ovaire (ovulation). L'ovocyte est reçu par l'entonnoir de Fallope situé à proximité et envoyé dans la trompe de Fallope par des mouvements de fimbriae et de leurs cils. L'ovocyte secondaire ne peut être fécondé que dans les 24 heures suivant sa libération par l'ovaire.

L'ovocyte secondaire est entouré de nombreux spermatozoïdes, mais un seul réussit à féconder l'ovocyte. Comme la deuxième division méiotique est en cours, le sperme entre dans l'ovocyte secondaire. La deuxième division méiotique est complétée par l'entrée du sperme dans l'ovocyte secondaire. Après cet ovocyte secondaire est appelé ovule (oeuf).

Capacité des spermatozoïdes:

Les spermatozoïdes du tractus génital féminin sont rendus capables de féconder l'ovule par les sécrétions du tractus génital féminin. Ces sécrétions du tractus génital féminin éliminent les substances de revêtement déposées à la surface des spermatozoïdes, en particulier celles de l'acrosome. Ainsi, les sites récepteurs de l'acrosome sont exposés et le sperme devient actif pour pénétrer dans l'ovule. Ce phénomène d'activation du sperme chez les mammifères est connu sous le nom de capacitation. Cela prend environ 5 à 6 heures pour la capacitation.

Les sécrétions des vésicules séminales, de la prostate et des glandes boulbourétrales (glandes de Cowper) dans le sperme contiennent des nutriments qui activent les spermatozoïdes. Les sécrétions de ces glandes neutralisent également l'acidité dans le vagin. Le milieu alcalin rend les spermatozoïdes plus actifs.

Événements physiques et chimiques de la fertilisation:

Ces événements incluent les processus suivants:

(i) réaction acrosomique:

Après l'ovulation, l'ovocyte secondaire atteint la trompe de Fallope (oviducte). Les spermatozoïdes capacités subissent une réaction acrosomale et libèrent divers produits chimiques contenus dans l’acrosome. Ces produits chimiques sont collectivement appelés lysines de sperme. Les lysines importantes du sperme sont:

(i) hyaluronidase agissant sur les substances moulues des cellules folliculaires,

(ii) enzyme pénétrante corona qui dissout la corona radiata et (iii) zona lysine ou acrosine qui aide à digérer la zona pellucida.

Un pH optimal, une concentration en ions Ca ⁺⁺, Mg ⁺⁺ et une température sont essentiels pour la réaction acrosomique. Ca ⁺⁺ joue un rôle majeur dans la réaction acrosomique. En l'absence de Ca ⁺⁺, la fécondation n'a pas lieu.

En raison d'une réaction acrosomique, la membrane plasmique du sperme fusionne avec la membrane plasmique de l'ovocyte secondaire, de sorte que le contenu du sperme pénètre dans l'ovocyte. La liaison du sperme à l'ovocyte secondaire induit une dépolarisation de la membrane plasmique de l'ovocyte. La dépolarisation empêche la polyspermie (entrée de plus d'un spermatozoïde dans l'ovocyte). Il assure la monospermie (entrée d'un spermatozoïde dans l'ovocyte).

(ii) réaction corticale:

Juste après la fusion des spermatozoïdes et des membranes plasmiques de l'ovocyte, l'ovocyte secondaire présente une réaction corticale. Les granules corticaux sont présents sous la membrane plasmique de l'ovocyte secondaire. Ces granules fusionnent avec la membrane plasmique de l'ovocyte et libèrent leur contenu, y compris des enzymes entre la membrane plasmique et la zone pellucide. Ces enzymes durcissent la zone pellucide, ce qui empêche également la pénétration de spermatozoïdes supplémentaires (polyspermie).

(iii) entrée de sperme:

Au point de contact avec les spermatozoïdes, l'ovocyte secondaire forme une projection appelée cône de réception ou cône de fécondation qui reçoit le sperme. Le centriole distal du sperme se divise et forme deux centrioles pour générer la formation d'un fuseau mitotique pour la division cellulaire. L'ovocyte secondaire (œuf) de mammifère n'a pas de centriole en soi.

(iv) Karyogamie (Amphimixis):

L'entrée des spermatozoïdes stimule l'ovocyte secondaire pour compléter la seconde division méiotique en suspension. Cela produit un ovule mature haploïde et un second corps polaire. La tête du sperme qui contient le noyau se sépare de la pièce centrale et de la queue et devient le pronucleus masculin. Le deuxième corps polaire et la queue du sperme dégénèrent.

Le noyau de l'ovule s'appelle maintenant, le pronucleus femelle. Les pronuclei mâles et femelles se rapprochent l'un de l'autre. Leurs membranes nucléaires se désintègrent. Le mélange des chromosomes d'un spermatozoïde et d'un ovule est appelé caryogamie ou amphimixis. L'ovule fécondé s'appelle maintenant zygote (Gr. Zygon- yolk, zygosis-a joining). Le zygote est une cellule unicellulaire diploïde qui possède 46 chromosomes chez l'homme. On dit maintenant que la mère est enceinte.

v) activation de l'oeuf:

L'entrée des spermatozoïdes stimule le métabolisme chez le zygote. En conséquence, les taux de respiration cellulaire et de synthèse des protéines augmentent considérablement.

Processus de fécondation:

Le processus de fécondation comprend les étapes suivantes, qui sont les suivantes:

a) activation de l'œuf:

Il est complété dans les étapes suivantes:

(i) Mouvement du sperme vers l'ovule:

La rencontre entre le sperme et l'ovule est purement accidentelle, car les mouvements de spermatozoïdes sont entièrement aléatoires. Mais chez certaines espèces, les spermatozoïdes sont guidés vers l'ovule par des substances chimiques. Les engrais et les antiferlilizines deviennent actifs après la collision fortuite des spermatozoïdes avec les ovules.

L'œuf sécrète une substance chimique appelée fertizine (composée de glycoprotéine). Le sperme a à sa surface une substance protéique appelée antifertilizine (composée d’acides aminés acides). La fertilizine d'un ovule interagit avec l'antifertilizine d'un spermatozoïde de la même espèce. Cette interaction fait que les spermatozoïdes collent à la surface de l'œuf. L'adhésion des spermatozoïdes à la surface de l'œuf est obtenue par la liaison de molécules de fertilisine qui établissent une liaison initiale.

(ii) Activation du sperme:

La partie périphérique de l'acrosome du sperme se brise et libère son contenu, les lysines du sperme. La partie centrale de l'acrosome s'allonge et forme un mince tube long appelé filament acrosomal.

Lorsque le sperme possède un tel filament acrosomal dépassant de la tête du spermatozoïde, on dit qu'il est activé pour la pénétration dans l'ovule non fertilisé. L'acide libéré hyaluronidase (spermatozoïde lysine) par l'acrosome dissout la corona radiata, la zone pellucide et la membrane vitelline, permettant ainsi au sperme de pénétrer dans ces enveloppes.

(iii) l'activation de l'insémination des œufs:

Au point de contact avec le sperme, l'ovule forme une saillie appelée cône de réception ou cône de fécondation qui reçoit le sperme. La pénétration du sperme dans l'ovule s'appelle l'insémination. Juste après l'entrée du sperme dans l'ovule, une membrane de fécondation se forme dans l'ovule pour empêcher l'entrée d'autres spermatozoïdes.

b) Amphimixis:

Pendant l'insémination, le sperme entier peut pénétrer dans l'ovule, comme chez les mammifères, ou le sperme laisse sa queue à l'extérieur de l'œuf ou le perd peu de temps après son entrée dans le cytoplasme de l'ovule. L'ovule achève la deuxième division méiotique et extrude le deuxième corps polaire. La tête du sperme gonfle pour former le pronucleus masculin et le noyau de l'ovule devient le pronucleus féminin. La fusion du pronucleus mâle haploïde avec le pronucleus femelle haploïde forme le noyau de l'œuf fécondé ou du zygote.

Embryon:

Clivage:

Le terme clivage ou segmentation s’applique à la série de divisions mitotiques rapides du zygote qui convertit le zygote unicellulaire en un blastomère à structure multicellulaire appelé morula qui se transforme finalement en blastula, après avoir épaissi le blastoderme autour d’un espace central, le blastocoel. Types de clivage

A Sur la base de la quantité et du schéma de distribution du jaune dans le zygote, le clivage est de deux types: holoblastique et méroblastique.

1. Clivage holoblastique:

Il divise complètement le zygote et les blastomères en cellules filles. Il est de deux types: égaux et inégaux.

(i) Clivage holoblastique égal:

Il forme des blastomères égaux. Il se produit dans les étoiles de mer.

(ii) clivage holoblastique inégal:

Il forme des blastomères inégaux. Les blastomères sont des micromères (plus petits) et des macromères (plus gros). On le trouve chez la grenouille.

2. Décolleté méroblastique:

Dans ce type de clivage, les divisions sont confinées au pôle animal ou à la région périphérique de l'œuf. Le jaune reste indivis. Il est de deux types: discoïdal et superficiel.

(i) clivage discoïdal:

Les divisions sont confinées au disque cytoplasmique situé au pôle animal. Il se produit chez les reptiles, les oiseaux et les mammifères pondeuses.

(ii) clivage superficiel:

Le clivage reste limité à la partie périphérique de l'œuf. Il survient chez les arthropodes, en particulier les insectes.

B. Sur la base de la potentialité des blastomères, le clivage est de deux types: déterminé et indéterminé.

1. Décolleté déterminé (mosaïque):

Dans ce type de clivage, un embryon complet n'est formé que si tous les blastomères restent ensemble, par exemple des œufs d'annélides.

2. Clivage indéterminé (non mosaïque):

Dans ce type de clivage, chaque blastomère précoce séparé des autres blasomères peut donner naissance à un embryon complet, par exemple des œufs de chordate.

Gastrulation:

La formation de gastrula à partir de la blastula monoblastique est appelée gastrulation. La gastrulation est la phase du développement embryonnaire au cours de laquelle les cellules de blastula (chez les grenouilles) / vésicule blastodermique (chez les mammifères) se déplacent en petites masses ou sous forme de feuille de cellules pour atteindre l'emplacement final. Ces mouvements de cellules sont appelés mouvements morphogénétiques. Il se distingue en deux types.

1. Epiboly:

Le terme épibole est dérivé de la langue grecque, ce qui signifie "jeter sur" ou "s'étendre". Epiboly signifie prolifération excessive des régions formant l'ectoderme autour de la région formant l'endoderme. Il se produit chez les grenouilles où les micromères se divisent rapidement dans la moitié animale et se propagent sur les mégamères sur la moitié végétale.

2. Emboly:

Le terme emboly est également dérivé du grec qui signifie «jeter» ou «enfoncer». La migration de cellules endodermiques et mésodermiques potentielles de la surface à l'intérieur de l'embryon est appelée embolie. Cela inclut l'invagination, l'involution, l'ingression et le délaminage.

(i) Invagination:

Il s’agit du processus de repliement ou d’enchevêtrement du pôle végétal de l’embryon (blastula) dans sa cavité (blastocoel), formant une structure à double paroi. C'est comme si on poussait un pouce sur une balle en caoutchouc. L'invagination se produit dans le blastula de grenouille.

(ii) Involution:

Le terme involution signifie un "retournement" ou un "roulement en dessous". L'involution est le processus de roulement ou de retournement des cellules de la surface à l'intérieur de l'embryon. Il se produit dans la blastula de la grenouille.

(iii) ingression:

Le terme ingression signifie «migration interne». En ingression, les blastomères forment de nouvelles cellules à partir de leur surface. De nouvelles cellules migrent dans le blastocèle de la blastule pour former une gastrule solide. Cela signifie qu'il forme une gastrula ou un sterogastrula solide sans archenteron (cavité primitive). Archenteron est formé plus tard en scindant la masse cellulaire interne. L'ingression est de deux types.

a) Ingression unipolaire:

La migration des cellules vers l’intérieur est limitée au pôle végétal. On voit dans Obelia.

(b) Ingression apolaire:

La migration interne des cellules a lieu de tous les côtés du blastoderme (paroi de la blastula). Il se produit dans l'hydre.

(iv) Délamination:

Le terme délamination signifie "se séparer". La délamination est un processus dans lequel la séparation d'une couche de cellules se produit de la couche d'origine de la blastule. Il se produit pendant la gastrulation du poussin et du lapin.

Chez tous les animaux triploblastiques, trois couches de germes, à savoir l'ectoderme, le mésoderme et l'endoderme, sont formées par les mouvements morphogénétiques.

Processus:

Chez l'homme, les leveurs de germes se forment si rapidement qu'il est difficile de déterminer la séquence exacte des événements.

Formation du disque embryonnaire:

Nous avons vu que le blastocyste précoce consiste en une masse cellulaire interne et en un trophoblaste. La masse cellulaire interne contient des cellules appelées cellules souches qui ont le pouvoir de donner naissance à tous les tissus et organes. Les cellules de la masse cellulaire interne se différencient en deux couches environ 8 jours après la fécondation, un hypoblaste et un épiblaste. L'hypoblaste (endoderme primitif) est une couche de cellules cylindriques et l'épiblaste (ectoderme primitif) est une couche de cellules cuboïdes. Les cellules de l'hypoblaste et de l'épiblaste forment ensemble un disque embryonnaire à deux couches.

Formation de la cavité amniotique:

Un espace apparaît entre l'épiblaste et le trophoblaste, appelé cavité amniotique remplie de liquide amniotique. Le toit de cette cavité est formé de cellules amniogéniques dérivées du trophoblaste, tandis que son plancher est formé par l'épiblaste.

Formation de coelome extra-embryonnaire:

Les cellules du trophoblaste donnent naissance à la masse de cellules appelée mésoderme extra-embryonnaire. Ce mésoderme est appelé extraembryonnaire car il se trouve en dehors du disque embryonnaire. Il ne donne lieu à aucun tissu de l'embryon lui-même. Le mésoderme extra-embryonnaire est différencié en mésoderme extra-embryonnaire somatopleurique externe et en mésoderme extra-embryonnaire splanchnopleurique interne. Ces deux couches renferment le coelome extra-embryonnaire.

Formation de Chorion et d'Amnion:

À ce stade, deux membranes embryonnaires très importantes, le chorion et l’amnion, se forment. Le chorion est formé par le mésoderme extra-embryonnaire somatopleurique à l'intérieur et le trophoblaste à l'extérieur. L'amnios est formé par les cellules amniogènes à l'intérieur et le mésoderme extra-embryonnaire splanchnopleurique à l'extérieur.

Comme mentionné précédemment, les cellules amniogéniques sont dérivées du trophoblaste. Plus tard, le chorion devient la partie embryonnaire principale du placenta. Le chorion produit également de la gonadotrophine chorionique humaine (hCG), une hormone importante de la grossesse.

Amnion entoure l'embryon créant la cavité amniotique qui est remplie de liquide amniotique. Le liquide amniotique sert d'amortisseur pour le fœtus, régule la température corporelle du fœtus et prévient la dessiccation.

Formation du sac vitellin:

Les cellules aplaties provenant de l'hypoblaste s'étendent et se rangent à l'intérieur du blastocèle. Ce sont des cellules endodermiques tapissant le sac vitellin primaire. Avec l'apparition du mésoderme extra-embryonnaire et plus tard du coelome extra-embryonnaire, le sac vitellin (membrane embryonnaire) devient beaucoup plus petit qu'auparavant et s'appelle maintenant le sac vitellin secondaire.

Ce changement de taille est dû au changement de la nature des cellules qui tapissent. Ces cellules ne sont plus aplaties mais deviennent cubiques. Le sac vitellin secondaire est constitué du mésoderme extra-embryonnaire splanchnopleurique externe et des cellules endodermiques internes.

Le sac vitellin est une source de cellules sanguines. Il sert également d'amortisseur et aide à prévenir la dessiccation de l'embryon.

Formation de la série primitive:

La gastrulation implique le réarrangement et la migration des cellules de l'épiblaste. Une strie primitive formée d'une légère rainure sur la surface dorsale de l'épiblaste est formée. Il s’allonge de la partie postérieure à la totalité de l’embryon. La ligne primitive établit clairement la tête et la queue de l'embryon, ainsi que ses côtés droit et gauche.

Formation de couches embryonnaires:

Après la formation de la séquence primitive, les cellules de l'épiblaste se déplacent vers l'intérieur en dessous de la séquence primitive et se détachent de l'épiblaste. Ce mouvement d'inversion s'appelle invagination. Une fois les cellules invaginées, certaines d'entre elles déplacent l'hypoblaste formant l'endoderme. D'autres cellules restent entre l'épiblaste et l'endoderme nouvellement formé, formant le mésoderme. Les cellules restant dans l'épiblaste forment un ectoderme.

Ainsi se forment trois couches germinales, à savoir l'endoderme, le mésoderme et l'ectoderme, qui donnent naissance à tous les tissus et organes du corps.

Organogenèse:

Les couches germinales primitives formées lors de la gastrulation se sont répandues dans des groupes de cellules appelées rudiments d'organes primaires et le processus de formation des organes à partir des trois couches germinales est appelé organogénie. Les organes élémentaires primaires se subdivisent ensuite en organes élémentaires secondaires qui constituent les étapes initiales de la formation des organes et de leurs parties. A ce stade, l'embryon acquiert des ressemblances avec l'adulte ou avec une larve.