Hayvanlarda Üreme, Gelişme Ve Bölünme

Üreme bütün canlıların ortak özelliğidir. Bakteriden insana kadar hemen her canlı üremeyle dünyaya gelmiştir. ”Canlıların kendilerine benzer bireyler oluşturarak nesillerini ettirmelerine üreme denir.” Üremeyle dünyaya gelen canlı sahip olduğu genetik özellikleri de ancak üremeyle bir sonraki kuşağa aktarabilir.


Bir organizmanın kendi yaşamını sürdürmesi için üremek gibi bir zorunluluğu yoktur. Fakat popülasyonlarda durum bundan farklıdır. Her bir popülasyonun devamlılığı kendisini meydana getiren bireylerinin üremesine bağlıdır. Bundan dolayıdır ki üreme bireyden ziyade popülasyonlar açısından önemlidir.


Üreme,

  • Popülasyonların ve türlerin devamlılığını sağlar.
  • Genetik özellikleri kuşaktan kuşağa aktararak korur.
  • Birbirinden farklı özellikler taşıyan bireylerin meydana gelmesini sağlar.
  • Çevrenin değişen koşullarına uyum sağlayabilen, yüksek verimlilikte ve evrimleşme potansiyeli olan organizmalar oluşturur.

Üremenin çok farklı çeşidi vardır. Bununla birlikte bu üreme çeşitleri eşeysiz ve eşeyli olmak üzere iki grupta toplanabilir.


Eşeysiz üreme üremenin en basit şeklidir. Bu üreme şeklinde ata bir tanedir. Yani anne ve baba şeklinde iki farklı ata yoktur. Yeni oluşan bireyler çoğunlukla mitoz bölünmeler sonucu oluşur. Bu nedenle aynı atadan eşeysiz üremeyle dünyaya gelen bireylerin kalıtsal özellikleri (genetik yapıları) aynıdır. Eşeysiz üreme kalıtsal çeşitlilik sağlamaz. Mayoz bölünme, döllenme ve zigot oluşumu gibi olaylar eşeysiz üremede görülmez. Kalıtsal özellikleri kuşaklar boyunca değişmeden sabit tutar. Eşeysiz üremenin bölünme, tomurcuklanma, sporla üreme, rejenerasyon ve vejetatif üreme gibi çeşitleri vardır.


Eşeyli üremede genellikle anne ve baba şeklinde iki farklı ata vardır. Bu iki atanın özellikleri bir araya gelip birleştiği için oluşan bireyler genetik çeşitlilik gösterir. Eşeyli üremenin temeli mayozdur. Mayoz bölünmeyle annede yumurta babada sperm hücresi oluşur. Daha sonra yumurta ve spermin bir araya gelip çekirdeklerini kaynaştırmasıyla (döllenme) zigot meydana gelir. Bu zigotun bölünerek çoğalması ve oluşan hücrelerin farklılaşmasıyla da yeni bir birey dünyaya gelir.


Eşeyli üreme,

  • Eşeysiz üremeye göre daha fazla enerji gerektirir.
  • Mayoz bölünme sırasındaki homolog kromozomların gametlere rastgele dağılması ve krossing over olayları ve ayrıca döllenme sırasında gametlerin rastgele birleşmesi nedeniyle kalıtsal çeşitlilik (varyasyon) meydana getirir.
  • Doğal seleksiyon mekanizmasını işleterek adaptasyonları hızlandırır ve türleşmenin yolunu açar.
  • Zararlı genlerin kaybını hızlandırarak daha sağlıklı bireylerin oluşmasına yardım eder. Eşeyli üremenin konjugasyon, partenogenez ve hermafroditlik gibi çeşitleri vardır. Hayvanların üreme sistemlerinde çeşitli farklılıklar göze çarpar. Omurgalılarda üreme sistemiyle boşaltım sistemi birbiriyle bağlantılı olduğu için, bu iki sistem birlikte ürogenital sistem olarak adlandırılır.
  • Balık, amfibian, sürüngen ve kuşlarda üreme hücreleri, boşaltım maddeleri ve sindirim artıkları kloak adı verilen açıklıkla vücuttan uzaklaştırılır. Bu hayvanların dişilerinde yumurta hücresi önce yumurtalıktan vücut boşluğuna, daha sonra bir ucu kirpikli huni şeklinde olan Müller kanalına geçer. İdrar kanalıyla bağlantısı olmayan Müller kanalı doğrudan son bağırsağa açılır. Müller kanalı balık ve amfibianlarda basit yapılıdır. Sürüngen ve kuşlarda ise özel bölmelere sahiptir. Bu bölmelerde yumurtanın beyazı ve kabuğu oluşur. Müller kanalı memelilerde ayrı bir açıklıkla vücut dışına açılır, son bağırsakla bir ilişkisi yoktur.
  • Balık ve kurbağaların erkeklerinde testisler sperm kanalı ile wolf kanalına bağlanır. Bu iki omurgalı grubunda wolf kanalı boşaltım maddelerini de taşır. Wolf kanalı taşıdığı maddeleri son bağırsağa boşaltır. Son bağırsağın dışarıya açılan ucunda kloak bulunur.
  • Memelilerin erkeklerinde idrar ve spermler penis yoluyla ve aynı kanalla (üretra) vücut dışına atılır. Fakat sindirim artıkları ayrı bir açıklıkla (anüs) vücuttan uzaklaştırılır.

Omurgalı hayvanların tümünde eşeyli üreme görülür. Eşeyli üremede mayoz bölünme (gamet oluşumu), döllenme ve gelişme basamaklarını kapsar.


1.) Döllenme

Sperm ve yumurtanın çekirdeklerini kaynaştırarak tek çekirdekli bir hücre durumuna gelmelerine döllenme denir. Döllenme sonucu oluşan hücreye zigot adı verilir. Döllenme aynı türden farklı bireylere ait özellikleri bir araya getirerek tür içi genetik çeşitliliği arttırır. Döllenme dış döllenme ve iç döllenme şeklinde ikiye ayrılır.


a. Dış Döllenme

Sularda yaşayan hayvan türlerinin çoğu dış döllenme yapar. Denizanası, çeşitli deniz solucanları ve midye gibi omurgasızlar, ayrıca balık ve amfibianlar gibi omurgalılar dış döllenme yapan hayvan türlerinden bazılarıdır.


Dış döllenmede yumurta ve sperm vücudun dışında, yani suda birleşerek zigotu oluşturur. Dış döllenme yapan hayvanlarda çiftleşme organı bulunmaz. Balık ve kurbağalarda yumurta ve spermin aynı anda suya bırakılmasını sağlayan kur yapma davranışları görülür. Yumurta ve spermin aynı anda suya bırakılması döllenme şansını arttırır. Ayrıca yumurta ve spermler suyun temiz ve oksijence zengin olduğu nispeten durgun kısımlarına bırakılır. Döllenme, zigot oluşumu ve embriyo gelişimi suda gerçekleşir.


  • Dış döllenme suda gerçekleştiği için tesadüflere kalmıştır. Dişi birey çok fazla sayıda yumurtayı suya bırakarak döllenmeyi garanti altına alır. Gerek bu yumurtaların ve gerekse oluşan embriyoların büyük bir kısmı ölür veya ortamdaki diğer hayvanlara yem olur. Geriye kalan az sayıda embriyo gelişip büyüyerek türün devamlılığını sağlar.
  • Döllenmenin gerçekleştiği ortamda mutlaka su bulunmalıdır. Bu hem yumurtanın kurumasını önler hem de spermin içinde yüzebileceği ortamı Sağlar. Dış döllenme yapan hayvanlarda yumurtaların kuruma riski yoktur. Bu nedenle dış döllenme yapan hayvanların yumurtaları kabuk taşımaz. Yumurtanın kabuksuz olması spermle kaynaşması açısından da önemlidir.

Dış döllenme yapan hayvanlarda embriyonun gelişmesi döllenmiş yumurtanın içinde başlar. Yumurtanın içindeki besin kesesi (vitellüs) gelişen embriyoya besin sağlar. Embriyo oksijen ihtiyacını sudaki çözünmüş oksijeni difüzyonla alarak karşılar. Atık maddelerini yine difüzyonla suya verir. Dış döllenme yapan hayvanlarda yavru bakımı görülmez.


b. İç Döllenme

Eşeyli üreyen karasal hayvanların tümü ile sularda yaşayan çeşitli hayvan türlerinde iç döllenme görülür. Sürüngen, kuş ve memelilerin tümü, bazı balıklar, eklem bacaklılar ve toprak solucanları iç döllenme yaparak çoğalır. iç döllenmede yumurta dişi bireyin vücudunda döllenir.


İç döllenme yapan hayvanlarda,

  • Yumurtanın döllenme şansı daha yüksektir.
  • Yumurta sayısı azdır. Fakat sperm sayısı dış döllenmede olduğu gibi fazladır.
  • Embriyo koruma altına alınmıştır.
  • Kuş ve memelilerde ileri düzeyde bir analık iç güdüsü ve yavru bakımı gelişmiştir.

Hayvanların büyük bir kısmında yumurta büyük ve hareketsiz, sperm küçük ve hareketlidir. Bu nedenle spermin yumurtayı bulup döllemesi gerekir. Yumurta fertilizin adı verilen maddeler salgılayarak spermleri kendisine çeker.

Fertilizinler türe özgüdür. Yani her bir türün yumurtasından salgılanan fertilizin değişiktir. Farklı türler arasında döllenmenin gerçekleşmemesinin nedenlerinden biri budur.


2. Gelişme

Eşeyli üreyen hayvanların hayat devri zigot oluşumuyla başlar. Tek bir hücre olan zigotun gelişip büyümesi sonucu milyarlarca hücreden oluşan bir birey meydana gelir.

Bir canlının gelişimi büyük oranda yumurta sitoplazmasının organizasyonu ve zigotun genotipi tarafından belirlenir. Annede üretilen yumurtadaki proteinler, mRNA ve diğer maddeler heterojen bir şekilde dağılmıştır. Hayvanların büyük kısmında bu maddelerin dağılımındaki heterojenlik embriyo gelişimi üzerinde etkili olur. Zigotun arka arkaya geçirdiği mitoz bölünmelerle oluşan hücreler aynı kalıtsal yapıya sahiptir. Fakat bu hücrelerin sitoplazma içerikleri arasında fark vardır. Hücrelerin sitoplazma içeriklerindeki bu farklılıklar genlerin aktifliğini ve pasifliğini etkiler. Bu nedenle genetik yapıları aynı olsa bile, aktif olan genlerin çeşidi hücreden hücreye değişir. Bu da hücrelerin özelleşmesinde önemli rol oynar.

Bir zigottan yapısal ve işlevsel olarak kusursuz bir organizmanın meydana gelmesi birbiriyle bağlantılı olan hücre bölünmesi (segmentasyon), hücre göçü, farklılaşma ve organogenez evrelerini kapsar.


a. Bölünme

Hayvanlarda gelişmenin ilk basamağı hücre bölünmesidir. Zigotun arka arkaya geçirdiği mitoz bölünmeler sonucunda çok sayıda hücre oluşur. Segmentasyon adı verilen bu bölünmeler oldukça hızlıdır. Segmentasyon sürecinde büyüme görülmez. Her bir mitoz sonucu daha küçük hacimli hücreler meydana gelir. Bu sırada yumurtadaki besinler enerji tüketiminde kullanıldığından, besin içeriğinde ve toplam ağırlıkta azalma meydana gelir. Zigotun segmentasyonu ile meydana gelen hücrelere blastomer denir. Zigotun ilk segmentasyonu sonucu iki blastomer oluşur. Oluşan her blastomer tekrar mitoz geçirerek iki yeni blastomer meydana getirir. Bu şekilde 2, 4, 8, 16, 32… gibi ikinin katları şeklinde artan blastomerler bir dut meyvesini andıran hücre yığınına dönüşür. Buna morula adı verilir. Yukarıda da belirttiğimiz gibi segmentasyon mitozla gerçekleşir. Mitoz kalıtsal yapıyı aynen koruduğundan morulayı meydana getiren bütün blastomerler aynı kalıtsal yapıya sahiptir. Morulayı meydana getiren blastomerlerin toplam organik madde miktarı zigottakinden daha azdır. Çünkü bu süreçte vitellüsteki besinler enerji üretiminde kullanıldığı için harcanır. Bu da organik maddelerin toplam miktarında azalmaya yol açar.

Bölünmelerle hücre sayısı arttıkça morulayı meydana getiren hücre Alnının iç kısmında bir boşluk oluşur. Hücreler, özel bir sıvıyla dolu olan bu boşluğun etrafında tek sıra şeklinde dizilerek küçük bir küre görüntüsü meydana getirir. Bu yapıya blastula adı verilir. Blastulanın içindeki boşluğa da blastosöl (birinci karın boşluğu) denir.


  • Blastosöl geçici bir boşluktur. Gelişmenin daha ileriki yerini gastrula boşluğuna bırakır.
  • İnsanda embriyo bu evrede döl yatağına tutunmaya hazır hale gelir.
  • Blastulanın iç hücre topluluğu ileriki aşamalarda embriyoyo oluşturur.
  • İnsanın vücudunda bulunan yüzlerce farklı hücrenin kaynağı bu iç hücre topluluğudur.
  • Blastosit adı verilen bu hücre kümelerinden alınan her bir hücreye embriyonik kök hücre denir.

b. Hücre Göçü ve Gastrulosyon

Blastula evresindeki embriyo içi sıvı dolu bir küreyi andırır. Bu kürenin iç hücre topluluğunun bulunduğu alt ucu blastosöl boşluğuna doğru hareket ederek içe doğru çökmeye başlar. Buna gastrulasyon, embriyonun bu haline gastrula adı verilir.


  • Gastrula evresindeki embriyo iki tabakalı bir şekilde görülür. Bu tabakalardan dıştakine ekdoterm, içtekine ise endoderm denir.
  • Hayvanlar âleminin en ilkel grupları olan sünger ve sölenterlerde bütün vücut yapıları bu iki tabakanın farklılaşmasıyla gelişir.
  • Sünger ve sölenter dışındaki hayvanlarda endoderm ve ektodermden ayrılan hücrelerin bir kısmı mezoderm adı verilen üçüncü bir hücre tabakasını oluşturur. Bir kısmı da mezenşimi meydana getirir.
  • Mezenşim hücreleri yıldız şeklindedir ve embriyonun bağ dokusu olarak kabul edilir. Mezoderm, endoderm ile ektoderm arasında uzanan yassı ve uzun bir kese şeklinde görülür.
  • Gastrulasyonun başlamasıyla blastosöl ortadan kalkar ve yerini arkenterona (gastrula boşluğuna) bırakır. Arkenteronun açık olan ucuna (çökmenin ilk başladığı yer) blastopor adı verilir.
  • Arkenteron sindirim boşluğunu oluşturur. Bu yapı daha sonra farklılaşarak sindirim kanalını meydana getirir. Hayvanların büyük bir kısmında blastopor ağzı oluşturur. Fakat insanda anüsü meydana getirir.
  • Gastrulasyondan hemen sonra ektoderm epidermis ve nöral plaka olmak üzere ikiye ayrılır.
  • Embriyonun üç tabakası (ektoderm, endoderm ve mezoderm) birbirini etkileyerek ve çeşitli şekillerde farklılaşarak dokuları ve organları meydana getirir. Dokulaşmaya histogenez, organlaşmaya organogenez adı verilir.

e. Farklılaşma ve Organogenez

Organogenez sırasında embriyonun endoderm, mezoderm ve ektoderm tabakalarının farklı bölgelerindeki hücreler katlanarak, yarılıp ayrılarak veya kümeleşerek doku ve organları meydana getirmeye başlar.

Omurgalıların embriyolarında şekillenen ilk organlar nöral tüp ve sırt ipliği (notokord) dir. Nöral tüp ektodermin katlanıp kalınlaşmasıyla meydana gelir ve daha sonra merkezi sinir sistemini oluşturur.

Organogenezle birlikte büyüyen, bölünen ve farklılaşan üç embriyonik tabakanın her birinden aşağıda verilen doku ve organlar meydana gelir.


Ektodermden oluşan doku ve organlar

  • Sinir sistemi
  • Üst deri (epidermis)
  • Ter bezleri, saç ve tırnaklar
  • Diş minesi
  • Duyu reseptörleri
  • Göz merceği ve kornea
  • Böbrek üstü bezinin öz kısmı, hipofiz bezi
  • Ağız, burun ve anüsü örten epitel

Mezodermden oluşan doku ve organlar

  • Alt deri
  • Bağ dokusu, kas dokusu
  • Kemik ve kıkırdak
  • Kan dokusu, kalp ve damarlar
  • Böbrekler, testis ve yumurtalıklar
  • Karın zarı (periton)
  • Sindirim kanalını dıştan astarlayan zar
  • Lenf sistemi
  • Böbrek üstü bezinin kabuk kısmı

Endodermden oluşan yapılar

  • Karaciğer ve akciğer
  • Tiroit, paratiroit, pankreas ve timüs bezleri
  • İdrar kesesi
  • Üretra
  • Solunum sistemini astarlayan epitel
  • Sindirim kanalının içini astarlayan zar

d. Embriyonik İndüksiyon

“Bir zigottan gelişimini tamamlamış bir hayvan nasıl oluşur?” sorusunu cevaplamak için yüzyıllardan beri değişik bilim insanları tarafından çalışmalar yapılmıştır. Bu konuda çok sayıda görüş ileri sürülmüştür. Bu çalışmalar arasında en dikkat çekeni Hans Spemann’ın sinir sisteminin farklılaşmasıyla ilgili deneyidir.


1920 li yıllarda Hans Spemann döllenmiş semender yumurtalarıyla, erken gastrula aşamasından itibaren seri deneyler yapmış ve çok önemli sonuçlar elde etmiştir. Spemann semender embriyolarında, sinir sisteminin oluşumunda hangi yapıların etkili olduğunu belirlemek için birbiriyle ilişkili aşağıda anlatılan üç deney düzenlemiştir.

1 Yorum

Bir cevap yazın

E-posta hesabınız yayımlanmayacak.