Samenvatting Biologische Aspecten van de Voortplanting [E08L6a]

Biologische Aspecten van de Voortplanting
Deel I. Seks en de alternatieven
Hoofdstuk 1: Seksuele voorplanting

1.1 Meiose: schudden vd genetische kaarten

- Erfelijk materiaal is aanwezig in celkern in de vorm van chromosomen
o Chromosomen bestaan uit chromatine - complex van DNA en eiwitten
 Variëren in grootte, centromeerlocatie, lengte van armen, ...
o Karyotype: specifieke patroon van chromosomen van 1 individu
o Mens: 23 paar homologe chromosomen (46 chromosomen)
 Elk bestaande uit een vaderlijk en een moederlijk chromosoom
 Allelen= Varianten van een gen op de homologe chromosomen
- = deling tot gameten in de gonaden
o Chromosoom-duplicatie
o Meiose I en meiose II
 = opeenvolgende celdelingen zonder replicatie v genetisch materiaal tussen
 Resultaat: reductie van chromosoomaantal van 2n naar n
 Gameten (eicellen & zaadcellen) zijn Haploïd (n): bevatten helft vh
aantal chromosomen in een adulte somatische cel (=Diploïd of 2n)
 Terminologie
 Homologe chromosomen: maternale en paternale kopijen van
eenzelfde chromosoom
 Gerepliceerde chromosomen zijn verbonden door kinetochoren en
cohesine eiwitten
 Zusterchromatiden: 2 kopijen van het gerepliceerde chromosoom
o Meoise I
 Profase I: Associatie homologe chromosomen in synaptonemaal complex
 Genetische variatie door crossing-over
o = genetische recombinatie tussen niet-zusterchromatiden
o = uitwisseling van homologe stukken DNA
o = ontstaan van nieuwe allelencombinaties
 Metafase I (en II):
 Genetische variatie door independent assortment
o = willekeurige verdeling van chromosomen
o (Mogelijke combinaties: 2n (n = aantal haploïde
chromosomen))
 Resultaat: 2 dochtercellen met een haploïde aantal chromosomen
o Elk chromosoom bestaat uit twee aaneengehechte kopieën
o Meoise II
 Resultaat: vorming van 4 haploïde cellen




1

,1.2 De bevruchting: een genetische blind date

Vrouwelijke en mannelijke gameten samengebracht worden  Verschillende manieren:

- In- en uitwendige bevruchting
o Uitwendige bevruchting
 Enorme hoeveelheid + goede synchronisatie vrijgave gameten, omdat:
 Kleinere kans elkaar tegenkomen in grote watermassa
 Blootgesteld aan beschadiging en predatie
 Bij oa.
 Weinig beweeglijke aquatische dieren (Bv. Mosselen en koralen)
 Gewervelde dieren (Bv. Beenvissen en kikkers)
o Meer gecoördineerd: actief elkaar opzoeken
o Inwendige bevruchting
 Onrechtstreekse spermaoverdracht
 Gebruikgemaakt ve spermatofoor (=pakketje zaadcellen)
o Meeste dieren: ♂ vormt pas spermatofoor als ♀ ontmoet
o Voert het gepaste reeks gedragingen uit (Bv. Paringsdans)
om ervoor te zorgen dat ♀ spermatofoor opneemt in cloaca
 Bij andere dieren: gespecialiseerde structuren
o Bv. Spin:
 ♂ maakt spermaweb. Pedipalpen
(‘bokshandschoenen’) bevatten een bolvormig
spermareservoir van waaruit een ejaculatiekanaal
naar een penisachtig uitsteeksel loopt, hierin w
sperma opgezogen  Op zoek naar ♀  Tijdens
paring pedipalp proberen in ♀ geslachtsopening te
steken  Zaadcellen in haar lichaam spuiten
 Rechtstreekse spermaoverdracht
 Zaadcellen via copulatieorgaan (Bv. Penis) dat de ♂geslachtsopening
bevat, overgebracht naar de ♀geslachtsopening
 Bij oa: insecten, haaien, roggen, reptielen, vogels en zoogdieren
o Schildpadden en krokodillen: penisachtige structuur in cloaca
 Stulpen uit tijdens copulatie
 Sperma overgedragen via fijne groeve op oppervlak
penis
o Slangen en hagedissen: hemipenis
 Twee uiteenstulpingen aan de cloaca
 Slechts een gebruikt bij copulatie
o Vogels: geen echt copulatieorgaan
 ‘Cloacale kus’: ♂ drukt cloaca met sperma tegen cloaca
♀
o Zoogdieren: penis uit 3 delen (wortel, schacht en
eikel)
 Zwellichaam of penisbeen


2

, Algemene functie: combineren van 2 haploïde gameten tot een
zygote met het normale, diploïde aantal chromosomen
 Penisbeen correleert met
intromissietijd

Verloop vd bevruchting

- Bevruchting verloopt willekeurig
o  Genetische variatie in populatie
o 3de manier waarmee genetische variabiliteit tot stand komt
 (naast crossing-over en willekeurige verdeling homologe chromosomen)
- Te voorkomen
o Polyspermie: versmelten van eicel met meerdere zaadcellen)
o Kruisbevruchting
- Eerst moet zaadcel tot eicel geraken Capacitatie:
 Biochemische veranderingen
o Bv. Cholesterol uit celmembraan
 Hyperactieve beweeglijkheid
o Adhv staart/flagellum
o Energie afkomstig mitochondriën
- Bevruchting start bij het binden van zaadcel aan zona pellucida:
o Beschermende laag: zorgt voor soortspecifieke interactie
o Bevat chemische stoffen: ‘sperm attractants’
 Positieve chemotaxie= gerichte beweging naar chemische stof
 Progesteron, geproduceerd door cumuluscellen, en prostaglandines
 activeert specifieke kationenkanalen (CatSper) in zaadcellen
 Calcium-concentratie  in zaadcel
o Ca moduleert de golfbeweging vd staart en bijgevolg dus ook het
zwemtraject vd zaadcel
o  Beinvloeden capacitatie, attractie en acrosoomreactie
 Positieve thermotaxie (=beweging naar warmtebron toe)
 Positieve rheotaxie (=beweging tegen stroom in)
o Bevat receptormoleculen voor bepaalde moleculen van zaadcel
 Eenmaal gebonden  penetreren van zona pellucida
 Adhv acrosoom: bevat enzymen
 Door receptoren kan acrosoom enzymen vrijlaten (=acrosoomreactie)

 Hyperactieve bewegelijkheid + afbraak zona door acrosomale enzymen: bereiken eicel

- Binden van zaadcel aan eicel zorgt voor ei-activatie
 enkele snelle metabole en fysische veranderingen
o Voltooien meoise II
 Versmelten cytoplasma
o Corticale reactie
 Massale uitstorting v corticale granulen (=zakjes met enzymen, ovastacine)
 Wijziging structuur zona pellucida (=Zonareactie)




3

, o Verharden  Andere zaadcellen niet meer door barrière
geraken & kunnen binden
o Versmelten pronucleï
o Voornaamste beveiliging tegen polyspermie

1.3 Ovi- en vivipariteit

Ovipariteit:

- = Eierleggend
o Ontwikkeling gebeurt al dan niet in een omschaald ei
o Meeste dieren zijn ovipaar: zowel met uitwendige als inwendige bevruchting
 Bij oa. ongewervelde dieren zoals insecten, slakken en wormen, maar ook bij
de meeste vissen, amfibieën, reptielen (inclusief vogels) en zelfs bij
primitieve zoogdieren, de eierleggende zoogdieren.
- Na ovipositie (leggen ei) haalt ontwikkelend embryo voedingsstoffen uit dooier
- Amniota:
o Reptielen, vogels en zoogdieren met Amniote eieren ( Anamniota, vissen en amfibieën)
o = eieren met gespecialiseerde vliezen die embryo beschermen
 Extraembryonale vliezen (4): maken geen deel uit vh lichaam vh embryo
 Amnion
 Allantoïs
 Chorion
 Dooierzak
  Maken Bevruchting op het land mogelijk
 Eieren met schaal = cleidoïsch ei
o Reptielen en eierleggende zoogdieren: lederachtige schaal
o Vogels: kalkachtige schaal
 Eischaal verdwenen bij meeste zoogdieren
o Embryo ontwikkelt in moederdier
 Bescherming tegen predatie en uitdroging
 Voorplanting minder afh van water

Vivipariteit:

- = Levendbarendheid  Embryonale ontwikkeling in baarmoeder
o Inwendige bevruchting
- Ontstaan onder invloed van vrij algemeen voorkomende selectiedrukken
o Aanpassingen doorheen evolutie:
 Graduele toename duur v eieren in het oviduct
 Reductie van dikte van eischaal om zuurstofopname toe te laten
 Bv.  v dikte van geleilagen (amfibieën) of schalen
(slangen/hagedissen)
 Toename van bloedvaten in oviduct en
ademhalingsstructuren van embryo



4