Reproduksi seksual didefinisikan sebagai proses di mana keturunan makhluk hidup baru diciptakan dari kombinasi informasi genetik dari dua organisme induk, sehingga menimbulkan mekanisme pewarisan, variabilitas genetik dan proses evolusi yang memungkinkan untuk mencapai spesies ke tempat mereka adalah hari ini.
Reproduksi aseksual menghasilkan salinan identik dengan satu orang tua, sedangkan reproduksi seksual memungkinkan variabilitas genetik lintas generasi: seorang anak tidak akan pernah sama persis dengan salah satu orang tuanya. Berdasarkan premis ini, kita dapat memahami bagaimana seleksi alam bekerja. Karena makhluk hidup dalam suatu populasi tidak persis sama di antara mereka, ada mekanisme tertentu yang dapat mendukung kegigihan karakter tertentu dalam spesies yang sama, yang memungkinkan perluasannya dari waktu ke waktu.
Untuk memberikan contoh teoretis: jika jerapah lahir dengan leher lebih panjang daripada yang lain (karena mutasi atau aksi rekombinan DNA kedua orang tuanya), ia mungkin dapat menjangkau lebih banyak makanan, menjadi lebih kuat daripada yang lain, dan, oleh karena itu, dapat direproduksi dengan lebih mudah. Jika sifat tersebut dapat diturunkan, anak-anak Anda juga akan memiliki leher yang lebih panjang, yang pada akhirnya akan mendorong perluasan sifat positif tersebut pada spesies tersebut.
Untuk memahami semua mekanisme biologis ini, perlu dijelaskan tentang bagaimana keturunan dihasilkan, yaitu proses generasi kehidupan dari pembentukan gamet induk hingga perkembangan individu baru. Hari ini kita membahas salah satu masalah yang sangat kompleks: spermatogenesis .
- Artikel terkait: “Jenis sel utama tubuh manusia”
Apa itu spermatogenesis?
Spermatogenesis adalah proses pembentukan sperma (gamet jantan) . Mekanisme penting untuk produksi kehidupan ini dilakukan di testis, dalam struktur bulat yang disebut tubulus seminiferus. Tabung ini, berdiameter sekitar 200 mikrometer dan panjang 50 sentimeter, menghasilkan sperma dan hormon testosteron, penting untuk pertumbuhan penis dan skrotum, kedalaman suara, dan rambut tubuh pada pria.
Sebelum melanjutkan proses yang menakjubkan ini, kita harus mengklarifikasi serangkaian istilah genetik yang sangat penting, karena menarik untuk diketahui bahwa gamet (baik pria maupun wanita) memiliki separuh informasi genetik dari sel-sel tubuh kita yang lain. Sekarang Anda akan lebih memahami apa yang kita maksud.
Sperma dan haploidi
Sel-sel yang membentuk semua jaringan kita dan membelah secara mitosis untuk mempertahankan organ dan struktur kita dikenal sebagai “somatik.” Masing-masing badan sel ini mengandung 23 pasang kromosom di nukleusnya (dua set lengkap, 22 pasang autosomal dan satu seksual), atau yang sama, total 46. Kondisi ini disebut diploidy (2n).
Di sisi lain, gen menghadirkan serangkaian variasi, yang disebut alel . Hal penting yang harus Anda ketahui tentang masalah ini adalah, untuk gen yang sama, satu alel diwarisi dari ayah dan satu lagi dari ibu, sehingga setiap karakter kita dikodekan oleh setidaknya dua alel yang berbeda. Hal ini memungkinkan kita untuk menjadi lebih “efektif” pada tingkat evolusi, karena jika alel dari salah satu induk gagal atau tidak menjalankan fungsinya dengan benar, diharapkan alel dari induk lainnya dapat mengatasi kesalahan ini.
Sehingga setengah dari informasi genetik yang membentuk kita dapat berasal dari ayah dan setengah lainnya dari ibu, jelas bahwa sel-sel primal yang membentuk kita harus mengandung setengah dari informasi genetik yang somatik . Jika tidak, dengan setiap generasi, lebih banyak kromosom akan ditambahkan ke sel, membuat kehidupan menjadi tidak mungkin (2n + 2n: 4n, 4n + 4n: 8n, dll). Berdasarkan premis ini, kita dapat mengasumsikan bahwa sel sperma adalah haploid (n), yaitu, mereka hanya memiliki satu set 23 kromosom. Bagaimana ini dicapai?
- Anda mungkin tertarik: “4 jenis sel kelamin”
Fase-fase spermatogenesis
Spermatogenesis dan meiosis adalah dua sisi mata uang yang sama, karena yang satu tidak dapat dipahami tanpa yang lain. Selanjutnya, kita akan memperkenalkan Anda secara singkat ke masing-masing fase yang terjadi selama spermatogenesis.
1. Fase proliferasi
Spermatogonia adalah sel induk yang khusus menghasilkan sperma saat mereka berdiferensiasi . Spermatogonia masih diploid, yang berarti mereka memiliki total 46 kromosom, setengah dari ibu dan setengah dari ayah (ingat: diploid, 2n), seperti sel somatik kita yang lain.
Spermatogonia, melalui mitosis (pembentukan 2 sel yang persis sama dari yang asli), menghasilkan 2 jenis sel, tipe A dan tipe B. Ini adalah tipe B yang menarik minat kita, karena ini akan bertanggung jawab untuk menghasilkan spermatosit primer. Di sisi lain, sel A dapat terus membelah dengan mitosis.
2. Fase Meiotik
Ini adalah proses generasi sperma per se, dan itulah sebabnya disebut juga spermatositogenesis . Mekanisme ini diaktifkan oleh pelepasan hormon GnRH (gonadotropin-releasing hormone), yang diproduksi di hipotalamus dan, pada gilirannya, merangsang adenohipofisis untuk menghasilkan gonadotropin (hormon luteinizing dan hormon perangsang folikel).
Kita tidak akan fokus pada proses yang mendasarinya karena kerumitannya, tetapi Anda harus mengingat gagasan yang jelas: dalam hal ini, spermatosit sekunder (produk dari spermatosit primer, yang berasal dari spermatogonia B) dibagi dengan meiosis , bukan mitosis.
Dalam mitosis, sel menduplikasi informasi genetiknya dan menghasilkan 2 sel yang identik . Pada kesempatan yang sangat khusus ini, sel primal diploid menghasilkan 4 haploid, berdasarkan 2 pembelahan berturut-turut (meiosis I dan meiosis II). Selain itu, dalam proses ini terjadi rekombinasi genetik yang telah disebutkan sebelumnya, sehingga keturunannya tidak sama dengan keturunan awal. Setelah meiosis muncul spermatid yang sudah haploid.
Singkatnya, dalam rekombinasi genetik (tipe homolog) pasangan kromosom kedua orang tua (ingat bahwa spermatosit masih diploid) sejajar, sehingga urutan DNA yang serupa saling silang. Dengan demikian, terjadi pertukaran materi genetik dan kromosom yang direkombinasi tidak sama dengan kromosom ayah atau ibu .
3. Spermiogenesis
Di bagian mekanisme ini, spermatid berubah menjadi sperma itu sendiri. Ada beberapa fase dalam blok ini (fase Golgi, Cap, Akrosom dan Pematangan), tetapi dapat diringkas dalam premis berikut: flagel sperma tumbuh, yang memungkinkannya bergerak, dan panjang kepalanya berkurang , untuk memperoleh bentuk runcing yang kita semua tahu.
Angka dan waktu
Spermatogenesis manusia berlangsung dari 62 hingga 75 hari, dan berlangsung dari pematangan seksual pada masa remaja hingga kematian pada pria. Semua proses ini terjadi terus-menerus di testis karena, tanpa melangkah lebih jauh, pria sehat menghasilkan sekitar 100 juta sperma yang layak setiap 24 jam.
Sebagai fakta aneh yang menutup semua yang ditampilkan, sungguh luar biasa mengetahui bahwa seorang pria mengeluarkan 15 hingga 200 juta sperma dengan setiap mililiter air mani yang dikeluarkan. Oleh karena itu, setiap ejakulasi dapat terdiri dari hingga 300 juta sperma .
Ringkasan
Seperti yang telah Anda lihat, pada akhirnya semuanya bermuara pada permainan pertukaran genetik. Sebagai makhluk hidup yang bereproduksi secara seksual, kita harus membagi dua informasi genetik kita dalam gamet, sel kelamin perlu melalui proses yang disebut meiosis, yang memberi ovula dan sperma haploidy yang penting untuk memahami kehidupan. Jadi, dari dua bagian yang utuh muncul, zigot yang akan melahirkan individu dewasa setelah kehamilan.
Mekanisme evolusi dan seleksi alam termasuk dalam spermatogenesis dan oogenesis, karena berkat mereka ada proses seperti rekombinasi genetik dan penciptaan makhluk hidup dari “2 bagian genetik”. Tanpa mekanisme biologis yang sangat spesifik ini, tidak mungkin memahami keanekaragaman di Bumi.
Referensi bibliografi
- Bagaimana sperma terbentuk? Reproduksi terbantu.org. Dikumpulkan pada 13 Maret di https://www.reproduccionasistida.org/espermatogenesis/#fase-proliferativa
- Aguilar, J., López, MCG, Gilabert, AC, Ortiz, A., González, E., Galisteo, JO, … & Castilla, JA (2004). Sel induk spermatogonia. Jurnal Internasional Andrologi: Kesehatan Seksual dan Reproduksi, 2 (2), 54-59.
- Andra, c. AT (2018). Enzim glukoneogenik fruktosa-1, 6-bisfosfatase dan partisipasinya dalam transisi spermatosit-spermatid.
- Bassa, L. (2001). Spermatogenesis dan Infertilitas. Majalah Kesuburan Iberoamerika, 18, 11-17.
- Correa, YRM, Núñez, DAO, Marín, IH, Tovar, JM, & Ruíz, AA (2005). Terhentinya spermatogenesis. Ginecol Obstet Mex, 73, 500-8.
- Marina, S. (2003). Kemajuan dalam pengetahuan spermatogenesis. Implikasi klinis. Jurnal Kesuburan Iberoamerika, 20 (4), 213-225.
- Molfino, HMG, & Figueroa, HG (2017). SPERMATOGONI MAMALIA. Biotempo, 14 (2), 233-243.