Utungisho katika wanyama

Question: Seli za gameti iko na maana gani?


Utungisho katika wanyama ni kitendo cha seli za gameti ya kiume kuungana na gameti ya kike, na kuunda seli moja ambayo baadaye hukua na kufikia hali ya kiumbe kikubwa. 
Utungisho hutokea kwa wanyama hali kadhalika kwenye mimea pia ambayo huzaliana kwa ogani zote za kike na kiume kuchangia katika kutengeneza kiumbe kipya. 
Makala hii inalenga utungisho unaotokea katika wanyama. Utungisho ni wakati muafaka katika mchakato mzima wa kuzaliana. Huanza pale manii inapokutana na sehemu ya nje ya yai (ovum) na humalizikia pale kiini (nyukliasi) cha manii kinapoungana na kile cha yai.
Utangulizi
Utungisho si kitendo cha fumba na kufumbua. Kinaweza kuchukua mpaka masaa kadhaa kwa mamalia. Baada ya kuungana kwa nyukliasi, yai lililorutubishwa huitwa zaigoti (zygote). Wakati zaigoti imegawanyika na kuwa na seli mbile, huanza kuitwa kiinitete (embryo).
Utungisho ni muhimu kutoa seli moja ambayo inakuwa na jeni (gene, sehemu ya DNA inayorithisha tabia au umbile fulani) kutoka kwa wazazi wote wawili. Wakati seli zipopitia hatua ya meiosis, seli za gameti hutengenezwa. Seli hizi huwa ni manii au yai. Kila seli ya gameti huwa na nusu ya jeni kutoka seli ya awali iliyogawanyika. Wakati wa kuungana kwa manii na yai kwenye utungisho, kiwango kamili cha jeni hurejeshwa: nusu kutoka kwa mzazi wa kiume na nusu nyingine kutoka mzazi wa kike. Kwa binadamu, kwa mfano kuna kromosomu (chromosomes, ndani yake ndimo kuna jeni) arobaini na sita katika kila seli ya binadamu isipokuwa katika seli za gameti-manii na yai ambazo kila moja huwa na kromosomu ishirini na tatu. Mara tu utungisho unapokamilika, zaigoti inayotengenezwa huwa na seli kamili ya kromosomu arobaini na sita zilizo na jeni kutoka kwa wazazi wote wawili.
Mlolongo mzima wa utungisho ndio pia unaochochea ugawanyikaji wa seli. Bila mchocheo kutoka kwa manii, mara zote yai hubaki kama lilivyo na hatimaye hufa. Kwa ujumla ni utungisho hasa ndiyo unaobadili mwelekeo wa yai na kusababisha mgawanyiko wa seli na hadi kukua kwa kiinitete.
Ufanyikaji wa utungisho
Utungisho huwa kamili wakati kiini cha manii kinapoungana na kiini cha yai. Wachunguzi wamegundua kuwa kuna hatua kadhaa zinanzohusika katika mlolongo mzima wa utungishaji.


Hatua za utungisho

Gameti za kiume zikikaribia yai
Vimeng'enyo katika acrosome vikilainisha ukuta wa yai
Kichwa cha manii kujishikiza ndani ya ukuta wa yai.
Kuunganika kwa utandotelezi wa manii na wa yai.
Nyukliasi ya manii kuingia ndani ya cytoplasm ya yai
Kutungenezwa kwa ukuta wa utungisho
Muungano wa nyukliasi ya yai na ya manii
Kukaribia yai
Hatua ya kwanza kabisa katika utungisho ni kitendo cha manii kulikaribia yai. Katika baadhi ya wanyama, manii huwa zinaogelea bila mpangilio maalum kuelekea yai. Kwa wengine, yai hutoa kemikali fulani ambayo huvutia manii kulielekea. Kwa mfano, spishi moja ya sea urchin (mnyama wa majini ambaye mara nyingi hutumika katika uchunguzi wa utungisho), manii huogelea kufuata protini zilizo nje ya yai. Kwa binadamu kuna uthibitisho kuwa manii huvutiwa na ute unaozunguka yai.
Kuzunguka yai
Hatua ya pili kuelekea utungisho ni kitendo cha manii kuzunguka yai. Mayai yote ya wanyama yana uwigo ambao huitwa majina mbalimbali kama vitelline envelope kwa chura au zona pellucida kwa mamalia. Katika manii nyingi ambazo huweza kufikia yai, ni moja tu ndiyo ambayo hutumika katika utungisho. Mara tu manii moja inapofanikiwa kujishikiza katika kuta za yai, kuta hizi huwa ngumu kwa manii nyingine kujishikiza au kupenya. Kwa maneno mengine manii nyingine hubakia kulizunguka yai lakini haziwezi tena kushiriki katika hatua inayofuata ya utungisho; kazi yao huishia pale na husubiri kufa. Hatua hii ya kulizunguka yai na kujigandisha kwenye kuta zake inaweza kuchukua sekunde chache au dakika kadhaa.
Kuingia ndani ya yai

Hatua ya tatu ni tata. Manii hupenya ukuta wa yai. Kichwa au sehemu ya mbele ya kila manii ya karibia kila mnyama isipokuwa ya samaki huwa ina acrosome, sehemu ya mbele inayozungukwa na utandotelezi (membrane). Acrosome hutoa protini inayoyeyusha ukuta wa yai la spishi ya aina yake.
Katika mamalia, molekyuli moja ya ukuta wa yai huweza kuchochea acrosome ya manii kupasuka na protini iliyomo na kutengeneza tundu dogo. Hivyo manii moja huweza kutumia tundu hili kupita ukuta wa yai na kuogelea kuelekea utandotelezi wa yai. Kwenye samaki ambao hawana acrosome, kuna mifereji maalum katika yai inayoitwa micropyles inayoiwezesha manii kuogelea na kufikia utandoutelezi wa yai.
Muungano wa utandoutelezi
Hatua inayofuata ya utungisho ni muungano wa utandotelezi wa yai na manii. Hata hivyo hatua hii haifahamiki vizuri. Wakati utandotelezi zinapoungana, manii moja na yai huwa seli moja. Hatua hii huchukua sekunde chache, lakini inaweza kuonekana mojamoja na watafiti. Protini maalum katika kuta za manii ndizo zinazoonekana kuchochea kitendo hiki cha muungano, lakini namna hasa ya inavyofanyika bado haijajulikana.
Katika hatua hii, manii huwa haiwezi kutembea tena. Cytoplasm ya yai huizunguka yai na kulivuta ndani zaidi. Filamenti zinazoitwa microtubules huanza kuota kutokea kuta za ndani za utandotelezi wa yai kuelekea kiini cha yai.
Muungano wa nyukliasi
Kadiri microtubules zinavyokua, ndivyo nyukliasi za yai na manii zinavyovutwa kuelekea katikati mwa yai. Hatimaye katika hatua ambayo haifahamiki vizuri, utandotelezi za nyukliasi za yai na ile ya manii huungana na kuruhusu kromosomu kutoka kwenye yai na manii kuungana ndani ya eneo moja. Kupitia muungano huu, zaigoti hutengenezwa na kiinitete huanza.
Aina za utungisho
Aina mbili za utungisho hutokea kwa wanyama. Utungisho wa ndani na utungisho wa nje. 
Utungisho wa nje
Katika utungisho wa nje, yai na manii hukutana wakati vyote vikiwa nje ya miili ya wazazi. Wanyama kama chura, sea urchins na samaki wengi huzaliana kwa njia hii. Gameti hutolewa na viumbe waliopevuka katika bahari au madibwi. Utungisho hutokea hutokea katika mazingira haya ya maji, ambapo kiinitete huanza kukua.
Dosari katika utungisho wa nje kuwa kukutana kwa yai na manii kuwa ni jambo linalobakia kuwa la bahati. Mikondo ya maji yenye nguvu, mabadiliko ya joto la maji, wanyama wala wenzao, na aina nyingine za vipingamizi vinaweza kuzuia kukamilika kwa tendo la utungisho. Kuna njia kadhaa, ambazo wanyama hawa wanatumia kuhakikisha kuwa wanazaliana. Mojawapo ni kutengeneza mamilioni ya manii na mayai ambapo hata kama sehemu ndogo ya gameti hizi itasalimika na kuwa zaigoti, basi watoto wengi watapatikana.
Wanyama wa kike na kiume hutumia pia ishara za tabia fulani, viashiria vya kemikali fulani au viamshi/vichokoo vingine ili kuratibu utawanyaji wa manii na mayai katika maji ili kwamba yote yanatokea katika wakati mmoja na mahali pamoja.  Katika wanyama wanaotumia utungisho wa nje, huwa hakuna ulezi kutoka kwa mzazi kwa kiinitete kinachokua. Badala yake mayai ya wanyama hawa na chakula ndani yake kitakachotumika kukikuza kiinitete  mpaka kitakapo jiangua na kuwa tayari kujikimu chenyewe.
Utungisho wa ndani
Utungisho wa ndani hutokea ndani ya mwili wa kiumbe cha kike. Kawaida kiumbe wa kiume huwa na uume au ogani nyingine inayoingiza manii ndani ya njia ya uzazi. Mamalia wote, reptilia na ndege na hata baadhi ya wanyama wasio na uti wa mgongo (invertebrates), ikijumuisha konokono, minyoo, na wadudu, hutumia utungisho wa ndani. Utungisho wa ndani siyo muhimu kuwa kiinitete kinachotengenezwa kuendelea kubakia ndani ya mwili wa kiumbe cha kike. Katika nyuki wa asali, kwa mfano, malkia huweka mayai yaliyorutubishwa katika vyumba maalum ndani ya sega. Vyumba hivi huwekewa chakula ili nyuki wadogo waweze kuvitumia kadiri wanavyokua.
Kuna namna kadhaa za uboreshaji wa mlolongo mzima wa kuzalia unaohusisha utungisho wa ndani. Kwa sababu manii na mayai muda wote huwa vinalindwa ndani ya miili ya kike au kiume, huwa yanaletwa karibu sana wakati wa kujamiiana, na hivyo manii na mayai machache hutengenezwa. Wanyama wengi katika kundi hili hutoa ulezi mrefu kwa vitoto vyao. Kwa wanyama wengi, pamoja na binadamu, kuna viungo viwili katika mwili wa kiumbe cha kike ambavyo husaidia zaidi katika kutunza kiinitete. Moja ni mji wa mimba (uterus) ambao hutunza mtoto kabla ya kuzaliwa; na kingine ni placenta, ambacho kina mishipa mingi ya damu inayotoa virutubisho kwa kitoto na kutoa taka.
Masuala ya uchunguzi
Ingawa mada ya uzazi imechunguzwa sana katika viumbe vingi, utungisho ni moja vitu ambavyo vinafahamika kwa kiwango kidogo katika mifanyiko-tendani muhimu katika bailojia. Maarifa yetu juu ya mada hii ya kusisimua yameongezeka kutokana na ugunduzi wa hivi karibuni. Kwa mfano, wachunguzi wamegundua namna ya kutengeneza jeni zinazohusika na utungisho bila kujamiiana (cloning).
Hata hivyo kuna maswali mengi yamebakia ambayo wanasayansi wanaendelea kuyatafutia majibu. Kwa mfano ni kwa namna gani manii na yai zinajua kuwa zinatoka kutoka spishi moja; molekyuli gani ambazo manii hutumia katika kujishikiza na ukuta wa yai na kwa namna manii inapata taarifa ili kuchochea acrosome kutolewa. Kadiri uchunguzi unavyoendelea ndivyo baadhi ya maswali yatakavyopatiwa ufumbuzi.
Angalia pia
Uzazi
Utungisho
Marejeo
Freeman, Scott. Biological Science, Benjamin Cummings

Viungo vya nje

Jamii:Biolojia
Jamii:Uzazi
Jamii:Sayansi