การปฏิสนธิ

การปฏิสนธิ () หมายถึง การหลอมรวมระหว่างนิวเคลียสของเซลล์สืบพันธุ์เพศผู้กับเซลล์สืบพันธุ์เพศเมีย การปฏิสนธิในสัตว์และพืชเป็นดังนี้

การปฏิสนธิซ้อน (double fertilization) เป็นรูปแบบการปฏิสนธิในพืชซึ่งมีการรวมตัวของนิวเคลียส 2 ครั้ง การปฏิสนธิเริ่มจากการที่ละอองเรณูตกลงบนยอดเกสรตัวเมีย (stigma) จากนั้นเกิดการงอกของละอองเรณู (pollination) เซลล์ของละอองเรณูยืดตัวลงไปตามก้านชูยอดเกสรตัวเมีย (style) ลงไปจนถึงเกสรตัวเมีย แล้วเข้าไปในรังไข่ (ovary) และเอ็มบริโอแซค ตามลำดับ นิวเคลียสของละอองเรณูอันหนึ่งกับเซลล์ไข่ได้เป็นไซโกต ซึ่งจะเจริญไปเป็นพืชต้นใหม่ อีกนิวเคลียสของละอองเรณูจะรวมกับโพลาร์นิวเคลียสที่อยู่ตรงกลางของเอ็มบริโอ แซค ได้เซลล์ที่มีโครโมโซมเป็น 3n ซึ่งจะเจริญไปเป็นเอ็นโดสเปิร์มในเมล็ด

เป็นการผสมกันระหว่างสเปิร์มกับเซลล์ไข่ซึ่งเริ่มจากสเปิร์มสัมผัสกับชั้นที่ห่อหุ้มเซลล์ไข่ (jelly coat) จากนั้นอะโครโซมจะปล่อยเอนไซม์ออกมาย่อยสลายชั้นนี้ จากนั้นสเปิร์มจะมาถึงชั้นวิเทลไลน์ (vitelline) ซึ่งจะมีตัวรับ (receptor) จดจำเฉพาะสปีชีส์ เพื่อป้องกันไม่ให้เกิดการปฏิสนธิข้ามสายพันธุ์ กลไกนี้มีความสำคัญมากในสัตว์ที่ปฏิสนธิภายนอก เมื่อผ่านชั้นวิเทลไลน์ไปแล้ว เยื่อหุ้มเซลล์ของไข่และสเปิร์มจะหลอมรวมกันนิวเคลียสของสเปิร์มเข้าไปในไซโทพลาสซึมของไข่ เยื่อหุ้มเซลล์ของไข่จะเกิดการเปลี่ยนแปลงเพื่อป้องกันไม่ให้สเปิร์มตัวอื่นเข้ามาปฏิสนธิได้อีก โดยชั้นวิเทลไลน์จะแข็งตัวและแยกต่างหากออกจากเยื่อหุ้มเซลล์ไข่กลายเป็นเยื่อหุ้มหลังปฏิสนธิ (fertilization envelope) นิวเคลียสของไข่และของสเปิร์มจะรวมตัวกันกลายเป็นนิวเคลียสของไซโกตที่มีสารพันธุกรรมเป็น 2n จากนั้นเซลล์ใหม่จะถูกกระตุ้นให้ตื่นตัวและเตรียมพร้อมสำหรับการแบ่งเซลล์เพื่อสร้างสิ่งมีชีวิตใหม่ต่อไป

น้ำอสุจิของเพศชายจะประกอบด้วยอสุจิเป็นจำนวนมากถึง 4 - 5 ร้อยล้านตัว บรรดาอสุจิเหล่านี้มีทั้งแข็งแรงและไม่แข็งแรง พวกที่แข็งแรงก็สามารถแหวกว่ายเข้าไปในมดลูก และเลยเข้าไปยังปีกมดลูกเพื่อจะได้ผสมพันธุ์กับไข่ ตามปกติอสุจิตัวที่แข็งแรงที่สุดตัวเดียวเท่านั้นจะไปพบกับไข่ได้ก่อน และเนื่องจากอสุจิจะมีสารซึ่งสามารถละลายผนังที่ห่อหุ้มปกป้องไข่ออกได้ อสุจิจึงเจาะผ่านเปลือกของไข่ เพื่อเข้าไปรวมตัวกับนิวเคลียสภายในไข่ได้ หลังจากนั้นอสุจิตัวอื่นๆ ก็จะไม่สามารถเข้าไปได้อีก ส่วนอสุจิตัวที่เข้าไปในไข่แล้วจะสลัดหางทิ้ง และส่วนหัวที่เข้าไปในไข่จะเริ่มพองขึ้นและหลอมรวมกันกับไข่เป็นเซลล์เดียวกันในที่สุด

การแบ่งตัวของเซลล์หลังการปฏิสนธินั้น แทบจะเกิดขึ้นในทันทีหลังจากการปฏิสนธิเกิดขึ้น โดยเซลล์จะเริ่มแบ่งตัวเพิ่มจำนวนมากขึ้นเรื่อยๆ และเคลื่อนตัวผ่านท่อนำไข่มาสู่โพรงมดลูก ในระยะเวลาประมาณ 4 วัน หลังจากเกิดการปฏิสนธิ ไข่ที่ได้รับการผสมแล้ว (Fertilized ovum) ในช่วงนี้ไข่จะมีลักษณะเป็นลูกกลม ประกอบด้วยเซลล์ประมาณ 100 เซลล์ ภายในลูกกลมนี้จะเป็นโพรงที่บรรจุของเหลว ซึ่งขนาดของไข่นี้จะไม่สามารถมองเห็นได้ด้วยตาเปล่า ไข่จะใช้เวลาอีกประมาณ 2 - 3 วัน ลอยอยู่ในโพรงมดลูกนี้

หลังจากที่ไข่ลอยอยู่ในโพรงมดลูกชั่วระยะเวลาหนึ่ง ก็จะเข้าสู่ระยะการฝังตัว โดยประมาณปลายสัปดาห์ที่ 3 ไข่ที่ผสมแล้วจะเคลื่อนตัวลงมาตามปีกมดลูก เมื่อมาถึงมดลูกแล้วไข่ก็จะเกาะติด และฝังตัวลงในเยื่อบุมดลูกที่มีลักษณะหนาและนุ่ม ซึ่งมีโลหิตมาคั่งเพื่อเตรียมพร้อมอยู่ก่อนแล้ว เมื่อเกาะยึดกันมั่นคงดีแล้ว ก็อาจถือได้ว่า การปฏิสนธิได้ดำเนินไปอย่างเรียบร้อยและสมบูรณ์ ไข่ที่ผสมแล้วในระยะนี้เรียกว่า เอ็มบริโอ (Embryo) ซึ่งเอ็มบริโอนี้จะยื่นส่วนอ่อนนุ่มลักษณะคล้ายนิ้วมือแทรกลึกลงไปในผนังมดลูกเพื่อสร้างทางติดต่อกับเลือดของแม่ ต่อมาส่วนนี้จะเจริญเติบโตขึ้นกลายเป็น รก และจะมีการสร้างสายสะดือและถุงน้ำคร่ำห่อหุ้มต่อไป ตัวเอ็มบริโอเองก็จะมีเนื้อเยื่อพิเศษสามชั้น ซึ่งต่อไปในแต่ละชั้นก็จะสร้างเป็นอวัยวะต่างๆ ของร่างกายทารกต่อไปนั่นเอง