Polyspermy
જીવવિજ્ઞાનમાં, પોલીસ્પર્મી એક કરતાં વધુ શુક્રાણુઓ દ્વારા ઇંડાના ગર્ભાધાનનું વર્ણન કરે છે. ડિપ્લોઇડ સજીવોમાં સામાન્ય રીતે દરેક રંગસૂત્રની બે નકલો હોય છે, દરેક પિતૃમાંથી એક. બીજી બાજુ, પોલીસ્પર્મીના પરિણામે કોષમાં દરેક રંગસૂત્રની ત્રણ કે તેથી વધુ નકલો હોય છે-ઇંડામાંથી એક અને બહુવિધ શુક્રાણુઓમાંથી એક. સામાન્ય રીતે, પરિણામ અવ્યવહારુ ઝાયગોટ હોય છે. આવું થઈ શકે છે કારણ કે શુક્રાણુ સ્પર્ધાના પસંદગીયુક્ત દબાણને કારણે શુક્રાણુ ઇંડા સુધી પહોંચવા અને ફળદ્રુપ કરવામાં ખૂબ કાર્યક્ષમ હોય છે. આવી પરિસ્થિતિ ઘણીવાર સ્ત્રી માટે હાનિકારક હોય છેઃ બીજા શબ્દોમાં કહીએ તો, શુક્રાણુઓ વચ્ચે પુરુષ-પુરુષની સ્પર્ધા જાતીય સંઘર્ષ પેદા કરવા માટે ફેલાય છે. ફિઝિયોલોજીકલ પોલિસ્પર્મી ત્યારે થાય છે જ્યારે ઇંડા સામાન્ય રીતે એકથી વધુ શુક્રાણુઓ સ્વીકારે છે પરંતુ બહુવિધ શુક્રાણુઓમાંથી માત્ર એક જ તેના કેન્દ્રકને ઇંડાના કેન્દ્ર સાથે જોડી દેશે. ફિઝિયોલોજીકલ પોલીસ્પર્મી કરોડઅસ્થિધારી પ્રાણીઓ અને અપૃષ્ઠવંશી પ્રાણીઓની કેટલીક પ્રજાતિઓમાં હાજર છે. કેટલીક પ્રજાતિઓ તેમના સંતાનના વિકાસ માટે યોગ્ય પદ્ધતિ તરીકે શારીરિક બહુપત્નીત્વનો ઉપયોગ કરે છે. આમાંના કેટલાક પ્રાણીઓમાં પક્ષીઓ, ટેનોફોરા, સરીસૃપ અને ઉભયજીવીઓનો સમાવેશ થાય છે. કેટલાક કરોડઅસ્થિધારી પ્રાણીઓ કે જે એમ્નિઓટ અથવા એનામનિઓટ બંને છે, જેમાં યુરોડેલે ઉભયજીવી, કાર્ટિલાજિનસ માછલી, પક્ષીઓ અને સરિસૃપનો સમાવેશ થાય છે, તેમના યોલ્કી ઇંડાના આંતરિક ગર્ભાધાનને કારણે શારીરિક બહુપત્નીત્વમાંથી પસાર થાય છે. શુક્રાણુ ઇંડાના કોષરસમાં મુક્ત કેલ્શિયમ આયન સાંદ્રતાના પ્રેરણ દ્વારા ઇંડાને સક્રિય કરે છે. આ ઇન્ડક્શન ફિઝિયોલોજીકલ પોલિસ્પર્મી અને મોનોમેરિક પોલિસ્પર્મી પ્રજાતિઓ બંનેમાં ખૂબ જ મહત્વપૂર્ણ ભૂમિકા ભજવે છે. કેલ્શિયમમાં વધારો ઇંડાને સક્રિય કરે છે. પછી ઇંડાને બાયોકેમિકલ અને મોર્ફોલોજિકલ બંને સ્તરે બદલવામાં આવશે. સસ્તન પ્રાણીઓ તેમજ દરિયાઈ અર્ચિનમાં, ઇંડામાં કેલ્શિયમ આયનોના પ્રવાહને કારણે કેલ્શિયમની સાંદ્રતામાં અચાનક વધારો થાય છે. આ કેલ્શિયમ આયનો કોર્ટિકલ ગ્રાન્યુલ પ્રતિક્રિયા માટે જવાબદાર છે, અને ઇંડાના એન્ડોપ્લાઝમિક રેટિક્યુલમમાં પણ સંગ્રહિત થાય છે. શારીરિક બહુપત્નીત્વથી વિપરીત, મોનોસ્પર્મિક ગર્ભાધાન ઇંડા કેલ્શિયમ તરંગોના વિશ્લેષણ સાથે કામ કરે છે, કારણ કે આ તમામ પ્રજાતિઓમાં લાક્ષણિક પ્રજનન પ્રક્રિયા છે. જે પ્રજાતિઓ ફિઝિયોલોજીકલ પોલીસ્પર્મીમાંથી પસાર થાય છે તેમાં પોલીપ્લોઇડી-પ્રિવેન્ટિંગ મિકેનિઝમ્સ હોય છે જે ઇંડાની અંદર કાર્ય કરે છે. આ ઇંડાની બહારના સામાન્ય પોલિસ્પર્મી બ્લોકથી તદ્દન અલગ છે. પ્રોસિડિંગ્સ ઓફ ધ રોયલ સોસાયટી બી જર્નલમાં, ન્યુ યોર્ક ટાઇમ્સમાં અહેવાલ મુજબ, શેફિલ્ડ યુનિવર્સિટીના ઉત્ક્રાંતિવાદી જીવવિજ્ઞાની અને અભ્યાસના લેખકોમાંના એક ડૉ. નિકોલા હેમિંગ્સે અહેવાલ આપ્યો છે કે ઝેબ્રા ફિન્ચ અને ચિકનના ઇંડાને ઇંડામાં પ્રવેશવા માટે 10 થી સેંકડો શુક્રાણુઓની જરૂર પડે છે, જેથી પક્ષીના ગર્ભના સફળ ગર્ભાધાન અને વિકાસની ખાતરી કરી શકાય. માનવ પ્રજનનમાં પોલીસ્પર્મીને અવરોધિત કરવું ખૂબ જ દુર્લભ છે. અંડાશયમાં તરતા શુક્રાણુઓની સંખ્યામાં ઘટાડો એ બે રીતોમાંથી એક છે જે મનુષ્યમાં પોલીસ્પર્મીને અટકાવે છે. બીજી પદ્ધતિ એ ફળદ્રુપ ઇંડામાં શુક્રાણુઓને અવરોધિત કરવાની છે. ડેવલપમેન્ટલ બાયોલોજી ઇન્ટરેક્ટિવ અનુસાર, જો ઇંડા બહુવિધ શુક્રાણુઓ દ્વારા ફળદ્રુપ બને છે, તો ગર્ભ પછી વિવિધ પૈતૃક સેન્ટ્રિયોલ્સ મેળવશે. જ્યારે આવું થાય છે, ત્યારે વધારાના રંગસૂત્રો માટે સંઘર્ષ થાય છે. આ સ્પર્ધા ક્લેવેજ ફ્યુરો રચનામાં અવ્યવસ્થાનું કારણ બને છે અને સામાન્ય પરિણામ ઝાયગોટનું મૃત્યુ છે. માનવ પોલીસ્પર્મીના માત્ર બે કેસ નોંધાયા છે જે બાળકોના જન્મ તરફ દોરી જાય છે. પોલિસ્પર્મીનો ઝડપી અવરોધ આ પરિસ્થિતિને ટાળવા માટે લૈંગિક રીતે પ્રજનન કરતા સજીવોના ઇંડાને અનુકૂળ બનાવવામાં આવે છે. સંરક્ષણ ખાસ કરીને દરિયાઈ અર્ચિનમાં સારી રીતે દર્શાવવામાં આવે છે, જે અનુગામી શુક્રાણુ દ્વારા ઇંડાના સફળ પ્રવેશને અટકાવીને એક શુક્રાણુની સ્વીકૃતિને પ્રતિસાદ આપે છે. અન્ય યુકેરીયોટ્સમાં સમાન સંરક્ષણ અસ્તિત્વ ધરાવે છે. દરિયાઈ અર્ચિનમાં પોલિસ્પર્મીનું નિવારણ ઇંડાની સપાટી પર વિદ્યુત ચાર્જમાં ફેરફાર પર આધાર રાખે છે, જે ઇંડા સાથે પ્રથમ શુક્રાણુના મિશ્રણને કારણે થાય છે. બિનઉત્પાદિત દરિયાઈ અર્ચિન ઇંડામાં અંદર નકારાત્મક ચાર્જ હોય છે, પરંતુ ગર્ભાધાન પર ચાર્જ હકારાત્મક બને છે. જ્યારે દરિયાઈ અર્ચિન શુક્રાણુ હકારાત્મક ચાર્જ સાથે ઇંડાનો સામનો કરે છે, ત્યારે શુક્રાણુ-ઇંડાનું મિશ્રણ અવરોધિત થાય છે. આમ, પ્રથમ શુક્રાણુ ઇંડાનો સંપર્ક કરે છે અને પરિવર્તનનું કારણ બને છે તે પછી, અનુગામી શુક્રાણુઓને ફ્યુઝિંગથી અટકાવવામાં આવે છે. આ "ઇલેક્ટ્રિકલ પોલિસ્પર્મી બ્લોક" નું પરિણામ હોવાનું માનવામાં આવે છે કારણ કે શુક્રાણુ સપાટીના પટલમાં હકારાત્મક રીતે ચાર્જ થયેલ પરમાણુ ઇંડાની સપાટી પર સકારાત્મક ચાર્જ દ્વારા દૂર કરવામાં આવે છે. ઇલેક્ટ્રિકલ પોલિસ્પર્મી બ્લોક્સ ઘણા પ્રાણીઓની પ્રજાતિઓમાં કામ કરે છે, જેમાં દેડકા, ક્લેમ અને દરિયાઈ કૃમિઓનો સમાવેશ થાય છે, પરંતુ અભ્યાસ કરવામાં આવેલા કેટલાક સસ્તન પ્રાણીઓમાં (હેમસ્ટર, સસલા, માઉસ) નહીં. વિદ્યુત અવરોધ વિનાની પ્રજાતિઓમાં, બહુપત્નીત્વ સામાન્ય રીતે એવી સામગ્રીના સ્ત્રાવ દ્વારા અટકાવવામાં આવે છે જે બહુપત્નીત્વમાં યાંત્રિક અવરોધ સ્થાપિત કરે છે. દરિયાઈ અર્ચિન જેવા પ્રાણીઓ બે-પગલાંની પોલીસ્પર્મી નિવારણ વ્યૂહરચના ધરાવે છે, જેમાં ઝડપી, પરંતુ ક્ષણિક, વિદ્યુત અવરોધ પ્રથમ મિનિટ પછી અથવા વધુ ધીમે ધીમે વિકસતા કાયમી યાંત્રિક અવરોધ દ્વારા રદ કરવામાં આવે છે. જ્યાં પોલીસ્પર્મી માટે ખૂબ જ ઝડપી અવરોધ જરૂરી હોય તેવી પ્રજાતિઓમાં વિદ્યુત અવરોધો મદદરૂપ થાય છે, કારણ કે ઘણા શુક્રાણુઓ ઇંડાની સપાટી પર એક સાથે પહોંચે છે, જેમ કે દરિયાઈ અર્ચિન જેવા પ્રાણીઓમાં થાય છે. દરિયાઈ અર્ચિનમાં, સમુદ્રમાં બાહ્ય રીતે ગર્ભાધાન થાય છે, જેમ કે સેંકડો શુક્રાણુઓ થોડી સેકંડમાં ઇંડાનો સામનો કરી શકે છે. પોલીસ્પર્મીનો ધીમો અવરોધ સસ્તન પ્રાણીઓમાં, જેમાં આંતરિક રીતે ગર્ભાધાન થાય છે, ઓછા શુક્રાણુ ઓવિડક્ટમાં ગર્ભાધાન સ્થળ સુધી પહોંચે છે. આ સ્ત્રી જનન માર્ગને ઇંડા સુધી પહોંચતા શુક્રાણુઓની સંખ્યાને ઘટાડવા માટે અનુકૂળ થવાનું પરિણામ હોઈ શકે છે. તેમ છતાં, સસ્તન પ્રાણીઓમાં પોલીસ્પર્મી અટકાવવાની પદ્ધતિઓ આવશ્યક છે; એક સ્ત્રાવ પ્રતિક્રિયા, "કોર્ટિકલ પ્રતિક્રિયા" ઇંડાના બાહ્યકોષીય આવરણ (જોના પેલુસિડા) માં ફેરફાર કરે છે, અને વધારાની પદ્ધતિઓ કે જે સારી રીતે સમજી શકાતી નથી તે ઇંડાના પ્લાઝ્મા પટલમાં ફેરફાર કરે છે. જોના પેલ્લુસિડાને સેરીન પ્રોટીઝ દ્વારા સુધારવામાં આવે છે જે કોર્ટિકલ ગ્રાન્યુલ્સમાંથી મુક્ત થાય છે. પ્રોટીઝ કોષ પટલ અને વિટેલીન પરબિડીયું વચ્ચેની પ્રોટીન કડીનો નાશ કરે છે, અન્ય શુક્રાણુઓ સાથે બંધાયેલા કોઈપણ રીસેપ્ટર્સને દૂર કરે છે અને કોર્ટિકલ ગ્રાન્યુલ્સમાંથી ગર્ભાધાન પરબિડીયું રચવામાં મદદ કરે છે. અંડકોશની અંદર કેલ્શિયમ ઓસિલેશનને કારણે કોર્ટિકલ પ્રતિક્રિયા થાય છે. આવા ઓસિલેશનને જે ટ્રિગર કરે છે તે પી. એલ. સી.-ઝેટા છે, જે શુક્રાણુ માટે અનન્ય ફોસ્ફોલિપેઝ છે જે કેલ્શિયમની સાંદ્રતા માટે ખૂબ જ સંવેદનશીલ છે. જ્યારે પ્રથમ શુક્રાણુ અંડકોશની અંદર આવે છે, ત્યારે તે પી. એલ. સી.-ઝીટા લાવે છે, જે અંડકોશની મૂળભૂત કેલ્શિયમ સાંદ્રતા દ્વારા સક્રિય થાય છે, આઇ. પી. 3 ની રચનાની શરૂઆત કરે છે અને એન્ડોપ્લાઝ્મિક રેટિક્યુલમ સ્ટોર્સમાંથી કેલ્શિયમ મુક્ત કરે છે, કેલ્શિયમ સાંદ્રતામાં ઓસિલેશન પેદા કરે છે જે અંડકોશને સક્રિય કરશે અને પોલીસ્પર્મીને અવરોધિત કરશે. ઉત્ક્રાંતિ લાભ સ્ત્રી સંરક્ષણ વધુ આક્રમક પુરુષ શુક્રાણુ માટે પસંદ કરે છે, જો કે, ઉત્ક્રાંતિવાદી હથિયારોની સ્પર્ધા તરફ દોરી જાય છે. એક તરફ, પોલિસ્પર્મી અજેય ઝાયગોટ્સ બનાવે છે અને સ્ત્રીની તંદુરસ્તી ઘટાડે છે, પરંતુ બીજી તરફ, સંરક્ષણ ગર્ભાધાનને સંપૂર્ણપણે અટકાવી શકે છે. આ બંને વચ્ચે નાજુક સમાધાન તરફ દોરી જાય છે, અને સસ્તન પ્રજાતિઓમાં જોવા મળતા પ્રમાણમાં ઊંચા વંધ્યત્વ દરના એક સંભવિત કારણ તરીકે સૂચવવામાં આવ્યું છે. કેટલીક પ્રજાતિઓમાં, પોલિસ્પર્મી થવાની મંજૂરી આપવામાં આવે છે, જેના પરિણામે એક કરતાં વધુ શુક્રાણુ ઇંડામાં પ્રવેશ કરે છે અને હાનિકારક અસરો વિના સક્ષમ સંતાન બનાવે છે. કોર્ટિકલ પ્રતિક્રિયા સંદર્ભો વધુ વાંચન ગિન્ઝબર્ગ, એ. એસ. 1972 પણ જુઓ. માછલીઓમાં ફર્ટિલાઇઝેશન એન્ડ ધ પ્રોબ્લેમ ઓફ પોલિસ્પર્મી, ઇઝરાયેલ પ્રોગ્રામ ફોર સાયન્ટિફિક ટ્રાન્સલેશન, જેરુસલેમ. જેફ, એલ. એ. એન્ડ એમ. ગોલ્ડ. 1985. પોલિસ્પર્મી-નિવારણ પદ્ધતિઓ. સી. બી. મેટ્ઝ એન્ડ એ. મોનરોય (સંપાદકો) બાયોલોજી ઓફ ફર્ટિલાઇઝેશન. એકેડેમિક, નવું York.Brendon મેજેરો; 223-250. બાહ્ય કડીઓ પોલીસ્પર્મી રિપ્રોડક્શનનું એનિમેશન