Polyspermy
जीव विज्ञान में, पॉलीस्पर्मी एक से अधिक शुक्राणुओं द्वारा अंडे के निषेचन का वर्णन करता है। द्विगुणित जीवों में आम तौर पर प्रत्येक गुणसूत्र की दो प्रतियां होती हैं, प्रत्येक माता-पिता से एक। दूसरी ओर, पॉलीस्पर्मी से उत्पन्न कोशिका में प्रत्येक गुणसूत्र की तीन या अधिक प्रतियां होती हैं-अंडे से एक और कई शुक्राणुओं से एक-एक। आमतौर पर, परिणाम एक अव्यवहार्य युग्मनज होता है। ऐसा इसलिए हो सकता है क्योंकि शुक्राणु प्रतिस्पर्धा के चयनात्मक दबावों के कारण शुक्राणु अंडों तक पहुंचने और निषेचित करने में बहुत कुशल होते हैं। ऐसी स्थिति अक्सर महिला के लिए हानिकारक होती हैः दूसरे शब्दों में, शुक्राणुओं के बीच पुरुष-पुरुष प्रतिस्पर्धा यौन संघर्ष पैदा करने के लिए फैल जाती है। फिजियोलॉजिकल पॉलीस्पर्मी तब होती है जब अंडा सामान्य रूप से एक से अधिक शुक्राणुओं को स्वीकार करता है लेकिन कई शुक्राणुओं में से केवल एक ही अपने नाभिक को अंडे के नाभिक के साथ जोड़ देगा। कशेरुकी और अकशेरुकी जीवों की कुछ प्रजातियों में फिजियोलॉजिकल पॉलीस्पर्मी मौजूद है। कुछ प्रजातियाँ अपनी संतानों के विकास के लिए उचित तंत्र के रूप में शारीरिक पॉलीस्पर्मी का उपयोग करती हैं। इनमें से कुछ जानवरों में पक्षी, टीनोफोरा, सरीसृप और उभयचर शामिल हैं। कुछ कशेरुकी जीव जो एम्नियोट या एनामनियोट दोनों हैं, जिनमें यूरोडेल उभयचर, कार्टिलाजिनस मछली, पक्षी और सरीसृप शामिल हैं, उनके योल्की अंडों के आंतरिक निषेचन के कारण शारीरिक पॉलीस्पर्मी से गुजरते हैं। शुक्राणु अंडे के कोशिका द्रव्य में मुक्त कैल्शियम आयन सांद्रता को प्रेरित करके अंडे को सक्रिय करता है। यह प्रेरण शारीरिक पॉलीस्पर्मी और मोनोमेरिक पॉलीस्पर्मी दोनों प्रजातियों में बहुत महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है। कैल्शियम में वृद्धि अंडे के सक्रियण का कारण बनती है। इसके बाद अंडे को जैव रासायनिक और रूपात्मक दोनों स्तरों पर बदला जाएगा। स्तनधारियों के साथ-साथ समुद्री अर्चिन में, अंडे के भीतर कैल्शियम आयनों के प्रवाह के कारण कैल्शियम की सांद्रता में अचानक वृद्धि होती है। ये कैल्शियम आयन कॉर्टिकल ग्रैन्यूल प्रतिक्रिया के लिए जिम्मेदार होते हैं, और अंडे के एंडोप्लाज्मिक रेटिकुलम में भी संग्रहीत होते हैं। फिजियोलॉजिकल पॉलीस्पर्मी के विपरीत, मोनोस्पर्मिक निषेचन अंडा कैल्शियम तरंगों के विश्लेषण से संबंधित है, क्योंकि यह सभी प्रजातियों में विशिष्ट प्रजनन प्रक्रिया है। शारीरिक पॉलीस्पर्मी से गुजरने वाली प्रजातियों में पॉलीप्लोइडी-रोकथाम तंत्र होते हैं जो अंडे के अंदर कार्य करते हैं। यह अंडे के बाहर सामान्य पॉलीस्पर्मी ब्लॉक से काफी अलग है। प्रोसीडिंग्स ऑफ द रॉयल सोसाइटी बी पत्रिका में, जैसा कि न्यूयॉर्क टाइम्स में बताया गया है, डॉ. निकोला हेमिंग्स, शेफील्ड विश्वविद्यालय में एक विकासवादी जीवविज्ञानी, और अध्ययन के लेखकों में से एक ने बताया कि जेब्रा फिंच और मुर्गियों के अंडों को अंडे में प्रवेश करने के लिए 10 से लेकर सैकड़ों शुक्राणुओं की आवश्यकता होती है, ताकि पक्षी भ्रूण का सफल निषेचन और विकास सुनिश्चित किया जा सके। मानव प्रजनन में पॉलीस्पर्मी को अवरुद्ध करना बहुत दुर्लभ है। अंडाशय में तैरने वाले शुक्राणुओं की संख्या में गिरावट उन दो तरीकों में से एक है जो मनुष्यों में पॉलीस्पर्मी को रोकता है। दूसरा तंत्र निषेचित अंडे में शुक्राणु को अवरुद्ध करना है। विकासात्मक जीवविज्ञान अंतःक्रियात्मक के अनुसार, यदि एक अंडा कई शुक्राणुओं द्वारा निषेचित हो जाता है, तो भ्रूण तब विभिन्न पैतृक सेंट्रियोल प्राप्त करेगा। जब ऐसा होता है, तो अतिरिक्त गुणसूत्रों के लिए संघर्ष होता है। यह प्रतियोगिता दरार खुर के गठन में अव्यवस्था का कारण बनती है और सामान्य परिणाम युग्मनज की मृत्यु होती है। मानव पॉलीस्पर्मी के केवल दो मामले सामने आए हैं जिनसे बच्चे पैदा हुए हैं। पॉलीस्पर्मी का त्वरित अवरोध यौन-प्रजनन करने वाले जीवों के अंडों को इस स्थिति से बचने के लिए अनुकूलित किया जाता है। समुद्री अर्चिन में सुरक्षा विशेष रूप से अच्छी तरह से विशेषता है, जो बाद के शुक्राणु द्वारा अंडे के सफल प्रवेश को रोककर एक शुक्राणु की स्वीकृति का जवाब देते हैं। इसी तरह की सुरक्षा अन्य यूकेरियोट्स में मौजूद है। समुद्री अर्चिन में पॉलीस्पर्मी की रोकथाम अंडे की सतह पर विद्युत आवेश में परिवर्तन पर निर्भर करती है, जो अंडे के साथ पहले शुक्राणु के संलयन के कारण होता है। निषेचित समुद्री अर्चिन अंडों के अंदर एक नकारात्मक आवेश होता है, लेकिन निषेचन पर आवेश सकारात्मक हो जाता है। जब समुद्री अर्चिन शुक्राणु एक सकारात्मक आवेश वाले अंडे का सामना करते हैं, तो शुक्राणु-अंडे का संलयन अवरुद्ध हो जाता है। इस प्रकार, पहले शुक्राणु के अंडे से संपर्क करने और परिवर्तन का कारण बनने के बाद, बाद के शुक्राणुओं को संलयन से रोका जाता है। ऐसा माना जाता है कि यह "विद्युत पॉलीस्पर्मी ब्लॉक" परिणामस्वरूप होता है क्योंकि शुक्राणु की सतह की झिल्ली में एक सकारात्मक आवेशित अणु अंडे की सतह पर सकारात्मक आवेश द्वारा पीछे हटा दिया जाता है। विद्युत पॉलीस्पर्मी ब्लॉक कई पशु प्रजातियों में काम करते हैं, जिनमें मेंढक, क्लैम और समुद्री कीड़े शामिल हैं, लेकिन कई स्तनधारियों में नहीं जिनका अध्ययन किया गया है (हैम्स्टर, खरगोश, चूहा)। विद्युत अवरोध के बिना प्रजातियों में, पॉलीस्पर्मी को आमतौर पर उन सामग्रियों के स्राव से रोका जाता है जो पॉलीस्पर्मी के लिए एक यांत्रिक बाधा स्थापित करते हैं। समुद्री अर्चिन जैसे जानवरों की दो-चरणीय पॉलीस्पर्मी रोकथाम रणनीति होती है, जिसमें तेज, लेकिन क्षणिक, विद्युत ब्लॉक को पहले मिनट के बाद अधिक धीरे-धीरे विकसित होने वाले स्थायी यांत्रिक ब्लॉक द्वारा हटा दिया जाता है। विद्युत ब्लॉक उन प्रजातियों में सहायक होते हैं जहां अंडे की सतह पर एक साथ आने वाले कई शुक्राणुओं की उपस्थिति के कारण पॉलीस्पर्मी के लिए बहुत तेज ब्लॉक की आवश्यकता होती है, जैसा कि समुद्री अर्चिन जैसे जानवरों में होता है। समुद्री अर्चिन में, निषेचन समुद्र में बाहरी रूप से होता है, जैसे कि सैकड़ों शुक्राणु कई सेकंड के भीतर अंडे का सामना कर सकते हैं। पॉलिस्पर्मी का धीमा अवरोध स्तनधारियों में, जिसमें आंतरिक रूप से निषेचन होता है, ओविडक्ट में निषेचन स्थल तक कम शुक्राणु पहुंचते हैं। यह महिला जननांग पथ के अंडे तक पहुंचने वाले शुक्राणुओं की संख्या को कम करने के लिए अनुकूलित होने का परिणाम हो सकता है। फिर भी, स्तनधारियों में पॉलीस्पर्मी रोकथाम तंत्र आवश्यक हैं; एक स्राव प्रतिक्रिया, "कॉर्टिकल प्रतिक्रिया" अंडे के बाह्य कोशिकीय कोट (जोना पेलुसिडा) को संशोधित करती है, और अतिरिक्त तंत्र जो अच्छी तरह से नहीं समझे जाते हैं, अंडे की प्लाज्मा झिल्ली को संशोधित करते हैं। जोना पेलुसिडा को कॉर्टिकल ग्रेन्युल्स से निकलने वाले सेरीन प्रोटीज द्वारा संशोधित किया जाता है। प्रोटीज कोशिका झिल्ली और विटेलीन लिफाफे के बीच प्रोटीन लिंक को नष्ट कर देते हैं, किसी भी रिसेप्टर्स को हटा देते हैं जो अन्य शुक्राणुओं से बंधे होते हैं, और कॉर्टिकल ग्रैन्यूल से निषेचन लिफाफा बनाने में मदद करते हैं। कॉर्टिकल प्रतिक्रिया अंडकोशिका के अंदर कैल्शियम दोलन के कारण होती है। इस तरह के दोलनों को जो ट्रिगर करता है वह पी. एल. सी.-जीटा है, जो शुक्राणु के लिए एक अद्वितीय फॉस्फोलाइपेज है जो कैल्शियम सांद्रता के प्रति बहुत संवेदनशील है। जब पहला शुक्राणु अंडकोशिका के अंदर आता है, तो यह पी. एल. सी.-जीटा लाता है, जो अंडकोशिका की बेसल कैल्शियम सांद्रता द्वारा सक्रिय होता है, आई. पी. 3 के गठन की शुरुआत करता है और एंडोप्लाज्मिक रेटिकुलम भंडार से कैल्शियम रिलीज का कारण बनता है, जिससे कैल्शियम सांद्रता में दोलन उत्पन्न होता है जो अंडकोशिका को सक्रिय करेगा और पॉलीस्पर्मी को अवरुद्ध करेगा। विकासवादी लाभ महिला रक्षा अधिक आक्रामक पुरुष शुक्राणु के लिए चयन करती है, हालांकि, एक विकासवादी हथियारों की दौड़ की ओर ले जाती है। एक ओर, पॉलीस्पर्मी अभेद्य जाइगोट्स बनाता है और महिला फिटनेस को कम करता है, लेकिन दूसरी ओर, बचाव निषेचन को पूरी तरह से रोक सकता है। यह दोनों के बीच एक नाजुक समझौते की ओर ले जाता है, और स्तनधारी प्रजातियों में देखी जाने वाली अपेक्षाकृत उच्च बांझपन दर के लिए एक संभावित कारण के रूप में सुझाया गया है। कुछ प्रजातियों में, पॉलीस्पर्मी होने की अनुमति दी जाती है जिसके परिणामस्वरूप एक से अधिक शुक्राणु अंडे में प्रवेश करते हैं और बिना किसी हानिकारक प्रभाव के व्यवहार्य संतान पैदा करते हैं। कॉर्टिकल रिएक्शन रेफेरेंसेस फर्दर रीडिंग गिन्जबर्ग, ए. एस. 1972 भी देखें। मछलियों में निषेचन और पॉलीस्पर्मी की समस्या, वैज्ञानिक अनुवाद के लिए इज़राइल कार्यक्रम, जेरूसलम। जेफ, एल. ए. & एम. गोल्ड। 1985 में। पॉलीस्पर्मी-रोकथाम तंत्र। सी. बी. मेट्ज़ एंड ए. मोनरॉय (संपादक) बायोलॉजी ऑफ़ फर्टिलाइजेशन में। अकादमिक, नया York.Brendon मैगेरो; 223-250। बाहरी लिंक पॉलीस्पर्मी प्रजनन का एनिमेशन