Teaduslikud seisukohad nüüdisinimese päritolu kohta

 

Sissejuhatus

Inimese evolutsioon on pikaajaline protsess, mille käigus esimestest kahel jalal liikuvatest primaatidest on kujunenud nüüdisinimene. Erinevad fossiilsed leiud näitavad meile, et inimese sünnikohaks oli tõenäoliselt Aafrika. Tõendeid inimese evolutsiooni kohta on saadud võrdleva anatoomia ja füsioloogia, etoloogia, paleontoloogia ja arheoloogia valdkondadest, lisaks molekulaargeneetilised võrdlused. Uued teadmised inimese evolutsiooni valdkonnast on aegade jooksul ümber lükanud mitmed eelnevad arvamused ning tekitavad ka edaspidi palju uusi küsimusi.

 

Õpieesmärgid

Selle peatüki lõpuks:

• teate teaduslikult tõestatud nüüdisinimese päritolu ja eellaste kohta;

• oskate hinnata bioloogiliste ja sotsiaalsete tegurite osa nüüdisinimese evolutsioonis.

 

Primaadid

Esimesed primaadid ehk esikloomalised tekkisid umbes 40 miljonit aastat tagasi ja on lahknenud erinevateks sugukondadeks (joonis 4.1.10.1.). Inimene koos inimahvlastega kuulub samuti primaatide seltsi (joonis 4.1.10.1.). Inimlaste ülemsugukonda kuuluvad lisaks inimesele ka orangutanid, gorillad, šimpansid ja bonobod. Meil, inimestel, on tänapäeva inimahvidega ühised esivanemad. Molekulaarkella meetodil ja geenide võrdlemisel on teadlased jõudnud seisukohale, et inimese lähimaks sugulaseks on šimpans. Inimesel ja šimpansil olid ühised esivanemad umbes 5 miljonit aastat tagasi ja geneetilisest erineme neist vaid 1,6%.

Joonis 4.1.10.1. Inimahvlased

 

Inimese ja inimahvi erinevused ja sarnasused

Inimesed sarnanevad kõige enam inimahvidega. Sarnasusi võib märgata kehaehituses, füsioloogias ja käitumises. Tõenäoliselt toimus inimahvide ja inimlaste lahknemine kusagil 5 miljonit aastat tagasi, kui kliimamuutuste tõttu asendusid metsad savannidega. Inimlaste kahel jalal liikumine võimaldas savannis kiiremini edasi liikuda ja kasutada vabaks jäänud käsi erinevateks tegevusteks. Erinevalt inimestest liiguvad inimahvid peamiselt neljal jalal ning neil ei ole S-kujulist selgroogu, mis aitab inimesel püstises asendis tasakaalu hoida. Esijäsemetele toetumise tõttu on inimahvide ranne tugevam ja ei võimalda käel nii keerulisi liigutusi sooritada. Inimese kolm korda suurem aju võimaldab abstraktset mõtlemist ja artikuleeritud kõneoskust, mis inimahvlastel puudub. Inimese suguküpsuse saabumine võtab oluliselt kauem aega kui šimpansil, sellist arengu aeglustumist ja osalist pidurdumist nimetatakse neoteeniaks.

 

Lõunaahv (Australopithecus afarensis) “Lucy”

1934. aastal leidsid Tom Gray ja Donald Johanson Põhja-Etioopiast Hadarist 40% ulatuses säilinud skeleti, mille vanuseks hinnati 3,2 miljonit aastat. Kuna tegemist oli naissoost isendiga, nimetati skelett ansambli "The Beatles" loo järgi "Lucy". Seda liiki hakati leiukoha alusel nimetama Australopithecus afarensis (Afari piirkond). Lucy oli umbes 107 cm pikk ja kaalus 28 kg (joonis 4.1.10.2.)

Joonis 4.1.10.2. Lucy skelett

 

Laetoli jalajäljed

1978. aastal leiti Tansaaniast Laetolist hulk vulkaanilise tuha kihis säilinud jalajälgi. Lähemal uurimisel on selgunud, et umbes 3,7 miljoni aasta eest kõndisid Ida-Aafrikas vulkaanilisest tuhast ja vihmaveest segunenud mudas kolm tänapäeva inimese sugulast - australopiteekust ehk lõunaahvi ning jätsid sellesse looduslikku tsementi oma jalajäljed. Laetoli jalajäljed tõestavad meile, et lõunaahvid liikusid kahel jalal ja nende jala ehitus erines oluliselt teiste inimahvlaste jalast (joonis 4.1.10.3.)

4.1.10.3. Laetoli jalajäljed Tansaanias

 

Osav inimene (Homo habilis)

1960. aastal leiti Louis ja Mary Leakey poolt skeleti jäänused Tansaaniast, millele 1964. aastal anti nimetus ''osav inimene'' (Homo habilis). Aju suurus ja käe kuju viitasid perekonnale inimene (Homo) ning lähedusest leitud kivist tööriistad lubasid oletada, et ta oli suuteline algelisi tööriistu valmistama.

 

Püstine inimene (Homo erectus)

1891. aastal leiti Hollandi teadlase, Eugéne Dubois poolt osaline skelett Indoneesiast. Leidu hakati kutsuma ''Jaava-mees''. Alates 1951. aastast hakati seda liiki nimetama püstiseks inimeseks (Homo erectus).

1984. aastal leiti Turkana järve lähedalt Keeniast peaaegu täielik inimese eellase skelett, mida hakati kutsuma ''Turkana-poiss'' või ''Nariokotome-poiss'' (joonis 4.1.10.4.). Tegemist oli umbes 1,6 miljonit aastat vana püstise inimese (Homo erectus) sekeletiga. Turkana-poiss oli surres umbes 7-11 aastane, 1,6 meetrit pikk ja sihvakate jalgadega, millest võis järeldada, et nad olid võimelised pikki maid käima ja jooksma.

Joonis 4.1.10.4. Nariokotome-poisi ehk Turkana-poisi rekonstruktsioon

 

Püstise inimese leide on saadud Aafrikast, Aasiast ja Euroopast. Erinevad pihukirved ja nende lähedusest leitud suurimetajate fossiilid lubavad meie eellaste liikumisteekonda oletada.

 

Inimese eellased ja kõrvalharud

---

Australopiteekused ehk lõunaahvid

Osav inimene

Püstine inimene

Neandertaallane

Pärisinimene ehk tark inimene

Australopiteekused ehk lõunaahvid

Australopiteekused elasid umbes 4-2 miljonit aastat tagasi.

Joonis 4.1.10.5. Australopiteekus ehk lõunaahv

 

• Australopiteekustel oli väike aju, võrreldav tänapäeva inimahvidega (380 – 450 cm³);
• pikad rippuvad käed ja lühikesed jalad;
• liikusid kahel jalal;
• lai vaagnaluu ja suur kõht.

           Australopiteekused

• toitusid marjadest, pähklitest, seemnetest ning tõenäoliselt ka linnumunadest;
• põgenesid kiskjate eest tõenäoliselt puu otsa;
• elasid gruppides.

Kokkuvõte

Erinevad fossiilsed leiud inimese eellaste ja nende elutegevuse jälgede kohta on andnud meile teadmisi meie väljasurnud sugulaste kohta. Saame öelda, et inimene kuulub primaatide seltsi ning on lahknenud mingist inimahvlaste harust. Australopiteekuseid peetakse varasteks inimese eellasteks, kes kujunesid umbes 4 miljonit aastat tagasi, elasid Aafrika savannides ning liikusid kahel jalal. Perekond inimese (Homo) varasteks esindajateks, umbes 2,4 miljonit aastat tagasi, olid esmalt osav inimene ja hiljem püstine inimene. Püstine inimene tegi suure hüppe inimese evolutsioonis, tema suurem aju võimaldas rohkem. Ta valmistas tööriistu, pidas jahti, kasutas tuld toidu küpsetamiseks ning oli tõenäoliselt esimene, kes rändas Aafrikast välja. Kusagil 200 000 aastat tagasi kujunes Euroopa aladel neadertaallane ning Aafikas tänapäeva inimene. On leitud veel mitmeid inimese liike, kellest ainsana on püsima jäänud nüüdisinimene.

Evolutsiooniidee areng

Sissejuhatus

Liikide muutumisvõimest räägiti juba antiikajal. Vana-Kreeka filosoof Aristoteles oli üks esimesi teadlasi, kes pani tähele, et organisme saab teatud sarnaste tunnuste alusel rühmitada. Keskajal sai valitsevaks kristlik maailmakäsitlus. Kuni 19. sajandi keskpaigani oli valitsevaks teooriaks kreatsionism, s.t. kõik Maal elavad liigid on Jumala poolt loodud. Loodusteaduste arengust tulenevalt on mitmed teadlased esitanud erinevaid evolutsioonikäsitlusi. Selles peatükis tutvud olulisemate hüpoteesidega.

 

Õpieesmärgid

Selle peatüki lõpuks:

teate,

• milliseid erinevaid evolutsioonikäsitlusi on avaldatud;
• milles seisneb Darwini ja Wallaci evolutsioonikäsitlus;
• evolutsiooniidee täiustumise seost loodusteaduste arenguga;

oskate

• selgitada Darwini ja Wallaci evolutsioonikäsitlust.

 

Evolutsioon

Evolutsioon on populatsioonisiseste päritavate tunnuste pöördumatu muutumine ajas. Lihtsamatest organismidest arenevad järkjärgult keerukamad organismid. Liikide ajaloolist arengut nimetataakse fülogeneesiks.

 

Paleontoloogia ja Georges Cuvier (1769 – 1832)

Georges Cuvier oli prantsuse loodusteadlane, keda peetakse paleontoloogia rajajaks (joonis 4.1.1.1.).

Joonis 4.1.1.1. Georges Cuvier

 

Cuvier avastas, et mida sügavamatest kivimikihtidest leiud tulevad, seda enam erinevad need tänapäeval elavatest organismidest. Cuvier tuvastas, et paljud fossiilid pärinevad väljasurnud liikidelt, seega oli ta esimene teadlane, kes väitis, et ürgsed organismid on välja surnud. Siiski jäi ta üldtuntud seisukohale, et liigid on algselt loodud ning muutumatud. Cuvieri arvates oli paljude liikide väljasuremine põhjustatud looduskatastroofidest. Cuvieri, kelle teose „Uurimus fossiilsetest luudest” ilmumisest on möödunud enam kui kakssada aastat, on nimetatud ka „väljasuremiste isaks” (joonis 4.1.1.2.).

Joonis 4.1.1.2. Pilt Georges Cuvieri raamatust: „Uurimus fossiilsetest luudest”

Cuvier oli esimene teadlane, kes kasutas selgroogsete võrdlevat anatoomiat, et neid klassifitseerida.

 

Jean-Baptiste Lamarck (1744 – 1829)

Jean-Baptiste Lamarck oli prantsuse loodusteadlane ja esimese tervikliku evolutsiooniteooria rajaja (joonis 4.1.1.3.). Lamarcki evolutsiooniteooria ilmus 1809. aastal pealkirjaga “Zooloogia filosoofia”.

Joonis 4.1.1.3. Jean-Baptiste de Monet Chevalier de Lamarck

Lamarcki teooria, lamarksismi (transformismi), kohaselt tekkis ja tekib elu isetärkamise teel spontaanselt ning algelistest organismidest arenevad järk-järgult täiuslikumad organismid. Kõige iseloomulikuma näitena võib välja tuua Lamarcki kaelkirjaku. Lamarck arvas, et kaelkirjaku pikk kael arenes välja, kuna igal järgneval põlvkonnal oli vaja kaela sirutada järjest kõrgemal olevate puulehtede poole. Lamarcki teoorias on rõhutatud väidet, et elu jooksul omandatud tunnused, mis esinevad mõlemal vanemal, päranduvad ka järglastele. Kuna Lamarck lükkas ümber piibelliku loomisteooria, oli tema evolutsiooniteoorial palju vastaseid, nende hulgas ka Cuvier.

 

Charles Darwin (1809 – 1882)

Charles Darwin oli inglise loodusteadlane, kes juba varakult tundis huvi looduse vastu, kuid õppis esialgu meditsiini ja teoloogiat (joonis 4.1.1.4.).

Joonis 4.1.1.4. Charles Darwin

1831. a. kutsuti Charles Darwin teaduslikule merereisile ümber maailma. Darwini merereis kestis väikesel sõjalaeval “Beagle” viis aastat. Darwin uuris Lõuna-Ameerika, Austraalia, Uus-Meremaa ja Vaikse ookeani saarte taimi, loomi ning geoloogiat. Erilist huvi pakkusid Darwinile Galapagose saared Vaikses ookeanis. Selle viie aastaga kogus ta endale piisavalt materjali evolutsiooniteooria loomiseks, kuid kulus üle kahekümne aasta, enne kui 1859. aastal ilmus raamat "Liikide tekkimine" (joonis 4.1.1.5.).

Joonis 4.1.1.5. Charles Darwin “The Origin of Species”

Darwin pakkus oma evolutsiooniteoorias, mida on nimetatud ka darvinismiks, välja kaks peamist seisukohta. Esmalt kirjeldas ta liikide muutumist ja uuteks liikideks jagunemist, millega kaasneb ka paljude liikide pidev väljasuremine. Selle ideeni oli ta jõudnud juba varem ja esimesed visandid algelisest evolutsioonipuust pärinevad juba aastast 1837 (joonis 4.1.1.6.). Teine oluline seisukoht oli loodusliku valiku ja olelusvõitluse idee, kui evolutsiooni mehhanism.

Joonis 4.1.1.6. Darwini evolutsioonipuu esimene visand aastast 1837

 

Alfred Russel Wallace (1823 – 1913)

Alfred Wallace oli briti loodusteadlane, kes osales mitmetel ekspeditsioonidel Amazonase piirkonnas ja hiljem Malai saarestikus (joonis 4.1.1.7.). Oma loodusvaatluste käigus jõudis Wallace Darwinist eraldiseisvalt sarnasele loodusliku valiku ja ühise esivanema ideele. 1858. aastal kirjutas Wallace oma loodusliku valiku ideedest Darwinile, mis sundis Darwinit oma idee avalikustamisega kiirustama.

Joonis 4.1.1.7. Alfred Russel Wallace

 

Kokkuvõte

Idee, et tunnused päranduvad vanematelt järglastele, pärineb juba Vana-Kreekast. Siiski on valdavalt usutud loomise teooriasse. Erinevad fossiilsed leiud on näidanud, et varasemad liigid on tänapäevastest liikidest oluliselt erinevad. Prantsuse paleontoloog Georges Cuvier esitas hüpoteesi, et varased liigid on katastroofide tagajärel hukkunud. Esimese tervikliku evolutsiooniteooria esitas prantsuse teadlane Jean-Baptiste Lamarck, väites, et elu tekib spontaanselt elutust ainest ning organismid arenevad järjest täiuslikumaks. Evolutsiooni hakati tunnistama kui üldist loodusseadust peale inglaste Charles Darwini ja Alfred Russel Wallaci loodusliku valiku teooria avalikustamist.

Eluslooduse organiseerituse tasemed

Sissejuhatus

Bioloogia ei suuda kõiki eluilminguid samaaegselt uurida ega kirjeldada. Seetõttu jaguneb bioloogia paljudeks haruteadusteks, mille uurimisobjektideks on elu organiseerituse erinevad tasemed. Vastavalt uurimisobjektile nimetatakse ka vastavaid bioloogia haruteadusi. Järgnevas peatükis tutvutegi elu organiseerituse tasemetega ja kuidas neid uuritakse.

 

Õpieesmärgid

Selle peatüki lõpuks: 

• teate elu organiseerituse tasemeid;
• oskate seostada bioloogia uurimisobjekte vastavate haruteadustega;
• mõistate elu kõrget organiseeritust.

 

Molekulaarne tase

Elusorganismides pole neile ainuomaseid aatomeid. Elusa ja eluta objektide eristamine algab biomolekulidest, sest need moodustuvad üksnes elusorganismides. Molekulaarne tase ongi elu organiseerituse esmane tase. Bioloogia haru, mis uurib elu molekulaarsel tasemel, nimetatakse molekulaarbioloogiaks. Selle teadusharu uurimisobjektideks on näiteks sahhariidid, lipiidid, valgud, nukleiinhapped ja teised biomolekulid. Molekulaarbioloogid uurivad biomolekulide ehitust ja nende organismisisest talitlust. Molekulaarse tasemega tegelevad ka biokeemikud, kelle huviorbiidis on biomolekulidega toimuvad reaktsioonid.

Raku ja koe tase

Elusorganismidele on iseloomulik rakuline ehitus. Rakk on väikseim üksus, millel on veel kõik elu omadused. Üks osa bioloogiateadustest ongi valinud raku uurimisobjektiks. Seda teadusharu nimetatakse tsütoloogiaks. Tsütolooge huvitavad raku organellide ehitus ja talitlus. Eri organismirühmadest pärit rakud on mõnevõrra erineva ehitusega. Nii uuritaksegi eraldi taime-, looma- ja seeneraku talitlust või siis valitakse uurimisobjektiks hoopis bakter.

Hulkraksetes organismides eristatakse ehituselt ja talitluselt erinevaid rakutüüpe. Ühesuguse ehituse ja talitlusega rakukogumikud moodustavad koe. Nii eristatakse hulkraksetel loomadel nelja põhilist koetüüpi: epiteel-, side-, lihas- ja närvikudet. Kude on raku tasemest järgmine elu organiseerituse tase. Kudede uurimisega tegelev bioloogiaharu on histoloogia ja sellega tegelevaid teadlasi nimetatakse histoloogideks.

Organi ja organsüsteemi tase

Ühesuguse talitlusliku eesmärgiga koed moodustavad organeid e. elundeid. Taimede organiteks on juur, vars, leht, õis ja vili. Inimese arvukatest organitest võib näideteks tuua aju, südame, neerud, kõhunäärme ja kopsud. Organ on elu järgmine organiseerituse tase. Selle tasemega teadlasi nimetatakse vastavalt sellele, millist organit nad uurivad. Nii näiteks uurib inimese kopse pulmonoloog, südant kardioloog ja neerusid nefroloog.

Ühesuguste talitlustega organid moodustavad organsüsteemi e. elundkonna. Taimedel organsüsteemid puuduvad. Imetajatel võime eristada näiteks tugi- ja liikumis-, hingamis-, eritus- ja suguelundkonda. Seega on organsüsteemi tase järgmine, eelmistest kõrgem organiseerituse tase.

Organismi ja populatsiooni tase

Kudedel, organitel ja organsüsteemidel väljaspool organismi kõiki elu tunnuseid ei ole. Seetõttu peetakse organismi taset rakulise taseme järel kõige olulisemaks. Organismil on kõik elu tunnused. Üherakulistel kattub rakuline tase organismi tasemega, kuna vahepealsed tasemed puuduvad. Organismi ehitust uurib anatoomia ja talitlust – füsioloogia. Seejuures võime täiendavalt eristada näiteks taimeanatoomiat ja taimefüsioloogiat või ka inimese anatoomiat ja inimese füsioloogia.

Samal asustusalal elavad sama liiki organismid moodustavad populatsiooni. Näiteks samas metsas elavad põdrad moodustavad ühe põdrapopulatsiooni. Populatsiooni puhul ilmnevad mõned uued tunnused ja eluavaldused, mida üksikorganismi tasemel ei saa uurida. Selliseks näiteks või tuua sugulise paljunemise, mille seaduspärasusi saab uurida alles populatsiooni tasemel. Seetõttu peetakse ka popilatsiooni oluliseks elu organiseerituse tasemeks.

Liigi ja ökosüsteemi tase

Liike ei saa üksteisest eristada mõne üksiku tunnuse alusel. Liikide määramine toimub mitmete tunnuste koosesinemisel. Ühte liiki organismidele on iseloomulik sarnane välis- ja siseehitus, talitluslik sarnasus, spetsiifiline geenide kogum ja sarnased nõuded elupaigale. Kõik need uurimisobjektid saavad võimalikuks alles liigi tasemel. Liik on üks põhilisi elu organiseerituse tasemeid. Enamasti on bioloogid keskendunud ühele uurimisobjektile ja vastavalt sellele võime eristada mitmeid haruteadusi: näiteks põdra geneetikat, lapsuliblika füsioloogiat ja toakärbse anatoomiat.

Samal asustusalal elavad ja omavahel toitumissuhetega seotud populatsioonid moodustavad koos ümbritseva eluta keskkonnaga ökosüsteemi. See ongi järgmine elu organiseerituse tase. Ökosüsteem on isereguleeriv süsteem, mis püsib pikema aja jooksul stabiilsena. Ökosüsteemis valitsevaid seaduspärasusi uurib ökoloogia. Lähtuvalt kitsamast uurimisobjektist saab ka siin eristada näiteks raba, okasmetsa ja niidu ökoloogiat. Kõige suurem ökosüsteem on biosfäär – see hõlmab Maad ümbritsevat kihti, milles paiknevad elusorganismid. Biosfäär on kõige kõrgem elu organiseerituse tase.

Elu organiseerituse peamistest tasemetest annab ülevaate joonis 1.1.2.1.

Joonis 1.1.2.1. Elu organiseerituse peamised tasemed

 

Kokkuvõte

Kuna elu kõiki ilminguid ja seaduspärasusi ei saa samaaegselt uurida, eristatakse uurimisobjekti alusel elu organiseerituse tasemeid. Põhilised elu organiseerituse tasemed on molekulaarne, rakuline, organismiline, liigiline, populatsiooniline ja ökosüsteeme. Kõiki neid uurivad bioloogia haruteadused. Igal tasemel on mõned ainuomase tunnused ja seaduspärasused. Seetõttu ei saa ühe taseme teadustulemusi üldistavalt üle kanda mõnele teisele tasemele.

Paljunemine

Blogi, mis räägib kõigest, mis on Leonhardile oluline ja/või huvitav. Kommenteerige, tellige, lugege, nautige ja õppige.

Sissejuhatus

Kristjan ja Kristo on identsed kaksikud, kes tutvusid Triinu ja Tiiuga, kes olid juhtumisi samuti identsed kaksikud. Kristjan abiellus Tiiuga ja Kristo Triinuga. Paari aasta möödudes sündis mõlemasse perekonda poeg. Pojad olid üsna sarnased ja sõbrad ütlesid, et tegemist on identsete kaksikutega. Kristo ja Kristjan arutasid, kas kahe pere pojad võiksid tõepoolest olla geneetiliselt identsed.

 

Õpieesmärgid

Selle peatüki lõpuks:

teate,

• kuidas arenevad muna- ja seemnerakud;
• mille poolest erinevad muna- ja seemnerakk ja nende areng;
• mis on viljastumine;

oskate

• võrrelda inimese spermatogeneesi ja ovogeneesi ning analüüsida erinevuste põhjusi;
• väärtustada tervislikke eluviise seoses inimese sugurakkude arenguga.

 

Naise suguelundkond

Naise suguelundkonna moodustavad tupp, emakakael, emakas, munajuhad ja munasarjad (joonis 2.2.4.1.).

Joonis 2.2.4.1. Naise suguelundkond

 

Tupp on umbes 10 cm pikkune lihaseliste seintega torujas elund. Emakakael on kitsas kanal, mis ühendab tuppe ja emakat. Emakas on lihaseline organ, kus areneb loode. Munajuhad on umbes 12 cm pikkused lihaselised torud, mis avanevad lehtrikujuliselt munasarjade poole. Munajuhas toimub viljastumine. Munasarjad toodavad naissuguhormoone ja munarakke.

 

Ovogenees

Ovogenees on munaraku ehk ovotsüüdi areng naise suguelundkonnas. Haploidsed munarakud moodustuvad meioosi teel munasarjas. Munaraku eellasrakud on diploidsed ovogoonid. Ovogoonide paljunemine lõppeb looteeas, seega on naisel sündides juba olemas kõikide munarakkude eellasrakud. Esimese eluaasta lõpuks on rakud I jagunemise profaasis. Meioos jätkub suguküpsuse saabudes (joonis 2.2.4.2.).

Ovogeneesi tulemusel moodustub üks viljastumisvõimeline munarakk ja kolm väiksemat polotsüüti, mis hukuvad.
Ovogenees on tsükliline protsess, mis enamasti toimub vaheldumisi kummaski munasarjas.

Joonis 2.2.4.2. Ovogenees

 

Menstruaaltsükkel

Naistel on keskmiseks menstruaaltsükli pikkuseks 28 päeva. Menstruaaltsükli võib jagada erinevateks perioodideks. Tsükkel algab menstruatsiooniga, mille käigus eraldub emaka limaskest, samal ajal toimub munasarjas ovogenees. Teisel nädalal hakkab naissuguhormooni östrogeeni mõjul emaka limaskest uuesti paksenema ja takistatud on uue munaraku valmimine munasarjas. Umbes tsükli 14. päeval toimub ovulatsioon, valminud ja viljastumisvõimeline (umbes 24 tundi) munarakk eraldub munasarjast munajuhasse. Munarakku toitnud rakukobarast moodustub kollaskeha, mis hakkab tootma naissuguhormoone, peamiselt progesterooni, mis takistab uue munaraku valmimist ning soodustab emaka limaskesta paksenemist. Kui viljastumist ei toimu, langeb progesterooni tase ning emaka limaskest eraldub ehk algab uus tsükkel. Menstruatsioon algab puberteedieas (12.-15. eluaastal) ja kestab kuni menopausini (45.-55. eluaasta vahel).

 

Munarakk

Munarakud on haploidsed, suuremõõtmelised, toitaineterikkad, liikumisvõimetud ja kestadega kaetud rakud. Naise elu jooksul valmib umbes 400 munarakku.

 

Mehe suguelundkond

Mehe suguelundkonna moodustavad munandid, suguti, eesnääre, seemnejuhad ja seemnepõiekesed (joonis 2.2.4.3.).

Joonis 2.2.4.3. Mehe suguelundkond

Suguti teeb suguühte võimalikuks juhtides sperma naise tuppe. Eesnääre toodab nõret, mis tagab spermide parema liikumisvõime. Seemnejuhad juhivad seemnerakud kusitisse. Munandid toodavad meessuguhormooni ja munandite väänilistes seemnetorukestes valmivad seemnerakud. Paar nädalat enne sündi laskuvad munandid munandikotti, mis asub väljaspool kehaõõnt ja hoiab munadites temperatuuri umbes 35^oC.

 

Spermatogenees

Spermatogenees on seemnerakkude ehk spermide areng mehel. Spermid moodustuvad meioosi teel munandite väänilistes torukestes. Spermide eellasrakkudeks on diploidsed (2n) spermatogoonid. Spermatogoonid küpsevad kogu suguküpsuse perioodi. Igast spermatogoonist moodustub meioosi teel neli haploidset (1n), geneetiliselt erinevat spermi.
Spermatogenees on pidev protsess, mis kulgeb kehatemperatuurist madalamal temperatuuril. Valminud seemnerakke talletatakse munandimanuses (umbes 6 nädalat). Ööpäevas võib valmida kuni miljard spermi.

 

Seemnerakk

Võrreldes munarakuga on sperm ehk seemnerakk väike (55 mikromeetrit). Seemnerakk on liikumisvõimeline, selleks on ta varustatud viburiga, milles asuvad liikumisenergia saamiseks mitokondrid. Peaosas on tihedalt kokku pakitud DNA ja lõhustavad ensüümid, mis on vajalikud munarakukesta läbimiseks. Seemnerakud ei kuulu ühegi koe koosseisu ja on kehale võõrad rakud, mistõttu kokkupuutel verega hakkavad veres olevad valged vererakud seemnerakke hävitama.

 

Viljastumine

Viljastumine toimub naise munajuha laienenud osas. Viljastumisel ühinevad seemne- ja munaraku tuumad ja kahe haploidse suguraku liitumisel moodustub diploidne 46 kromosoomiga sügoot (joonis 2.2.4.4.).

Joonis 2.2.4.4. Viljastumine

Kokkuvõte

Ovogenees on haploidse munaraku moodustumine meioosi teel munasarjas. Munaraku eellasrakkude paljunemine lõppeb looteeas. Ühest ovogoonist valmib üks munarakk. Munaraku valmimine on tsükliline protsess, mis lõppeb menopausiga. Spermatogenees on haploidsete seemnerakkude moodustumine meioosi teel munandite väänilistes torukestes kehatemperatuurist madalamal temperatuuril. Nii seemnerakkude kui ka spermatogoonide valmimine on pidev protsess. Ühest spermatogoonist valmib neli spermi. Viljastumine on haploidse munaraku ja haploidse seemneraku ühinemine naise munajuha laienenud osas, mille tulemusel moodustub diploidne sügoot.

Tsütokinees

Tsütokinees on raku jagunemisprotsessi etapp, mille käigus kromosoomid, tsütoplasma, organellid ja rakumembraan jagatakse võimalikult võrdselt kahe tütarraku vahel.

Tsütokinees võib toimuda mitoosi telofaasiga paralleelselt või pärast seda.

Totipotentsus

Totipotentsus on rakkude arenguline täisvõimelisus, sügoodi, esimeste blastomeeride ja meristeemirakkude võime diferentseeruda mis tahes tüüpi organismiomasteks rakkudeks ja areneda tervikorganismiks.

Sünonüümina kasutatakse ka pluripotentsus. Hans Driesch ja Karl Lashley on kasutanud terminit ekvipotentsiaalsus.

Immuunvahendatud hemolüütiline aneemia

Immuunvahendatud hemolüütiline aneemia (Immune Mediated Hemolytic Anemia – IMHA) on loomadel kirjeldatud regeneratiivse aneemia vorm, mille korral esinevad veres erütrotsüütidevastased antikehad.

Kui erütrotsüütidevastaste antikehade olemasolu põhjus ei ole teada, nimetatakse immuunvahendatud hemolüütilist aneemiat primaarseks immuunvahendatud hemolüütiliseks aneemiaks. Sekundaarse immuunvahendatud hemolüütilise aneemia korral esineb mõni muu haigus (põhjus), mis põhjustab omaenda erütrotsüütide vastaste antikehade tekke.

IMHA põhjuseks võivad olla infektsioonid (näiteks FeLV, FIV, FIP, leptospiroos, babesioos), ravimid (sulfoonamiidid, tsefalosporiinid, vaktsiinid), kasvajad, immuunhaigused (SLE, hüpotüreoidism, immuunpuudulikkus) ja geneetiline soodumus.

IMHA esineb sagedamini noortel täiskasvanud koertel, olles sagedasemaks hemolüütilise aneemia põhjuseks..

Kassidel esineb IMHA harvemini kui koertel. Primaarset IMHA-d on esineb sagedamini isastel lühikarvalistel kassidel.

Diagnoosimine

IMHA võib lugeda diagnoosituks, kui esineb vähemalt üks muutus kolmest:

• sfärotsütoos,
• autoaglutinatsioon
• positiivne otsene Coombsi test.

Rauavaegusaneemia

Rauavaegusaneemia on aneemia vorm, mille põhjuseks on raua vähesus veres, mille tõttu organism ei saa toota piisavalt palju hemoglobiini (raud on hemoglobiini oluline koostisosa). See on kõige sagedasem aneemialiik, esinedes ligikaudu 20% naistest, 50% rasedatest ja 3% meestest.

Vere punalibled klaasil

Sümptomid

Rauavaegusaneemia sümptomid:

• kahvatus;
• väsimus;
• ärrituvus;
• õhupuudustunne (organism ei saa vere vähese hemoglobiinisisalduse tõttu piisavalt hapnikku);
• madal vererõhk (hüpotoonia);
• valulik keel;
• lõhed suunurkades;
• söögiisu vähenemine või puudumine;
• peavalu otsmiku piirkonnas;
• isu ebatavaliste ainete järele (kriit, tsement, jää, ajaleht, tikud).

Tekkepõhjused

Mõningate toitude rauasisaldus:

Toit	Väärtus 100 g kohta	Ühik
Seamaks, keedetud/praetud	17,92	mg
Seesamiseemned, röstitud	14.76	mg
Kanamaks, keedetud/praetud	12,88	mg
Veisemaks, keedetud/praetud	6,54	mg
Kaerahelbed	5,40	mg
Päevalilleseemned	5,25	mg
Sarapuupähklid	4,70	mg
Mandlid	3,72	mg
Sojaoad	3,55	mg
Rukkileib	2,83	mg
Aprikoosid, kuivatatud	2,66	mg
Viigimarjad, kuivatatud	2,03	mg
Muna, keedetud/praetud	1,89	mg
Rosinad	1,88	mg
Kalkuniliha, keedetud/röstitud	1,78	mg
Veiseliha, keedetud/röstitud	1,66	mg
Aedmaasikas, värske	1,46	mg
Sealiha, keedetud/röstitud	1,34	mg
Oder, keedetud	1,33	mg
Spagetid, keedetud	1,28	mg
Riis, keedetud	1,20	mg

Rauavaegusaneemia teket võivad põhjustada:

• rauavaene dieet;
• raud ei imendu soolestikust normaalselt (näiteks seedetrakti verejooksude tõttu);
• suured verekaotused.

Viljakas eas naistel soodustavad rauavaegusaneemia teket menstruatsioon, rasedus ja imetamine, meestel ja menopausieas naistel tekib aneemia kõige sagedamini seedetrakti verejooksude tõttu. Lisaks võib rauavaegusaneemia tekkida kasvueas lastel, kes vajavad rohkem rauda, ning inimestel, kes söövad vähe lihatooteid – näiteks taimetoitlastel võib aastatega välja kujuneda rauapuudus.

Rauavaegusaneemia esinemissagedus maailmas on 2 inimest 1000-st.

Ravi

Raviks korrigeeritakse toitumist, suurendades selles lihatoitude, munade ja maksa osatähtsust. Lisaks määratakse patsiendile suukaudsed rauapreparaadid, mida tuleb tavaliselt võtta kuni 2 kuud.

Aneemia

Aneemia (ladina keeles anaemia, vanakreeka keeles ἀναιμία anaimía) ehk kehvveresus on kõige sagedasem erütrotsüütide ehk punaverelibledega seotud häire, mille korral on erütrotsüütide ja/või hemoglobiini sisaldus veres normaalsest väiksem.

Aneemia on tihti mõne muu haiguse tagajärjel tekkinud muutus, mis põhjustab sageli omakorda sekundaarsete kliiniliste tunnuste teket. Samas võib aneemia tekkida ka puuduliku toitumise tagajärjel, kui organism ei saa toidust piisavalt vereloomeks vajalikke aineid.

Aneemia mõju organismile

Aneemia tagajärjel vähendab vere võime transportida hapnikku kudedesse, põhjustades hüpoksiat ehk hapnikupuudust organismis. Tekkinud hüpoksiale reageerivad peamiselt neerudes asuvad rakud erütropoetiini sünteesimisega. Erütropoetiin põhjustab luuüdis CFU-E rakkude proliferatsiooni ja diferentseerumist proerütroplastideks. Selle tulemusena suureneb veres retikulotsüütide sisaldus ja aneemiat nimetatakse regeneratiivseks. Juhul, kui aneemiale ei järgne luuüdis uute erütrotsüütide tootmist, on tegemist mitteregeneratiivse aneemiaga.

Inimrakkude sõltuvus hapnikust tekitab erinevaid aneemia vorme, põhjustades raskeid kliinilisi probleeme. Hemoglobiini (hapnikku vedav proteiin erütrotsüütides) ülesandeks on hoida keha kudedes ja elundites kindlat hapnikusisaldust.

Morfoloogiliselt klassifitseeritakse aneemiat erütrotsüütide indeksite järgi:

• MCV (Mean corpuscular volume) – keskmine erütrotsüüdi maht;
• MCH (Mean corpuscular hemoglobin) – keskmine hemoglobiini hulk erütrotsüüdis;
• MCHC (Mean corpuscular hemoglobin concentration) – keskmine hemoglobiini kontsentratsioon erütrotsüüdis.

Kolm põhilist aneemia klassi on

• liigsest verekaotusest (hemoraagia ehk verejooks) tingitud aneemia;
• liigsest verekudede lagunemisest (hemolüüs) tingitud aneemia;
• erütrotsüütide puudusest tingitud aneemia (ebaefektiivne vereloome).

Aneemialiigid

• Rauavaegusaneemia
• Kroonilisest haigusest tingitud aneemia
• Megaloblastiline aneemia
• B₁₂-vitamiini puudusest tulenev aneemia
• Pernitsioosne aneemia
• Foolhappe vähesusest tulenev aneemia
• Hemolüütiline aneemia
• Immuunne hemolüütiline aneemia
• Idiopaatiline autoimmuunne hemolüütiline aneemia
• Ravimitest tingitud immuunne hemolüütiline aneemia
• Aplastiline aneemia
• Sirprakuline aneemia

Aneemia veterinaarias

Regeneratiivsed aneemiad on järgmised.

• Verekaotusaneemia võib olla äge või krooniline.
  • Ägeda verekaotuse põhjuseks võivad olla traumad, kirurgilised menetlused, maohaavandid, kasvajad, äge hematuuria jm.
  • Kroonilise verekaotuse põhjuseks võivad olla äge siseparasiitidest põhjustatud invasioon, veritsus soolestikus jm.
• Hemolüütiline aneemia
  • Immuunvahendatud hemolüütiline aneemia
  • Infektsioonid (FeLV, babesioos, hemoplasmoos jt)
  • Pärilikud erütrotsüütide defektid
  • Erütrotsüütide toksilised ja oksüdatiivsed kahjustused
  • Mikroangiopaatiline hemolüütiline aneemia

Fibroplast

Fibroblast on ekstratsellulaarset maatriksit ja kollageeni sünteesiv rakk. Eritatavad ained on loomse koe tugistruktuuri osad, mis omavad keskset tähtsust haavasulgumises. Fibroblastid on kõige arvukamad sidekoe rakud loomades.

Hiire embrüonaalsed fibroblastid

Taust

Fibroblastid ja fibrotsüüdid on sama raku kaks vormi. Fibroblastid ja fibrotsüüdid on seotud sidekoe metabolismi ja korrashoiuga, kusjuures fibroblastid on koe korrashoiu ja metabolismi seisukohalt aktiivsemad, fibrotsüüdid vähem aktiivsed rakud. Seni on tendents kutsuda mõlemat rakutüüpi fibroblastideks, kusjuures sõnalõpp "blast" viitab tüvirakule või aktiivses ainevahetuse faasis olevale rakule.

Fibroblastid on morfoloogiliselt heterogeensed, omades palju eri kujusid ja vorme vastavalt raku asukohale ja tegevusele. Kuigi morfoloogiliselt raskesti eristatavad, võivad ektoopiliselt siirdatud rakud säilitada informatsiooni varasema asukoha ja päritolukoe kohta vähemalt mõne generatsiooni vältel. See võib viia tüsistusteni, kui rakkude käitumine on ümbritseva koe omast erinev.

Fibroblastidega samasse rühma kuuluvad ka kõhre ja luukoe rakud. Ühine on neil kollageense materjali eritamine keskkonda. Samuti kuuluvad siia rasvarakud ja silelihasrakud. Eriline nende rakkude puhul on nende omadus muundunda ühest rakutüübist teise, kusjuures kõige muundumisvõimelisem on fibroblast, mis võib muunduda nii luu-, kõhr-, rasv- ja silelihaskoe rakuks. See avaldub näiteks haavade korral, kus epiteelis paiknevad fibroblastid omandavad silelihaskoele omaseid tunnuseid ning aitavad haava koos hoida või kinni tõmmata.

Selliseid muundumisi reguleerib sidekoerakke ümbritsev ekstratsellulaarne maatriks ja selles olevad koefaktorid. Näiteks on võimalik luudest eraldatud fibroblastidega kasvatada nahale kõhre ja lõpuks luukude.

Embrüoloogiline päritolu

Fibroblastide põhifunktsiooniks on tagada sidekoe struktuurne terviklikkus. See tagatakse pideva ekstratsellulaarse maatriksi prekursoride sekretsiooniga rakuvälisruumi. Fibroblastid sekreteerivad kõikide ekstratsellulaarse maatriksi osade prekursoreid, eelkõige baasaineid ja suurt hulka erinevaid fiibreid. Ekstratsellulaarse maatriksi komponendid määravad sidekoe füüsikalised omadused.

Nagu teised sidekoe rakud, pärinevad ka fibroblastid primitiivsest mesenhüümist. Seetõttu ekspresseerivad nad intermediaarset filamendivalku (tsütoskeleti komponendid, leidub paljudes loomade rakkudes) vimentiini. Selle valgu olemasolu saab kasutada markerina raku mesodermaalse päritolu tuvastamiseks. Tuleb aga tähele panna, et tegu pole ainulaadse omadusega, kuna ka mõnda aega in vitro söötmel kasvatatud epiteeli rakud võivad ekspresseerida vimentiini. Teatud tingimuste olemasolul võivad epiteeli rakud muutuda fibroblastideks. Seda protsessi nimetatakse epiteliaal-mesenhümaalseks üleminekuks (ingl EMT).

Samuti on võimalik vastupidine olukord, kus fibroblast muundub epiteeli rakuks, läbides mesenhümaal-epiteliaal ülemineku (ingl MET). Selle protsessi käigus omandab rakk polarisatsiooni ja lateraalsed ühendused kõrvalolevate rakkudega ning moodustub epiteliaalne rakukiht. See protsess esineb paljudes arengusituatsioonides (näiteks nefroni ja notokordi areng) ning samuti ka haava sulgumises ja tumorigeneesis.

Struktuur ja funktsioon

Fibroblastid on suured lamedad rakud ning omavad hargnenud tsütoplasmat, mis ümbritseb lamedat ovaalset rakutuuma, mis sisaldab kahte või enamat tuumakest. Aktiivseid fibroblaste saab eristada tänu nende rohkele karedapinnalisele endoplasmaatilisele retiikulumile. Inaktiivsed fibrotsüüdid on väiksemad, otstes teravneva ovaalse kujuga ja omavad vähem karedapinnalist endoplasmaatilist retiikulumi. Kuigi fibroblastid paiknevad suurel alal eraldi ja hajunult, võtavad nad tiheda asustuse korral tihti paralleelsetesse klastritesse koondudes ühtlase kuju.

Fibroblastid toodavad kollageene, glükosaminoglükaane, retikulaarseid ja elastseid fiibreid, ekstratsellulaarses maatriksis leiduvaid glükoproteiine ja tsütokiini TSLP. Kasvavate indiviidide fibroblastid jagunevad ja sünteesivad baasaineid ekstratsellulaarse maatriksi ja muude koeosade jaoks. Koekahjustus stimuleerib fibrotsüüte ja põhjustab fibroblastide mitoosi. Erinevalt keha õõnsusi vooderdavast epiteelkoest ei moodusta fibroblastid lamedaid rakukihte ega ole polaarselt kinnitunud ühelegi basaalmembraanile, kuigi nad võivad teatud situatsioonides panustada basaalmembraani koostisosadesse. Selle näiteks on subepiteliaalsed müofibroblastid soolestikus, mis võivad sekreteerida α-2 ahelat kandvat laminiini komponenti, mis puudub ainult soolepiirkondades, kust puuduvad ka müofibroblastid. Fibroblastid võivad samuti migreeruda üksikute rakkudena üle söötme, erinevalt epiteeli rakkudest. Kui epiteeli rakud moodustavad organismi katva kihi, siis on fibroblastid ja temaga seotud sidekude see, mis moodustavad suurosa organismi tugistruktuuridest, sealhulgas luud, kõhred ja muud.

Fibroblasti eluiga, mõõdetuna kanaembrüotes, on 57 ± 3 päeva.

Haigused

Tavalisim fibroblastidega seotud haigus on fibroos, mille käigus tavaliselt armkude moodustav protsess ladestab liigselt armkude keha eri piirkondadesse. See protsess, kuigi ise mitte abnormaalne, võib põhjustada tüsistusi, kui armkude ladestub liigsel hulgal või vales kehapiirkonnas. Selle näiteks on maksa fibroos, mis on esimene samm maksa funktsioonide peatumises. Kuna sidekude ei suuda asendada maksakoe funktsioone, viib see lõpuks maksapuudulikkuseni. On aga ka näidatud, et see protsess on mõnevõrra pöörduv, mis on põhjustanud uuringu antifibrootiliste ravimite väljatöötamiseks.

Hüpertroofiline armistumine on protsess, mille käigus fibroblastid toodavad liigselt kollageeni ning põhjustavad seega muust koest kõrgenenud, kollageenirikka, koloreerunud armi. Selle protsessi puhul on määravaks mehaaniline stress. On näidatud, et regulaarse mehaanilise stressi puhul on fibroblastidel tendents sünteesida rohkelt kasvufaktoreid ja üle minna hüpertroofilist armkude põhjustavaks rakuks.

Samuti on näidatud, et suitsetamine kahjustab kopsude endoplasmaatilist retiikulumi ülal hoidvaid kopsu fibroblaste. Suitsuekstraktiga töödeldud hiirte kopsu fibroblastides muutus redoksreaktsioonide regulatsioon ning rakud suunati apoptoosi. Fibroblastide ja seega ka endoplasmaatilise retiikulumi kadumine põhjustab koe kokkuvarisemist ja sellega seotud terviseriske.

Muu kasutus

Hiire embrüonaalseid fibroblaste (MEF) kasutatakse tihti toiterakkudena (toodavad tüvirakkude jaoks signaalmolekule) inimese embrüonaalsete tüvirakkude uuringutes. Hiljuti on hakatud MEFe asendama söötmega. Eeliseks on täpselt defineeritud ainete kogused, mis on tuletatud ainult inimese vastavatest ainetest. Selle eeliseks on potentsiaalsete saastete ja tundmatutest kogustest tulenevate vigade vältimine.

Samuti on näidatud, et fibroblastidest on võimalik saada pluripotentsed (rakk, mis on võimeline muunduma kõigiks teisteks rakkudeks peale embrüonaalsete rakkude) tüvirakud. Nimelt on näidatud, et hiire fibroblastidest on võimalik Oct3/4, Sox2, c-Myc, ja Klf4 faktorite lisamisel suunata tagasi pluripotentse tüviraku staadiumisse. Selleks kasutati tüviraku seerumit ning saadud rakke siirdati nii immunodefitsiitsetesse hiirtesse kui ka blastotsüstidesse. Uuringus selgus, et siirdatud tüvirakud põhjustasid suurel hulgal kasvajaid täiskasvanud hiirtes, samas kui blastotsüstid arenesid häireteta.

Huvi pakub ka fibroblastide kasutus Parkinsoni tõve uuringutes. Nimelt on Parkinsoni põdevalt patsiendilt võetud fibroblastid kasutatavad mudelorganismidena, uurimaks Parkinsoni tõve kujunemist raku metabolismiradades. Samuti on võimalik võetud rakke viia pluripotentsesse staadiumisse ning sealt edasi närvirakkudeks, kus haigus väljendub. Samas pole tegu perfektse mudelsüsteemiga, kuna ka fibroblastid ja nende tuletised on tundlikud muid mudeleid mõjutavatele faktoritele.