Secara garis besar, proses pembuahan adalah cara melalui mana kehidupan direproduksi, atau setidaknya merupakan langkah pertama dari fenomena yang lebih besar itu. Kehidupan di bumi umumnya terdiri dari dua bagian yang berbeda: materi genetik dari induk jantan dan betina. Ini berlaku untuk hewan dan juga tumbuhan. Istilah biologis untuk penyatuan bahan-bahan tersebut adalah fertilisasi. Pada manusia dan sebagian besar mamalia lainnya, pembuahan terjadi melalui hubungan seksual, ketika sperma laki-laki bertemu dengan sel telur perempuan. Pada reptil, burung, dan ikan, itu juga biasanya melibatkan sperma dan sel telur, melalui persimpangan dan proses pembuahan yang sebenarnya biasanya tidak sesederhana itu. Kadang-kadang betina bertelur jauh sebelum jantan datang untuk membuahinya, atau dia mungkin menerima pembuahan melalui tindakan sanggama yang sebenarnya. Pemupukan tanaman biasanya terjadi ketika serbuk sari dan bahan lain dari bagian jantan tanaman ditempatkan di bagian betina, seringkali dengan bantuan lebah atau serangga lainnya.
Pada Manusia dan Mamalia Lainnya
Pada manusia dan sebagian besar mamalia lainnya, pembuahan paling sering terjadi ketika hubungan seksual terjadi selama periode “subur” atau ovulasi betina. Hewan yang berbeda memiliki siklus yang berbeda, dengan beberapa berovulasi hanya setahun sekali; manusia biasanya berovulasi sebulan sekali. Seorang wanita manusia dewasa secara seksual biasanya subur pada sekitar hari ke-14 dari siklus menstruasinya. Beberapa hari sebelum wanita berovulasi, serviksnya mengeluarkan lendir, yang memungkinkan sperma bergerak lebih cepat menuju rahim dan ke saluran tuba. Selama ovulasi, sel telur yang matang dilepaskan oleh ovarium ke saluran tuba. Selama sekitar 12 hingga 24 jam, sel telur yang matang siap untuk dibuahi.
Sperma yang dilepaskan di dalam vagina berjalan menuju rahim ke tuba falopi untuk mencari sel telur. Ratusan ribu sperma mungkin dikeluarkan saat ejakulasi, tetapi hanya satu yang bisa menembus sel telur dan memulai prosesnya. Sperma manusia mampu bertahan hidup selama 48 hingga 72 jam di dalam saluran reproduksi wanita, dan dapat membuahi sel telur segera setelah ovulasi terjadi. Ketika sperma dan sel telur bertemu, zigot terbentuk.
Perkembangan Zigotik
Zigot kemudian mengalami pembelahan sel dan menjadi embrio. Dalam lima sampai tujuh hari, embrio ditanamkan di dalam rahim. Setelah implantasi, embrio akan mengalami banyak tahap perkembangan, yang, setidaknya dalam kasus manusia, diselesaikan dalam waktu sekitar sembilan bulan di dalam rahim. Selama kehamilan, tubuh wanita melepaskan hormon spesifik yang disebut human chorionic gonadotrophin hormone (hCG), yang dapat dideteksi dalam urin dan darah. Tes kehamilan di rumah yang positif setelah periode menstruasi yang terlewat biasanya menunjukkan bahwa pembuahan berhasil.
Inseminasi buatan
Proses pembuahan juga dapat terjadi di luar kandungan, melalui fertilisasi in vitro (bayi tabung). Para ilmuwan biasanya hanya melakukan prosedur ini ketika pasangan tidak dapat hamil secara alami, meskipun terkadang juga digunakan oleh penjaga kebun binatang dan pawang hewan lainnya untuk membiakkan hewan yang dipelihara di penangkaran. Dalam situasi ini, cara pembuahan tradisional tidak mungkin dilakukan jika hewan jantan dan betina tinggal jauh, atau jika mereka mungkin trauma dengan perubahan yang diperlukan untuk kawin secara alami.
IVF biasanya dilakukan di laboratorium, di mana telur matang yang diambil dari indung telur wanita dan sperma dari pria ditempatkan dalam wadah tertutup untuk pembuahan. Embrio apa pun yang dihasilkan kemudian ditanamkan di rahim wanita dan dibiarkan berkembang dan tumbuh secara alami. Bayi yang lahir dari proses ini kadang-kadang disebut “bayi tabung”.
Dalam Non-Mamalia
Ada beberapa cara berbeda di mana reptil, burung, dan non-mamalia lainnya seperti ikan berkembang biak. Pada umumnya makhluk ini bertelur daripada melahirkan bayi hidup. Telur kadang-kadang dibuahi saat mereka masih di dalam ibu, tetapi mereka juga dapat dibuahi nanti; banyak tergantung pada hewan dan keadaan. Namun, dalam banyak kasus, perkembangan dan pertumbuhan embrio dari titik ini kurang lebih serupa dengan manusia, meskipun ia berada di dalam telur, bukan di dalam rahim.
Di Tumbuhan
Proses pemupukan tanaman seringkali sangat berbeda. Tidak hanya tidak ada sperma dan tidak ada sel telur, biasanya juga tidak ada “bayi” yang dapat diidentifikasi. Tanaman memang memiliki materi genetik yang jelas jantan dan betina, yang harus bergabung bersama agar reproduksi terjadi. Banyak tanaman memiliki kedua bagian ini. Akibatnya, bunga, pohon, dan semak biasanya tidak jantan atau betina, sering jantan dan betina.
Pemupukan dalam kasus ini hampir selalu melibatkan transfer serbuk sari dari benang sari, atau bagian jantan tanaman, ke stigma, atau bagian betina; biasanya kemudian dimasukkan ke dalam putik, yang pada dasarnya adalah ovarium tanaman. Hasilnya biasanya berupa buah, bunga, atau kuncup yang berisi replika materi genetik — sering kali sebagai benih atau konfigurasi baru serbuk sari — yang dapat membantu proses tersebut dimulai lagi pada generasi berikutnya.