Apskritai apvaisinimo procesas yra priemonė, per kurią atkuriama gyvybė, arba bent jau pats pirmasis šio didesnio reiškinio žingsnis. Gyvenimas žemėje paprastai susideda iš dviejų skirtingų dalių: tiek vyro, tiek moters genetinės medžiagos. Tai galioja ir gyvūnams, ir augalams. Biologinis tų medžiagų susijungimo terminas yra apvaisinimas. Žmonėms ir daugeliui kitų žinduolių apvaisinimas vyksta per lytinius santykius, kai vyriškos lyties sperma susitinka su patelės kiaušinėliu. Roplių, paukščių ir žuvų atveju taip pat paprastai dalyvauja spermatozoidai ir kiaušinėlis, o susikirtimo metu tikrasis apvaisinimo procesas paprastai nėra toks supaprastintas. Kartais patelė deda kiaušinėlius gerokai anksčiau nei patinas ateina jų apvaisinti, arba ji gali būti apvaisinta per faktinį poravimosi veiksmą. Augalų tręšimas dažniausiai įvyksta, kai žiedadulkės ir kitos medžiagos iš vyriškosios augalo dalies dedamos į moteriškąją dalį, dažnai padedant bitėms ar kitiems vabzdžiams.
Žmonėms ir kitiems žinduoliams
Žmonėms ir daugeliui kitų žinduolių apvaisinimas dažniausiai įvyksta, kai lytiniai santykiai vyksta patelės „vaisinguoju“ arba ovuliacijos periodu. Skirtingi gyvūnai turi skirtingus ciklus, kai kuriems ovuliacija vyksta tik kartą per metus; žmonių paprastai ovuliuoja kartą per mėnesį. Lytiškai subrendusi patelė paprastai būna vaisinga apie 14 mėnesinių ciklo dieną. Likus kelioms dienoms iki moters ovuliacijos, jos gimdos kaklelis išskiria gleives, dėl kurių spermatozoidai greičiau nukeliauja link gimdos ir į kiaušintakius. Ovuliacijos metu subrendęs kiaušinėlis iš kiaušidės išleidžiamas į kiaušintakį. Maždaug 12–24 valandas subrendęs kiaušinėlis yra paruoštas apvaisinti.
Sperma, išleista makšties viduje, keliauja link gimdos į kiaušintakį, kad surastų kiaušinėlį. Ejakuliacijos metu gali išsiskirti šimtai tūkstančių spermatozoidų, tačiau tik vienas iš jų prasiskverbia į kiaušialąstę ir pradeda procesą. Žmogaus spermatozoidai gali išlikti gyvi 48–72 valandas moters reprodukciniame trakte ir gali apvaisinti kiaušinėlį, kai tik įvyksta ovuliacija. Kai spermatozoidas ir kiaušinis susitinka, susidaro zigota.
Zigotinis vystymasis
Tada zigota dalijasi ląstelėmis ir tampa embrionu. Per penkias – septynias dienas embrionas implantuojamas į gimdą. Po implantacijos embrionas patirs daug vystymosi etapų, kurie, bent jau žmogaus atveju, baigiasi maždaug per devynis mėnesius gimdoje. Nėštumo metu moters organizmas išskiria specifinį hormoną, vadinamą žmogaus chorioninio gonadotropino hormonu (hCG), kurio galima aptikti šlapime ir kraujyje. Teigiamas nėštumo testas namuose po praleistų menstruacijų paprastai rodo, kad apvaisinimas buvo sėkmingas.
Dirbtinis apvaisinimas
Apvaisinimo procesas taip pat gali vykti už gimdos ribų, naudojant apvaisinimą in vitro (IVF). Mokslininkai šią procedūrą dažniausiai atlieka tik tada, kai poros negali pastoti natūraliai, nors kartais ją naudoja ir zoologijos sodo prižiūrėtojai bei kiti gyvūnų prižiūrėtojai, siekdami auginti nelaisvėje laikomus gyvūnus. Tokiomis aplinkybėmis tradicinės apvaisinimo priemonės gali būti neįmanomos, jei patinai ir patelės gyvena toli arba jei juos gali traumuoti pokyčiai, reikalingi natūraliam poravimuisi.
IVF paprastai atliekamas laboratorijoje, kur subrendę kiaušinėliai, paimti iš patelės kiaušidžių, ir spermatozoidai iš patino dedami į uždarą indą apvaisinti. Visi susidarę embrionai implantuojami į moters įsčias ir jiems leidžiama natūraliai vystytis bei augti. Kūdikiai, gimę po šio proceso, kartais vadinami „mėgintuvėlio kūdikiais“.
Ne žinduoliuose
Yra keletas skirtingų būdų, kuriais dauginasi ropliai, paukščiai ir kiti ne žinduoliai, pavyzdžiui, žuvys. Paprastai šie padarai deda kiaušinius, o ne gimdo gyvus kūdikius. Kiaušinėliai kartais apvaisinami dar būnant motinos viduje, bet gali būti apvaisinti ir vėliau; daug kas priklauso nuo gyvūno ir aplinkybių. Tačiau daugeliu atvejų embriono vystymasis ir augimas nuo šio taško yra daugiau ar mažiau analogiškas žmonėms, nors jis vyksta kiaušinėlio viduje, o ne gimdoje.
Augaluose
Augalų tręšimo procesas dažnai stulbinamai skiriasi. Nėra ne tik spermos ir kiaušialąstės, bet ir paprastai nėra atpažįstamo „kūdikio“. Tačiau augalai turi genetinę medžiagą, kuri neabejotinai yra vyriška ir moteriška, kuri turi susijungti, kad galėtų daugintis. Daugelis augalų turi abi šias dalis. Dėl to gėlės, medžiai ir krūmai paprastai nėra vyriški ar moteriški, jie dažnai būna ir vyriški, ir moteriški.
Apvaisinimas šiais atvejais beveik visada apima žiedadulkių perkėlimą iš kuokelių arba vyriškosios augalo dalies į stigmą arba moteriškąją dalį; tada paprastai jis perkeliamas į piestelę, kuri iš esmės yra augalo kiaušidės. Paprastai rezultatas yra vaisius, gėlė ar pumpuras, kuriame yra genetinės medžiagos kopija – dažnai kaip sėkla arba nauja žiedadulkių konfigūracija, kuri gali padėti procesui pradėti iš naujo kitoje kartoje.