Строение половых клеток
Образование половых клеток
Процесс образования половых клеток называется гаметогенезом
Яйцеклетки и сперматозоиды, как правило, имеют гаплоидный (одинарный) набор хромосом. Они образуются в половых железах из первичных диплоидных половых клеток.
Процесс образования половых клеток проходит ряд последовательных стадий: размножения, роста, созревания и формирования.
На стадии размноженияпервичные половые клетки делятся путем последовательных митозов, в результате чего их количество многократно возрастает. На стадии ростаобразовавшиеся клетки увеличиваются до определенных размеров. На стадии созреванияпервичные диплоидные половые клетки делятся мейотически и превращаются в незрелые гаплоидные гаметы. Этот процесс имеет свои особенности при образовании сперматозоидов и яйцеклеток.
При созревании мужских половых клеток в результате двух мейотических делений образуются четыре одинаковые гаплоидные клетки. На стадии формированияядро и цитоплазма сперматозоидов уплотняются, благодаря чему размеры зрелого сперматозоида уменьшаются. Только после созревания сперматозоиды способны самостоятельно двигаться и оплодотворять яйцеклетку.
При созревании женских половых клеток после первого деления мейоза образуются две разные по размерам гаплоидные клетки: крупная, содержащая запас питательных веществ, и мелкая — полярное тельце. После второго деления мейоза образуются четыре гаплоидные клетки: одна крупная яйцеклетка и три мелких полярных тельца. Полярные тельца в процессе размножения участия не принимают и через некоторое время исчезают. На стадии формирования у яйцеклетки образуется часть внешних оболочек.
Различия в образовании сперматозоидов и яйцеклеток объясняются тем, что сперматозоид при оплодотворении только вносит в яйцеклетку половину наследственного материала и поэтому его масса не имеет значения для развития будущего зародыша. Яйцеклетка, кроме своей половины наследственного материала, содержит все органеллы и запас питательных веществ, используемых зародышем в процессе его развития. Сохраняя максимальную массу цитоплазмы, яйцеклетка должна стать гаплоидной. Это достигается двумя последовательными, но неравномерными делениями мейоза: мелкие полярные тельца как раз и предназначены для удаления излишнего наследственного материала.
Яйцеклетки разных организмов различаются по своему строению и размерам. Так, у мыши яйцеклетка имеет диаметр около 60 мкм, у человека — 150—200 мкм, а у страуса он равен нескольким сантиметрам. Форма яйцеклетки обычно округлая, в ее цитоплазме расположены митохондрии, рибосомы и большое количество запасных питательных веществ в виде желточных зерен и белка. Ядро яйцеклетки активно функционирует, что связано с процессами биосинтеза белка.
Сперматозоиды намного мельче яйцеклеток. У разных животных они разной формы, но большинство из них имеет головку и хвостик. При созревании сперматозоидов после мейоза, в отличие от яйцеклетки, происходит уменьшение размеров их клетки. Ядро уменьшается и перемещается в головку сперматозоида, большая часть цитоплазмы исчезает, остается лишь комплекс Гольджи, который участвует в растворении оболочки яйцеклетки при оплодотворении. Митохондрии сосредоточены у основания хвостика и поставляют энергию для его колебаний. Благодаря колебаниям хвостика зрелые сперматозоиды активно движутся в окружающей их среде и достигают яйцеклеток.