Строение сперматозоидов

Сперматозоиды различных животных, относящихся к разным таксономическим группам, сильно отличаются друг от друга по размерам и соотношением в них различных частей (рис. 8). Не установлено никакой зависимости между размерами тела животного и длиной сперматозоида. Однако все они обладают некоторыми общими чертами, связанными с их основными функциями - способностью к выживанию и оплодотворению, а именно активации яйцеклетки и введению своей ДНК в женскую половую клетку.

На основании общих признаков сперматозоиды делятся на бесхвосты х и хвостатых.

Бесхвостые спермии различны по своему строению, имеют причудливые формы и встречаются у некоторых беспозвоночных животных (многие круглые черви, ракообразные). Например, у аскариды спермий имеет вид конуса, в расширенной части которого располагается ядро, митохондрии, аппарат Гольджи. Наиболее разнообразны бесхвостые спермии у ракообразных. У одних они шаровидные, у других – в виде короткой ленты или отросчатой клетки. У 10-ногих раков сперматозоиды особенно своеобразны: имеют головку, шейку и особую капсулу. В шейке залегает проксимальная центриоль, и отходят три отростка. Капсула хитиноподобная и сложная, заполнена веществом, способным взрываться. У клещей в большинстве случаев сперматозоиды крупные, чечевицеобразные или округлые и почти неподвижные.

Хвостатые – это типичные спермии. Они являются более древним типом спермиев и широко распространены среди почти всех типов и классов животных – от губок до позвоночных. Обычно сперматозоид имеет форму нити с шаровидным или яйцевидным утолщением на конце. В спермии типичного вида морфологически различают следующие отделы: головку, шейку, промежуточную или среднюю часть и хвостовой отдел (рис. 7).

Снаружи спермий одет протоплазматической пленкой, которая в области головки утолщается и принимает вид колпачка. Головка состоит из акросомы и ядра. Акросома возникает из аппарата Гольджи сперматиды и образует, кроме собственно акросомы, лежащей поверх ядра, двухслойную мембрану – головной чехлик сперматозоида, идущий вдоль внешней поверхности ядра. В акросоме содержится фермент – гиалуронидаза, под влиянием которого растворяются мукополисахариды, скрепляющие фолликулярные клетки яйцеклетки. Акросома играет важную роль в проникновении сперматозоида в яйцо при оплодотворении и в активации яйца и стимуляции его к дальнейшему развитию. У некоторых видов, главным образом, у морских беспозвоночных, акросома при соприкосновении сперматозоида с яйцеклеткой выделяет акросомную нить.

Ядро сперматозоида содержит мужской наследственный материал в виде плотного хроматина, который представляет собой концентрированный дезоксирибонуклеопротеид, молекулы которого располагаются параллельно в ядре.

В шейке сперматозоида расположены две центриоли: проксимальная и дистальная. Они лежат под прямым углом друг к другу. Из дистальной центриоли образуется соединенная с ней осевая нить хвоста сперматозоида, а проксимальная центриоль играет важную роль в делении оплодотворенного яйца.

Средняя часть сперматозоида почти полностью состоит из митохондрий. В сперматозоидах некоторых животных они образуют компактные изолированные скопления по всей средней части; у других – плотную оболочку, окружающую дистальную центриоль и проксимальную часть осевой нити. Митохондрии содержат большое количество гликогена и других макроэргических веществ (АТФ, АДФ). Следовательно, средняя часть сперматозоида связана с метаболической и энергетической активностью гаметы.

Хвост состоит из связующего отдела, осевой нити и концевой части. Осевая нить является главным элементом в хвосте сперматозоида. Она окружена небольшим количеством цитоплазмы и клеточной мембраной. У млекопитающих осевую нить окружают дополнительные более тонкие нити. У некоторых животных (например, рыб) она окружена также ундулирующей мембраной. В хвостовой нити содержится фермент аденозинтрифосфотаза, который расщепляет АТФ, синтезируемую митохондриями и освобождает тем самым энергию. Поэтому хвост обеспечивает подвижность сперматозоидов, так как для встречи с яйцом они должны передвигаться на

различные расстояния; передвижение осуществляется путем сгибательно-разгибательных, ударных и волнообразных движений хвоста.

Различные отделы сперматозоида имеют разное морфологическое строение и выполняют специфические функции: акросома имеет активирующую функцию, ядро – генетическую, средняя часть – метаболическую, хвостовые нити – двигательную.

Наиболее просто устроены хвостатые спермии у губок, кишечнополостных, гребневиков, немертин, полихет, иглокожих, ланцетника, костистых рыб. Головка у них короткая – овальная или круглая, на переднем конце – акросома, шейка не выражена, связующий отдел короткий и содержит центриоль и венчик крупных сферических митохондрий в количестве 4-10. Хвост отходит от центриоли и длина его различна.

У насекомых спермии значительно крупнее. Головка вытянута в длину, прямая или слегка закручена и обычно без особых границ переходит в хвостовую часть. Осевая нить хвоста обычно окружена слоем митохондрий. Акросома имеет различное строение и иногда помещается сбоку.

У позвоночных встречаются только хвостатые спермии, у которых более четко выражен общий типичный план строения.

Дата добавления: 2015-07-26