Статеве розмноження. Гаметогенез у тварин

Статеве розмноження характеризується наявністю статевого процесу – злиттям двох статевих клітин, гамет. Формуванню гамет у багатоклітинних організмів передує особлива форма поділу клітин – мейоз. В результаті мейозу утворюються гамети, які мають не диплоїдний, а гаплоїдний набір хромосом. Тому у життєвому циклі організмів, які розмножуються статевим шляхом, є дві фази: гаплоїдна і диплоїдна. Тривалість цих фаз у різних таксономічних групах організмів неоднакова: у грибів, мохів та деяких найпростіших переважає гаплоїдна фаза, у вищих рослин і багатоклітинних тварин – диплоїдна.

Різноманітні форми статевого процесу в одноклітинних організмів можна поєднати в дві групи: кон’югацію, при якій спеціальні статеві клітини (особини) не утворюються і гаметичну копуляцію, при якій формуються статеві елементи і відбувається їх попарне злиття.

На першому етапі еволюції статевого розмноження ще не спостерігається морфологічне диференціювання гамет, тобто має місце ізогамія.

Подальше ускладнення процесу пов’язане з диференціюванням гамет на великі і дрібні, тобто появою анізогамії. Виражену форму анізогамії, коли гамети дуже відрізняються, називають овогамією. У багатоклітинних тварин при статевому розмноженні має місце лише овогамія.

Розвиток гамет у багатоклітинних тварин відбувається у статевих залозах – гонадах. Розрізняють два типи статевих клітин – чоловічі (сперматозоони) і жіночі (яйцеклітини). Сперматозоони розвиваються у сім’яниках, а яйцеклітини – у яєчниках. Статеві клітини розвиваються з первинних статевих клітин, які відокремлюються на ранніх стадіях зародкового розвитку. Так, у рачка – циклопа – при першому поділі зиготи, у аскариди – на стадії 16 бластомерів, у дрозофіли на стадії бластоцисти, у людини на 3-му тижні ембріонального розвитку у каудальному відділі ембріона.

Процес формування статевих клітин (гамет) відомий під загальною назвою гаметогенезу. Він характеризується рядом дуже важливих біологічних процесів і відбувається з деякими відмінностями при дозріванні сперматозоонів (сперматогенез) і яйцеклітин (овогенез).

Сперматогенез. Сім’яник складається з безлічі канальців. На поперечному розрізі через канали видно, що у ньому є кілька шарів клітин. Це послідовні стадії розвитку сперматозоонів. Зовнішній шар – зону розмноження складають сперматогонії. У період ембріогенезу і після народження до статевого дозрівання сперматогонії діляться мітотично, завдяки чому збільшується кількість клітин і сам сім’яник. Період інтенсивного поділу сперматогоніїв називається періодом розмноження.

Після настання періоду зрілості частина клітин переходить у зону росту, де відбувається значне збільшення розмірів клітин за рахунок цитоплазми. Клітини, які збільшились у розмірі, називають первинними сперматоцитами.

Третій період – період дозрівання. В цей період із кожного первинного сперматоцита внаслідок першого поділу мейозу утворюються два вторинних сперматоцита, а внаслідок другого поділу мейозу – чотири сперматиди. Сперматиди переміщуються ближче до просвіту каналець, де з них формуються сперматозоони (рис. 1А).

Сперматозоони мають здатність рухатися, що певною мірою забезпечує можливість зустрічі гамет. Типовий сперматозоон має голівку, шийку і хвіст. На передньому кінці головки розташована акросома, яка складається з видозміненого комплексу Гольджі. Основну масу головки займає ядро. У шийці знаходиться центріоля і мітохондрія у вигляді спіралі. Розміри сперматозоона завжди мікроскопічні: найбільший розмір у сперматозоонів тритона (приблизно 500 мкм), у свійських тварин від 40 до 75 мкм, у людини 52-70 мкм.

Овогенез. Фази овогенезу подібні до фаз сперматогенезу. У цьому процесі також є період розмноження, коли інтенсивно діляться овогонії. У ссавців і людини цей період закінчується ще до народження. Сформовані первинні овоцити зберігаються без змін довгі роки. З настанням статевої зрілості окремі овоцити періодично вступають в період росту, клітини збільшуються. У них нагромаджується жовток, жир, пігменти. Кожний овоцит оточений дрібними фолікулярними клітинами, які забезпечують його живлення.

Потім настає період дозрівання, у ході якого відбувається два послідовних поділу мейозу. Ці поділи супроводжуються нерівномірним розподілом цитоплазми між дочірними клітинами. При поділі первинного овоцита утворюється одна велика клітина – вторинний овоцит і одна маленька – первиний полоцит. Внаслідок другого мейотичного поділу із первинного полоцита утворюються два вторинних полоцити, а з вторинного овоцита – велика клітина – овотида і маленька – вторинний полоцит. В період формування овотида перетворюється на яйцеклітину, а полоцити редукують (рис. 1Б).

Рис 1. Утворення сперматозоїдів (А) і яйцеклітин (Б) у людини

У ссавців і людини періоди розмноження і росту яйцеклітин відбуваються у фолікулах. Під час овуляції стінка фолікула лопається, яйцеклітина потрапляє в черевну порожнину, потім – у труби матки. Період дозрівання яйцеклітин відбувається у трубах, там вони і запліднюються Яйцеклітини мають значно більший розмір ніж соматичні клітини. У деяких видів тварин в яйцеклітинах нагромаджується стільки жовтка, що їх можна побачити неозброєним оком (ікринки риб і земноводних, яйця плазунів і птахів). У плацентарних тварин яйцеклітини менші, так у миші – 60 мкм в діаметрі, у корови – 100 мкм, у людини – 130-200 мкм.

Дата добавления: 2015-07-26