|
Процесс слияния мужской и женской половых клеток называется оплодотворением.
Во время оплодотворения ядра мужской и женской гамет сливаются, их хромосомы
объединяются, и образуется первая диплоидная клетка нового организма – зигота.
У животных выделяют два способа оплодотворения – внешнее и
внутреннее.
Внешнее оплодотворение осуществляется вне тела самки – в водной среде.
Такой тип оплодотворения характерен для всех рыб, амфибий, многих моллюсков и
некоторых червей. Происходит внешнее оплодотворение следующим образом: самка
вымётывает неоплодотворённые яйцеклетки – икру, в водную среду, где
самец сразу оплодотворяет её семенной жидкостью - молОкой. Развитие
эмбрионов происходит также вне тела самки. При таком оплодотворении не все
яйцеклетки могут быть оплодотворены, например, половые клетки самки или самца
может унести течением, и даже если оплодотворение произошло, большинство
эмбрионов погибнут на разных стадиях развития: будут съедены другими
животными или подвергнутся пагубному воздействию факторов среды. Поэтому
животные с внешним оплодотворением вырабатывают огромное количество икринок –
от 200 000 до 10 млн.
Внутреннее оплодотворение характерно для всех наземных и некоторых водных
животных. При таком способе слияние яйцеклетки со сперматозоидом происходит в
половой системе самки. У многих животных в процессе эволюции развились
специальные копулятивные органы, которые доставляют сперму в половые
пути самки. У некоторых членистоногих роль копулятивного органа может
выполнять одна из конечностей, а у некоторых рыб – специальный вырост
анального плавника.
Оплодотворение у млекопитающих, в том числе и у человека, происходит
в верхней части фаллопиевой трубы. Яйцеклетка движется по ней из яичника к
матке. Если в это время в половых путях самки окажутся сперматозоиды самца,
то может наступить оплодотворение, в котором может участвовать только один
сперматозоид. Слиянию женской и мужской половых клеток способствуют
специальные химические вещества, выделяемые яйцеклеткой, и позволяющие сперматозоиду
безошибочно двигаться в направлении яйцеклетки. При контакте с поверхностью
яйцеклетки происходит разрушение акросомы сперматозоида и содержащийся в ней
фермент гиалуронидАза растворяет участок оболочки яйцеклетки. Тысячи
сперматозоидов контактируют с поверхностью яйцеклетки, выделяя гиалуронидазу,
что является важным условием для проникновения одного из них внутрь под её
оболочку. После внедрения головки сперматозоида в клеточную мембрану
яйцеклетки, вокруг неё образуется специальная непроницаемая для других
сперматозоидов оболочка. Таким образом, ядерное вещество одного
сперматозоида сливается с яйцеклеткой и образуется диплоидная зигота. У
человека для оплодотворения необходимо попадание в половые пути женщины не
менее 300 млн сперматозоидов одновременно, но оплодотворить яйцеклетку сможет
лишь один из них.
Способность яйцеклетки человека к оплодотворению сохраняется в
течение 24 часов, сперматозоида – от 48 до 72 часов.
Для некоторых групп животных характерна более длительная
оплодотворяющая способность сперматозоидов. Так, у летучих мышей спаривание
происходит осенью, но сперматозоиды всю зиму живут в теле самки и
оплодотворение наступает только весной, когда созревают яйцеклетки.
Как правило, у женщины каждый месяц во время овуляции из яичника выходит
только одна яйцеклетка, но случается, что в фаллопиевой трубе оказывается две
или более яйцеклеток, которые могут быть оплодотворены разными
сперматозоидами. В таком случае на свет появляются разнояйцевые близнецы
– двойня или тройня. Такие дети могут быть как одного пола, так и
разнополыми, а их внешние данные и черты характера могут совпадать как у
обычных братьев и сестёр. Двойняшки могут иметь разные группы крови,
склонности и характеры. Многоплодная беременность у человека, в отличие от
животных, встречается не часто. Двойни появляются 1 раз на 80 родов, тройни и
четверни ещё реже. Многоплодная беременность зависит от некоторых
естественных факторов: возраста матери, наследственности и даже её расовой
принадлежности. Наиболее часто двойни появляются у африканских народностей, а
у азиатов - редко. В России в XVIII веке жена крестьянина Фёдора Васильева
родила 69 детей – 4 четверни, 7 троен и 16 двоен.
В настоящее время с внедрением новых репродуктивных технологий, в
частности, ЭКО (экстракорпорального оплодотворения), частота рождения
двоен и троен сильно возросла.
Особый вид оплодотворения – двойное оплодотворение, которое свойственно
только цветковым растениям, был открыт в 1898 году русским цитологом Сергеем
Гавриловичем НавАшиным. Оплодотворению предшествует опыление, представляющее
собой перенос пыльцы с пыльника тычинки на рыльце пестика.
В пыльниках тычинок в результате мейоза из исходной клетки образуются
гаплоидные микроспоры, в результате деления которых образуются две
гаплоидные клетки – вегетативная и генеративная, которые входят
в состав пыльцевого зерна, покрытого двойной оболочкой. Пыльцевое
зерно – это мужской гаметофит.
В завязи пестика из исходной клетки в результате мейоза образуется четыре
гаплоидные мегаспоры, три из которых отмирают, а оставшаяся образует зародышевый
мешок с несколькими гаплоидными клетками, одна из которых – яйцеклетка.
При слиянии двух гаплоидных клеток образуется диплоидная центральная
клетка. Зародышевый мешок – женский гаметофит.
Попав на рыльце пестика, пыльцевое зерно прорастает. Его вегетативная
клетка формирует длинную пыльцевую трубку, которая вырастает до завязи
пестика и семязачатка. Из генеративной клетки образуется два спермия, которые
по пыльцевой трубке проникают в зародышевый мешок, где один из спермиев
оплодотворяет яйцеклетку, в результате чего образуется диплоидная зигота, из
которой развивается зародыш семени. Второй спермий сливается с двумя
полярными ядрами центральной клетки, образуя триплоидную клетку, из которой
развивается эндосперм – питательная ткань семени.
Одна из форм полового размножения организмов – партеногенез,
встречается у некоторых растений, насекомых, а также позвоночных животных –
рептилий и птиц. При таком способе женские половые клетки – яйцеклетки,
развиваются в материнском организме без оплодотворения.
У партеногенетических видов, представленных одними самками,
партеногенез приводит к быстрому увеличению численности, т.к. все особи могут
оставить потомство без участия самцов.
У некоторых видов из оплодотворённых яйцеклеток развиваются самки, а
из неоплодотворённых – самцы. Так, у пчёл самки - матки и рабочие пчёлы
образуются из оплодотворённых яиц, а самцы – трутни – из неоплодотворённых
яиц. Такой способ размножения позволяет регулировать численное соотношение
самцов и самок внутри пчелиной семьи.
Впервые искусственный партеногенез был получен русским зоологом Александром
Андреевичем Тихомировым путём воздействия физическими и химическими
раздражителями на яйца тутового шелкопряда.
В начале 2000 гг. путём обработки химическими препаратами в пробирке
ооцитов млекопитающих, в том числе, и человека, была доказана возможность
индуцирования партеногенеза, однако, эти эксперименты запрещены по этическим
соображениям.
|
Оставьте свой комментарий
Авторизуйтесь, чтобы задавать вопросы.