Развитие половых клеток. Двойное оплодотворение

Гаметогенез – созревание гамет в половых железах. Специализированные диплоидные соматические клетки, из которых образуются гаметы, называются сперматогониями и овогониями. Гаметогенез включает несколько стадий.

1. Стадия размножения – ряд последовательных митотических делений клеток, их количество существенно возрастает.

2. Стадия роста – увеличение размеров клетки и превращение в сперматоциты и овоциты 1 порядка, накопление питательных веществ и энергии для деления, редупликация ДНК.

3. Стадия созревания – два последовательных деления, редукционное и эквационное, которые вместе составляют мейоз. После первого деления – сперматоциты и овоциты 2 порядка, после второго – сперматиды, зрелая яйцеклетка и редукционные (полярные) тельца.

4. Стадия формирования (только у мужских гамет) – изменения в строении сперматид (ядро уплотняется, появляется жгутик, у основания концентрируются митохондрии, перераспределение цитоплазмы), образуется сперматозоид.

Сперматогенез – образование мужских половых клеток у животных и человека. Сперматогенез начинается с того, что незрелая половая клетка увеличивается в размерах и приступает к первому делению мейоза. Из исходной образуются две клетки, которые претерпевают второе деление мейоза. В результате двух мейотических делений из каждой незрелой мужской половой клетки образуются четыре зрелые клетки с гаплоидным набором хромосом (n). Превращение этих клеток в сперматозоиды связано со сложными процессами роста, но не сопровождается клеточным делением.

Овогенез – образование женских половых гамет. Как при первом, так и при втором делениях мейоза в результате неравномерного распределения цитоплазмы только в одной клетке оказывается большой запас питательных веществ, необходимых для развития будущего зародыша. Следовательно, образуется только одна зрелая яйцеклетка с гаплоидным набором хромосом (n) и три маленькие клеточки (направительные тельца), которые впоследствии погибают. При овогенезе наряду с мейозом происходит так называемое созревание яйцеклетки, во время которого значительно увеличивается ее объем. Различие сперматогенеза и овогенеза способствует образованию во много раз большего числа сперматозоидов по сравнению с яйцеклетками. Это необходимо для обеспечения оплодотворения наибольшего числа яйцеклеток и, следовательно, для сохранения вида.

Процесс оплодотворения состоит из нескольких этапов: проникновения сперматозоида в яйцо, слияния гаплоидных ядер обеих гамет с образованием диплоидной зиготы, активации ее дробления и дальнейшего развития. У некоторых животных в яйцеклетку проникают два или несколько сперматозоидов, но в оплодотворении принимает участие лишь один, остальные погибают. В результате образуется зигота, содержащая уже двойной, диплоидный, набор хромосом, с обновленным генетическим материалом. В процессе оплодотворения сперматозоид доставляет в яйцеклетку центриоль, а яйцеклетка для развития будущего организма предоставляет материалы ядра и цитоплазмы.