7. Охарактеризуйте направление эволюции полового размножения.

Первое направление — переход от формирования одинаковых гамет (изогамия) к формированию разных гамет (гетерогамия); это дает явные преимущества, способствующие выживанию вида: многочисленность и подвижность сперматозоидов обеспечивают их встречу с яйцеклеткой, а большие размеры и запасы питательных веществ яйцеклетки обеспечивают питанием зиготу до тех пор, пока она не станет способной к самостоятельному питанию.

Второе направление эволюции — специализация клеток колонии или многоклеточного тела, с тем чтобы одни клетки выполняли только вегетативные функции, а другие — только репродуктивные.

Третье направление развития привело к дифференциации полов. У рассмотренных примитивных растений одно и то же растение может размножаться как половым, так и бесполым путем в зависимости от окружающих условий.

Четвертое направление эволюции привело к удержанию оплодотворенной неподвижной яйцеклетки в организме материнского растения.

У наиболее высокоорганизованных водорослей и у всех высших растений наблюдается четко выраженное и регулярное чередование поколения растений, размножающихся половым путем, и поколения размножающихся бесполым путем — спорами. Возникновение такой смены поколений — результат пятого направления эволюции, начало которого следует искать у зеленых водорослей. Так, «морской салат» Ulva представлен растениями двоякого рода, идентичными по размерам и строению. Однако одни из этих растений — диплоидные спорофиты, образующие путем мейоза гаплоидные зооспоры, которые развиваются в гаплоидные гаметофиты. Эти последние (вторая форма) продуцируют гаметы, сливающиеся с образованием диплоидной зиготы, которая развивается в диплоидный спорофит.

8. Морфология сперматозоидов.

Нормальные мужские половые клетки имеют овальную головку, шейку и длинный извивающийся жгутик-хвост. Такие сперматозоиды способны с необходимой скоростью двигаться прямолинейно и оплодотворять яйцеклетку.

Аномальные клетки обладают одним или несколькими патологиями в своем строении. Это может быть слишком большой или маленький размер головки, удвоение хвоста и другие аномалии. Такие сперматозоиды не способны к оплодотворению, а если их доля превышает 96%, то можно говорить о мужском бесплодии и заболевании тератозооспермия. Причин у данного патологического состояния множество. В их число входят хромосомные нарушения, ферментопатии, вирусные инфекции и др.

Сперматозоиды с патологической морфологией выглядят примерно так:

Отличительная черта мужских половых клеток в том, что они очень подвижны и выполняют свои функции за пределами мужского организма. Нормальный сперматозоид для того, чтобы приблизиться к яйцеклетке, в среднем способен развивать скорость до 25–30 см в час. Учеными установлено, что активный, полноценный носитель ДНК хромосомы проходит свой путь в целом за 8 часов. Достичь этих показателей может лишь та мужская клетка, строение которой соответствует нормам.

Сперматозоиды условно делят на три основные части:

головка;

тело;

хвост.

Дефекты головки. Аномалии могут проявляться изменением формы с овальной на круглую, напоминающую восьмерку, сплющенную, грушевидную. Акросомальная область может быть уменьшена, заполнена вакуолями. Размеры головки слишком большие по сравнению с нормой и значительно уменьшенные также считаются признаками непригодности и несоответствия. Две и более головок у одной клетки — мутация, исключающая сперматозоид из числа здоровых клеток.

Дефекты шейки. Сперматозоиды с аномальной шейкой изначально выглядят отличными от нормы. Именно дефекты этой части клетки сильно искажают ее внешний вид. Шейка может быть скрученной, утолщенной, неоднородной, истонченной сверх меры. Она может прикрепляться к головке не под прямым углом, а пот тупым или острым, что создает визуальный эффект «перекошенности» спермия.

Аномалии хвостика. Обычно среди клеток с плохой морфологией встречаются сперматозоиды, лишенные хвостика, с коротким или слишком длинным хвостом, с хвостиком, которые частично сломался. Если хвостовая часть половой клетки расположена не под прямым углом к головке, если хвост закручивается, изгибается в любом направлении, сперматозоид нормальным считаться не может.

Иные дефекты. В образце спермы лаборанты могут обнаружить только хвостики. Такое становится возможно при непрочном соединении головки и шейки. В этом случае половые клетки подвергаются атаке фагоцитов Сертоли, и головки этого не выдерживают. Остаются только хвостики. Анализ с плохой морфологией, когда количество здоровых спермиев – менее 14-15%, является основанием для установления тератозооспермии.

Строение сперматозоида:

Сперматозоиды — длинные клетки (65 мкм), образующиеся в процессе сперматогенеза. Каждый сперматозоид состоит из головки, шейки и хвоста.

Уплощенная головка длиной в 5 мкм содержит ядро с конденсированным хроматином и акросому. Акросома располагается кпереди от ядра и содержит разнообразные ферменты: нейраминидазу, гиалуронидазу, кислую фосфатазу, арилсульфатазу и трипсиноподобную протеазу, известную как акрозин. Связывание сперматозоида с гликопротеином блестящей оболочки ZP3 запускает каскад реакций, способствующих оплодотворению.

Хвост подразделяется на 4 отдела: шейку, промежуточный, главный и дистальный. В основании хвоста в виде оси располагается аксонема, представленная микротрубочками, которые описываются формулой 9 х 2 + 2, т. е. 9 дуплетов микротрубочек по периферии и один дуплет в центре. В дистальном отделе хвоста других структур нет, кроме аксонемы, распадающейся в конце на отдельные микротрубочки. В главной и промежуточной части хвоста вокруг аксонемы располагаются 9 продольно ориентированных плотных одиночных элементов цитоскелета — миофибрилл, формирующих волокнистый футляр осевой нити. В промежуточной части вокруг фибрилл, окружающих аксонемы, находятся митохондрии, образующие митохондриальную спираль.