78. Гаметогенез. Сперматогенез. Оогенез, особенности строения половых клеток.

Гаметогенез — процесс образования яйцеклеток (овогенез) и сперматозоидов (сперматогенез) — подразделяется на ряд стадий (рис. 5.4).

Гаметогенез имеет несколько стадий. Сходство сперматогенеза и овогенеза как раз и заключается в том, что три стадии у них одинаковы.

1. Стадия размножения. Первичные клетки на этой стадии называются сперматогониями и овогониями, из них в последующем образуются мужские и женские половые клетки. Половые клетки несколько раз делятся путем митоза, и количество их значительно возрастает. Сперматогонии размножаются у мужчины в течение всего репродуктивного периода, а размножение овогоний происходит в эмбриональном периоде и наиболее интенсивно происходит во 2 - 5 месяц внутриутробного развития.

2. Стадия роста. В этот период клетки значительно увеличиваются в размерах. Сперматогонии и овогонии превращаются в сперматоциты и овоциты I порядка. Овоциты I порядка достигают больших размеров, поскольку накапливают питательные вещества.

3. Стадия созревания. На этой стадии происходят два следующих друг за другом деления - мейоз I и мейоз II. После первого деления образуются сперматоциты и овоциты II порядка, а после второго деления - сперматиды и зрелые яйцеклетки с тремя полярными тельцами, которые в процессе размножения не участвуют и погибают. При созревании один сперматоцит I порядка дает четыре сперматиды, а один овоцит I порядка образует одну яйцеклетку и три полярных тельца.

Эти особенности сперматогенеза и овогенеза имеют биологический смысл, который связан с разным назначением мужских и женских гамет. Неравномерное деление клеток при овогенезе (меньше) обеспечивает формирование крупной яйцеклетки, в ней накапливается большее количество питательных веществ, так как из оплодотворенного яйца будет развиваться новый организм.

При сравнительной характеристике овогенеза и сперматогенеза можно заметить, что сперматозоидов образуется значительно больше, и это также имеет биологический смысл.  Яйцеклетку достигает только один сперматозоид, проникает в нее и доставляет свой набор хромосом. Остальные же в процессе поиска яйцеклетки массово погибают.  При сравнении овогенеза и сперматогенеза становится понятным, почему сперматозоидам нет необходимости в запасании питательных веществ - их существование кратковременно, а подвижность должна быть высокой.

4. Стадия формирования. Она характерна только для сперматогенеза. Незрелая сперматида превращается в сперматозоид, приобретая свойственный ему вид. Образование сперматозоидов у мужчин начинается только в период полового созревания и происходит в течение всего года. Период развития сперматогоний в зрелые сперматозоиды составляет 74 дня.

Схема сперматогенеза и овогенеза  

Краткую, обобщенную характеристику овогенеза и сперматогенеза представляет следующая таблица сперматогенеза и овогенеза:

признаки	сперматогенез	овогенез
Половые железы, половые клетки	Яички, сперматозоиды	Яичники, яйцеклетки
- относительные размеры - подвижность - форма -наличие пит. в-в	55 мк подвижные округлые со жгутиком отсутствует	130-169 мк неподвижные округлые имеется
Особенности развития половых клеток на разных стадиях: 1.стадия размножения 2.стадия роста 3.стадия созревания	1.путем митоза образуются сперматоциты; 2.увеличиваются в размерах; 3.путем мейоза образуются гаплоидные сперматиды, их которых формируются сперматозоиды 4. стадия формирования	1.путем митоза образуются овоциты; 2.увеличиваются в размерах; 3.путем мейоза образуются гаплоидные овоциты, их которых формируется яйцеклетка

СТРОЕНИЕ ПОЛОВЫХ КЛЕТОК (ГАМЕТ)

Гаметы представляют собой высокодифференцированные клетки. В про­цессе эволюции они приобрели приспособления для выполнения специ­фических функций Ядра как мужских, так и женских гамет в равной мере содержат наследственную информацию, необходимую для развития организма Но дру­гие функции яйцеклетки и сперматозоида раз­личны, поэтому по строению они резко отли­чаются,

Яйцеклетки неподвижны, имеют шарообраз­ную или слегка вытянутую форму (рис. 34). В яйце содержатся все типичные клеточные «органоиды, но строение его отличается от дру­гих клеток, так как приспособлено для реали­зации возможности развития целого организ­ма. Размеры яйцеклеток значительно крупнее, чем соматических. Внутриклеточная структура цитоплазмы в яйца спе­цифична для каждого вида животных, чем обеспечиваются видовые (а нередко и индивидуальные) особенности развития. В яйцах содер­жится ряд веществ, необходимых для развития зародыша. К их числу относится питательный материал (желток). У некоторых видов живот­ных накапливается столько желтка в яйцах, что они могут быть видимы невооруженным глазом. Таковы икринки рыб и земноводных, яйца реп­тилий и птиц. Из современных животных наиболее крупные яйца у сель­девой акулы - 29 см в диаметре; диаметр яйца страуса 10,5 см, куриЦЫ - 3,5 см. Небольшие размеры имеют яйца животных, у которых раз­вивающийся зародыш получает питание из окружающей среды, на­пример у высших млекопитающих. Диаметр яйца мыши 60 ц., коровы 100 ц. Яйцо человека в поперечнике имеет 130-200 ц.

Сперматозоиды обладают способностью к движению, чем в известной мере обеспечивается возможность встречи гамет. По внешней морфоло­гии и малому количеству цитоплазмы сперматозоиды резко отличаются от всех других клеток, но все основные органоиды в них имеются.

Типичный сперматозоид (рис. 35) имеет головку, шейку и хвостовую нить. На переднем конце головки расположена акросомя, состоящая из видоизмененного комплекса Гольджи. Основную массу головки зани­мает ядро. В шейке находится центриоль и спиральная нить, образован­ная митохондриями.

При исследовании сперматозоидов под электронным микроскопом об­наружено, что протоплазма головки сперматозоида имеет не коллоидное, а жидко-кристаллическое состояние. Этим достигается' устойчивость сперматозоидов к неблагоприятным влияниям внешней среды. Напри­мер, они в меньшей степени повреждаются ионизирующей радиацией по сравнению с незрелыми половыми клетками.

Размеры сперматозоидов всегда микроскопические. Наиболее крупные сперматозоиды у тритона - около 500 ц,, у домашних животных: собаки,. быка, лошади, барана - от 40 до 75 ц. Размеры сперматозоидов чело­века колеблются в пределах 52-70 ц. Все сперматозоиды несут одно­именный (отрицательный) электрический заряд, что препятствует их склеиванию. Число сперматозоидов, образуемых животными, колоссаль­но. Например, при половом акте собака выделяет около 60 млн. сперма­тозоидов, баран - до 2 млрд., жеребец - около 10 Млрд. человек - около 200 млн.

Процесс формирования половых клеток (гамет) известен под общим» названием гаметогенеза. Он характеризуется рядом весьма важных био­логических процессов и протекает несколько по-разному при созрева­нии сперматозоидов (сперматогенез) и яиц (овогенез).