Биология. 10 класс

Рассмотрим особенности строения половых клеток у животных. В курсе биологии 9-го класса вы познакомились со строением мужских и женских половых клеток человека. Вы помните, что главным отличием половых клеток от соматических является наличие гаплоидного набора хромосом.

У животных мужские половые клетки — сперматозоиды — мелкие, подвижные, перемещаются с помощью одного или нескольких жгутиков. Форма мужских половых клеток у разных видов животных различна. Для позвоночных животных наиболее типичны сперматозоиды, имеющие головку, шейку и длинный жгутик для активного передвижения. Именно такое строение имеют сперматозоиды человека.

 

Женская половая клетка — яйцеклетка — крупная, неподвижная, содержит запас питательных веществ. Яйцеклетка обычно значительно крупнее соматических клеток и чаще всего имеет сферическую форму.

Особенно больших размеров достигают яйцеклетки животных, эмбриональное развитие которых происходит вне тела матери (яйца птиц и рептилий, икра амфибий и рыб). Они имеют большой запас питательных веществ (желток).

Процесс образования и развития половых клеток у животных протекает в специальных половых железах — гонадах. Однако у кишечнополостных половые железы отсутствуют, и половые клетки образуются из резервных соматических клеток.

Сперматозоиды и яйцеклетки обычно формируются соответственно особями мужского и женского пола. Виды, у которых организмы делятся на самцов и самок, называются раздельнополыми. Встречаются виды, у которых один и тот же организм может образовывать как мужские, так и женские половые клетки. Такие организмы называются гермафродитами. Гермафродитизм наблюдается у многих видов моллюсков, плоских и кольчатых червей, но практически не встречается у хордовых животных.

Процесс образования половых клеток у животных включает ряд сложных преобразований исходных материнских клеток-предшественниц. Рассмотрим особенности этого процесса у млекопитающих.

Мужские половые клетки образуются в мужских половых железах — семенниках. Семенники млекопитающих состоят из извитых семенных канальцев. В стенках канальцев клетки находятся на разных стадиях развития и формируют зоны — размножения, роста, созревания и формирования.

Процесс образования мужских половых клеток называется сперматогенезом. Он начинается в период полового созревания и продолжается в течение всей жизни. Сперматогенез включает четыре периода: размножение, рост, созревание и формирование. Каждый период протекает в одноименной зоне стенки семенного канальца и характеризуется специфическими процессами образования определенного типа клеток. В период размножения материнские диплоидные клетки-предшественницы многократно делятся без стадии роста между делениями. Образуется большое количество мелких клеток, идентичных материнским. Они перемещаются в зону роста, где увеличиваются в размерах за счет накопления цитоплазмы. Далее они перемещаются в зону созревания, где претерпевают два последовательных деления с уменьшением вдвое числа хромосом. В зоне формирования у каждой клетки появляются головка, шейка и жгутик, и она превращается в гаплоидный сперматозоид. Таким образом, из каждой материнской диплоидной клетки-предшественницы образуется 4 гаплоидных сперматозоида. У мужчин сперматозоиды образуются непрерывно — примерно 125 млн ежедневно — и теоретически постоянно способны к оплодотворению.

Развитие женских половых клеток — яйцеклеток — начинается в женских половых железах — яичниках, а созревание яйцеклеток происходит в маточной трубе. Процесс образования яйцеклеток называется оогенезом. Он включает три периода — размножение, рост и созревание, в ходе которых протекают процессы, сходные с периодами образования сперматозоидов. Однако в период созревания из четырех гаплоидных клеток, образовавшихся из клетки-предшественницы, только одна крупная клетка становится яйцеклеткой, а три малые клетки погибают. Период формирования отсутствует.

Период размножения материнских диплоидных клеток-предшественниц у женщины начинается еще во время внутриутробного развития зародыша и заканчивается к моменту рождения. Большая их часть погибает, а выжившие сохраняются долгие годы без изменения. С наступлением половой зрелости отдельные клетки-предшественницы с периодичностью в 28 дней вступают в периоды роста и созревания. В результате из каждой диплоидной клетки-предшественницы образуется одна гаплоидная яйцеклетка. Количество яйцеклеток, образующихся у женщин в течение жизни, индивидуально и колеблется в пределах 400—500 штук.

Особенность процесса образования женских половых клеток по сравнению с образованием сперматозоидов состоит в том, что у женщин он прекращается после наступления менопаузы (климакса), а у мужчин образование сперматозоидов продолжается до конца жизни. Менопауза — это угасание гормональной функции яичников.