Раздел 1

БИОЛОГИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ ЧЕЛОВЕКА

1.3. Онтогенетический уровень организации жизни

1.3.1.3. Половые клетки человека

Гаметы - это половые клетки: яйцеклетки (женские гаметы) (рис. 1.83) и сперматозоиды (мужские гаметы) (рис. 1.84), которые обеспечивают передачу наследственной информации от родителей к потомкам.

Рис. 1.83. Яйцеклетка млекопитающего (а - схематическое изображение; б - микрофотография):

1 - цитоплазма; 2 - ядро; 3 - оболочка.

Рис. 1.84. Сперматозоид (а - схематическое изображение; б - микрофотография):

1 - акросома; 2 - головка; 3 - ядро; 4 - центросома; 5 - шейка; 6 - митохондриальная спираль; 7 - осевая нить; 8 - центральное кольцо; 9 - хвост.

Гаметы представляют собой высокодифференцированные клетки. В процессе эволюции они приобрели свойства выполнение специфических функций. Ядра как мужских, так и женских гамет содержат одинаковую наследственную информацию, которая необходима для развития организма. Однако другие функции яйцеклетки и сперматозоида разные, поэтому по строению они очень разнятся.

Яйцеклетки неподвижны, шаровидной или несколько удлиненной формы. Они содержат все типичные клеточные органеллы, но за строению отличаются от других клеток, поскольку приспособлены для реализации развития целого организма. Яйцеклетки значительно больше, чем соматические клетки. Внутриклеточная структура цитоплазмы специфическая для каждого вида животных, чем обеспечиваются видовые (а часто и индивидуальные) особенности развития. В яйцеклетках содержатся вещества, которые необходимы для развития зародыша. К ним принадлежит питательный материал (желток). У некоторых видов животных накапливается в яйцеклетках столько желтка, что их можно увидеть невооруженным глазом (икринки рыб и земноводных, яйца пресмыкающихся и птиц). Из современных животных крупнейшие яйцеклетки в оселедцевої акулы (29 см в диаметре). У птиц яйцом считается то, что в быту называется "желтком"; диаметр яйца страуса 10,5 см, курицы - около 3,5 см. У животных, зародыш которых питается за счет материнского организма, яйцеклетки небольших размеров. Например, диаметр яйцеклетки мыши - 60 мкм, коровы - 100 мкм. Яйцеклетка человека имеет в поперечнике 130-200 мкм.

Яйцеклетки покрыты оболочками, которые выполняют защитную функцию, обеспечивают необходимый тип обмена веществ, в плацентарных млекопитающих служат для сообщения зародыша со стенкой матки, а также выполняют другие функции.

Сперматозоони (сперматозоиды) имеют способность двигаться, что в определенной степени обеспечивает возможность встречи гамет. По внешней морфологии и малым количеством цитоплазмы сперматозоони очень отличаются от других клеток, но все основные органеллы в них присутствуют.

Типичный сперматозоон имеет головку, шейку и хвост. На переднем конце головки расположена акросома, которая состоит из видоизмененного комплекса Голги. Основную массу головки занимает ядро. В шійці находится центріоля и образована митохондриями спиральная нить.

В сперматозоонів малое количество цитоплазмы (поскольку основная функция этих клеток - транспортировка наследственного материала до яйцеклетки), поэтому ядерно-цитоплазматичне соотношение - высокое.

При исследовании сперматозоонів под электронным микроскопом обнаружено, что цитоплазма головки имеет не коллоидный, а жидко-кристаллическое состояние. Этим достигается устойчивость к сперматозоонів неблагоприятных условий внешней среды. Например, они меньше повреждаются ионизирующим излучением, по сравнению с незрелыми половыми клетками.

Размеры сперматозоонів микроскопические. Крупнейшие в тритона - около 500 мкм, у домашних животных (собака, бык, лошадь, баран) - от 40 до 75 мкм. Длина сперматозоонів человека колеблется в пределах 52-70 мкм. Все сперматозоони имеют одноименный (отрицательный) электрический заряд, что препятствует их склеиванию. У животных образуется очень много сперматозоонів. Например, при половом акте собака выделяет их около 60 млн., баран - 2 млрд., жеребец - 10 млрд., человек - около 200 млн.

Для некоторых животных характерны атипичные сперматозоони. Например, у ракообразных они имеют выросты в виде лучей или отростков, в круглых червей - форму шаровидных или овальных телец и т.д.

Таким образом, половые клетки существенно отличаются от соматических клеток:

1) в половых клетках гаплоидный набор хромосом в соматических - диплоидный;

2) в половых клетках ядерно-цитоплазматичне соотношение разное: в сперматозоидах оно высокое, в яйцеклетке - низкое;

3) форма и размеры половых клеток другие, чем в соматических;

4) половые клетки отличаются низким уровнем обменных процессов;

5) для яйцеклеток характерна цитоплазматическая сегрегация (закономерное перераспределение цитоплазмы после оплодотворения).