Отличия между мужскими и женскими половыми клетками
Гаметы – это половые (репродуктивные) клетки, объединяющиеся во время размножения, для формирования зиготы.
Мужские гаметы содержатся в сперме и называются сперматозоидами (спермиями у растений), женские гаметы представляют собой яйцеклетки. Семенные растения содержат мужские половые клетки в пыльце, которая в последствии производит гаметофит. Женские половые клетки содержатся внутри завязи пестика. Что касается животных, то у них половые клетки производятся в специализированных органах – гонадах. Сперматозоиды отличаются тем, что обладают подвижностью, имеют вырост, представляющий собой небольшой хвостик. Его называют жгутиком. Яйцеклетки, в свою очередь имеют больший размер и не могут двигаться.
Любая из гамет образуется посредством деления. Этот процесс включает в себя два этапа и в результате дает четыре дочерние клетки, обладающие гаплоидным набором хромосом.
Гаплоидность означает содержание в клеточных ядрах только одного набора хромосом. Когда два одинарных набора мужской и женской половых клеток соединяются в один, то дают диплоидный или двойной набор хромосом.
Как уже отмечалось ранее половые клетки имеют различия, но они заключаются не только в размере и подвижности. В критерии дифференцировки могут входить:
- размер (женские гаметы в большинстве случаев больше по размеру, чем мужские половые клетки);
- форма (зависит от видовой принадлежности организма);
- содержание питательных веществ (в яйцеклетках увеличено);
- тип развития и созревания (отличаются последней стадией).
Сперматозоиды имеют весь набор клеточных органелл. Головка сперматозоида практически полностью заполнена ядром. В головке сперматозиодов располагается акросома. На границе шейки и головки располагается центриоль.
Яйцеклетка является крупной клеткой с большим запасом питательных веществ. Они выполняют следующие функции: обеспечивает биосинтез белка необходимыми компонентами; регулируют процесс роста яйцеклетки; питают зародыш в эмбриональном периоде. По количеству желтка в яйцеклетке она может быть алецитальной, т. е. содержащей ничтожно малое количество желтка, поли-, мезо- или олиголецитальной. Человеческая яйцеклетка относится к алецитальным. Это обусловлено тем, что человеческий зародыш очень быстро переходит от гистиотрофного типа питания к гематотрофному. Также человеческая яйцеклетка по распределению желтка является изолецитальной: при ничтожно малом количестве желтка он равномерно располагается в клетке, поэтому ядро оказывается примерно в центре.
Например, у некоторых видов водорослей мужские и женские половые клетки практически идентичны, а также обладают одинаковой степенью подвижности. Объединения гамет такого типа называется изогамией.
Изогамия – это объединение гамет одинаковых по размеру, форме, подвижности и пр.
Если же гаметы отличаются по вышеописанным критериям, то их слияние называют анизогамия, гетерогамия. Некоторые виды высших растений и водорослей проявляют особый тип анизогамии. Он называется оогамией. При таком типе слияния гамет женская гамета неподвижна, обладает значительно большим размером, чем мужская. Из данного правила возможны исключения.
Сущность процесса образования гамет
Гаметогенез – это процесс формирования половых клеток.
Формирование мужских половых клеток определяют, как сперматогенез, а женских – овогенез. Несмотря на большое количество различий между сперматозоидом и яйцеклеткой, как половыми гонадами, процессы их формирования достаточно сходны. Данные процессы объединяет общность четырех стадий:
- период размножения с образованием первичных овоцитов и спермацитов;
- период роста данных клеток заключается в интенсивном накоплении массы цитоплазмы и питательных веществ внутри нее, удвоении ДНК. На данной стадии клетки называются овоцитом и спермацитом второго порядка;
- период созревания гамет данного типа характеризуется образованием клеток с гаплоидным набором хромосом в результате мейоза (редукционного) деления;
- период формирования зрелых гамет характеризуется образованием оболочек для яйцеклеток, и подвижности для сперматозоида.
Центральным событием гаметогенеза считают оригинальную форму деления клеток – мейоз. Он состоит из двух делений, сменяющих друг друга практически моментально. Это происходит в периоде созревания. Удвоение ДНК этих клеток происходит один раз в период роста клетки.
Наиболее сложной фазой мейоза признают Профазу I. Она проходит в 5 стадий:
- лептотена – хромосомы длинные и слабо спирализованные;
- зиготена – происходит сближение хромосом (конъюгация);
- пахитена – гомологичные хромосомы объединяются в биваленты в соответствии с гаплоидным набором хромосом. Каждая хромосома состоит из двух хроматид. В это же время происходит кроссинговер;
- диплотена – стадия отталкивания гомологичных хромосом друг от друга;
- диакинез – стадия максимальной спирализации хромосом, их утолщения и укорочения.
После диакенеза ядерная оболочка растворяется и формируется веретено деления. Далее в метафазе биваленты располагаются по экватору. К ним крепятся нити веретена деления. Что касается анафазы, то к полюсам расходятся целые пары бивалентов. в этом заключается главное отличие мейотического деления от митотического. Завершающая стадия мейоза называется телофаза I.
Тем самым, подводя итог всему вышесказанному, можно делать вывод о том, что первое мейотическое деление отличается независимым расхождением бивалентов к полюсам. В каждой дочерней клетки содержится гаплоидный набор хромосом, но ДНК остается не удвоенным. Второе (эквационное) деление мейоза протекает по типу митоза.
Процесс созревания гамет относят к фундаментальным физиологическим механизмам, обеспечивающим реализацию такого свойства живого, как размножение. При этом достаточно важно понимать, систему становления половых клеток, как целостный, регулируемый процесс.
