Развитие в индивид (или група от индивиди) с наследствени характеристики на двата родителски организма, които са произвеждали гамети.
При някои видове е възможно и развитието на единична гамета (неоплодена яйцеклетка) в тялото – партеногенеза.
Морфология на гаметите и видове гаметогамия
Изогамия, хетерогамия и оогамия
Морфологията на гаметите от различните видове е доста разнообразна, докато произведените гамети могат да се различават както по хромозомния набор (с хетерогаметността на вида), така и по размера и подвижността (способността да се движат самостоятелно), докато диморфизмът на гаметите в различни видът варира в широки граници - от диморфизма на отсъствието под формата на изогамия до крайното му проявление под формата на оогамия.
Изогамия
Ако сливащите се гамети не се различават морфологично една от друга по размер, структура и хромозомен набор, тогава те се наричат изогамети или асексуални гамети. Такива гамети са подвижни, могат да носят флагели или да са подобни на амеба. Изогамията е типична за много водорасли.
анизогамия (хетерогамия)
Гаметите, способни на сливане, се различават по размер, мобилните микрогамети носят жгутици, макрогаметите могат да бъдат както подвижни (много водорасли), така и неподвижни (макрогаметите на много протисти без флагели).
Оогамия
Гаметите на един биологичен вид, способни на сливане, се различават рязко по размер и подвижност в два типа: малки подвижни мъжки гамети - сперматозоиди - и големи неподвижни женски гамети - яйца. Разликата в размера на гаметите се дължи на факта, че яйцата съдържат запас от хранителни вещества, достатъчни за осигуряване на първите няколко деления на зиготата по време на нейното развитие в ембриона.
Разрушителната теория за селекция на Паркър... Ако размерът на зиготата е достатъчно важен за нейното оцеляване (при организми с външно оплождане), тогава анизогамията би била еволюционно стабилна стратегия. В такива случаи популацията от мъжки (размножители на малки гамети) и женски (размножители на големи гамети) ще бъде стабилна. Теорията на разрушителната селекция дава възможност да се обясни появата и поддържането на двудомност при много растения и някои животни с външно оплождане.
Тип и пол на гаметата
Концепцията за пол се свързва с диференциацията по размер на гаметите, тоест ние наричаме мъжкия пол индивиди, които произвеждат малки подвижни гамети, а женския пол - тези, които произвеждат големи. В същото време диференциацията по вида на гаметата (хомо - XX или хетерогаметна конституция - XY) при някои видове може да не съвпада с диференциацията по размер.
В процеса на еволюция при повечето видове малки гамети и хетерогаметна конституция XY са открити при мъжките, а големи гамети и хомогаметна конституция XX са открити при женските. Това са видове с тип гамети дрозофила... Напротив, при видове с гамети от типа Абраксас (Английски)Руски(птици, пеперуди, молци, някои видове риби и др.) посоките на тези диференциации не съвпадат. Яйцеклетките при женската са хетерогаметични, а сперматозоидите при мъжките са хомогаметични.
Зачеването настъпва в момента на сливането на яйцеклетката на майката и спермата на бащата, или гаметите, - от този момент нататък в майката се развива нов организъм за девет месеца преди раждането и началото на самостоятелен живот.
Раждането на нов организъм започва в момента на оплождането - сливане на гаметиили зародишни клетки: яйцеклетка и сперма. Всяка от тези клетки съдържа 23 хромозоми, тоест половината от тези, които съдържат клетките на тялото, така че комбинацията от две такива клетки образува нова клетка - зигота с 46 хромозоми, от която, благодарение на деленето, органите и се формират системи на новия организъм.
Зачеването започва с копулация през репродуктивния период, тоест по време на периода на овулация. С еякулацията от 300 до 500 милиона сперматозоиди, съдържащи се във влагалището на жената, влизат във влагалището на жената: благодарение на тяхната опашка сперматозоидите се движат и някои от тях навлизат в матката, а най-подвижните са способни да попаднат от матката във фалопиевите тръби , в който могат да се срещнат с яйцето. По-малко от 100 сперматозоиди достигат до третата част на фалопиевата тръба: сблъсквайки се с яйцеклетката, те я заобикалят, опитват се да преминат през всичките й мембрани и да влязат вътре, но само един сперматозоид успява.
Сперматозоидът влиза в яйцеклетката, както се вижда под електронен микроскоп.
След оплождането ядрата на яйцеклетката и спермата се сливат и образуват зигота - оплодена яйцеклетка.
Процесът започва незабавно делене на зиготата, или сегментиране: след първото делене на зиготатадве клетки - бластомерите също се делят - получават се четири клетки, които продължават да се делят. Три дни по-късно зиготата вече се състои от 16 клетки, които образуват клъстер, наподобяващ зрънце - морула. До петия ден клетките на морула, продължавайки да се делят, започват да се организират. Вътре в морулата се натрупва течност, поради което клетките се изместват от вътрешната й част навън: морулата се трансформира в бластула, състояща се от две части: ембриобласт, клетки, от които впоследствие ще се образува ембрион; и трофобласт, тънък слой клетки, който разделя пространство, изпълнено с течност, или бластоцел, - от този слой впоследствие се образува плацентата.
Докато се разделя, зиготата се движи по фалопиевата тръба към матката поради мускулни контракции и ритмични движения на малки реснички от клетки в мукозния слой на фалопиевите тръби. Зиготата се движи по фалопиевата тръба, достига до матката, която приема бластулата и в която се образува нов организъм за период от девет месеца. Морула, попадайки в матката, продължава да бъде в нея известно време, докато ендометриумът не се оформи напълно, за да я приеме. На седмия ден след зачеването бластулата се прикрепя към повърхността на ендометриума в търсене на място за спиране и получаване на хранителни вещества – този процес се нарича имплантация.
Растеж, узряване на гаметии други обстоятелства, водещи до срещата на мъжки и женски зародишни клетки, са само от предварителна важност по пътя към техния съюз. Проникването на спермата в яйцеклетката и полученото сливане на ядрените вещества на двете клетки е кулминацията на процеса на оплождане и предвещава началото на живота на нов индивид.
Директни наблюдениянад връзката на гаметите при бозайниците са много незначителни и фрагментарни. Въпреки това, сравнявайки тези наблюдения с по-обширни данни, получени при изследването на водни животни, при които оплождането се извършва извън майчиния организъм, не е трудно да си представим целия ход на събитията.
Ако сексуален полов акт между здрави мъже и женисе случи около момента на овулация, ще отнеме само няколко часа, докато яйцеклетката, която е влязла в края на фалопиевата тръба, бъде заобиколена от голям брой сперматозоиди, от които само една прониква в яйцеклетката. Веднага след въвеждането на спермата яйцеклетката претърпява промени, насочени към предотвратяване на навлизането на други сперматозоиди в нея.
Това явление можелесно е да се наблюдава под микроскоп при много морски видове чрез извършване на експерименти в купа с морска вода. След като спермата се инжектира в съда, съдържащ яйцата, веднага можете да ги видите как се роят около всяко яйце на тълпи. Въпреки относително огромния обем на яйцеклетката, тя дори може да се завърти под въздействието на съвместните усилия на сперматозоидите.
Когато сам спермае проникнал в яйцето, повърхностната му черупка веднага се сгъстява и спира по-малко пропусклива; в същото време останалите сперматозоиди губят насочената си активност и скоро в близост до оплодената яйцеклетка остават само единични сперматозоиди. Че тези промени са свързани с оплождането на яйцеклетката, а не със загубата на активност от други сперматозоиди, може лесно да се докаже чрез добавяне на неоплодени яйцеклетки в съда и наблюдение на тяхното оплождане с останалата сперма.
V яйцеклеткапроникват само главата на спермата (която се състои почти изключително от ядрено вещество) и шията (съдържаща центрозомния апарат). Опашката изчезва, когато се въведе спермата. В яйцето ядрената субстанция, съдържаща се в главата на сперматозоида, веднага губи компактния си вид и в нея се разкриват хромозоми. В това състояние се нарича мъжки пронуклеус.
Обикновено при бозайницив оогенезата първото деление на съзряване се наблюдава непосредствено след овулацията, а второто деление на съзряването вероятно се забавя, докато сперматозоидът влезе в яйцеклетката. Въпреки това, веднага щом сперматозоидът влезе в яйцеклетката, всички процеси бързо се активират и докато се образува мъжкият пронуклеус, второто деление на съзряване приключва. От този момент ядрото на яйцеклетката се нарича женско пронуклеус.
Опложданезавършва само когато хромозомите на мъжкия и женския пронуклеус се сливат заедно. Тъй като всеки пронуклеус съдържа хаплоиден набор от хромозоми, пълният диплоиден набор от хромозоми, характерен за даден вид, се възстановява в оплодената яйцеклетка.
Между проникванев яйцеклетката на спермата и обединението на хромозомите на двата пронуклеуса, центрозомният апарат, доставян от спермата, образува митотичното вретено. Хромозомите през този период се подготвят за първото митотично делене на оплодената яйцеклетка. Това разделяне обикновено се случва скоро след присъединяването на пронуклеусите, но механизмът на неговото активиране е изключително сложен и природата му остава неизвестна.
Ясно е, че не се ограничава само до свързване мъжки и женски пронуклеуси, тъй като при някои от нисшите животни, които имат гамети, лесно достъпни за експериментиране, сперматозоидите могат да започнат да се делят в цитоплазмата на ооцити с отстранени ядра. В други случаи сперматозоидът, чието ядрено вещество е необратимо увредено от радиевите лъчи, все още може да проникне в яйцеклетката и да я накара да се раздели.
Освен това, яйцеклеткимного низши животни могат да започнат да се развиват при липса на сперматозоиди, под въздействието на подходящи механични или химични стимули, което се нарича изкуствена партеногенеза. Въпреки това, като правило, в такива случаи развитието е много по-слабо и не трае дълго. Активирането на клетъчното делене е недостатъчно без наличието на пълноверижна сперма, която е необходима за поддържане на нормална сила на растеж.
В нашата статия ще научите какво е гамета. Това е специална клетка, чиито функции са строго специализирани. за какво са всички те? Нека го разберем заедно.
Какво е гамета: определение
В превод от гръцки този термин означава "съпруга" или "съпруг". Това определя значението му възможно най-точно. Гаметата е репродуктивна клетка. В природата има два вида му - мъжки и женски.
Във всеки случай гаметите се образуват в резултат на разделянето на първичните зародишни клетки. В същото време техният диплоиден набор от хромозоми се запазва. Това води до увеличаване на техния брой. Процесът на образуване на мъжки и женски гамети има свои съществени различия. Така от един първичен сперматозоид се образуват четири пълноценни клетки, които са способни да се оплождат. При женските гамети само една яйцеклетка придобива тази способност.
Структура на яйцеклетката
Какво е женска гамета? Това винаги е неподвижна клетка, съдържаща достатъчно количество хранителни вещества, необходими за развитието на бъдещия организъм. Има закръглена или сферична форма. Яйцеклетката е надеждно защитена от няколко мембрани: жълтък, прозрачна и външна. Неговата цитоплазма е истински склад на жълтъчни включвания.
Характеристики на мъжките зародишни клетки
Сега нека видим какво представлява гамета от мъжки тип. Сперматозоидите винаги са много по-малки от яйцеклетките. Това е така, защото мъжките гамети съдържат само генетична информация. Защо им липсват хранителни вещества? Факт е, че основата на бъдещия организъм е именно яйцето, което има достатъчно от тях.
Гамети на растения и животни: прилики и разлики
Мъжките гамети на животните са подвижни. Сперматозоидите се състоят от три части: глава, шия и опашка. Първият съдържа ядрото. Неговият хромозомен набор е хаплоиден или единичен. Тази структурна особеност е характерна за всички зародишни клетки. Главата на сперматозоида също съдържа акрозома или апикално тяло. произвежда специален ензим, който е в състояние да разтвори защитните мембрани на яйцеклетката. Маточната шийка съдържа центриоли и митохондрии. Те генерират енергията, необходима за задвижване на опашката.
Мъжките гамети на растенията се наричат сперматозоиди. При най-високите семенни представители на това царство те се намират в прашниците на тичинките. Придвижват се с помощта на вятър, насекоми или хора. Процесът на тяхното прехвърляне към близалцето на плодника се нарича опрашване.
Какво е растителна гамета и къде се намира? Ако говорим за яйцеклетка, тогава, както при растенията, това е неподвижна клетка с овална форма. Намира се в долната разширена част на плодника на цветето. За да се слеят гаметите, двата сперматозоида пътуват до женската гамета, докато зародишната тръба расте. В резултат на оплождането им се образува семе.
При висшите спорови растения зародишните клетки узряват в специализирани органи – гаметангии. При тези организми се наблюдава ясно редуване на поколенията в жизнения цикъл.
Нека разгледаме този процес, използвайки примера на мъховете. Сексуалното му поколение е представено от зелен килим. Състои се от отделни листни растения. Върху тях се образуват гаметофити, в които узряват половите клетки. В резултат на процеса на оплождане, за чието осъществяване е необходима вода, расте безполово поколение - спорофит. Прилича на кутия със сухо стъбло. В него узряват клетките на безполово размножаване, които се наричат спори. Те навлизат в почвата и отново пораждат гаметофит. Така фазите от жизнения цикъл се сменят взаимно.
Резултат от оплождането
Оплодената яйцеклетка се нарича зигота. Нейният хромозомен набор вече е диплоиден или двоен. При животните оплождането е външно и вътрешно. В първия случай се появява извън тялото на женската. Този метод е типичен за риби и земноводни. С помощта на мъжката сперма в тялото на жената. Там се извършва и развитието на плода, така че този метод е по-прогресивен.
При растенията най-сложният процес на сливане на гамети се наблюдава при цъфтящи растения. Нарича се двойна, защото женската гамета и централната зародишна клетка са свързани със спермата. Резултатът е образуването на ембриона, хранителното вещество за съхранение, наречено ендосперм, и кората. И всичко заедно е семе.
Зиготата започва да се разделя. В този случай се образува ембрионът. Първоначално се състои от един слой. Нарича се бластула. По-нататък в него започва полагането на тъкани и бъдещи органи. През този период се нарича гаструла. Образуването на ембриона продължава със залагането на три зародишни листа, от които се развиват определени органи и техните системи.
И така, в нашата статия разгледахме какво представляват гамета и зигота. Тези структури са носители на наследствена информация и пораждат нов организъм.
