Коли дві клітки зливаються воєдино, щоб дати початок нового життя, відбувається. У людини, як і у всіх ссавців, одна з двох цих клітин походить від дорослої чоловічий, а інша - від дорослої жіночої особини. Чоловіча клітка називається сперматозоїдом, жіноча - яйцеклітиною або яйцем.
Нове життя зароджується в момент зачаття, тобто коли сперматозоїд і яйцеклітина зливаються в єдине ціле. Їх злиття відбувається в організмі жінки внаслідок статевого акту між майбутніми батьками. Після зачаття плід продовжує розвиватися в тілі матері, поки йому не приходить пора з'явитися на світ.
Щоб зачаття успішно відбулося, сперматозоїд і яйцеклітина повинні перебувати на потрібній стадії розвитку - складного процесу, що відбувається в гонадах або первинних репродуктивних органах.
Жіноча яйцеклітина в момент запліднення, тобто злиття із сперматозоїдом.
Сховища
Сперматозоїди утворюються з статевих клітин або сперматогоний, які, як всі інші клітини організму, мають 23 пари хромосом, і здатні рости і ділитися. Що достигають і готові до запліднення сперматозоїди зберігаються в чоловічих гонадах - двох яєчках, схованих щоб уникнути перегріву в особливий зовнішній мішечок, або мошонку. Справа в тому, що для розвитку сперматозоїдів потрібно більш низька температура, ніж для всіх інших функцій організму. Жіночі яйцеклітини утворюються з оогоній, також наділених 23 парами хромосом, але дозрівають усередині організму у двох резервуарах, званих яєчниками.
Перш ніж відбудеться зустріч сперматозоїда і яйцеклітини, парні хромосоми повинні розділитися на одинарні, щоб злитися з 23 одинарними хромосомами іншої клітки і утворити 23 нові пари. Завдяки цьому розподілу зародок успадковує половину характеристик батька й половину - матері. Процес поділу парних хромосом називається мейозом.
Прийнявши один сперматозоїд, яйцеклітина стає непроникною для всіх інших. На цьому збільшеному знімку жіночої яйцеклітини видно, що один сперматозоїд встиг її запліднити, і для решти доступ в прозору зону вже закритий.
Повністю дозріла і готова до процесу розподілу сперматогонії називається сперматоцітов I порядку. На цій стадії відбувається розподіл парних хромосом, при якому в кожній із двох нових кліток виявляється половинка кожної пари. Тепер нові клітини або сперматоціти II порядку містять 23 одинарні хромосоми.
Таке ж поділ парних хромосом відбувається і в розвивається яйцеклітини. Дозріла оогоній перетворюється в оточений фолікулом ооцит I порядку, і в процесі мейозу його парні хромосоми теж розділяються на одинарні.
Коли в 1677 р. голландський вчений Антоні ван Левенгук відкрив під мікроскопом найдрібніші схожі на пуголовків клітини, т. e. сперматозоїди, було висунуто припущення, що в сперматозоїді приховано повністю сформований людська істота в мініатюрі.
Розвиток сперматозоїда
З цією моменту поділ клітин відбувається за іншим сценарієм. На другій стадії мейозу разом з кожним сперматоцітов II порядку діляться надвоє й одинарні хромосоми. Їх половинки проникають в новоутворені клітини, і в результаті формуються дві взаємно поєднуються клітини, кожна з яких має повний набір з 23 половинок одинарних хромосом.
Ці нові клітини називаються сперматіда. Своєю округлою формою вони нагадують сперматоціти I і II порядку але повинні ще пройти ряд перетворенні щоб стати повноцінними сперматозоїдами з овальним тільцем, джгутиком і набором з 23 одинарних хромосом. Всі ці зміни відбуваються в клітинах Сертолі або сустеноцітах, а їх кінцевим результатом стає витягнутий у довжину сперматозоїд з голівкою заповненої генетичним матеріалом з 23 одинарних хромосом і апікальним тільцем або акросома
Поперечний розріз яєчка - чоловічого статевого органу, в якому формуються сперматозоіди.Строеніе сперматозоїда, що складається з голівки, проміжного відділу і хвоста.
Поступальний рух сперматозоїда забезпечується биттям джгутика складається з циліндричних волокон. У голівці містяться ензими (сперматідний мітохондрій) здатні розщеплювати живильні речовини і забезпечувати енергією зрілі сперматозоїди.
Готові до запліднення сперматозоїди відділяються від сустеноцітов і надходять у довгу звивисту трубку - придаток яєчка розташований у його тильній частині, де вони остаточно дозрівають і покриваються клітинною оболонкою. Там вони три-чотири тижні чекають своєї години разом з мільйонами інших сперматозоїдів, а у разі непотрібності всмоктуються назад в організм. Весь процес розвитку сперматозоїда від зародження до загибелі триває близько двох місяців.
Зростання яйцеклітини
Жіночі гонади або яєчники, у яких починається дозрівання яйцеклітини, розташовані в області малого тазу і з'єднані з порожниною матки парою т.зв. фаллопієвих труб.
Яйцеклітина готова до перетворення з ооцита I порядку в ооцит II порядку все ще перебуває у фолікулі яєчника. Подібно сперматоціти I порядку вона теж проходить чергову стадію мейозу - з тією лише різницею, що в результаті не утворюються дві взаємно поєднуються клітини.
У результаті поділу ооцита I порядку з кожної пари хромосом утворюються дві одинарні хромосоми, однак одна з двох нових клітин (ооцитів II порядку) виходить більше інший. Саме вона й розвивається в зрілу яйцеклітину. Менша клітка (або полярне тільце з таким же набором 23 одинарних хромосом) переміщається в прозору зону навколо первісного ооцита I порядку і там гине.
Розвиток сперматозоїдів. Чорні точки по краях - це дозрівають, а ближче до центру-зрілі сперматозоїди. Їм належить пройти шлях спочатку на придаток, а потім по сім'явиносній протоці в уретру.
Що залишився ооцит II порядку з його прозорою зоною схожий формою на сперматиди, хоча й помітно крупніше останньої. Через день-два він по фаллопієвій трубі опускається з яєчника в порожнину матки, де зазнає вторинне розподіл. Яйцеклітина не може рухатися самостійно, і по фаллопієвій трубі її проштовхують мініатюрні, схожі на війки вирости, а також скорочення самої труби. Цей процес, званий овуляцією, щомісяця відбувається у всіх дорослих жінок.
Запліднення
Тепер дозріла яйцеклітина готова до зачаття нового життя, яке відбудеться при зустрічі зі сперматозоїдом. Ця зустріч і називається заплідненням. Тільки після цього-яйцеклітина зазнає ще одна зміна.
Зріла яйцеклітина чекає запліднення в порожнині матки приблизно один день, і якщо воно не відбувається, гине. Сперматозоїди можуть чекати своєї години близько місяця, але після викиду сперми теж живуть не довше одного дня. Придаток яєчка, в якому зберігаються зрілі сперматозоїди, з'єднаний з сім'явиносних протокою, а через нього - з уретрою або сечовивідним каналом у статевому члені чоловіка. Яйцеклітина увесь час перебуває в порожнині матки.
Сперматозоїди потрапляють у піхву з викидом насінної рідини. В одній порції рідини може бути присутнім близько 250 млн. сперматозоїдів, які негайно починають рухатися до матки, хоча далеко не всі добираються до мети. У більшості ссавців самка відкидає самця, поки в її матці не утворюється зріла яйцеклітина. Це значно підвищує шанси зачаття у разі статевого акту. У людей статеві контакти відбуваються в будь-який час, тому і шанси запліднення значно нижче. Тим не менш, якщо у момент статевого акту є готова до запліднення яйцеклітина, імовірність зачаття досить висока.
Щомісячний цикл визрівання яйцеклітини. Дозріваючий ооцит укладений в наповнений рідиною фолікул або клітинний шар. Потім ооцит поділяється на яйцеклітину і полярне тільце.
Перш ніж відбудеться запліднення, сперматозоїди повинні якийсь час провести в організмі жінки. За цей період (у людини приблизно 7 годин) відбуваються підготовчі зміни. Що міститься в головці сперматозоїда ензим нейтралізує кислотне середовище навколо прозорої зони, відкриваючи шлях до яйцеклітини. Для руйнування цього зовнішнього бар'єра потрібні ензими безлічі сперматозоїдів, але в яйцеклітину проникає тільки один з них.
Після запліднення
Ледь одному сперматозоїду вдається проникнути в яйцеклітину, вона відразу ж стає непроникною для інших. Зовнішні оболонки сперматозоїда і яйцеклітини розчиняються, і дві клітки зливаються в одну, даючи початок другої стадії мейозу. Ниточки 23 хромосом, що чекали своєї пари в яйцеклітині, з'єднуються з одинарними хромосомами сперматозоїда На цій стадії чоловічі й жіночі хромосоми одержали назву чоловічого і жіночого пронуклеусів. Вони збільшуються в розмірі і зближуються, щоб зустрітися в центрі яйцеклітини. Їх оболонки зливаються, і дві групи хромосом з'єднуються попарно. У результаті утворюється повноцінна єдина клітина. Ця клітина називається зиготи і являє собою початок ноной життя. Вона містить всю генетичну інформацію, необхідну для подальшого розвитку людської істоти.
Після запліднення фолікул, в якому розвинулася яйцеклітина, продовжує рости, перетворюючись у залозу, звану жовтим тілом. Його завдання - здійснити перетворення в прозорій зоні, що не допускають проникнення в яйцеклітину інших сперматозоїдів, і забезпечити нормальний ріст і розвиток заплідненої яйцеклітини.
Кожна особина отримує рівно половину своїх хромосом від матері, а іншу половину - oт батька. У кожній хромосомі містяться численні гени; кожен ген контролює спадкування одного або декількох ознак. У кожній парі гомологічних (подібних, попарно з'єднуються при мейозі) хромосом гени розташовані в однаковому порядку. Оскільки хромосоми розходяться в мейозі і перекомбініруются при заплідненні, то ж відбувається і з генами. У залежності oт xapaктера взаємодії генів, нащадок може походити на одного з батьків більше, ніж на іншого, але обоє батьків вносять однаковий внесок у його спадковість.
Чи знаєте ви?
- Зрілий сперматозоїд надто малий для неозброєного ока, але з появою електронних мікроскопів з'явилася можливість досліджувати ці дрібні клітини. Вдалося встановити, що довжина сперматозоїда становить всього 0,06 мм (55-60 мікрон чи тисячних часток міліметра), а величина його головки не перевищує 0,005 мм (5 мікрон).
- Яйцеклітина набагато більше сперматозоїда, і її навіть можна побачити неозброєним оком. Після першої стадії мейозу діаметр созревающей яйцеклітини разом з її зовнішнім шаром або прозорою зоною становить близько 0,011-0,016 мм (110-160 мікрон).
- Голландський вчений XVII ст. Антоні ван Левенгук займався дослідженнями за допомогою нещодавно винайденого мікроскопа. Крім відкриття сперматозоїдів в спермі людини, він довів, що блохи виводяться з крихітних яєць. Колись вважалося, що вони розмножуються з піску або бруду.