Головна | Про нас | Зворотній зв'язок
Гаметогенез підрозділяється на сперматогенез (процес утворення сперматозоїдів у самців) і оогенез (процес утворення яйцеклітини). По тому, що відбувається з ДНК, ці процеси практично не відрізняються: одна вихідна диплоидная клітина дає чотири гаплоїдні. Однак, по тому, що відбувається з цитоплазмою, ці процеси кардинально різняться.
Вихідна клітина, з якої надалі утворюється зріла яйцеклітина, називається ооцитом першого порядку. Після поділу з нього утворюється ооцит другого порядку і перше полярне тільце. Потім відбувається другий розподіл мейозу, в результаті утворюється гаплоїдний оотід і друге полярне тільце. Перше полярне тільце за цей час теж встигає поділитися, таким чином всього виходить три гаплоїдних полярних тільця. У оотіде відбуваються деякі процеси дозрівання і він перетворюється в яйцеклітину. Вона містить майже всю цитоплазму вихідного ооцита, але гаплоїдний набір хромосом. Ці хромосоми вже пройшли рекомбінацію, тобто якщо початково клітини містять одну хромосому від мами, одну від тата, то в зрілій яйцеклітині в кожній хромосомі чергуються шматки, отримані від одного і другого з батьків.
При сперматогенезе цитоплазма вихідного сперматоцита першого порядку ділиться (перший розподіл мейозу) порівну між клітинами, даючи сперматоціти другого порядку. Друге поділ мейозу призводить до утворення гаплоїдних сперматоцитов другого порядку. Потім відбувається дозрівання без поділу клітини, велика частина цитоплазми відкидається, і виходять сперматозоїди, що містять гаплоїдний набір хромосом дуже мало цитоплазми. Нижче представлена фотографія сперматозоїда людини і схема його будови.
Сперматозоїди тварин мають однакове принципове будова, але можуть відрізнятися формою і розміром. Сперматозоїд має голівку, в яку щільно упакована ДНК. Головка сперматозоїда оточена дуже тонким шаром цитоплазми. На її передньому кінці знаходиться структура, яка називається акросомой. Ця структура містить ферменти, що дозволяють сперматозоїду проникнути через оболонку яйцеклітини. Сперматозоїд має хвостик. Частина хвостика, прилегла до голівки ( "шийка"), оточена мітохондріями. Вони необхідні, щоб забезпечити биття хвостика і рух сперматозоїда в бажаному йому напрямку. На сперматозоїді є для вибору напрямку руху хеморецептори, подібні до нюховими клітинами.
Дозрівання сперміїв відбувається в насінних канальцях тестикул. При перетворенні вихідної клітини, сперматогонії, в сперматоцит, сперматіди і зрілий сперматозоїд відбувається переміщення клітини від базальної мембрани сім'яного канатика до його порожнини. Після дозрівання сперматозоїдів відокремлюються, потрапляючи в просвіт сім'яних канальців, і готові до руху в пошуках яйцеклітини і запліднення. Процес дозрівання триває приблизно три місяці. У ссавців у особин чоловічої статі процес дозрівання сперматозоїдів - сперматогенез - починається з віку статевої зрілості і триває потім до глибокої старості.
Істотно відрізняється процес дозрівання яйцеклітини - оогенез. Під час ембріонального розвитку ссавців виникає велика кількість яйцеклітин, і до народження самки в її яєчниках вже знаходиться близько 200-300 тисяч яйцеклітин, що зупинилися на першій стадії поділу мейозу. У період статевого дозрівання яйцеклітини починають реагувати на статеві гормони, Регулярні циклічні зміни гормонів згодом викликають дозрівання яйцеклітини, зазвичай однієї, іноді двох або більше. Коли для лікування безпліддя жінки роблять ін'єкції статевих гормонів, щоб індукувати дозрівання яйцеклітин, надлишок цих гормонів може призвести до дозрівання кількох яйцеклітин, і як наслідок цього - багатоплідної вагітності. Яйцеклітина дозріває в бульбашці, званому фолликулом.
За все життя у жінок сучасних індустріалізованих країн дозріває всього 400-500 яйцеклітин, у жінок традиційної культури - в племенах мисливців-збирачів - менш 200 штук. Це пов'язано з відмінностями в традиції дітонародження: у європейських жінок народжується в середньому 1-2 дитини, яких вона годує в середньому 3 -5 місяців, (а відомо, що лактація гальмує відновлення місячних циклів після пологів), тобто у неї більший період часу залишається для дозрівання яйцеклітин і проходження менструальних циклів; в цей же самий час у бушменів жінки народжують в середньому по 5 дітей, вони не роблять абортів, на відміну від західних жінок, і вони годують грудьми по 3-4 роки, при цьому овуляція гальмується, тому місячних циклів у них в 2 рази менше , ніж у західних жінок. Більша кількість овуляторних циклів веде до підвищення ризику захворювання репродуктивних органів у жінок, так як кожна овуляція пов'язана з поділом клітин, а чим більше поділів - тим більше може виникнути мутацій, що ведуть до появи злоякісних утворень.
Місячні цикли у жінки регулюються зміною концентрації гормонів (верхній графік на малюнку). Під дією гормонів один з покояться фолікулів (бульбашок) з яйцеклітиною починає розвиватися. Через кілька днів фолікул лопається і з нього виходить зріла яйцеклітина. Цей процес називається овуляцією. Слизова оболонка матки (ендометрій) при цьому розростається, готуючись прийняти запліднену яйцеклітину. Якщо вагітність не наступає, відбувається дегенерація і відторгнення верхнього шару ендометрія, що супроводжується кровотечею. Під час овуляції у жінки відбувається підвищення так званої базальної температури (тобто температури, вимірюваної ректально і вагінально відразу після пробудження) на кілька десятих градуса (нижній графік на малюнку), потім вона може впасти або залишитися злегка підвищеної до початку менструації. У кожної жінки коливання базальної температури індивідуальні, але більш-менш постійні при сталому місячному циклі. Таким чином по зміні температури можна приблизно судити, коли відбувається овуляція.
Помилки при визначенні термінів овуляції по базальної температури можуть виникати через не пов'язаних з місячним циклом змін температури (наприклад, при грипі або іншому захворюванні, що дає підйом температури) або через збої циклу, які можуть виникнути у жінки при зміні клімату, стресі або під впливом інших факторів. Приклад зміни температури в одному місячному циклі представлений на малюнку:
Яйцеклітина після виходу з фолікула зберігає життєздатність приблизно 24-48 годин. Спермії ж після потрапляння в статеві шляхи жінки життєздатні до 2-3 діб, далі вони можуть бути рухливі, але не здатні до запліднення. Тому запліднення можливо протягом 2-3 днів до і 1-2 днів після овуляції. В інший час зачаття відбутися не може. Але насправді стрибок температури відбувається не точно при овуляції, а при зміні концентрації гормонів, овуляцію викликають, тому точність визначення дня овуляції по температурному графіку становить приблизно 2 дні. Тому запліднення може відбутися в 3 + 2 = 5 днів до овуляції і 2 + 2 = 4 дня після овуляції днів циклу. Обережні люди додають ще по 1-2 дні з кожного боку. Решту днів вважаються "безпечними". Хотілося б відзначити, що цикл підпорядковується емоційної регуляції, наприклад, під час війни через важку життя, недоїдання у жінок припинялися менструації, це явище називається "аменорея воєнного часу". Однак описані випадки, коли чоловік приїжджав додому з фронту на 2 дня, за ці 2 дні у жінки відбувалася овуляція незалежно від фази циклу, і згодом народжувалася дитина. Про те, що фізіологічні процеси досить сильно можуть регулюватися нервовою системою, показує процес пологів у мавп. У людини перші пологи тривають приблизно 24 години, а у мавп всього кілька годин, причому починаються вони зазвичай під час, коли стадо знаходиться на стоянці. Тобто до ранку, коли стадо збирається вирушати в дорогу, мама готова подорожувати далі з новонародженим. Якщо з якихось причин процес пологів до ранку не завершився, а стадо вже готове йти далі, то пологи зупиняються, тому що стадні тварини не повинні відставати від своїх родичів, і вже потім при новій зупинці, пологи поновлюються.
Процес проникнення сперматозоїдів в яйцеклітину називається заплідненням. Яйцеклітина оточена декількома оболонками, структура яких така, що тільки сперматозоїд власного виду може потрапити в яйцеклітину. Після запліднення оболонки яйцеклітини змінюються і інші сперматозоїди вже не можуть в неї проникнути.
У деяких видів всередину яйцеклітини можуть проникнути кілька сперматозоїдів, але все одно в злитті ядер бере участь тільки один з них. При заплідненні в яйцеклітину проникає тільки ядро сперматозоїда, хвостик ж разом мітохондріями відкидається, і в клітку не потрапляє. Тому мітохондріальну ДНК все тварини успадковують тільки від матері. Запліднене яйце називають зиготою (від грец. Зіготос - з'єднаний разом).
Після запліднення відбувається розподіл клітини, що відновить диплоїдний набір хромосом. перше і кілька наступних поділів яйцеклітини відбуваються без збільшення розміру клітин, тому процес називається дробленням яйцеклітини.