Развитие половых клеток. Сперматогенез

Половое размножение у животных и человека осуществляется с участием специальных клеток — гамет. Мужские половые клетки называются сперматозоидами. Процесс их образования, роста и созревания получил название сперматогенез. Он обеспечивает формирование большого количества подвижных гамет, способных к оплодотворению яйцеклетки.

Понятие сперматогенеза

Сперматогенез — это процесс образования и развития мужских половых клеток — сперматозоидов. Он происходит в семенниках (яичках), а именно в извитых семенных канальцах. Сперматогенез начинается с наступлением половой зрелости и продолжается практически на протяжении всей жизни мужчины.

Главной особенностью сперматогенеза является образование четырёх полноценных гаплоидных сперматозоидов из одной исходной клетки.

Значение сперматогенеза

Сперматогенез обеспечивает:

• образование мужских гамет;

• сохранение гаплоидного набора хромосом;

• передачу наследственной информации потомству;

• возможность полового размножения.

Без нормального сперматогенеза оплодотворение и развитие нового организма невозможны.

Этапы сперматогенеза

В сперматогенезе выделяют четыре основных этапа: размножение, рост, созревание и формирование.

Этап размножения

На этапе размножения исходные клетки — сперматогонии — многократно делятся митозом. Это приводит к увеличению их числа и создаёт запас клеток для дальнейшего развития. Часть сперматогоний продолжает делиться, а часть переходит к следующему этапу.

Этап роста

На этапе роста сперматогонии превращаются в сперматоциты первого порядка. Эти клетки увеличиваются в размерах и накапливают вещества, необходимые для последующего деления. В этот период происходит подготовка клетки к мейозу.

Этап созревания

Этап созревания включает два деления мейоза.

• В результате первого деления мейоза из сперматоцита первого порядка образуются два сперматоцита второго порядка с гаплоидным набором хромосом.

• Во втором делении мейоза каждый сперматоцит второго порядка делится и образует две сперматиды.

Таким образом, из одной исходной клетки формируются четыре гаплоидные сперматиды, генетически отличающиеся друг от друга.

Этап формирования (спермиогенез)

На этапе формирования, или спермиогенеза, сперматиды превращаются в зрелые сперматозоиды. Этот процесс не связан с делением клеток, а заключается в их глубокой перестройке.

В ходе спермиогенеза:

• формируется головка сперматозоида с ядром;

• образуется акросома, содержащая ферменты для проникновения в яйцеклетку;

• развивается хвост (жгутик), обеспечивающий подвижность;

• уменьшается количество цитоплазмы.

Строение и свойства сперматозоида

Зрелый сперматозоид — небольшая подвижная клетка, состоящая из:

• головки, содержащей ядро с гаплоидным набором хромосом;

• шейки и средней части, богатой митохондриями;

• хвоста, обеспечивающего движение.

Сперматозоид приспособлен к активному движению и поиску яйцеклетки.

Особенности мейоза при сперматогенезе

Мейоз при сперматогенезе протекает равномерно: цитоплазма делится почти поровну между дочерними клетками. В отличие от оогенеза, все образовавшиеся клетки становятся функциональными гаметами.

Сравнение сперматогенеза и оогенеза

Сперматогенез отличается от оогенеза:

• образованием четырёх гамет, а не одной;

• равномерным распределением цитоплазмы;

• отсутствием длительных остановок мейоза;

• непрерывностью процесса после полового созревания.

Биологическое значение сперматогенеза

Сперматогенез играет важную роль в:

• половом размножении;

• наследственной изменчивости;

• поддержании численности вида;

• эволюции организмов.

Большое количество образующихся сперматозоидов повышает вероятность оплодотворения.

Заключение

Сперматогенез — это сложный и многоэтапный процесс развития мужских половых клеток, начинающийся с деления сперматогоний и заканчивающийся образованием зрелых сперматозоидов.

Вывод: сперматогенез обеспечивает образование подвижных мужских гамет с гаплоидным набором хромосом. Чёткая последовательность этапов, мейоз и формирование сперматозоидов обеспечивают возможность оплодотворения и передачу наследственной информации следующему поколению.