Оплодотворение

 Оплодотворение

Про­цесс сли­я­ния гамет по­лу­чил на­зва­ние опло­до­тво­ре­ния. В ре­зуль­та­те опло­до­тво­ре­ния ядра яй­це­клет­ки и спер­ма­то­зо­и­да сли­ва­ют­ся об­ра­зуя зи­го­ту – первую клет­ку но­во­го ор­га­низ­ма.

По месту про­хож­де­ния опло­до­тво­ре­ния раз­ли­ча­ют два его типа:

Внеш­нее опло­до­тво­ре­ние про­ис­хо­дит вне ор­га­низ­ма самки, обыч­но в вод­ной среде. Оно ха­рак­тер­но для рыб, зем­но­вод­ных, боль­шин­ства­мол­люс­ков, неко­то­рых чер­вей (Рис. 1).

 Пред­ста­ви­те­ли внеш­не­го опло­до­тво­ре­ния

Рис. 1. Пред­ста­ви­те­ли внеш­не­го опло­до­тво­ре­ния

Прак­ти­че­ски всем на­зем­ным и неко­то­рым вод­ным видам живым ор­га­низ­мам свой­ствен­но внут­рен­нее опло­до­тво­ре­ние, при ко­то­ром «встре­ча» спер­ма­то­зо­и­да и яй­це­клет­ки про­ис­хо­дит в по­ло­вых путях самки.

У мле­ко­пи­та­ю­щих (Рис. 2) опло­до­тво­ре­ние про­ис­хо­дит в яй­це­во­дах самки.

Пред­ста­ви­те­ли внут­рен­не­го опло­до­тво­ре­ния

Рис. 2. Пред­ста­ви­те­ли внут­рен­не­го опло­до­тво­ре­ния

Дви­га­ю­ща­я­ся по на­прав­ле­нию к матке яй­це­клет­ка встре­ча­ет­ся там со спер­ма­то­зо­и­да­ми, при­чем их кон­так­ту спо­соб­ству­ют осо­бые хи­ми­че­ские ве­ще­ства, вы­де­ля­е­мые яй­це­клет­кой. Эти ве­ще­ства ак­ти­ви­ру­ют спер­ма­то­зо­и­ды и поз­во­ля­ют им «опо­знать» яй­це­клет­ку. При кон­так­те с яй­це­клет­кой ак­ро­со­ма спер­ма­то­зо­и­да раз­ру­ша­ет­ся, при этом на­хо­див­ший­ся в ней фер­мент ги­а­лу­ро­ни­да­за на­чи­на­ет рас­тво­рять обо­лоч­ку яй­це­клет­ки (Рис. 3.).

Опло­до­тво­ре­ние мле­ко­пи­та­ю­щих

Рис. 3. Опло­до­тво­ре­ние мле­ко­пи­та­ю­щих

Од­на­ко ко­ли­че­ства ги­а­лу­ро­ни­да­зы, вы­де­ля­е­мо­го одним спер­ма­то­зо­и­дом, для этого недо­ста­точ­но; необ­хо­ди­мо, чтобы фер­мент вы­де­лил­ся из тысяч спер­ма­то­зо­и­дов. Толь­ко в этом слу­чае один из них смо­жет про­ник­нуть в яй­це­клет­ку. Как толь­ко про­ник­но­ве­ние про­изо­шло, во­круг яй­це­клет­ки фор­ми­ру­ет­ся осо­бая проч­ная обо­лоч­ка, пре­пят­ству­ю­щая по­па­да­нию в нее дру­гих спер­ма­то­зо­и­дов. Про­ник­но­ве­ние спер­ма­то­зо­и­да слу­жит сти­му­лом для за­вер­ше­ния вто­ро­го де­ле­ния мей­о­за, и ооцит вто­ро­го по­ряд­ка пре­вра­ща­ет­ся в зре­лое яйцо, при этом об­ра­зу­ет­ся по­ляр­ное тель­це, ко­то­рое быст­ро де­ге­не­ри­ру­ет, а хвост спер­ма­то­зо­и­да рас­са­сы­ва­ет­ся в ци­то­плаз­ме яйца (Рис. 4).

За­вер­ше­ние вто­ро­го де­ле­ния мей­о­за

Рис. 4. За­вер­ше­ние вто­ро­го де­ле­ния мей­о­за

Ядро спер­ма­то­зо­и­да в ци­то­плаз­ме яй­це­клет­ки уве­ли­чи­ва­ет­ся при­мер­но до раз­ме­ра ядра яй­це­клет­ки. Ядра дви­га­ют­ся нав­стре­чу друг другу и сли­ва­ют­ся (Рис. 5).

Сли­я­ние ядер спер­ма­то­зо­и­да и яй­це­клет­ки

Рис. 5. Сли­я­ние ядер спер­ма­то­зо­и­да и яй­це­клет­ки

Таким об­ра­зом, в об­ра­зо­вав­шей­ся клет­ке – зи­го­те – вос­ста­нав­ли­ва­ет­ся ди­пло­ид­ный набор хро­мо­сом и на­чи­на­ет­ся ее дроб­ле­ние.

У че­ло­ве­ка для опло­до­тво­ре­ния необ­хо­дим толь­ко один спер­ма­то­зо­ид, но опло­до­тво­ре­ние воз­мож­но лишь в том слу­чае, когда в по­ло­вые пути жен­щи­ны по­па­да­ет од­но­вре­мен­но около 300 мил­ли­о­нов спер­ма­то­зо­и­дов. Даже если их будет 2 мил­ли­о­на, то опло­до­тво­ре­ния не про­изой­дет. Спер­ма­то­зо­и­дам при­хо­дит­ся про­хо­дить дол­гий и труд­ный путь по матке и яй­це­во­ду. Да­ле­ко не всем спер­ма­то­зо­и­дам уда­ет­ся его пре­одо­леть. Если со­по­ста­вить раз­ме­ры спер­ма­то­зо­и­да и че­ло­ве­ка, то по­след­не­му, чтобы прой­ти путь, ана­ло­гич­ный пути спер­ма­то­зо­и­да, необ­хо­ди­мо будет про­бе­жать 10 км. Кроме того, по яй­це­во­ду спер­ма­то­зо­и­ды дви­жут­ся нав­стре­чу току жид­ко­сти, что со­зда­ет для них до­пол­ни­тель­ные пре­пят­ствия. На­ко­нец, для вы­де­ле­ния до­ста­точ­но­го ко­ли­че­ства ги­а­лу­ро­ни­да­зы, рас­тво­ря­ю­щей обо­лоч­ку яй­це­клет­ки, также необ­хо­ди­мо мно­же­ство спер­ма­то­зо­и­дов.

 Двойное оплодотворение

Осо­бый вид опло­до­тво­ре­ния, ко­то­рый ха­рак­те­ри­зу­ет наи­бо­лее мно­го­чис­лен­ную и про­цве­та­ю­щую груп­пу рас­те­ний – по­кры­то­се­мен­ные. Он по­лу­чил на­зва­ние двой­но­го опло­до­тво­ре­ния.

В пыль­ни­ках ты­чи­нок из ма­те­рин­ских кле­ток в ре­зуль­та­те мей­о­за об­ра­зу­ют­ся га­п­ло­ид­ные мик­ро­спо­ры. Каж­дая мик­ро­спо­ра де­лит­ся, об­ра­зуя две также га­п­ло­ид­ные клет­ки – ве­ге­та­тив­ную и ге­не­ра­тив­ную, ко­то­рые фор­ми­ру­ют пыль­це­вое зерно. Пыль­це­вое зерно по­кры­то двумя обо­лоч­ка­ми (Рис. 6).

Пыль­це­вое зерно

Рис. 6. Пыль­це­вое зерно

Пыль­це­вое зерно пред­став­ля­ет собой муж­ской га­ме­то­фит. В за­вя­зи из ма­те­рин­ской клет­ки в ре­зуль­та­те мей­о­за об­ра­зу­ет­ся че­ты­ре га­п­ло­ид­ные ме­га­спо­ры, три из них от­ми­ра­ют, а одна про­дол­жа­ет де­лить­ся, фор­ми­руя за­ро­ды­ше­вый мешок с несколь­ки­ми га­п­ло­ид­ны­ми клет­ка­ми, одна из ко­то­рых яв­ля­ет­ся яй­це­клет­кой (Рис. 7).

Опло­до­тво­ре­ние рас­те­ний

Рис. 7. Опло­до­тво­ре­ние рас­те­ний

Две га­п­ло­ид­ные клет­ки сли­ва­ют­ся, об­ра­зуя цен­траль­ную ди­пло­ид­ную клет­ку, за­ро­ды­ше­вый мешок яв­ля­ет­ся жен­ским га­ме­то­фи­том.  При по­па­да­нии пыль­це­во­го зерна на рыль­це пе­сти­ка ве­ге­та­тив­ная клет­ка про­рас­та­ет, об­ра­зуя пыль­це­вую труб­ку, ко­то­рая в своем росте стре­мит­ся к за­вя­зи. Ге­не­ра­тив­ная клет­ка пе­ре­ме­ща­ет­ся в пыль­це­вую труб­ку, де­лит­ся, об­ра­зуя два непо­движ­ных спер­мия. После того как пыль­це­вая труб­ка про­рас­та­ет в се­мя­за­ча­ток, один из спер­ми­ев опло­до­тво­ря­ет яй­це­клет­ку и об­ра­зу­ет­ся ди­пло­ид­ная зи­го­та. Дру­гой спер­мий сли­ва­ет­ся с цен­траль­ной клет­кой за­ро­ды­ше­во­го мешка. Таким об­ра­зом, у по­кры­то­се­мен­ных рас­те­ний при опло­до­тво­ре­нии про­ис­хо­дит два сли­я­ния, то есть двой­ное опло­до­тво­ре­ние (Рис. 8).

Двой­ное опло­до­тво­ре­ние

Рис. 8. Двой­ное опло­до­тво­ре­ние

В ре­зуль­та­те пер­во­го сли­я­ния воз­ни­ка­ет зи­го­та, из ко­то­рой раз­ви­ва­ет­ся ди­пло­ид­ный за­ро­дыш се­ме­ни, а в ре­зуль­та­те вто­ро­го сли­я­ния – три­п­ло­ид­ная цен­траль­ная клет­ка. Из три­п­ло­ид­ной цен­траль­ной клет­ки затем фор­ми­ру­ет­ся эн­до­сперм (за­па­са­ю­щая пи­та­тель­ная ткань), за счет ко­то­ро­го пи­та­ет­ся раз­ви­ва­ю­щий­ся за­ро­дыш но­во­го рас­те­ния.

 

Последнее изменение: Суббота, 31 Март 2018, 15:53