Ανάπτυξη και δομή των αναπαραγωγικών κυττάρων

Η δομή αρσενικών, θηλυκών σεξουαλικών κυττάρωνορίζει την εκπλήρωση της πιο σημαντικής τους λειτουργίας - την πραγματοποίηση γενετικής αναπαραγωγής. Είναι χαρακτηριστικό των εκπροσώπων των φυτών και των ζώων. Χαρακτηριστικά της δομής των κυττάρων του φύλου θα εξεταστούν στο άρθρο μας.

Gametes: σχέση μεταξύ δομής και λειτουργιών

Εξειδικευμένα κύτταρα που διεξάγουν τη διαδικασίαγενετική διάδοση, καλούνται γαμέτες. Τα αρσενικά και θηλυκά σεξουαλικά κύτταρα - σπερματοζωάρια και ωάρια - έχουν ένα απλοειδές, δηλ. Ένα ενιαίο σύνολο χρωμοσωμάτων. Αυτή η δομή των κυττάρων του φύλου παρέχει τον γονότυπο του οργανισμού, ο οποίος σχηματίζεται όταν συγχωνεύονται. Είναι διπλοειδές ή διπλό. Έτσι, οι μισές από τις γενετικές πληροφορίες που λαμβάνει το σώμα από τη μητέρα, και το άλλο μέρος - από τον πατέρα.

Παρά τα κοινά χαρακτηριστικά, τη δομή των γεννητικών κυττάρωνφυτά και ζώα με πολλούς τρόπους διαφορετικά μεταξύ τους. Αυτό αφορά κατά κύριο λόγο ορισμένους τόπους σχηματισμού τους. Έτσι, στα αγγειόσπερμα των σπερματοζωαρίων, οι στήμονες βρίσκονται στους ανθήρες και ο ωαρίων είναι στις ωοθήκες των γουδοχέων. Τα πολυκύτταρα ζώα έχουν ειδικά όργανα - αδένες, στους οποίους σχηματίζονται σεξουαλικά κύτταρα: κύτταρα αυγού - στις ωοθήκες και σπερματοζωάρια - στους όρχεις.

Η διαδικασία σχηματισμού των γεννητικών κυττάρων

Η δομή και η ανάπτυξη των γεννητικών κυττάρων προσδιορίζεταιη πορεία της γαμετογένεσης - η διαδικασία του σχηματισμού τους, η οποία λαμβάνει χώρα σε διάφορα στάδια. Κατά τη διάρκεια της φάσης αναπαραγωγής, οι κύριοι γαμέτες διαιρούνται πολλές φορές με μίτωση. Ταυτόχρονα, διατηρείται ένα διπλό σύνολο χρωμοσωμάτων. Σε άτομα διαφορετικού φύλου, αυτό το στάδιο έχει τις διαφορές του. Έτσι, στα αρσενικά θηλαστικά, ξεκινά με την έναρξη της εφηβείας και διαρκεί μέχρι τη γήρανση. Στις γυναίκες, η κατανομή των πρωτογενών σεξουαλικών κυττάρων εμφανίζεται μόνο κατά τη διάρκεια της ενδομήτριας ανάπτυξης του εμβρύου. Και πριν την εφηβεία, παραμένουν σε κατάσταση ηρεμίας.

Η φάση ανάπτυξης είναι η ακόλουθη. Κατά τη διάρκεια αυτής της περιόδου, οι πρωτογενείς γαμέτες αυξάνονται στο μέγεθος, γίνεται αναπαραγωγή του DNA (επανάληψη). Μια σημαντική διαδικασία είναι επίσης η αποθήκευση θρεπτικών ουσιών, διότι θα είναι απαραίτητες για τις επόμενες διαιρέσεις.

Το τελευταίο στάδιο της γαμετογένεσης ονομάζεται φάσηανάπτυξης. Στην πορεία της, τα πρωτεύοντα σεξουαλικά κύτταρα διαιρούνται με μείωσιν μείωσης. Το αποτέλεσμά του είναι τέσσερα απλοειδή κύτταρα, που σχηματίζονται από πρωτογενή διπλοειδή κύτταρα.

Σπερματογένεση

Ως αποτέλεσμα του σχηματισμού ανδρικών σεξουαλικών κυττάρων,σπερματογένεσης, σχηματίζονται τέσσερις ίδιες και πλήρεις δομές. Έχουν την ικανότητα να γονιμοποιήσουν. Η δομή του αρσενικού σεξουαλικού κυττάρου, ειδικότερα η ιδιαιτερότητα του, συνίσταται στην εμφάνιση ειδικών προσαρμογών. Συγκεκριμένα, πρόκειται για μαστίγιο με τη βοήθεια της οποίας συμβαίνει η κίνηση των αρσενικών γαμετών. Αυτή η διαδικασία λαμβάνει χώρα στην τελευταία πρόσθετη φάση του σχηματισμού, η οποία είναι χαρακτηριστική μόνο της διαδικασίας της σπερματογένεσης.

Ωογένεση

Η δομή των θηλυκών σεξουαλικών κυττάρων, όπως και η διαδικασία τουσχηματισμό (ογενέση), έχει μια σειρά από χαρακτηριστικά χαρακτηριστικά. Όταν ωοκύτταρα ωριμάσουν κατά τη διάρκεια της μείωσης, το κυτταρόπλασμα κατανέμεται άνισα μεταξύ των μελλοντικών κυττάρων. Μόνο ένας από αυτούς ως αποτέλεσμα γίνεται ένα αυγό, ικανό να δημιουργήσει μια μελλοντική ζωή. Οι υπόλοιποι τρεις μετατρέπονται σε σκηνοθετημένους οργανισμούς και ως αποτέλεσμα καταστρέφονται. Η βιολογική σημασία αυτής της διαδικασίας είναι να μειωθεί ο αριθμός των ώριμων, ικανών να γονιμοποιήσουν θηλυκά σεξουαλικά κύτταρα. Μόνο υπό την προϋπόθεση αυτή ένα μόνο αυγό θα είναι σε θέση να αποκτήσει την απαραίτητη ποσότητα θρεπτικών συστατικών, η οποία είναι η κύρια προϋπόθεση για την ανάπτυξη του μελλοντικού οργανισμού. Ως αποτέλεσμα, κατά το χρονικό διάστημα που η γυναίκα είναι ικανή να γεννήσει παιδιά, μπορούν να σχηματιστούν μόνο περίπου 400 γεννητικά κύτταρα. Ενώ στους άνδρες ο αριθμός αυτός φθάνει σε αρκετές εκατοντάδες εκατομμύρια.

Η δομή των αρσενικών γεννητικών κυττάρων

Τα σπερματοζωάρια είναι πολύ μικρά κύτταρα. Το μέγεθός τους μόλις φθάνει σε αρκετά μικρόμετρα. Στη φύση, οι διαστάσεις αυτές αντισταθμίζονται φυσικά από την ποσότητα τους. Η δομή των κυττάρων του αρσενικού σώματος έχει τα δικά της χαρακτηριστικά.

Το σπέρμα αποτελείται από ένα κεφάλι, το λαιμό και την ουρά. Κάθε ένα από αυτά τα μέρη εκτελεί ορισμένες λειτουργίες. Το μόνιμο κυτταρικό οργανίδιο του ευκαρυωτικού πυρήνα βρίσκεται στο κεφάλι. Είναι ο φορέας της γενετικής πληροφορίας που περιέχεται στα μόρια DNA. Είναι ο πυρήνας που εξασφαλίζει τη μεταφορά και αποθήκευση κληρονομικού υλικού. Το δεύτερο συστατικό του κεφαλιού του σπέρματος είναι το ακρόσωμα. Αυτή η δομή είναι ένα τροποποιημένο σύμπλεγμα Golgi και εκλύει ειδικά ένζυμα που μπορούν να διαλύσουν τα κοχύλια του αυγού. Χωρίς αυτό, η διαδικασία γονιμοποίησης θα είναι αδύνατη. Στο λαιμό υπάρχουν οργανίδια με μιτοχόνδρια, τα οποία παρέχουν κίνηση της ουράς. Σε αυτό το μέρος των σπερματοζωαρίων υπάρχουν και κεντρώλια. Αυτά τα οργανίδια παίζουν σημαντικό ρόλο στο σχηματισμό της ατράκτου σχάσης κατά τη σύνθλιψη ενός γονιμοποιημένου αυγού. Η ουρά των σπερματοζωαρίων σχηματίζεται από μικροσωληνάρια, τα οποία, χρησιμοποιώντας την ενέργεια των μιτοχονδρίων, παρέχουν την κίνηση των αρσενικών σεξουαλικών κυττάρων.

Δομή των αυγών

Τα θηλυκά σεξουαλικά κύτταρα είναι πολύ μεγαλύτερασπερματοζωάρια. Η διάμετρος τους στα θηλαστικά είναι μέχρι 0,2 mm. Όμως, ο ίδιος δείκτης στον πυρήνα των ψαριών είναι 10 εκατοστά και στον καρχαρία της ρέγγας - μέχρι 23 εκατοστά. Σε αντίθεση με τα αρσενικά σεξουαλικά κύτταρα, τα ωάρια είναι ακίνητα. Έχουν στρογγυλεμένο σχήμα. Στο κυτταρόπλασμα αυτών των κυττάρων υπάρχει μεγάλη ποσότητα θρεπτικών ουσιών με τη μορφή κρόκου. Στον πυρήνα, εκτός από το DNA που φέρει γενετική πληροφορία, υπάρχει ένα άλλο RNA νουκλεϊκού οξέος. Περιέχει πληροφορίες σχετικά με τη δομή των σημαντικότερων πρωτεϊνών του μελλοντικού οργανισμού. Ο κρόκος μπορεί να είναι άνισα κατανεμημένος στο αυγό. Για παράδειγμα, η amphioxus είναι στο κέντρο, και τα ψάρια καταλαμβάνει σχεδόν όλη την επιφάνεια, ωθώντας τον πυρήνα και το κυτταρόπλασμα σε έναν από τους πόλους του κυττάρου. Εξωτερικά, η κυψέλη αυγών προστατεύεται με ασφάλεια από κελύφη: vitelline, διαφανή και εξωτερική. Είναι αυτοί που πρέπει να διαλύσουν το ακρόσωμα του κεφαλιού του σπέρματος για τη διαδικασία γονιμοποίησης.

Τύποι γονιμότητας

Η δομή και οι λειτουργίες των γεννητικών κυττάρων καθορίζουνη διαδικασία γονιμοποίησης - η σύντηξη γαμετών. Ως αποτέλεσμα αυτής της διαδικασίας, το γενετικό υλικό των γαμετών συνδέεται σε ένα μόνο πυρήνα και σχηματίζεται ένα ζυγωτό. Είναι το πρώτο κύτταρο ενός νέου οργανισμού.

Ανάλογα με τον τόπο διέλευσης αυτούδιαδικασία διακρίνει μεταξύ εξωτερικής (εξωτερικής) και εσωτερικής γονιμοποίησης. Ο πρώτος τύπος διεξάγεται εκτός του θηλυκού σώματος. Αυτό συμβαίνει συνήθως σε ένα υδάτινο περιβάλλον. Παραδείγματα οργανισμών που υποβάλλονται σε εξωτερική γονιμοποίηση είναι εκπρόσωποι της κατηγορίας ψαριών. Τα θηλυκά τους ωοτοκούν στο νερό, όπου τα αρσενικά και το νερό με σπερματικό υγρό. Ο αριθμός των αυγών αυτών των ζώων φθάνει σε αρκετές χιλιάδες, εκ των οποίων πολλά άτομα δεν επιβιώνουν και μεγαλώνουν. Οι περισσότεροι από αυτούς τρώνε υδρόβια ζώα. Αλλά για όλα τα θηλαστικά τα ζώα χαρακτηρίζονται από εσωτερική γονιμοποίηση, η οποία συμβαίνει μέσα στο θηλυκό σώμα με τη βοήθεια εξειδικευμένων αρσενικών κολακευτικών οργάνων. Ταυτόχρονα, ο αριθμός των ωαρίων που είναι έτοιμοι για γονιμοποίηση είναι μικρός.

Η δομή του αρσενικού, θηλυκού φύλου και τουτο αναπαραγωγικό σύστημα των φυτών είναι σημαντικά διαφορετικό από αυτό των ζώων. Επομένως, η διαδικασία σύντηξης των γαμετών είναι διαφορετική. Άντρας σεξ κύτταρα των φυτών δεν έχουν ουρά και δεν είναι σε θέση να προχωρήσουμε. Ως εκ τούτου, η γονιμοποίηση προηγείται από επικονίαση. Αυτή η διαδικασία της μεταφοράς γύρης από ανθήρα με στήμονες στίγμα. Αυτό γίνεται με τον άνεμο, τα έντομα ή ανθρώπους. Πιασμένος με τέτοιο τρόπο σχετικά με το στίγμα, χαμηλωμένη σπέρμα σωλήνα φύτρου σε επεκταθεί κάτω μέρος του - ωοθήκη. Υπάρχει ένα αυγό. Όταν συγχωνεύονται οι γαμέτες, σχηματίζεται ένα φύτρο σπόρου.

Η έννοια της παρθενογένεσης

Η δομή των γεννητικών κυττάρων, ιδιαίτερα των θηλυκών,καθιστά δυνατή μία από τις ασυνήθιστες μορφές γενετικής αναπαραγωγής. Ονομάζεται συρωτογένεση. Η βιολογική της ουσία έγκειται στην ανάπτυξη ενός ενήλικου οργανισμού από ένα μη γονιμοποιημένο ωάριο. Μια τέτοια διαδικασία παρατηρείται στον κύκλο ζωής των μαλακοστράκων δαφνία, κατά τη διάρκεια της οποίας εναλλάσσονται οι σεξουαλικές και παρθενογενετικές γενιές. Το θηλυκό σεξουαλικό κύτταρο περιέχει αρκετά θρεπτικά συστατικά για να γεννήσει μια νέα ζωή. Ωστόσο, σε περίπτωση παρθενογένεσης, δεν προκύπτουν νέοι συνδυασμοί γενετικών πληροφοριών, πράγμα που σημαίνει ότι είναι επίσης αδύνατη η εμφάνιση νέων σημείων. Ωστόσο, η παρθενογένεση έχει σημαντική βιολογική σημασία, καθότι καθιστά δυνατή τη διαδικασία σεξουαλικής αναπαραγωγής ακόμη και χωρίς την παρουσία ενός ατόμου του αντίθετου φύλου.

Φάσεις του εμμηνορροϊκού κύκλου

Στο γυναικείο σώμα, τα σεξουαλικά κύτταρα δεν είναι πάντοτεέτοιμο για γονιμοποίηση, αλλά μόνο σε ορισμένες φάσεις του εμμηνορροϊκού κύκλου. Κατά τη διάρκεια αυτής της φυσιολογικής διαδικασίας, ο οργανισμός υφίσταται κυκλικές, τακτικές αλλαγές στις λειτουργίες του αναπαραγωγικού συστήματος. Αυτή η διαδικασία ρυθμίζεται από το χυμικό σύστημα. Η διάρκεια αυτού του κύκλου είναι 21-36 ημέρες με μέσο όρο 28. Αυτή η περίοδος μπορεί να χωριστεί σε τρεις φάσεις. Στο πρώτο (εμμήνου), που διαρκεί περίπου τις πρώτες 5 ημέρες, υπάρχει απόρριψη της βλεννογόνου της μήτρας. Αυτό συνοδεύεται από ρήξη μικρών αιμοφόρων αγγείων. Την 6-14η ημέρα, υπό την επίδραση της υπόφυσης, απελευθερώνεται ένα ωοθυλάκιο, στο οποίο ωριμάζει το αυγό. Η βλεννογόνος μεμβράνη της μήτρας κατά τη διάρκεια αυτής της περιόδου αρχίζει να ανακάμπτει. Αυτή είναι η ουσία της μετα-εμμηνορροϊκής φάσης. Από την 15η έως την 28η ημέρα, σχηματίζεται λιπαρός συνδετικός ιστός, το κίτρινο σώμα. Χρησιμεύει ως προσωρινός αδένας εσωτερικής έκκρισης, ο οποίος παράγει ορμόνες που καθυστερούν την ωρίμανση των ωοθυλακίων. Την περίοδο από την 17η έως την 21η ημέρα, η πιθανότητα γονιμοποίησης είναι υψηλότερη. Εάν αυτό δεν συμβεί, το κύτταρο των γεννητικών οργάνων καταστρέφεται και ο βλεννογόνος εκλέγεται και πάλι.

Τι είναι η ωορρηξία

Την 14η ημέρα του εμμηνορροϊκού κύκλου, τη δομήτο θηλυκό σεξουαλικό κύτταρο αλλάζει κάπως. Οι ωοθήκες διαλύουν την ωοθυλακική μεμβράνη και εξέρχονται από την ωοθήκη στον φαλλοπειάνο σωλήνα. Εκεί τελειώνει η ωρίμασή της. Αυτή η διαδικασία ονομάζεται ωορρηξία. Αυτή είναι μια πολύ σημαντική περίοδος κατά την οποία η μήτρα αποκτά την ικανότητα να λαμβάνει ένα γονιμοποιημένο ωάριο.

Χρωμοσωμική ομάδα αναπαραγωγικών κυττάρων

Τα ωάρια και τα σπερματοζωάρια έχουν ένα ενιαίο σετγενετικές πληροφορίες. Για παράδειγμα, σε έναν άνθρωπο, τα σεξουαλικά κύτταρα περιέχουν 23 χρωμοσώματα και το ζυγό 46. Όταν συγχωνεύονται οι γαμέτες, τα μισά γονίδια που λαμβάνει ο οργανισμός από τη μητέρα και το δεύτερο μέρος από τον πατέρα. Αυτό ισχύει και για το σεξ. Μεταξύ των χρωμοσωμάτων, αυτοσωμάτων και ενός ζεύγους γεννητικών οργάνων διακρίνονται. Χαρακτηρίζονται με λατινικά γράμματα. Σε ένα ανθρώπινο, θηλυκά κύτταρα περιέχουν δύο ταυτόσημα σεξουαλικά χρωμοσώματα και τα αρσενικά κύτταρα έχουν διαφορετικά χρωμοσώματα. Τα σεξουαλικά κύτταρα περιέχουν ένα από αυτά. Έτσι, το φύλο του αγέννητου παιδιού εξαρτάται εξ ολοκλήρου από τον αρσενικό οργανισμό και από τον τύπο των χρωμοσωμάτων που μεταφέρει το σπέρμα.

Λειτουργίες των γεννητικών κυττάρων

Η δομή του θηλυκού σεξουαλικού κελιού, όπως και του αρσενικού,διασυνδέεται με τις λειτουργίες που εκτελούν. Ως μέρος του αναπαραγωγικού συστήματος, που εκτελούν τη λειτουργία παραγωγική αναπαραγωγή. Σε αντίθεση με αγενή, η οποία διατηρεί την ακεραιότητα των γενετικών πληροφοριών ενός οργανισμού, η σεξουαλική αναπαραγωγή επιτρέπει τη δημιουργία των νέων χαρακτηριστικών. Αυτό αποτελεί απαραίτητη προϋπόθεση για την εμφάνιση της προσαρμογής, και, ως εκ τούτου ολόκληρη η ύπαρξη των ζωντανών οργανισμών.