Осеменение и оплодотворение

      Комментарии к записи Осеменение и оплодотворение отключены

Оплодотворением, называется соединение двух гамет, в результате чего образуется оплодотворенное яйцо, или зигота (от греч. zygote-соединенная в пару), — начальная* стадия развития нового организма.

В процессе оплодотворения можно выделить две фазы: внешнюю, которая приводит к встрече мужской и женской гамет и закапчивается проникновением сперматозоида в яйцеклетку, и внутреннюю, связанную с изменениями, происходящими в яйце после проникновения сперматозоида,

Внешняя фаза. Феномен встречи яйца со сперматозоидом и последующее соединение их наиболее подробно изучены у животных с наружным осеменением.

Установлено, что яйцеклетки растений и животных выделяют в окружающую среду определенные химические вещества, активизирующие сперматозоиды. Сперматозоиды к веществам женских гамет обнаруживают положительный хемотаксис (ряд примеров этого был приведен в предыдущей главе). Кроме того, вещества, продуцируемые яйцевыми клетками, вызывают агглютинацию сперматозоидов, что способствует удержанию их вблизи женских половых клеток.

Процесс оплодотворения начинается с того, что к яйцеклетке устремляется множество сперматозоидов, покрывающих его поверхность. Одновременно из головки сперматозоида выделяется тонкая упругая акросомная нить, которой он укрепляется на поверхности яйцеклетки. Женские половые клетки большинства животных окружены разнообразными образованиями, сквозь которые должны пройти сперматозоиды. Яйца иглокожих, амфибий и некоторых других животных заключены в студенистую оболочку. У млекопитающих и человека фолликулярные клетки образуют венец вокруг яйца. В головке сперматозоида находятся ферменты- гиалуронидаза и муциназа, благодаря которым сперматозоиды продвигаются к поверхности яйца, разрушая фолликулярные клетки. Проникновение сперматозоида в яйце осуществляется либо через крошечное отверстие в его оболочке — микропиле, либо навстречу сперматозоиду поверхность яйца образует небольшое выпячивание — воспринимающий бугорок, который втягивает сперматозоид внутрь яйца. По-видимому, сперматозоид проходит сквозь оболочку яйца с помощью растворяющих ее ферментов.

Изучение физиологии оплодотворения позволяет понять роль большого числа сперматозоидов, участвующих в оплодотворении. Установлено, что если при искусственном осеменении кроликов в семенной жидкости содержится менее 1000 сперматозоидов, оплодотворения не наступает. Точно так же не наступает оплодотворения и при введений очень большого числа сперматозоидов (более 100 млн.). Это объясняется в первом случае недостаточным, а во втором-избыточным количеством ферментов.

Прежде существовало мнение, что в яйцо проникает не весь сперматозоид, а только головка и шейка. Однако новейшие наблюдения, сделанные с помощью электронного микроскопа и инфракрасной фотографии, убеждают, что, по-видимому, чаще, а может быть и всегда, в цитоплазму яйца сперматозоид входит целиком.

Внутренняя фаза. Проникновение сперматозоида в яйцеклетку влечет за собой резкое изменение обмена веществ. Это связано с внесением в яйцевую клетку новых для нее нуклеиновых кислот, белков и ферментов.

Показателями изменения обмена веществ в яйце является ряд морфологических и физиологических особенностей. Меняются проницаемость и коллоидные свойства его протоплазмы. Вязкость повышается в 6-8 раз. В наружном слое яйца изменяются эластичность и оптические свойства. На поверхности отслаивается оболочка оплодотворения; между ней и поверхностью яйца образуется свободное наполненное жидкостью пространство. Под ним образуется оболочка, которая обеспечивает скрепление клеток, возникающих в результате дробления яйца.

Неоплодотворенное яйцо млекопитающих и человека покрыто фолликулярными клетками, образующими лучистый венец. Роль его — защита неоплодотворенной яйцеклетки от кислорода, губительного для нее. Наоборот, оплодотворенная яйцеклетка нуждается в кислороде. После проникновения сперматозоида в яйцо дыхание его становится очень интенсивным. Поэтому лизис (растворение) лучистого венца необходим для развития; осуществляется он ферментами, выделяемыми эпителием яйцеводов.

У иглокожих в первую же минуту после оплодотворения интенсивность поглощения кислорода увеличивается в 80 раз.

Установлено, что вслед за оплодотворением в яйце изменяются белковый, углеводный и липоидный обмен.

Показателем изменения обмена веществ является и то, что у ряда видов животных созревание яйца заканчивается только после проникновения в него сперматозоида. У круглых червей и моллюсков лишь в оплодотворенных яйцах выделяется второе редукционное тельце.

У человека сперматозоиды проникают в яйцеклетки, находящиеся еще в периоде созревания. Первое редукционное тельце выделяется через 10 часов, а второе-только через сутки после проникновения сперматозоида.

Кульминационным моментом в процессе оплодотворения является слияние ядер.

Ядро сперматозоида (мужской пронуклеус) в цитоплазме яйца набухает и достигает величины ядра яйцеклетки (женского пронуклеуса). Одновременно мужской пронуклеус поворачивается на 180° и центросомой вперед движется в сторону женского пронуклеуса; последний также перемещается ему навстречу; после встречи ядра сливаются.

В результате синкариогамии, т. е. слияния двух ядер с гаплоидным набором, восстанавливается диплоидный набор хромосом.

Следовательно, во внутренней фазе оплодотворения можно выделить две стадии: стадию двух пронуклеусов и стадию синкариона, После образования синкариона яйцо приступает к дроблению.

Дополнительные материалы:

Быстрая процедура осеменения кроликов от взятия семени до оплодотворения самок


Похожие статьи: