Отличия мужских половых клеток от женских и суть процесса образования гамет

Отличия мужских половых клеток от женских

Что такое гаметы?

Что такое мужская гамета? Мужские гаметы находятся в сперме — их называют сперматозоидами (у растений — спермиями). Женские гаметы — это яйцеклетки. У семенных растений мужские половые клетки находятся в пыльце: в будущем она отвечает за производства гаметофита. Расположение женских половых клеток — завязь пестика.

У животных производство половых клеток происходит в специализированных органах — они называются гонадами. Отличительная характеристика сперматозоидов — подвижность. Также у них есть вырост, который напоминает небольшой хвостик (жгутик). В силу того, что яйцеклетки довольно большие, они неподвижные.

Образование гамет происходит в результате деления. Процесс состоит из 2 этапов, в результате которого появляются 4 дочерние клетки: они обладают гаплоидным набором хромосом.

Для половых клеток свойственно различие, которые заключаются в размерах и подвижности. Критериями дифференцировки могут быть:

• размер. Женские гаметы чаще всего превосходят по размерам мужские;
• форма. Она в большинстве случаев определяется видовой принадлежностью организма;
• содержание питательных веществ. В яйцеклетках его больше;
• вариант развития и созревания. Отличия можно обнаружить на последней стадии.

У сперматозоидов имеется полный набор клеточных органелл. Головку сперматозоида почти всю заполняет ядро, в ней же расположена акросома. Между шейкой и головкой находится центриоль.

Яйцеклетка представляет собой крупную клетку, в которой находится большой запас питательных веществ. С его помощью обеспечивается биосинтез белка нужными компонентами, регуляция процесс роста яйцеклетки, питание зародыша в эмбриональном периоде. Количество желтка определяет тип яйцеклетки: алецитальный содержит очень мало желтка, также есть еще поли-, мезо- и олигоцитальный типы.

Яйцеклетка человека относится к алецитальному типу. Это связно с быстрым переходом человеческого зародыша от гистиотрофного типа питания к гематотрофному.

По распределению желтка человеческая яйцеклетка изолецитальная. Это значит, что даже небольшое количество желтка распределяется в клетке равномерно, что обуславливает расположение ядра примерно по центру.

Мужские и женские половые клетки у водорослей почти одинаковы и характеризуются одинаковой степенью подвижности. Объединение гамет этого типа получило название изогамии.

Если по всем обозначенным признакам гаметы различаются, то такое объединение называется анизогамией или гетерогамией. Для некоторых высших растений и водорослей свойственен особый тип анизогамии: оогамия. В таком слиянии гамет женская гамета не движется и больше по размерам, чем мужская. Но и из этого правила бывают исключения.

Суть процесса образования гамет

Гаметогенез является процессом образования половых клеток.

Для процессов образования мужских и женских половых клеток есть специальные названия: сперматогенез и овогенез соответственно. Сперматозоиды и яйцеклетки как половые гонады различаются. Однако для них характерны схожие процессы формирования. У этих процессов общими являются 4 стадии:

1. Период размножения. В итоге образуются первичные овоциты и спермациты.
2. Период роста. Происходит интенсивное накопление массы цитоплазмы и питательных веществ внутри цитоплазмы, а также удвоение ДНК. На этом этапе речь идет об овоцитах и спермацитах второго порядка.
3. Период созревания. Здесь образуются клетки с гаплоидным набором хромосом — как результат мейоза или редукционного деления.
4. Период формирования зрелых гомет. На этом этапе образуются оболочки для яйцеклеток, отмечается подвижность сперматозоидов.

Главный момент процесса гаметогенеза — мейоз, который считается оригинальной формой деления клеток. Он основан на 2 делениях, которые практически мгновенно сменяют друг друга. Мейоз происходит в период созревания. ДНК удваиваются только один раз — в период роста клетки.

Профаза I считается самой сложной фазой мейоза и состоит из 5 стадий:

1. Лептотена. На этой стадии хромосомы длинные и слабо спирализованные.
2. Зиготена. Хромосомы сближаются (конъюгация).
3. Пахитена. Происходит объединение гомологичных хромосом в биваленты — в соответствии с гаплоидным набором хромосом. В каждой хромосоме есть 2 хроматиды. На этой стадии также происходит кроссинговер.
4. Диплотена. На этой стадии гомологичные хромосомы отталкиваются друг от друга.
5. Диакинез. Стадия характеризуется максимальной спирализацией хромосом, их утолщением и укорочением.

По окончании диакинеза ядерная оболочка растворяется, происходит формирование веретена деления. Метафаза характеризуется расположением бивалентов по экватору, к бивалентам крепятся нити веретена деления. На этапе анафазы происходит то, что отличает мейотическое деление от митотического: к полюсам расходятся целые пары бивалентов. Последняя стадия мейоза — телофаза I.

Как видно, первое мейотическое деление отличает независимое расхождение бивалентов к полюсам. Каждая дочерняя клетка содержит гаплоидный набор хромосом, при этом ДНК не удваивается. Второе эквационное деление мейоза протекает по типу митоза.

Процесс созревания гамет — фундаментальный физиологический механизм, который отвечает за реализацию размножения. Важно обозначить, что система становления половых клеток — целостный регулируемый процесс.