Что такое гамета

Образование гамет

Гаметы образуются путём последовательного двухэтапного клеточного деления – мейоза.

На первом этапе происходит расхождение гомологичных хромосом, результатом которого является появление двух дочерних клеток с уменьшенной плоидностью. При дальнейшем делении (второй этап) формируются уже четыре дочерние клетки с одинарным набором хромосом, которые и представляют собой гаметы.

Иными словами, гамета – продукт деления эукариотической клетки с переходом из диплоидного состояния в гаплоидное. Гамета является неделимой клеткой.

Типы и строение гамет

Гамета может быть либо мужской, либо женской.

У животных мужская гамета представлена сперматозоидом, у большинства семенных растений – спермием (тот же сперматозоид, только лишённым органов движения – жгутиков). Спермий переносится ветром, водой или насекомыми-опылителями. Женская гамета называется яйцеклеткой.

Типичный сперматозоид животного состоит из головки, средней части и жгутика (в редких случаях их бывает несколько).

В головке находится ядро с хромосомами, акросома (содержит ферменты, растворяющие оболочку яйцеклетки) и две центриоли (одна участвует в оплодотворении яйцеклетки, другая – в управлении двигательной функцией жгутика). В средней части расположена митохондрия. Концевая часть – жгутик является органом движения.

Длина сперматозоида в большинстве случаев колеблется в пределах нескольких десятков микрон и не зависит от размеров особи. Например, сперматозоид мыши в полтора раза крупнее человеческого.

Яйцеклетка существенно больше сперматозоида и имеет чаще всего шаровидную или эллипсовидную форму. В отличие от сперматозоида в ней сосредоточена не только наследственная информация, но и запас питательных веществ (желток), поэтому она малоподвижна.

В структуру яйцеклетки входит ядро с хромосомным набором Х, цитоплазма (именно там и хранится желток) и оболочка (мембрана), составленная из фолликулярных клеток.

Строение и размер яйцеклетки отличаются большим разнообразием не только на классовом, но и на видовом уровне. В частности, страусиное яйцо, имеющее диаметр до 30 см – та же яйцеклетка! У плацентарных млекопитающих женская гамета обычно находится в пределах 40-120 мкм.

Процесс оплодотворения

У млекопитающих при скрещивании миллионы сперматозоидов устремляются к яйцеклетке через маточные трубы. Головка сперматозоида содержит специальные ферменты, помогающие сперме проникнуть сквозь оболочку внутрь яйцеклетки.

В результате слияния мужских и женских гамет образуется диплоидная клетка – зигота.

Мембрана яйцеклетки устроена таким образом, что после проникновения первого сперматозоида доступ другим «претендентам» закрывается. Это обязательное условие для развития здоровой зиготы.

Если защитный механизм по какой-либо причине не сработает и яйцеклетку попадёт несколько клеток спермы, у зиготы образуются дополнительные хромосомы, что непременно приведёт к нарушению развития или гибели эмбриона.

Так что на данном поприще конкуренция просто огромна: из миллиона кандидатов победителем суждено стать только одному!

Существует два типа сперматозоидов: с половой хромосомой X и с половой хромосомой Y. А вот у яйцеклетки только одна половая хромосома – X. Если яйцеклетку оплодотворит сперматозоид X, родится индивидуум женского пола (XX), ну а если первой успеет мужская гамета Y – свет увидит особь противоположного пола (XY).

У покрытосеменных (цветковых) растений процесс оплодотворения происходит в цветке. Спермии образуются из пыльцевых зёрен и созревают в тычинках, а яйцеклетки – в семязачатках пестика.

Для этого типа растений характерно двойное оплодотворение, когда один из спермиев, попав на рыльце пестика, опыляет и, соответственно, оплодотворяет женскую гамету. Второй спермий сливается с ещё одной, центральной клеткой, образуя эндоспермий, который содержит питательные вещества для зародыша.

Оплодотворение голосемянных растений протекает в женских шишках, в то время как в мужских шишках созревает пыльца. Эта пыльца с помощью ветра или насекомых переносится на большие расстояния (на десятки километров) и, в конечном итоге, попадает на семязачаток, где образует спермии.

Последние по пыльцевой трубке проникают в семязачаток, а один из них сливается с яйцеклеткой женской шишки, запуская механизм оплодотворения. Через определённое время оплодотворённая яйцеклетка образует зиготу, из которой в дальнейшем развивается семя.