Что такое зигота в биологии

Сегодня мы поговорим о том, что такое зигота, как и зачем она формируется, что происходит после ее образования и какие особенности этого процесса стоит отметить.

Зигота — это...

Термин берёт свое название от древнегреческого zygote, что можно перевести как спаренный, удвоенный. Авторство приписывается немецкому ботанику Э.Стасбургеру, который ввёл его в употребление в конце IXX столетия. Так что же здесь спаривается и удваивается?

Спариваются, а точнее сливаются две половые клетки (гаметы) – мужская и женская, имеющие гаплоидный (одинарный) набор хромосом. Мужская гамета представлена сперматозоидом, женская – яйцеклеткой.

В результате создаётся новая клетка, обладающая двумя важнейшими качествами. Во-первых, она является диплоидной, т.е. имеет полный (двойной) набор хромосом. Во-вторых, она является оплодотворённой, т.е. из неё путём деления способен развиться зародыш. Такая клетка получила название «зигота».

Зигота – это одна из крупнейших клеток человека (её диаметр равен примерно 0,11 мм). Она имеет шарообразную форму и окружена гликопротеиновой оболочкой.

Зигота образуется не только у человека и животных, то также у многих растений и грибов. В ней заложен огромный энергетический потенциал и содержится генетическая (наследственная) информация, переданная обоими родителями.

Зигота – тотипотентная клетка, т.е она способна образовать другую клетку. Иными словами, оплодотворённое яйцо является начальной стадией размножения и в итоге приводит к возникновению многоклеточного организма.

Суть процесса оплодотворения

Суть оплодотворения – соединение сперматозоида с яйцеклеткой.

Основными этапами процесса являются:

1. проникновение сперматозоида в яйцеклетку;
2. инициация в яйце разносторонних биохимических реакций;
3. слияние ядер сперматозоида и яйца и параллельное восстановление диплоидного набора хромосом.

Для оплодотворения необходимо, чтобы мужские и женские гаметы сблизились. Это достигается посредством осеменения. Сперматозоид проникает в яйцеклетку с помощью особых ферментов, повышающих проницаемость клеточной мембраны.

Мембраны мужских и женских гамет соприкасаются, после чего содержимое гамет начинает объединяться. В результате образуется единая клетка – зигота.

Оплодотворение цветковых растений происходит с помощью опыления либо собственной пыльцой (самоопыление) либо пыльцой другого цветка (перекрёстное опыление). Мужские гаметы сосредотачиваются в пыльниках тычинок, а женские – в семязачатках пестиков.

После сложного биологического процесса гаметы соединяются в зародышевом мешке семязачатка, где и образуют зиготу, дающую начало новому растению.

Дробление зиготы

После завершения оплодотворения зигота начинает либо сразу же делиться, либо облачаться в плотную оболочку, превращаясь на какое-то время в неподвижную спору – зигоспору (чаще всего это относится к грибам и водорослям).

Дробление (ряд последовательных делений) – первый этап на пути к формированию зародыша. Оно протекает по особому сценарию (не так, как у обычных клеток).

Отличие состоит в том, что на протяжении процесса дробления клеточный рост отсутствует, а дочерние клетки последовательно уменьшаются в размерах. Процесс длится до тех пор, пока соотношение объёмов цитоплазмы и ядра не достигнет обычного для соматической клетки уровня.

У человека митотическое (с сохранением числа хромосом) деление начинается примерно через 28-30 часов после оплодотворения. В течение этого времени происходят сложные реакции подготовки к первой стадии дробления. Далее образуются многочисленные дочерние клетки, получившие название «бластомеры».

Этап дробления длится до тех пор, пока не сформируется эмбрион (обычно процесс занимает около трёх дней). Таким образом, зарождение человеческого организма начинается с дробления зиготы.

У каждого животного свой тип дробления, зависящий, главным образом, от количества желтка в женской гамете (яйцеклетке). Желток как таковой замедляет дробление, по этой причине часть зиготы с избыточным количеством желтка дробится медленно, а может не дробиться вовсе.

В зиготе с малым содержанием желтка в результате последовательных делений образуются группы клеток, плотно примыкающих друг к другу. У животных они напоминают ягоду тутовника или малины. Отсюда и название – морула (лат. morum – тутовая ягода), компактная совокупность клеток без внутренней полости.

В яйцах с избыточным содержанием желтка дробление бывает:

1. полное и равномерное (у большинства животных);
2. неполное и неравномерное (у рыб, птиц, пресмыкающихся);
3. полное и неравномерное (у яиц амфибий).

У высших споровых и голосеменных растений зигота формируется и развивается внутри женского органа полового размножения, получившего название архегония. Она представляет собой тельце в виде колбочки. Снаружи архегония защищена бесплодными клетками, а в расширенной части (брюшке) располагается яйцеклетка.

Несмотря на то что образовавшиеся в результате дробления зиготы дочерние клетки наследуют родительские хромосомы, они также приобретают собственные отличительные признаки.

В этом главное преимущество полового размножения перед бесполым, проявляющееся в расширении видового разнообразия и повышении шансов особей одного вида на выживание.