Половое размножение

• Носит универсальный характер , т. е. свойственно практически всем живым организмам ( возможно что у организмов , не размножающихся половым путём , этот процесс просто неизвестен исследователям , хотя и существует реально )

• Предполагают , что в процессе эволюции половому размножению , которое существует уже более 3 млрд. лет предшествовало бесполое , которое возникло раньше полового

Биологическое значение полового размножения :

1. увеличение числа особей ( самовоспроизведение ) ; особи при этом имеют перекомбинированные наследственные свойства и признаки двух родителей и поэтому чрезвычайно разнообразны

2. обеспечение биологического разнообразия , наследственной изменчивости особей одного вида , что даёт материал для естественного отбора , прогрессивной эволюции , адаптациогенеза )

• Складывается из четырёх основных процессов :

1. гаметогенез – образование половых клеток ( гамет )

2. оплодотворение (половой процесс ) – слияние гамет и их ядер и образование зиготы

3. эмбриогенез ( дробление зиготы , формирование и развитие зародыша )

4. постэмбриогенез ( рост и развитие организма в послезародышевый период )

Половые клетки ( гаметы )

Гаметы – это специализированные к выполнению репродуктивной функции половые клетки , при слиянии которых образуется зигота , из которой развивается новая особь ( женские половые клетки называют яйцеклетками мужские – сперматозоидами , сперматозоонами , спермиями )

• Гаметы – высокодифференцированные клетки , отличающиеся следующими признаками :

1. имеют гаплоидный набор хромосом в ядрах , что обеспечивает восстановление в зиготе типичного для данного вида диплоидного набора хромосом

2. низкий уровень обменных процессов , близким к состоянию анабиоза

3. изменённые ядерно- плазматические отношения ( отношения объёма ядра к цитоплазме )

4. не способны к митотическому делению

• У большинства организмов половые клетки делятся на материнские ( яйцеклетки ) и отцовские ( сперматозоиды ) , которые отличаются рядом структурных и функциональных признаков ( половой диморфизм )

Яйцеклетки

Сперматозоиды ( сперматозооны )

Неподвижна , не имеет специальных органов активного движения ( у человека преодолевает расстояние до полости матки , равное 10 см., за 4 –7 суток ) Имеют крупные размеры ( большой объём цитоплазмы ); у млекопитающих имеет размер около100 – 200 мкм , наибольшая яйцеклетка у сельдевой акулы – более 29 см. Очень низок уровень обмена веществ (близок к анабиозу) Имеют дополнительные оболочки , выполняющие защитные функции и способствуют внедрению (имплантации) зародыша в стенку матки у плацентарных животных Образуют и накапливают в цитоплазме желток и пигменты в виде гранул ( запас питательных веществ ) Имеют множество митохондрий и пластид ( у растений ) Не имеют акросомы Характерна цитоплазматическая сегрегация – после оплодотворения в ещё не дробящемся яйце происходит закономерное перераспределение цитоплазмы , определяющее направление развития тканей зародыша Имеют полярность , вследствие возникновения анимального и вегетативного полюсов Имеют шарообразную или слегка вытянутую форму .Не несут заряда Образуются в незначительных , по сравнению со сперматозоидами , количествах Окружены жидкостью , имеющей кислую среду Образуются у животных в яичниках ( у растений в архегониях ) Имеют сниженные ядерно – плазматические отношения , т. к. имеют большой объём цитоплазмы 16. Способность вступать в митотический цикл восстанавливается при оплодотворении 17.Отсутствует 18.Протоплазма имеет коллоидное состояние 19.Мало устойчивы к неблагоприятным факторам среды

Подвижны , имеют аппарат активного движения в виде жгутика ( у человека развивает скорость до 5 см\ч ); спермии растений даже без жгутика тоже подвижны Очень мелкие , очень небольшое количество цитоплазмы ( у человека - 50 -70мкм , крокодила – 20мкм) ; главная задача – транспортировка ДНК особи к яйцеклетке Обмен веществ протекает очень активно Не имеют дополнительных оболочек Не образуют желтка и пигментов , не имеют запаса питательных веществ Сперматозоиды растений не имеют пластид Имеют акросомный аппарат ( акросома ) – видоизменённый аппарат Гольджи , содержащий ферменты для растворения оболочки яйцеклетки при оплодотворении Цитоплазматическая сегрегация не происходит Не полярны Имеют головку ( акросома и ядро ) , шейку ( центриоль и спиральная нить , образованная из митохондрий ) и хвост ( осевая нить жгутика Все сперматозоиды несут одноимённый отрицательный заряд , что препятствует их склеиванию У животных образуется колоссальное число(1071010штук при каждом половом акте у человека выделяеся 200 млн.) У млекопитающих локализуются в семенной жидкости , имеющей щелочную среду Образуются у животных в семенниках ( у растений в антеридиях ) Имеют высокие ядерно- плазматические отношения благодаря малому количеству цитоплазмы 16. Не вступают в митотический цикл 17.Обладают положительным хемотаксисом ( активно двигаются против тока жидкости в направлении яйцеклетки ) 18.Протоплазма головки имеет жидкокристаллическое состояние 19. Более устойчивы к неблагоприятным условиям среды

• У однодомных растений и гермафродитных животных яйцеклетки и сперматозоиды развиваются в одном организме

Организация яйцеклеток животных

• В зависимости от количества желтка и характера его распределения в цитоплазме различают несколько типов яйцеклеток :

• Алецитальные – имеют микроскопически малые размеры , желтка очень мало или совсем лишены его и распределён он в цитоплазме неравномерно ( у млекопитающих , человека и плоских червей )

• Гомолецитальные – имеют много желтка и он равномерно распределён , заполняя весь объём цитоплазмы ( у иглокожих )

• Телолецитальные – крупные яйцеклетки , имеющие много желтка и распределён он неравномерно , образуя в яйцеклетке два полюса

5. вегетативный полюс – сосредотачивает основную массу желтка

6. анимальный полюс – содержит ядро , большую часть органоидов и очень мало желтка

• Умеренно телолецитальные яйцеклетки – содержат среднее количество желтка ( осетровые рыбы , амфибии – имеют размер – 1,5 - 2 мм )

• Резко телолецитальные яйцеклетки – содержат очень много желтка , занимающего весь объём цитоплазмы ( на анимальном полюсе находится зародышевый диск с активной , лишённой желтка цитоплазмой ) ; размеры этих яиц крупные – 10 – 15 мм и более ( некоторые рыбы , рептилии , птицы , яйцекладущие млекопитающие )

• Изолецитальные – имеют мелкие размеры с небольшим количеством желка , распределённого равномерно ( у червей , двустворчатых и брюхоногих моллюсков , ланцетника )

• Центролецитальные – желток концентрируется вокруг ядра , расположенного в центре , а переферические слои цитоплазмы лишены питательных веществ и пигментов ( у насекомых )

Оболочки яйцеклеток

• Выполняют следующие функции :

7. связь зародыша с окружающей средой

8. механическая защита и защита от проникновения микроорганизмов , обезвоживания

9. терморегуляция , газообмен

• Оболочки по их происхождению делят на первичные , вторичные и третичные

• Первичная оболочка – представляет собой производное цитоплазмы и носит название желточной оболочки ( характерна для всех яйцеклеток животных )

• Вторичные оболочки – образуются за счет деятельности клеток , питающих яйцеклетку – хитиновые оболочки яиц насекомых и других членистоногих

• Третичные оболочки- возникают в результате деятельности половых путей – это скорлуповая , подскорлуповая и белковая оболочки яйца птиц и рептилий , студенистая оболочка яйцеклеток земноводных