Образование половых клеток и оплодотворение

Существуют женские и мужские половые клетки животных и растений. Физиологическая специализация клеток наложила свой отпечаток на их морфологическую структуру и физиологические особенности, поэтому женские и мужские половые клетки значительно отличаются друг от друга. Эти различия возникли в процессе эволюции. Ведь женская половая клетка, наряду с функцией передачи наследственности, приобрела функцию обеспечения питанием зародыша на начальных стадиях его развития. Мужская половая клетка этой функцией не обладает. Но мужская половая клетка, помимо того, что она передает наследственную информацию от отца следующему поколению, стимулирует яйцеклетку к развитию.

Процесс формирования клеток у растений подразделяется на два этапа: спорогенез и гаметогенез.

Первый этап завершается образованием гаплоидных клеток – спор. Во втором этапе, прежде чем образуются зрелые гаметы, происходит ряд делений гаплоидных клеток.

Процесс образования мужских половых клеток называют микроспорогенезом и микрогаметогенезом, а процесс образования женских половых клеток – макроспорогенезом и макрогаметогенезом.

Микроспорогенез и микрогаметогенез

Этот процесс происходит в пыльнике. В субэпидермальном слое каждого из двух углов пыльника появляются клетки, отличающиеся рядом морфологических признаков. Они имеют крупные ядра, густую цитоплазму и называются клетками первичного археспория. Последний может быть представлен одной или многими десятками сотен и даже тысяч клеток.

Клетки первичного археспория делятся митотически с образованием двух слоев – кнаружи париетальный пристеночный, а вовнутрь – вторичный археспорий.

Из одной материнской клетки (клетки вторичного археспория) образуются 4 микроспоры. Деление клеток осуществляется двумя путями.

Первый – неодновременное, так называемое сукцессивное деление, когда вначале из одной образуются две клетки в результате М I, а затем они делятся еще раз, образуя 4 клетки.

Второй способ характерен для двудольных, его называют одновременным, или симультантным. Особенность его состоит в том, что после первого и второго деления мейоза перегородки между ними не возникает и в единой массе плавает 4 ядра. Образованием одноядерных пылинок и заканчивается микроспорогенез. Эта пылинка является первой клеткой мужского гаметофита. Далее, в определенной последовательности, все преобразования идут внутри споры.

Вначале микроспора бывает заполнена цитоплазмой, ядро посредине. Через определенное время (от нескольких минут до нескольких дней) ядро начинает делиться митотически. Образуются две клетки внутри одной пылинки. Большая клетка с крупным ядром называется вегетативной, другая, с небольшой массой цитоплазмы и некрупным ядром, называется генеративной. В дальнейшем генеративная клетка отделяется от оболочки и погружается в вегетативную клетку как в источник питания. Вегетативная клетка питается за счет веществ, поступающих в клетку извне.

Вегетативное ядро больше не делится, а генеративная клетка и ее ядро обычно еще раз митотически делятся, в результате чего образуется два спермия.

Таким образом, из одноядерной микроспоры образуется трехядерная пылинка: одно вегетативное ядро и два спермия. Эта трехъядерная пылинка и является мужским гаметофитом.