Біологія. 8 клас. Балан

§ 61. Статеві клітини. Запліднення

• Чому жіноча та чоловіча гамети відрізняються як розміром, так і будовою?

Яка будова статевих клітин (гамет) людини. Чоловічі первинні статеві клітини починають утворюватися з настанням статевої зрілості. Статеве дозрівання у хлопчиків починається у період від 11 років і завершується в середньому до 18 років. Процес формування і дозрівання сперматозоїдів триває понад два місяці. Щодня у чоловіків дозріває кілька мільйонів сперматозоїдів. На відміну від чоловіків, у жінок первинні статеві клітини утворюються вже в ембріональному періоді й перебувають у «законсервованій» стадії аж до настання статевої зрілості.

Чоловічі статеві клітини - сперматозоїди - дуже дрібні, рухливі гамети, що складаються з головки та хвоста (мал. 61.1, А). Головка містить компактне ядро, оточене тонким шаром цитоплазми. У передній частині головки розташована акросома (від грец. акрос - верхівка та сома - тіло), що формується за рахунок комплексу Гольджі. Під час запліднення ферменти, що є у складі акросоми, звільняються та розчиняють оболонку яйцеклітини. Завдяки цьому ядро сперматозоїда із цитоплазмою, що його оточує, проникає в яйцеклітину.

Мал. 61.1. Будова сперматозоїда (А) та яйцеклітини (Б)

За головкою розташований хвіст - звужена та видовжена частина сперматозоїда. Хвіст за допомогою шийки - його передньої вузької ділянки - сполучається з головкою. Ця частина містить мікротрубочки, між якими є мітохондрії, що забезпечують рух сперматозоїда енергією. Рухи хвоста сперматозоїда нагадують рухи джгутика.

Цікаво знати. Якщо довжина головки в сперматозоїда людини становить близько 5 мкм, то довжина хвоста - близько 50 мкм. Хвіст забезпечує рух сперматозоїда із швидкістю 3 мм/хв.

Яка будова жіночих статевих клітин. Жіночі статеві клітини - яйцеклітини. На відміну від сперматозоїдів, вони нерухомі, значно більші за розміром (близько 0,12 мм), кулястої форми (мал. 61.1, Б). Цитоплазма яйцеклітини містить запас поживних речовин у вигляді жовткових включень, рівномірно розподілених у клітині. Ззовні яйцеклітина оточена кількома оболонками, які виконують функції живлення та захисту. Значно більші розміри яйцеклітини порівняно зі сперматозоїдами зумовлені її основною функцією: саме із заплідненої яйцеклітини в майбутньому розвивається новий організм.

Цікаво знати. Вважають, що найбільші розміри має яйцеклітина оселедцевої акули: до 22 см у діаметрі. Великі розміри має й яйце африканського страуса - завдовжки 15-21 см.

Що таке менструальний цикл. Статеве дозрівання у дівчат відбувається від 9 до 16 років. Приблизно у віці 10-12 років починається перша менструація.

Менструальний цикл - фізіологічні процеси в організмі жінки, під час яких відбуваються закономірні циклічні зміни функцій статевої системи. Ці процеси контролюються статевими гормонами. Тривалість менструального циклу в нормі становить 21-36 днів, найчастіше - 28 днів. Його можна розділити на три фази: менструальну, овуляторну та секреторну (мал. 61.2). Тривалість кожної із цих фаз у різних людей може бути різною, вона залежить від тривалості усього менструального циклу.

У менструальну фазу (її ще називають фолікулярною) слизова оболонка матки відшаровується, що супроводжується розривом стінок деяких кровоносних судин. На початку цієї фази гіпофіз виділяє невелику кількість фолікулостимулювального гормону. Під його впливом починають розвиватись кілька фолікулів, але зрештою завершує розвиток лише один з них. Його розвиток триває доти, доки гіпофіз не починає секретувати інший гормон - лютеїнізувальний. Натомість ріст інших фолікулів згодом припиняється й вони зазнають зворотних змін.

Наступна фаза - овуляторна, вона триває приблизно три доби. Таку назву вона дістала тому, що приблизно на 14-й день від початку менструального циклу відбувається овуляція (від лат. овум - яйце) - процес, під час якого дозріла яйцеклітина розриває оболонку фолікула й виходить з яєчника. Вона надходить у маткову трубу, де завершується її дозрівання й може статися запліднення. У цей час матка здатна до прийняття заплідненої яйцеклітини. Процес овуляції стимулює лютеїнізувальний гормон.

Після овуляторної настає секреторна фаза (її ще називають фазою жовтого тіла). Вона триває близько 12 днів. Після розриву стінок фолікула та виходу яйцеклітини його клітини починають накопичувати ліпіди та пігменти, які надають йому жовтого кольору. Тому такий видозмінений фолікул дістав назву жовтого тіла (мал. 61.2, 2). Жовте тіло виконує роль тимчасової залози внутрішньої секреції. Зокрема воно виробляє гормон прогестерон, що затримує дозрівання наступного фолікула і готує слизову оболонку матки до прийняття заплідненої яйцеклітини. Якщо запліднення не сталося, жовте тіло руйнується, вміст відповідних гормонів знижується, слизова оболонка матки відшаровується і починається менструація. Цикл знову повторюється.

Мал. 61.2. А. Менструальний цикл. Б. Утворення жовтого тіла

У жінок яйцеклітини починають утворюватися ще під час зародкового розвитку, але розвиток фолікулів з яйцеклітинами призупиняється до настання періоду статевого дозрівання. У цей час у яєчнику жінки перебуває близько 300 тис. фолікулів. Під час кожного менструального циклу починають розвиватись групи з 5-15 фолікулів, але, як ми вже згадували, у нормі розвивається лише один з них.

Перший менструальний цикл у дівчини свідчить про те, що її організм вже здатний до розмноження. Припинення менструацій натомість свідчить про втрату здатності до розмноження. Період фізіологічної перебудови в організмі людини, пов’язаний з поступовою втратою здатності до розмноження, називають клімактеричним періодом, або клімаксом. В основі цього лежать вікові зміни в організмі. Зокрема у жінок, фолікули, які залишилися на той час в організмі, втрачають здатність реагувати на статеві гормони.

Як відбувається процес запліднення. Запліднення - процес злиття чоловічої та жіночої гамет: сперматозоїда та яйцеклітини (мал. 61.3). Сперматозоїди здатні сприймати біологічно активні речовини, які виділяє яйцеклітина. Це спрямовує їхній рух у напрямку до неї. Потрапивши до піхви, сперматозоїди просуваються далі до шийки матки. Приблизно через 30 хв вони досягають порожнини матки, а через 1,5 год - потрапляють до маткових труб, де зустрічаються з яйцеклітиною.

Мал. 61.3. Взаємодія сперматозоїда та яйцеклітини: 1 - хвіст сперматозоїда; 2 - головка сперматозоїда; 3 - акросома; 4 - зовнішня оболонка яйцеклітини

У людини з однією яйцеклітиною зливається лише один сперматозоїд. Під час запліднення плазматична мембрана, яка оточує акросому, зливається з мембраною яйцеклітини. Запліднену яйцеклітину називають зиготою. Ядро зиготи утворюється внаслідок злиття ядер яйцеклітини та сперматозоїда. Після проникнення сперматозоїда в яйцеклітину її оболонка стає непроникною для інших чоловічих гамет.

Унаслідок запліднення майбутній організм отримує половину спадкової інформації від матері, а іншу половину - від батька. Тому ані доньки, ані сини не є за набором спадкової інформації точною копією одного з батьків.

• Яке біологічне значення того, що в організмі нащадків об'єднується спадковий матеріал обох батьків?

Дізнайтеся більше про репродуктивну медицину за QR-кодом.

Узагальнення

Чоловічі та жіночі гамети (статеві клітини) у людини відрізняються за формою та розміром. Чоловіча гамета - сперматозоїд - має видовжену форму, складається з головки та хвоста і має розмір близько 50 мкм. На голівці є акросома, ферменти якої розчиняють оболонку яйцеклітини в процесі запліднення. Яйцеклітина - велика, нерухома, оточена кількома оболонками, має розміри значно більші за сперматозоїд. Запліднення у людини відбувається в маткових трубах, куди з фолікула яєчника надходить яйцеклітина.

Поміркуйте