145. Статеве розмноження. Будова статевих клітин, процес їх утворення та головні функції. Запліднення. Партеногенез.

Статеве розмноження — утворення нового організму за участю двох батьківських організмів. Під час статевого розмноженя відбувається злиття статевих клітин — гамет чоловічого і жіночого організму. (сперматозоїд і яйцеклітина).Новий організм несе спадкову інформацію обох батьків.

Статеве розмноження є типом розмноження, при якому організми утворюють нащадків, що мають комбінацію генетичного матеріалу від більш ніж одного (зазвичай двох) різних представників виду. Кожен з двох організмів-батьків надає приблизно половину генетичної інформації нащадкові, продукуючи гаплоїдні гамети. Більшість організмів формують два різних типи гамет. У анізогамних видів гамети різні, у такому випадку розрізняють дві статі — самця (виробляє сперму або мікроспори) і самку (виробляє яйцеклітини або мегаспори). Крайній випадок ізогамії, коли гамети дуже різні, називається оогамією. У ізогамних видів гамети подібні або ідентичні за формою, хоча можуть мати різні окремі властивості і тому мати різні назви. Наприклад, в зеленої водорості Chlamydomonas reinhardtii є так звані «плюс» і «мінус» гамети. Кілька видів організмів, наприклад, ворсинчасті, мають більш ніж два види гамет. Більшість тварин (зокрема людина) і рослин зазвичай розмножуються статевим шляхом. Статеві організми мають два набори генів для кожної ознаки (так звані аллелі). Нащадки успадковують одну аллель для кожної ознаки від кожного з батьків, таким чином, нащадки гарантовано мають комбінацію генів батьків. Наявність двох екземплярів кожного гена часто дозволяє організму гарантувати наявність життєздатного організму, навіть якщо один з генів пошкоджений.

Статеві клітини бувають чоловічими ( сперматозоїди ) та жіночимі ( яйцеклітини ). Для статевих клітин (гамет) характерне одинарний (гаплоїдний) набір хромосом. Крім того, вони різняться за співвідношенням об'ємів цитоплазми і ядра порівняно із соматичними. Ці гаплоїдні клітини можуть об'єднатися з гаплоїдними клітинами протилежної статі протягом запліднення, утворюючи нову діплоїдну клітину або зиготу, яка пізніше зможе розвитися у новий окремий організм.

Чоловічі статеві клітини — сперматозоїди — зазвичай дуже малі і рухливі. Типові сперматозоїди мають головку, шийку і хвіст. Головка майже цілком складається з ядра, вкритого тонким шаром цитоплазми. Спереду на головці є гострий, твердий горбик, який сприяє проникненню сперматозоїда в яйцеклітину. До складу шийки вхолить цитоплазма, в якій е центріоль (складова частина клітинного центру, або центросоми), мітохондрії та АТФ як джерело енергії для забезпечення руху сперматозоона. Хвіст сперматозоона складається з тонких волокон, вкритих цитоплазматичним циліндром; це орган руху. Загальна довжина сперматозоона у ссавців і людини становить 5060 мкм. Кількість сперматозоонів дуже велика.

Жіночі статеві клітини (яйцеклітини) нерухливі і, як правило, більші від сперматозоїдів. Зазвичай вони мають кулясту або овальну форму і різну будову оболонок. У ссавців, на відміну від людей , розміри яйцеклітини порівняно невеликі і становлять 100—200 мкм у діаметрі. У цитоплазмі яйцеклітини міститься велика кількість поживних речовин. Яйцеклітини мають більший розмір, ніж інші клітини тіла, гаплоїдний набір хромосом і здатні після запліднення партеногенетнчно розвиватися в новий організм. Характерною рисою яйцеклітини є наявність у ній запасних живильних речовин , необхідних для розвитку нового організму, наявність особливого поверхневого, чи кортикального (cortex — кора) шару цитоплазми і спеціальних оболонок, що покривають яйцеклітину. Яйцеклітин утворюється значно менше, ніж сперматозоонів. Наприклад, у жінки упродовж життя дозріває близько 400 яйцеклітин

Функція статевих клітин , полягає в здатності організмів розмножуватись. Також , статеві клітини несуть у собі певну генетичну інформацію , що сприяє спадковості і мінливості виду.

Заплі́днення (сингамія) — процес злиття чоловічої та жіночої статевих клітин (гамет) рослинних і тваринних організмів, що лежить в основі статевого розмноження. Внаслідок запліднення утворюється зигота, яка дає початок новому організмові.

Біологічне значення запліднення полягає у тому, що внаслідок злиття клітин з різною спадковістю при статевому розмноженні утворюється більш життєздатне потомство, ніж при безстатевому розмноженні.Подвійне запліднення забеспечує утворення зародка та запасу поживних речовин в покритонасінних. Розрізняють зовнішнє З., при якому злиття гамет відбувається поза тілом самки, і внутрішнє З., при якому гамети зливаються у тілі самки. Зовнішнє запліднення спостерігається у багатьох безхребетних, риб, безхвостих земноводних, які відкладають статеві продукти у навколишнє середовище. Запліднення у цих тварин, а також розвиток зиготи залежить від умов середовища. У тварин з внутрішнім заплідненням (переважно наземних тварин) є спец. придаткові статеві органи для переносу сперми з тіла самців у тіло самок. Цей процес потребує узгодження дій самця і самки, і тому у тварин виробилися складні форми поведінки (статеві інстинкти), які забезпечують цю узгодженість. З. відбувається в результаті активного руху сперматозоїда до яйцеклітини, завдяки виділюваними гаметами речовинами. При злитті чоловічої та жіночої статевих клітин, що мають одинарний набір хромосом, відновлюється диплоїдний набір хромосом, характерний для соматичних клітин організму. У бактерій, синьо-зелених водоростей та деяких грибів типового статевого процесу немає. У нижчих рослин спостерігаються різні види статевого процесу: ізогамія (злиття однакових за розміром гамет), гетерогамія (злиття різних за розміром гамет), оогамія (заплідення рухливою дрібною чоловічою клітиною нерухливої і більшої за розміром жіночої), Кон'югація та ін. У мохоподібних і папоротеподібних сперматозоїди, які розвиваються в антеридіях, рухаються у водному середовищі до архегонія, в якому і відбувається З. яйцеклітини. Вищим рослинам властива оогамія. У квіткових рослин З. передує запилення. У покритонасінних відбувається т. зв. подвійне запилення.

Партеногенез — форма статевого розмноження, коли розвиток яйцеклітини відбувається без запліднення. Притаманний багатьом рослинам та безхребетним тваринам (попелиці, палочники, коловертки, деякі види цвіркунів, метеликів та ос), а також і деяким хребетним (риби, амфібії,ящірки). Особливі форми партеногенезу — гіногенез, андрогенез та педогенез.

Переваги партеногенезу полягають в тому, що він здатен значно збільшувати швидкість розмноження, та в деяких випадках за відсутності самців, самки здатні розмножуватися самостійно, народжуючи при цьому головно самців.

Загалом, існують два види партеногенезу — гаплоїдний та диплоїдний, залежно від кількості хромосом в жіночій гаметі.