6.2. Половое размножение

Половое размножение появилось более 3 млрд. лет назад и встречается во всех крупных группах ныне существующих организмов. Сущность полового размножения заключается в объединении генетической информации от двух особей одного вида – родителей – в наследственном материале потомка. Наследственный материал каждой дочерней особи представляет собой уникальную комбинацию генетической информации родителей. Образующиеся в процессе полового размножения организмы отличаются друг от друга по генотипу, признакам, свойствам, характеру приспособленности к условиям обитания.

Таким образом, биологическое значение полового размножения заключается не только в самовоспроизведении особей, но и в обеспечении биологического разнообразия видов, их адаптивных возможностей адаптивных возможностей и эволюционных перспектив. Это позволяет считать половое размножение биологически более прогрессивным, чем бесполое.

Половое размножение осуществляется с помощью специализированных половых клеток – гамет. Женские гаметы называют яйцеклетками, мужские – сперматозоидами. Гаметы отличаются от соматических клеток прежде всего вдвое меньшим числом хромосом, а также низким уровнем обменных процессов.

Яйцеклетки – относительно крупные неподвижные клетки, обычно округлой формы; в цитоплазме помимо типичных органоидов содержатся включения запасных питательных веществ в виде желтка. В ядрах яйцеклеток образуется много копий рибосомальных генов и мРНК, обеспечивающих синтез жизненно важных белков будущего зародыша. Яйцеклетки разных организмов различаются количеством и характером распределения в них желтка. Различают несколько типов яйцеклеток (рис. 11).

Рис. 11. Типы яйцеклеток хордовых животных: а – изолецитальная, б – умеренно телолецитальная, в – резко телолецитальная, г – алецитальная

Изолецитальными называют относительно мелкие яйцеклетки с небольшим количеством равномерно распределенного желтка. Ядро в них располагается ближе к центру. Такие яйцеклетки встречаются у червей, двустворчатых и брюхоногих моллюсков, иглокожих, ланцетника. Умеренно телолецитальные яйцеклетки осетровых рыб и земноводных имеют диаметр около 1,5 – 2 мм и содержат среднее количество желтка, основная мас­са которого сосредоточена на одном из полюсов (вегетативном). На противопо­ложном полюсе (анималь-ном), где желтка мало, находится ядро яйцеклетки. Резко телолецитальные яйцеклетки некоторых рыб, пресмыкающихся, птиц и яйцекладущих млекопита­ющих содержат очень мно­го желтка, занимающего почти весь объем цитоплаз­мы яйцеклетки. На анимальном полюсе находится зародышевый диск с активной, лишенной желтка цитоплазмой. Размеры этих яиц крупные – 10–15 мм и более. Алецитальные яйцеклетки практически лишены желтка, имеют микроскопически малые размеры (0,1–0,3 мм) и характерны для плацентарных млекопитающих, в том числе и для человека.

Сперматозоиды – обычно очень мелкие клетки (например, сперматозоиды человека имеют длину 50–70 мкм). У разных видов они неодинаковой формы, но большинство из них имеет головку, шейку и хвост. Головка содержит ядро и очень небольшое количество цитоплазмы. На переднем конце головки располагается акросома – видоизмененный комплекс Гольджи, который содержит ферменты для растворения оболочки яйцеклетки при оплодотворении. В шейке находятся многочисленные митохондрии и две центриоли. От шейки отрастает хвост, образованный микротрубочками и обеспечивающий подвижность сперматозоидов (рис. 12).