1. Будова та розвиток сперматозоона.

Для свійських тварин характерне статеве розмноження, за якого новий організм розвивається з одноклітинного зародка — зиготи, що утворюється в результаті заплід­нення, тобто злиття двох статевих клітин (гамет): чоловічої — сперматозоона і жіночої — яйцеклітини.

Вчення про утворення, розвиток та будову зародка й плода називається ембріоло­гією (embryon — зародок, logos — вчення). Загальна ембріологія займається вивченням ранніх етапів розвитку зародка, починаючи від будови й розвитку статевих клітин, про­цесу запліднення й закінчуючи утворенням основних органів та плідних оболонок.

Чоловічі статеві клітини — сперматозоони були відкриті А. Левенгуком в 1675 р. Вони входять до складу сперми самця, що є продуктом життєдіяльності його статевих залоз. Кількість сперми, що виділяється сам­цями різних видів тварин під час парування, називається еякулятом (за об'ємом може становити від 50 до 900 мл). Кількість сперматозоонів в 1 мл сперми може досягати кількох мільйонів і мільярдів.

Сперматозоон — клітина ниткоподібної форми завдовжки 40—60 мкм, що за розмі­рами в 10—20 разів менша від яйцеклітини самок. Сперматозоон має голівку, шийку і хвостовий відділ, які оточені цитолемою (Мал). У голівці знаходиться ядро, де містить­ся неповний (гаплоїдний) набір хромосом. Половина утворених сперматозоонів містить Х- статеві хромосоми, друга половина — Y- статеві хромосоми. Від цих хромосом зале­жить стать майбутнього організму. Якщо під час запліднення в яйцеклітину потрапляє сперматозоон з Х-статевою хромосомою, то розвиватиметься організм жіночої статі, з Y- статевою хромосомою — організм чоловічої статі.

Попереду голівка має чохлик — акросому, де містяться ферменти, за допомогою яких відбувається руйнування оболонок яйцеклітини під час запліднення її сперматозооном. За голівкою йде вузька шийка, де розміщені центріолі центросоми, яка після утворення зиготи бере участь у її дробленні (поділі).

Хвостовий відділ складається з середньої частини й хвоста. Через увесь хвостовий відділ проходить осьова нитка, побудована зі скоротливого білка тубуліну, що на кінці має джгутик. У середній частині хвоста навколо осьової нитки розміщується спіральна нитка з мітохондрій. Ці утвори хвостового відділу забезпечують поступальний рух сперматозоона зі швидкістю до 50 мкм/с у ста­тевих органах самки після потрапляння в них сперми самця.

Р озвиток статевих клітин (гаметоге­нез) відбувається в статевих залозах самця і самки. Утворення та розвиток чоловічих статевих клітин (сперматогенез) здійсню­ється в чоловічих статевих залозах — сім'я­никах у чотири стадії: розмноження, росту, дозрівання та формування. Розпочинається сперматогенез, коли самець досягає ста­тевої зрілості. Повний цикл свого розвитку сперматозоони проходять у бугая за 63 до­би, у кнура — за 48, у барана — за 40 діб. На стадії розмноження шляхом поділу мітозом зі сперматогенного епітелію, який становить основу стінки звивистих канальців сім'яників, утворюються клітини сперматогонії. На стадії росту в сперматогонії відбува­ються активні процеси асиміляції, синтезу­ється ДНК, розмножуються поділом мітохондрії, і він стає сперматоцитом І порядку.

Мал. Будова сперматозоонів:

А — бугая; Б — жеребця; В — барана; Г— кнура; Д — ультрамікроскопічна будова голівки і зв'язу­ючого відділу; 1 — голівка; 2 — зв'язуючий відділ; З — хвостик; 4 — акросома; 5 — ядро; 6 — про­ксимальна й 7 — дистальна центріолі; 8 — осьо­ва нитка; 9 — мітохондріальна спіраль; 10 — цен­тральне кільце; 11 — товсте волокно

На стадії дозрівання відбувається ре­дукція (зменшення) кількості хромосом внаслідок двох поділів мейозом. У резуль­таті першого поділу мейозом з кожного сперматоцита І порядку утворюється два сперматоцити II порядку з гаплоїдним на­бором хромосом. У результаті другого поді­лу мейозом із сперматоцитів II порядку утворюється дві сперматиди також з гапло­їдним набором хромосом. Половина утворених сперматид має у своєму ядрі серед гап­лоїдного набору хромосом тільки Х-статеву хромосому, друга половина — Y- статеву хромосому.

На стадії формування сперматиди перетворюються на зрілі сперматозоони, які зовні вкриваються захисною вуглеводно-білковою оболонкою, набувають однойменно­го заряду в каналі придатка сім'яника та здатність до самостійного руху.

Тривалість сперматогенезу в різних видів тварин неоднакова: у бугая вона дорів­нює 62—63 доби, у барана — 47—48, у кнура — 39—40 діб. Кількість і якість сперми, ак­тивність у ній сперматозоонів залежать від різних чинників: годівлі, рівня радіації, тем­ператури, гіподинамії, гормонів, захворювань, травм.

У консервуючих сумішах сперматозоони можуть довго зберігати свою життєздат­ність. Ця якість сперматозоонів використовується для штучного осіменіння тварин. У де­яких дослідах сперма бугая в замороженому стані зберігалася 25 років, барана — 11 ро­ків, кнура — 3 роки. Це має значення для збереження генофонду рідкісних видів тварин.

2.Будова та розвиток яйцеклітини. Жіночі статеві клітини — яйцеклітини були відкриті К. Бером в 1825 р. і, на відміну від сперматозоонів, мають округлу, овальну форму з діаметром 100—130 мкм. У центрі яйцеклітини міститься ядро з гаплоїдним на­бором хромосом, що має Х-статеву хромосому. Навколо ядра знаходиться цитоплазма яйцеклітини, де розміщені гранули поживної речовини — жовтка. За вмістом жовтка яй­цеклітини поділяють на два типи: оліголецитального (мала кількість жовтка — у ссавців)

Мал. Схема будови яйцеклітини (І) і розвитку зиготи (II)

1 — фолікулярні клітини яйценосного горбика; 2 — клітини променистого вінця; 3 — прозора оболонка; 4 — навколожовтковий (перивітеліновий) простір; 5 — жовткова оболонка; 6 — цитоплазма; 7 — ядро; А — стадія двох бластомерів; Б — стадія чотирьох бластомерів; В — стадія морули; Г— стадія бластоцисти; 8 — прозора оболонка яйцеклітини; 9 — бластомери; 10 — трофобласт; 11 — ембріобласт; Р — полярні тільця

і полілецитального (багато жовтка — у птахів). Зовні цитоплазму яйцеклітини оточують три оболонки. Первинна, або жовткова, оболонка (цитолема) тонким шаром вкриває цитоплазму. Над нею розміщені вторинні оболонки: блискуча, або прозора, і променис­тий вінець з фолікулярних клітин. У цитоплазмі яйцеклітини, на відміну від сперматозоона, немає однієї з загальних органел — центросоми. Утворення та розвиток яйцеклітин (овогенез) відбуваються у фолікулах жіночих ста­тевих залоз — яєчників у три стадії: розмноження, росту й дозрівання. На відміну від сперматогенезу, який розпочинається після народження плоду при досягненні самцем статевої зрілості, овогенез розпочинається ще внутрішньоутробно, відбувається цикліч­но й триває протягом усього репродуктивного життя самки.

Н а стадії розмноження зародкові жі­ночі статеві клітини — овогонії багатора­зово діляться мітозом. На стадії росту з овогоніїв утворюється овоцит І порядку, який після овуляції (розриву фолікула яєчника) потрапляє в яйцепровід, де на стадії дозрівання шляхом редукційного поділу (мейозу) утворюється овоцит II по­рядку і перше напрямне тільце, а потім зріла яйцеклітина та два напрямних тіль­ця, які редукуються.

Після овуляції на місці розірваного фолікула утворюється жовте тіло, що по­чинає функціонувати як залоза внутрі­шньої секреції і виділяти в кров гормон прогестерон. Цей гормон відіграє важливу роль у регуляції статевого циклу самки і в період вагітності.

Мал. Схема сперматогенезу й овоґенезу: А — ділянка стінки звивистого канальця; Б — сперматогенез; В - овогенез; 1 - сперматогоній; 2 - сперматоцит І порядку; 3 — сперматоцит II порядку; 4 — сперматиди; 5 — сперматозоони; 6 — овогонії; 7 — овоцит І порядку; 8 — овоцит II порядку; 9 — зріла яйцеклітина; а — перше і б — друге напрямні тільця