2.1 Будова сперматозоїда

Сперматозоїд, або спермій, зріла чоловіча статева клітина тварин і багатьох рослин. Основна функція сперматозоїда - запліднення яйця, тобто перенесення генетичного матеріалу батьківського організму в жіночу статеву клітину. Походження терміна «сперматозоїди», що буквально означає «тварина в сім'ї», пов'язано з тим, що Антоні ван Левенгук, один з перших двох мікроскопісту, які виявили ці клітини (1677), спочатку вважав їх за паразитичних тварин, що мешкають в сім'ї (спермі). Хоча пізніше Левенгук відмовився від такого трактування і став розглядати спермії як власне «сім'я», що містить преформовані тварина, все ж його первісна точка зору проіснувала дуже довго. Тільки в першій половині 19 ст. було з'ясовано, що сперматозоїди - не паразити, а учасники запліднення, і лише в 1876 Оскар Гертвиг, вивчаючи процес запліднення у морського їжака, встановив, що спермій проникає в яйце і ядра цих клітин зливаються.

Будова типового сперматозоїда показано на рисунку 2.2. Це дуже подовжена рухлива клітина, головні компоненти якої - ядро, що займає основний обсяг головки, і орган руху - джгутик, що становить хвіст. По суті, сперматозоїд можна описати як рухливе ядро, і така будова чітко відповідає його функції. У ньому дуже мало цитоплазми, але є кілька допоміжних структур: мітохондрії, що забезпечують його енергією, в багатьох випадках - акросома, органела, подібна лізосомах і містить ферменти, необхідні для проникнення сперматозоїда в яйцеклітину; нарешті, центріоль (одна або у багатьох видів дві) , яка дає початок джгутикові, а в подальшому використовується в ході першого дроблення зиготи, що утворилася в результаті запліднення. Акросома лежить попереду ядра в голівці, а центріоль і мітохондрії - у середній частині клітини. Ядро містить гаплоїдний набір хромосом, воно щільне, конденсована; довгий джгутик подібний за будовою з джгутиками найпростіших і віями миготливого епітелію багатоклітинних тварин.

Рис. 2.2. Будова сперматозоїда

Довжина сперматозоїда тварин варіює від сотих до десятих часток міліметра, але у членистоногих і дрібних земноводних буває понад одного міліметра. Хоча у деяких низькоорганізованних тварин ці клітини утворюються в порівняно невеликих кількостях (наприклад, у багатьох видів коловерток - не більше 100 протягом життя), зазвичай їх продукція дуже велика: у людини і кролика - понад 108 у день, у коня і кнура - понад 1010. У всіх хребетних і більшості безхребетних сперматозоїди джгутикові. Безжгутикові (їх зазвичай називають сперміями) властиві нематодам, павукам, кліщів, ракам і крабам. Такі спермії здатні до амебоїдного руху. З іншого боку, у деяких безхребетних, наприклад в равликів, зустрічаються багатоджгутикові сперматозоїди; так, у реліктового виду термітів Mastotermes darwiniensis ці клітини містять близько 100 джгутиків.

Сперматогенез (утворення сперматозоїдів) у більшості тварин протікає в  канальцях сім'яників. Тривалість цього процесу у різних видів неоднакова: у мишей вона становить близько 35 діб, у людини - 74, а у тварин із сезонним розмноженням - суттєво більше. У ссавців сперматогенез (як і овуляція) регулюється фолікулостимулюющим гормоном гіпофіза.

Сперматозоїди, що потрапили в статеві шляхи самки, можуть довго зберігати життєздатність: у бджіл - 3-4 роки, у птахів - близько 3 тижнів, проте у людини вони життєздатні в матці не більше 48 годин.

У рослин сперматозоїди, як правило, дуже дрібні, у більшості насінних - нерухомі, безжгутикові, однак у зелених і бурих водоростей, папоротей, хвощів, плаунів, саговників, гінгко і деяких інших рослин, навпаки, сперматозоїди рухливі і мають два або багато джгутиків.[8,12]