1.3. Оплодотворение и дифференциация пола

Сущность процесса оплодотворения составляет слияние мужской и женской гамет — специализированных половых клеток, имеющих гаплоидный (одинарный) набор хромосом. В результате образуется диплоидная оплодотворенная яйцеклетка — зигота. Таким образом, при оплодотворении восстанавливается двойной набор, характерный для соматических клеток. Новый организм, развивающийся из зиготы, может сочетать в себе признаки обоих родителей в самых разных комбинациях. В результате этого происходит увеличение наследственного разнообразия у потомков.

Населяющие планету живые организмы различаются строением, образом жизни, средой обитания. Одни из них производят много половых клеток, другие — относительно мало. Существует разумная закономерность: чем меньше вероятность встречи мужской и женской гамет, тем большее число половых клеток продуцируют организмы. Рыбам и амфибиям свойственно внешнее оплодотворение. Их гаметы попадают в воду, где и происходит оплодотворение. Многие гаметы погибают или поедаются другими существами, поэтому эффективность внешнего осеменения очень низка. Для сохранения вида рыбам и амфибиям необходимо производить огромное количество гамет (треска мечет около 10 млн. икринок). Высшие животные и растения используют внутреннее оплодотворение. В этом случае процесс оплодотворения и образующаяся зигота защищены организмом матери. Вероятность оплодотворения значительно повышается, поэтому и продуцируется, как правило, лишь несколько яйцеклеток. При этом сперматозоидов все же производится достаточно много, их избыточное количество необходимо для создания вокруг яйцеклетки определенной химической среды, без которой оплодотворение невозможно. Яйцеклетка имеет механизмы, препятствующие проникновению лишних сперматозоидов. После того, как проник первый, она выделяет вещество, подавляющее подвижность мужских гамет. Даже если их в яйцеклетку успевает проникнуть несколько, то с яйцеклеткой сливается только один, остальные гибнут.

У человека оплодотворение происходит в верхней части фаллопиевой трубы. В оплодотворении, как и у других млекопитающих, участвует лишь один сперматозоид, ядерное содержимое которого поступает в яйцеклетку. Иногда в фаллопиевой трубе может оказаться не одна, а две или более яйцеклеток, в результате чего возможно рождение двух, трех и более близнецов.

После процесса оплодотворения образуется зигота. Вслед за определением пола (XX – хромосомы у женского пола и XY – у мужского пола) в образовавшейся зиготе следует дифференциация, т.е. развитие половых различий: формирование воспроизводящей системы. Зачаточные, различные в половом отношении гонады у эмбрионов животных и человека имеют двойственную природу. Они состоят из внешнего слоя (кортекса), из которого в процессе дифференциации развиваются женские половые клетки, и из внутреннего слоя (медуллы), из которого развиваются мужские гаметы. В ходе дифференциации пола идет развитие одного из слоев гонады и подавление другого. У мужского пола быстрее развивается медуллярная ткань, которая подавляет деятельность кортикального слоя, в результате гонады превращаются в семенники. У женского пола ускоряется развитие кортикального слоя и гонады превращаются в яичники. В соответствии с этими преобразованиями дифференцируются и половые пути, которые тоже закладываются одинаковыми у особей обоих полов. Процесс дифференциации пола у многих животных и человека обусловлен гормонами, которые выделяются не только эндокринными железами, но и кортикальным и медуллярным слоями полового зачатка, а в последующем – половыми железами. Дальнейшая дифференциация пола, особенно развитие вторичных половых признаков, также идет под влиянием разных гормонов. Уровень гормональной секреции контролируется генами. Преобладание генов, определяющих мужской пол, приводит к повышению активности мужских гормонов и к дифференциации мужского пола, обратное соотношение генов – к развитию женского пола.