Сперматозоид
Сперматозоид, или спермий, зрелая
мужская половая клетка животных и многих растений. Основная функция
сперматозоида – оплодотворение яйца, т.е. перенос генетического материала
отцовского организма в женскую половую клетку. Происхождение термина
«сперматозоиды», означающего буквально «животное в семени», связано с тем, что
Антони ван Левенгук, один из первых двух микроскопистов, обнаруживших эти
клетки (1677), первоначально счел их за паразитических животных, обитающих в
семени (сперме). Хотя позднее Левенгук отказался от такой трактовки и стал
рассматривать спермии как собственно «семя», содержащее преформированное
животное, все же его первоначальная точка зрения просуществовала очень долго.
Только в первой половине 19 в. было выяснено, что сперматозоиды – не паразиты,
а участники оплодотворения, и лишь в 1876 Оскар Гертвиг, изучая процесс
оплодотворения у морского ежа, установил, что спермий проникает в яйцо и ядра
этих клеток сливаются.
Строение
типичного сперматозоида показано на рисунке. Это очень удлиненная подвижная
клетка, главные компоненты которой – ядро, занимающее основной объем головки, и
орган движения – жгутик, составляющий хвост. В сущности, сперматозоид можно
описать как подвижное ядро, и такое строение отчетливо соответствует его
функции. В нем очень мало цитоплазмы, но есть несколько вспомогательных
структур: митохондрии, обеспечивающие его энергией; во многих случаях –
акросома, органелла, подобная лизосоме и содержащая ферменты, необходимые для
проникновения сперматозоида в яйцеклетку; наконец, центриоль (одна или у многих
видов две), которая дает начало жгутику, а в последующем используется в ходе
первого дробления зиготы, образовавшейся в результате оплодотворения. Акросома
лежит впереди ядра в головке, а центриоль и митохондрии – в средней части
клетки. Ядро содержит гаплоидный набор хромосом , оно плотное,
конденсированное; длинный жгутик сходен по строению со жгутиками простейших и
ресничками мерцательного эпителия многоклеточных животных.
Длина
сперматозоида животных варьирует от сотых до десятых долей миллиметра, но у
членистоногих и мелких земноводных бывает свыше одного миллиметра. Хотя у
некоторых низкоорганизованных животных эти клетки образуются в сравнительно
небольших количествах (например, у многих видов коловраток – не более 100 в
течение жизни), обычно их продукция очень велика: у человека и кролика – свыше
108 в день, у лошади и хряка – свыше 1010. У всех позвоночных и большинства
беспозвоночных сперматозоиды жгутиковые. Безжгутиковые (их обычно называют
спермиями) свойственны нематодам, паукам, клещам, ракам и крабам. Такие спермии
способны к амебоидному движению. С другой стороны, у некоторых беспозвоночных,
например у улиток, встречаются многожгутиковые сперматозоиды; так, у
реликтового вида термитов Mastotermes darwiniensis эти клетки несут около 100
жгутиков, относительно малоподвижных.
Сперматогенез
(образование сперматозоидов) у большинства животных протекает в семенных
канальцах семенников. Продолжительность этого процесса у разных видов
неодинакова: у мышей она составляет около 35 суток, у человека – 74, а у
животных с сезонным размножением – существенно больше. У млекопитающих
сперматогенез (как и овуляция) регулируется фолликулостимулирующим гормоном
гипофиза.
Сперматозоиды,
попавшие в половые пути самки, могут длительно сохранять жизнеспособность: у
пчел – 3–4 года, у птиц – около 3 недель; однако у человека они жизнеспособны в
матке не более 48 часов.
У
растений сперматозоиды, как правило, очень мелкие, у большинства семенных –
неподвижные, безжгутиковые, однако у зеленых и бурых водорослей, папоротников,
хвощей, плаунов, саговников, гингко и некоторых других растений, напротив,
сперматозоиды подвижны и имеют два или много жгутиков.
Список литературы
Рузен-Ранге
Э. Сперматогенез у животных. М., 1980
Гилберт С. Биология развития, т. 1. М., 1993
Для
подготовки данной работы были использованы материалы с сайта http://bio.freehostia.com