Слияние гамет. Механизм оплодотворения и слияния гамет

Обновлено: 25.04.2024

Половое размножение — это способ размножения, при котором в результате слияния двух половых клеток развивается новая особь, сочетающая в себе признаки обоих родителей. Половое размножение присуще в основном эукариотам.

В ходе полового процесса происходит сближение половых клеток (гамет) с последующим их слиянием. Это и есть оплодотворение.

Выделяют четыре типа полового процесса.

Конъюгация. При этом происходит слияние содержимого двух неспециализированных клеток, как у некоторых водорослей и грибов. Или обмен генетическим материалом между особями, как у некоторых бактерий и инфузорий. Во втором случае не происходит увеличения числа особей, но это способствует повышению наследственной изменчивости организма за счет обмена и перекомбинации генетического материала.

Копуляция (гаметогамия) — это слияние половых клеток с образованием зиготы.

При изогамии сливающиеся гаметы не различаются морфологически, но имеют отличные друг от друга биохимические и физиологические свойства. Характерна для некоторых видов зеленых водорослей и грибов.

При гетерогамии мужские и женские гаметы сливаются при оплодотворении. Гаметы отличаются морфологически.

Половое размножение имеет важное эволюционное значение: оно приводит к появлению разнообразного потомства и повышает шансы вида на выживание в условиях постоянно меняющейся среды.

В основе процессов полового размножения лежит мейоз.

Мейоз — способ деления клеток, результатом которого является образование четырех дочерних гаплоидных клеток из одной материнской диплоидной.

Мейоз является непрерывным процессом. Он состоит из двух последовательных стадий деления: мейоз I и мейоз II. Каждая стадия состоит из четырех фаз: профазы, метафазы, анафазы, телофазы. Мейоз I называют редукционным делением. Его результатом является уменьшение числа хромосом в два раза. Эквационным делением называют мейоз II, при котором гаплоидность образовавшихся клеток сохраняется.

Профаза I. Хроматин постепенно спирализуется с образованием хромосом. Происходит сближение гомологичных хромосом с образованием общей структуры. Эта структура состоит из двух (бивалент) или четырех (тетрада) хроматид. Процесс сближения двух гомологичных хромосом по всей длине с образованием бивалента называется конъюгацией. В дальнейшем между гомологичными хромосомами возникают силы отталкивания. Хромосомы образуют перекресты (хиазмы), то есть разделяются в области центромер, но остаются связанными в области плеч. Хромосомы расходятся все больше и больше, и хиазмы перемещаются к их концам. Процесс конъюгации между некоторыми хроматидами гомологичных хромосом может сопровождаться кроссинговером — обменом участками, который приводит к перекомбинации генетического материала. Ядерная оболочка и ядрышки растворяются, формируется веретено деления.

Метафаза I характеризуется построением бивалентов в экваториальной плоскости клетки. Спирализация хромосом достигает максимума.

Анафаза I. Состоящие из двух хроматид хромосомы окончательно расходятся и постепенно нитями веретена деления растягиваются к полюсам клетки. Таким образом, в дочернюю клетку из каждой пары гомологичных хромосом попадает только одна, а значит, число хромосом уменьшается вдвое, происходит редукция.

Телофаза I — это образование двух дочерних клеток вследствие формирования ядер и разделения цитоплазмы. Дочерние клетки гаплоидны.

Интеркинез — промежуток времени между мейозом I и мейозом II. Он непродолжительный, репликации ДНК не происходит, и две дочерние клетки быстро вступают в стадию второго мейотического деления.

В профазе II происходит формирование хромосом, которые хаотически располагаются в цитоплазме клетки. Образовывается веретено деления.

В метафазе II хромосомы располагаются в экваториальной плоскости клетки.

В анафазе II сестринские хроматиды каждой хромосомы расходятся к противоположным полюсам клетки.

В телофазе II происходит формирование четырех гаплоидных клеток.

Биологическое значение мейоза велико. В результате кроссинговера на стадии профазы I и случайного отхождения хромосом и хроматид к одному или другому полюсу клетки в анафазе I и II происходит перераспределение генетического материала. Это приводит к комбинативной изменчивости видов.

В каждую гаплоидную клетку попадает по одной хромосоме из каждой пары хромосом материнской клетке. Затем в процессе оплодотворения организм восстановит диплоидность. При половом размножении это очень важно для сохранения постоянства числа хромосом.

Оплодотворением называют процесс слияния женской половой клетки (яйцеклетки) и мужской половой клетки (сперматозоида). В результате образуется зигота.

Оплодотворение активирует яйцо, оно переходит от состояния покоя к развитию — начинается деление зиготы. Зигота является диплоидной, так как она образовалась в результате слияния двух гаплоидных ядер. Из зиготы формируется диплоидный организм, который обладает новыми комбинациями признаков.

Различают наружное и внутреннее оплодотворение, характерное для животных, а также двойное оплодотворение у растений.

Наружное оплодотворение животных происходит, когда мужские и женские половые клетки попадают во внешнюю среду, где происходит их слияние. Данный тип оплодотворения характерен для амфибий, рыб, многих беспозвоночных. При таком типе размножения выделяется большое количество гамет, потому что велика вероятность их гибели от неблагоприятных условий среды.

Внутреннее оплодотворение характерно для сухопутных животных: круглых червей, пауков, насекомых, рептилий, птиц, млекопитающих. При этом типе оплодотворения сперматозоиды вводятся непосредственно в половые пути самки. Мужские особи для этого имеют специальные совокупительные органы.

Двойное оплодотворение характерно только для цветковых растений. Его открыл русский цитолог и эмбриолог Сергей Гаврилович Навашин в 1898 г.

После переноса пыльцы из пыльников на рыльце пестика, пылинка начинает прорастать. Вегетативная клетка помогает сформировать пыльцевую трубку, по которой движется генеративная клетка. Эта генеративная клетка впоследствии даст начало двум спермиям — мужским гаметам. Спермий не может активно передвигаться, у него отсутствуют жгутики.

В зародышевый мешок в области пыльцевхода врастает пыльцевая трубка, кончик которой разрывается, и спермии попадают внутрь зародышевого мешка. Один спермий сливается с яйцеклеткой, так происходит оплодотворение и образуется зигота. Другой сливается с центральным ядром и формирует триплоидное ядро центральной клетки.

Следовательно, в оплодотворении участвуют два спермия, поэтому оно и получило свое название — двойное оплодотворение.

Из оплодотворенной яйцеклетки развивается зародыш, а из центральной клетки — вторичный эндосперм семени, который содержит питательные вещества.

Покровы семязачатка закладывают кожуру семени, стенки завязи — околоплодник. Благодаря двойному оплодотворению зародыш цветкового растения получает запас питательных веществ, которые расходует при прорастании. Околоплодник выполняет защитную функцию семени, а также содействует их распространению.

Слияние гамет. Механизм оплодотворения и слияния гамет

Рост, созревание гамет и другие обстоятельства, приводящие к встрече мужских и женских половых клеток, имеют лишь предварительное значение на пути к их соединению. Проникновение сперматозоида в яйцеклетку и происходящее в результате этого соединение ядерных веществ обеих клеток являются кульминационным моментом процесса оплодотворения и возвещают о начале жизни нового индивидуума.

Прямые наблюдения над соединением гамет у млекопитающих весьма незначительны и отрывочны. Тем не менее, сопоставляя эти наблюдения с более обширными данными, полученными при изучении водных животных, у которых оплодотворение протекает вне материнского организма, нетрудно представить себе весь ход событий.

Если половое сношение здоровых мужчины и женщины произошло примерно во время овуляции, потребуется лишь несколько часов на то, чтобы яйцеклетка, вступившая в бахромчатый конец маточной трубы, была окружена большим числом сперматозоидов, из которых всего лишь один проникает в яйцеклетку. Сразу же после внедрения сперматозоида яйцеклетка испытывает изменения, направленные на предотвращение проникновения в нее других сперматозоидов.

Это явление можно легко наблюдать под микроскопом у многих морских видов, проводя опыты в чашке с морской водой. Как только сперматозоиды будут введены в чашку, содержащую яйцеклетки, как сразу же можно увидеть, как они толпами окружают каждую яйцеклетку. Несмотря на относительно громадный объем яйцеклетки, она может быть даже приведена во вращение под влиянием объединенных усилий сперматозоидов.

Когда один сперматозоид проник в яйцеклетку, ее поверхностная оболочка тотчас же утолщается и остановится менее проницаемой; одновременно остальные сперматозоиды теряют свою направленную активность, и вскоре по соседству с оплодотворенной яйцеклеткой остаются только одиночные сперматозоиды. То, что эти изменения связаны с оплодотворением яйцеклетки, а не с потерей активности другими сперматозоидами, легко может быть доказано путем добавления в чашку неоплодотворенных яйцеклеток и наблюдения за их оплодотворением оставшимися сперматозоидами.

В яйцеклетку проникают лишь головка сперматозоида (которая состоит почти исключительно из ядерного вещества) и шейка (содержащая центросомный аппарат). Хвостик при внедрении сперматозоида отпадает. В яйцеклетке ядерное вещество, содержавшееся в головке сперматозоида, сразу же теряет свой компактный вид и в нем выявляются хромосомы. В таком состоянии оно называется мужским пронуклеусом.

Обычно у млекопитающих при овогенезе первое деление созревания наблюдается сразу же после овуляции, а второе деление созревания, вероятно, задерживается до проникновения в яйцеклетку сперматозоида. Однако как только сперматозоид проникает в яйцеклетку, все процессы быстро активируются и к моменту образования мужского пронуклеуса второе деление созревания заканчивается. Ядро яйцеклетки с этого момента называется женским пронуклеусом.

Оплодотворение заканчивается лишь тогда, когда хромосомы мужского и женского пронуклеусов сольются вместе. Так как каждый пронуклеус содержит гаплоидный набор хромосом, в оплодотворенной яйцеклетке восстанавливается полный диплоидный набор хромосом, характерный для данного вида.

В период между проникновением в яйцеклетку сперматозоида и объединением хромосом обоих пронуклеусов центросомный аппарат, доставленный сперматозоидом, образует митотическое веретено. Хромосомы в этот период готовятся к первому митотическому делению оплодотворенной яйцеклетки. Это деление обычно происходит вскоре после соединения пронуклеусов, но механизм его активации чрезвычайно сложен и его природа остается неизвестной.

Ясно, что он не ограничивается только соединением мужского и женского пронуклеусов, так как у некоторых из низших животных, обладающих легко доступными для экспериментирования гаметами, сперматозоиды могут начать деление в цитоплазме яйцеклеток с удаленными ядрами. В других случаях сперматозоид, ядерное вещество которого было необратимо повреждено лучами радия, мог еще проникать в яйцеклетку и побуждать ее к делению.

Больше того, яйцеклетки многих низших животных могут начать развитие в отсутствие сперматозоидов, под влиянием соответствующих механических или химических стимулов, что было названо искусственным партеногенезом. Однако, как правило, в таких случаях развитие оказывается гораздо слабее и продолжается недолго. Активация клеточного деления оказывается недостаточной без наличия полноцепного сперматозоида, необходимого для поддержания нормальной силы роста.

Информация на сайте подлежит консультации лечащим врачом и не заменяет очной консультации с ним.
См. подробнее в пользовательском соглашении.

Слияние гамет называется. Слияние гамет. Механизм оплодотворения и слияния гамет. Гаметы растений и животных: сходства и отличия

Чтобы ответить на этот вопрос нужно разобраться, что же представляет из себя "слияние гамет"?

Что такое "слияние гамет"

Слияние гамет (сингамия) или по-другому оплодотворение - это вид полового размножения, при котором происходит слияние половых клеток особей обоих полов (гамет). К примеру, у человека к половым клеткам относятся сперматозоиды (мужские) и яйцеклетка (женские). Все гаметы содержат хромосомы - их 23, при слияние половых клеток образуется зигота с набором хромосом 46. Зигота начинает делиться, благодаря чему появляются органы и системы нового человека.

Что же происходит до слияния гамет

Для того, чтобы произошло слияние гамет нужно, чтобы образовались половые клетки у мужской и у женской особи. Этот процесс называется гаметогенез, который проходит в половых железах. К примеру, у женской особи половые клетки образуются в яичниках (такой процесс называется оогенез), а мужские в семенниках (сперматогенез). Образование клеток проходит в несколько этапов: размножение, рост, созревание, формирование (у мужских особей).

1 этап - размножение. На этом этапе клетки активно делятся и образуются половые клетки, которые еще имеют диплоидный набор хромосом (то есть у них набор хромосом полный, как и у всех клеток организма). Этот этап у мужских особей происходит в период полового созревания и продолжается всю жизнь. У женских особей общее количество половых клеток, которые будут формироваться в процессе ее репродуктивной деятельности закладываются еще в эмбрионе.
2 этап - рост. На данном этапе увеличивается цитоплазма клеток. Накапливаются питательные вещества и удваивается набор хромосом.
3 этап - созревание. На этом этапе происходит мейоз - то есть это деление клеток, при котором уменьшается вдвое набор хромосом. Клетки становятся с гаплоидным набором хромосом (то есть с одинарным набор хромосом).
4 этап - формирование. Выделяют этот этап в процессе формирования сперматогенеза.
Таким образом, чтобы произошло слияние гамет нужно, чтобы образовались половые клетки мужской и женской особи. Процесс их образования очень сложный и удивительно интересный.

Древнейшая форма размножения. Вегетативное размножение растений. Спорообразование. Бесполое размножение. Клонирование. Дрожжевые организмы. Оцените свои знания. Правильные ответы. Процесс воспроизведения себе подобных. Почкование. Вегетативное размножение. Деление надвое. Размножение. Что такое размножение. Размножение плодовых деревьев. Технология размножения комнатных растений. Клон. Окулировка шиповника.

«Способы размножения организмов» - Всё ли правильно изображено на рисунке. Гусь. Кошка. Половые клетки. Формы размножения. Обоеполые организмы. Сколько родителей у этих животных. Гаметы. Размножение животных. Деление. Живые организмы. Раздельнополые организмы. Животные. Зигота. Схема полового размножения. Формы бесполого размножения. Новые животные. Камбала. Родители. Процесс. Как размножаются живые организмы. Новое поколение. Половое размножение.

«Цитологические основы размножения» - Структуры. Деление мейоза. Амитоз. Митотический цикл. Схема митоза. Почки. Фазы митоза. Рост организма. Партеногенез. Политения. Подготовка к делению. Стволовые клетки. Обновляющаяся популяция. Мейоз. Жизненный цикл клетки. Эпидермис. Сущность бесполого размножения. Репродукция клеток. Продолжительность жизни. Значение. Самообновление организма. Бесполое размножение. Развитие организмов. Митоз. Процессы деления клеток.

«Размножение и развитие организмов» - Вспомните. Мейоз. Постэмбриональное. Сравните. Определите способ размножения. Типы размножения. Оплодотворение. Наборы хромосом. Образуйте пары. Онтогенез. Эмбриональное развитие. Самостоятельная работа. Термины по теме. Размножение организмов. Способ деления. Формы размножения. Лабораторная работа.

«Размножение живых организмов» - Половое размножение. Размножение, или самовоспроизведение–свойство всех живых организмов. Настоящая женщина. Размножение и развитие человека. Кишечнополостные. Тычинка. Многообразия живого мира. Форма полового процесса у простейших. Зачем природе понадобилось два пола. Схема оплодотворения. Эволюция размножения. Мужчины и женщины. Партеногенез. Изменчивость, необходимая для естественного отбора. Размножение живых организмов.

«Отличие бесполого размножения от полового» - Изогамия. Новые клетки образуются путем деления уже существующих. Гаметы. Размножение необходимо. В чём преимущество полового размножения над бесполым. Лабораторная работа. Партеногенез. Бесполое и половое размножение организмов. Клонирование. Бинарное деление. Задание: закончить предложение. Гаметогенез. Формы полового размножения. Что такое оплодотворение. Размножение бесполое. Формы бесполого размножения.

Из нашей статьи вы узнаете, что такое гамета. Это особая клетка, функции которой строго специализированы. В чем же они заключаются? Давайте разбираться вместе.

Что такое гамета: определение

В переводе с греческого языка данный термин обозначает "жена" или "муж". Это как нельзя более точно определяет его значение. Гамета - это половая клетка. В природе существуют две ее разновидности - мужские и женские.

В любом случае гаметы образуются в результате деления первичных половых клеток. При этом их диплоидный набор хромосом сохраняется. Это обусловливает увеличение их количества. Процесс формирования мужских и женских гамет имеет свои существенные отличия. Так, из одного первичного сперматозоида образуются четыре полноценные клетки, способные к оплодотворению. У женских гамет такую способность приобретает лишь одна яйцеклетка.

Строение яйцеклетки

Что такое гамета женского организма? Это всегда неподвижная клетка, содержащая достаточный запас питательных веществ, необходимых для развития будущего организма. Она имеет округлую, или шаровидную форму. Яйцеклетка надежно защищена несколькими оболочками: желточной, прозрачной и наружной. Ее цитоплазма - настоящая кладовая желточных включений.

Особенности мужских половых клеток

Теперь давайте разберемся, что такое гамета мужского типа. Сперматозоиды всегда имеют гораздо меньшие размеры по сравнению с яйцеклетками. Это связано с тем, что мужские гаметы содержат только генетическую информацию. Почему они лишены питательных веществ? Дело в том, что основой будущего организма является именно яйцеклетка, которая имеет их в достаточном количестве.

Гаметы растений и животных: сходства и отличия

Мужские гаметы животных подвижны. Сперматозоиды состоят из трех частей: головки, шейки и хвоста. Первая из них содержит ядро. Его хромосомный набор является гаплоидным, или одинарным. Данная черта строения является типичной для всех половых клеток. Головка сперматозоида также содержит акросому, или апикальное тельце. вырабатывает специальный фермент, который способен растворять защитные оболочки яйцеклетки. В шейке находятся центриоли и митохондрии. Они вырабатывают энергию, необходимую для того, чтобы привести в движение хвост.

Мужские гаметы растений называют спермиями. У высших семенных представителей данного царства они находятся в пыльниках тычинок. Передвигаются они при помощи ветра, насекомых или человека. Процесс их переноса на рыльце пестика называют опылением.

Что такое гамета растений и где она расположена? Если речь идет о яйцеклетке, то это, также как и у растений, неподвижная клетка овальной формы. Она находится в нижней расширенной части пестика цветков. Чтобы произошло слияние гамет, два спермия передвигаются к женской гамете по мере роста зародышевой трубки. В результате их оплодотворения образуется семя.

У высших споровых растений половые клетки созревают в специализированных органах - гаметангиях. У этих организмов в жизненном цикле наблюдается четкое чередование поколений.

Рассмотрим этот процесс на примере мхов. Его половое поколение представлено зеленым "ковриком". Он состоит из отдельных листостебельных растений. На них и формируются гаметофиты, в которых созревают половые клетки. В результате процесса оплодотворения, для осуществления которого необходима вода, вырастает бесполое поколение - спорофит. Оно имеет вид коробочки на сухой ножке. В ней созревают клетки бесполого размножения, которые называются спорами. Они попадают в почву и снова дают начало гаметофиту. Так фазы жизненного цикла сменяют друг друга.

Результат оплодотворения

Оплодотворенная яйцеклетка называется зиготой. Ее хромосомный набор уже является диплоидным, или двойным. У животных оплодотворение бывает внешним и внутренним. В первом случае оно происходит вне организма самки. Такой способ характерен для рыб и земноводных. При самец при помощи вводит сперматозоиды в организм самки. Там же происходит и развитие плода, поэтому такой способ является более прогрессивным.

У растений самый сложный процесс слияния гамет наблюдается у цветковых. Оно называется двойным, потому что со спермиями соединяется женская гамета и центральная зародышевая клетка. В результате формируется зародыш, запасное питательное вещество, которое называется эндоспермом, и кожура. А все вместе - семя.

Зигота начинает дробиться. При этом формируется зародыш. Сначала он состоит из одного слоя. Он называется бластулой. Далее в нем начинается закладка тканей и будущих органов. В этот период он называется гаструлой. Продолжается формирование зародыша закладкой трех зародышевых листков, из которых развиваются определенные органы и их системы.

Итак, в нашей статье мы рассмотрели, что такое гамета и зигота. Эти структуры являются носителями наследственной информации и дают начало новому организму.

Развивающаяся в особь (или группу особей) с наследственными признаками обоих родительских организмов, произведших гаметы.

У некоторых видов возможно и развитие в организме одиночной гаметы (неоплодотворённой яйцеклетки) - партеногенез .

Морфология гамет и типы гаметогамии

Изогамия, гетерогамия и оогамия

Морфология гамет различных видов достаточно разнообразна, при этом продуцируемые гаметы могут отличаться как по хромосомному набору (при гетерогаметности вида), так и по величине и подвижности (способности к самостоятельному передвижению), при этом гаметный диморфизм у различных видов варьирует в широких пределах - от отсутствия диморфизма в виде изогамии до своего крайнего проявления в форме оогамии.

Изогамия

Если сливающиеся гаметы морфологически не отличаются друг от друга величиной, строением и хромосомным набором , то их называют изогаметами, или бесполыми гаметами. Такие гаметы подвижны, могут нести жгутики или быть амёбовидными. Изогамия типична для многих водорослей .

Анизогамия (гетерогамия)

Гаметы, способные к слиянию, различаются по размерам, подвижные микрогаметы несут жгутики, макрогаметы могут быть как подвижны (многие водоросли), так и неподвижны (лишённые жгутиков макрогаметы многих протистов).

Оогамия

Способные к слиянию гаметы одного биологического вида резко различаются по размерам и подвижности на два типа: малые подвижные мужские гаметы - сперматозоиды - и крупные неподвижные женские гаметы - яйцеклетки . Различие размера гамет обусловлено тем, что яйцеклетки содержат запас питательных веществ, достаточный для обеспечения нескольких первых делений зиготы при её развитии в зародыш.

Теория дисруптивного отбора Паркера . Если размер зиготы является достаточно важным для её выживания (у организмов с внешним оплодотворением), то эволюционно стабильной стратегией будет анизогамия. В таких случаях популяция, состоящая из самцов (производителей мелких гамет) и самок (производителей крупных гамет) будет стабильной. Теория дисруптивного отбора позволяет объяснить возникновение и поддержание раздельнополости у многих растений и некоторых животных с внешним оплодотворением .

Тип гаметности и пол

Понятие пола связано с дифференциацией по размеру гамет, то есть к мужскому полу мы относим особей, которые производят мелкие подвижные гаметы, а к женскому - тех, которые производят крупные. При этом, дифференциация по типу гаметности (гомо - XX или гетерогаметная конституция - XY) у некоторых видов может не совпадать с дифференциацией по размеру.

В процессе эволюции у большинства видов малые гаметы и гетерогаметная конституция XY оказались у мужского пола, а крупные гаметы и гомогаметная конституция XX - у женского. Это виды с гаметностью типа Drosophila . Напротив, у видов с гаметностью типа Abraxas (англ.) русск. (птицы , бабочки , моль , некоторые виды рыб и др.) направления этих дифференциаций не совпали. Яйцеклетки у женского пола гетерогаметны, а сперматозоиды у мужского - гомогаметны.

Слияние гамет

Процесс слияния гамет, т.е. собственно оплодотворение, разделяют на три последовательные фазы:

1) дистантное взаимодействие гамет и их сближение;

2) контактное взаимодействие гамет и активизация яйцеклетки;

3) вхождение сперматозоида в яйцо и последующее слияние гамет - сингамия.

Первая фаза (дистантное взаимодействие гамет) обеспечивается хемотаксисом - действием совокупности специфических факторов увеличивающих вероятность контакта половых клеток. Осуществляются на некотором расстоянии, до соприкосновения гамет друг с другом. Они направлены на повышение вероятности встречи сперматозоидов и яйцеклетки. Дистантные взаимодействия характерны для водных организмов, с наружным типом оплодотворения. При этом животные сталкиваются со следующими проблемами:

* осуществление встречи спермиев и яиц при их низкой концентрации в среде;

* предотвращение оплодотворения яиц спермиями другого вида. [8]

В ходе эволюции выработалось, соответственно и два механизма и для решения поставленных задач: видоспецифичное привлечение спермиев и видоспецифичная их активация.

Видоспецифичное привлечение спермиев доказано для многих животных: кишечнополостных, моллюсков, иглокожих и первично-хордовых. Оно представляет собой род хемотаксиса - и движения по градиенту концентрации вещества. В 80-х гг. XX удалось идентифицировать два видоспецифичных аттрактантасперматозоидов морских ежей - сперакт и резакт. Об вещества относятся к пептидам и содержат 10 и 14 аминокислотных остатков соответственно. Важную роль в этом хемотаксисе принадлежит гамонам - химическим веществам, вырабатываемым половыми клетками. Яйцеклетка способна продуцировать т.н. гиногамоны или фертилизины, а сперматозоид - андрогомогы. Гиногамон I - низкомолекулярное вещество небелковой природы, котороеактивирует движение сперматозоидов, повышая вероятность их встречи с яйцом. Гиногамон II - вещество белковой природы (гликопротеин), которое вызывает связывание сперматозоидов при взаимодействии с комплементарным ему андрогомоном II, встроенным в поверхностную оболочку спермия. Андрогомон I подавляет подвижность спермия. Андрогомон II разжижает студенистое вещество и растворяет оболочку яйца, поэтому его зачастую отождествляют с гиалуронидазой. Установлено, что яйцеклетки выделяют пептиды, способствующие привлечению сперматозоидов. Сразу после эякуляции сперматозоиды не способны к проникновению в яйцеклетку до тех пор, пока не произойдет капацитация - приобретение спермиями оплодотворяющей способности. Капацитация происходит в течение приблизительно семи часов под действием секрета женских половых путей. В процессе капацитации с плазмалеммы спермия в области акросомы удаляются гликопротеины и протеины семенной плазмы, что способствует акросомальной реакции. В механизме капацитации большое значение принадлежит действию гормонов, прежде всего прогестерона (гормон желтого тела), активизирующего секрецию железистых клеток яйцеводов. Во время капацитации происходят связывание холестерола цитолеммы спермия альбуминами женских половых путей и обнажение биохимических рецепторов половых клеток.

Оплодотворение происходит в ампулярной части яйцевода. Оплодотворению предшествует осеменение - дистантное взаимодействие и сближение гамет, обусловленное хемотаксисом.

Вторая фаза оплодотворения - контактное взаимодействие, во время которого сперматозоиды вращают яйцеклетку. Многочисленные спермии приближаются к яйцеклетке и вступают в контакт с её оболочкой. Яйцеклетка начинает совершать вращательные движения вокруг своей оси со скоростью ~4 оборота в минуту. Эти движения обусловлены биением жгутиков сперматозоидов, которые продолжаются около ~12 ч.

В процессе контактного взаимодействия мужской и женской половых клеток в спермиях происходит акросомальная реакция. Она заключается в слиянии наружной мембраны акросомы с передними двумя третями поверхности плазмалеммы спермия. Затем мембраны разрываются в области слияния и в среду высвобождаются ферменты акросомы. Запуск второй фазы оплодотворения происходит под влиянием сульфатированных полисахаридов блестящей (прозрачной) зоны. Они вызывают поступление ионов кальция и натрия в головку спермия, замещение ими ионов калия и водорода и разрыв мембраны акросомы. Прикрепление спермия к яйцеклетке происходит под влиянием углеводной группы фракции гликопротеинов прозрачной зоны яйцеклетки. Рецепторы спермия для прозрачной зоны представляют собой фермент гликозилтрансферазу. Этот фермент, находящийся на поверхности акросомы головки сперматозоида, «узнаёт» сахар N-ацетилглюкозамин - рецептор женской половой клетки. Плазматические мембраны в месте контакта половых клеток сливаются и происходит плазмогамия - объединение цитоплазм обеих гамет.

Сперматозоиды при контакте с яйцеклеткой могут связывать десятки тысяч молекул гликопротеида Zp3. При этом отмечается запуск акросомальной реакции. Акросомальная реакция характеризуется повышением проницаемости плазмалеммы спермия к ионам Са2+ и её деполяризацией. Это способствует слиянию плазмалеммы с передней мембраной акросомы.

Ферменты разрушают блестящую зону, спермий проходит через разрыв и входит в перивителлиновое пространство, расположенное между блестящей зоной и плазмалеммой яйцеклетки. Через несколько секунд изменяются свойства плазмалеммы яйцеклетки, и начинается кортикальная реакция, а ещё через несколько минут наступает зонная реакция, в процессе которой изменяются свойства блестящей зоны.

Оплодотворению способствуют сотни других, принимающих участие в осеменении, сперматозоидов. Ферменты, выделяемые из акросом, - спермолизины (трипсин, гиалуронидаза) разрушают лучистый венец, расщепляют гликозаминогликаны прозрачной зоны яйцеклетки. Отделяющиеся фолликулярные клетки склеиваются в конгломерат, который вслед за яйцеклеткой перемещается по маточной трубе благодаря мерцанию ресничек эпителиальных клеток слизистой оболочки маточной трубы.

Третья фаза оплодотворения - сингамия. В овоплазму проникают головка и промежуточная часть хвостового отдела. После вхождения сперматозоида в овоцит на периферии овоплазмы происходит её уплотнение (зонная реакция) и образуется оболочка оплодотворения.[1]. Кортикальная реакция - это слияние плазмалеммы яйцеклетки с мембранами кортикальных гранул. В результате этого содержимое из гранул выходит в перивителлиновое пространство и воздействует на молекулы гликопротеидов блестящей зоны. Вследствие этой зонной реакции молекулы Zp3 модифицируются и утрачивают способность быть рецепторами спермиев. Образуется оболочка оплодотворения толщиной ~50 нм, препятствующая полиспермии, то есть проникновению других спермиев. Механизм кортикальной реакции включает приток ионов натрия через участок мембраны сперматозоида, встроенный в поверхность яйцеклетки после завершения акросомальной реакции. В результате отрицательный мембранный потенциал клетки становится слабоположительным. Приток ионов натрия обусловливает высвобождение ионов кальция из внутриклеточных депо и увеличение его содержания в гиалоплазме яйцеклетки. Вслед за этим начинается экзоцитоз кортикальных гранул. Высвобождающиеся из них протеолитические ферменты разрывают связи между блестящей зоной и плазмалеммой яйцеклетки, а также между спермиями и прозрачной зоной. Кроме того, выделяется гликопротеид, связывающий воду и привлекающий её в пространство между плазмалеммой и блестящей зоной. Вследствие этого формируется перивителлиновое пространство. Наконец, выделяется фактор, способствующий отвердению прозрачной зоны и образованию из нее оболочки оплодотворения.

Благодаря механизмам предотвращения полиспермии только одно гаплоидное ядро сперматозоида получает возможность слиться с одним гаплоидным ядром яйцеклетки, что приводит к восстановлению характерного для всех клеток диплоидного набора хромосом. Проникновение сперматозоида в яйцеклетку через несколько минут значительно усиливает процессы внутриклеточного метаболизма, что связано с активизацией её ферментативных систем. Это служит стимулом для завершения второго деления мейоза, и овоцит второго порядка становится зрелым яйцом. При этом образуется также второе полярное тельце, которое тотчас же дегенерирует, а хвост сперматозоида рассасывается в цитоплазме ядра. Ядра обеих гамет превращаются в пронуклеусы и сближаются. Мембраны пронуклеусов разрушаются, а отцовские и материнские хромосомы прикрепляются к образовавшимся нитям веретена. К этому времени оба гаплоидных набора, содержащих у человека по 23 хромосомы, уже реплицировались, и возникшие в результате 46 пар хроматид выстраиваются по экватору веретена, как в метафазе митоза. Слияние пронуклеусов называется кариогамией и продолжается около ~12 ч. На этой стадии восстанавливается диплоидное число хромосом.[9] После слияния женского и мужского пронуклеусов оплодотворенное яйцо получает название зиготы (одноклеточный зародыш). Зигота проходит стадии анафазы и телофазы и завершает свое первое митотическое деление. Следующий за этим цитокинез приводит к образованию из одноклеточного зародыша двух диплоидных дочерних клеток. Уже на стадии зиготы выявляются презумптивные зоны (лат.: presumptio - вероятность, предположение) как источники развития соответствующих участков бластулы, из которых в дальнейшем формируются зародышевые листки. Процесс оплодотворения заканчивается и начинаются процессы дробления

Процесс оплодотворения яйцеклетки

Беременность и рождение ребенка – долгожданные события в жизни многих семей. Именно время оплодотворения яйцеклетки считается моментом зарождения новой жизни, но для того, чтобы это произошло, должно пройти несколько событий. К тому же оплодотворение яйцеклетки – это только первый шаг к наступлению беременности, ведь зигота должна пройти ряд преобразований, успешно имплантироваться в эндометрии и развиваться.

Оплодотворение яйцеклетки – сложный процесс слияния половых клеток, зависящий от множества внешних и внутренних факторов. Перед тем, как происходит оплодотворение яйцеклетки, осуществляется ряд других механизмов: формирование половых гамет, овуляция, эякуляция, процесс прохождения сперматозоидов внутрь полости матки и растворения защитных оболочек ооцита.

Процесс оплодотворения яйцеклетки – удивительный биологический механизм, каждый этап которого призван обеспечить появление здорового и полноценного потомства. Чтобы оплодотворенная яйцеклетка смогла трансформироваться в эмбрион и продолжать дальнейшее развитие, необходимо в течение всей жизни следить за состоянием своего здоровья. Это особенно касается женщин, ведь помимо оплодотворения яйцеклетки, в матке должны сформироваться оптимальные условия для роста и развития плода. Поэтому планирование беременности играет важную роль в современном обществе. Пройти полноценное обследование, получить необходимую информацию и консультацию, а также терапевтические мероприятия можно в клинике «Центр ЭКО» Волгоград.

Овуляция

Многие люди интересуются: сколько происходит оплодотворение яйцеклетки. Но стоит отметить, что процесс невозможен без нескольких важных предшествующих изменений в организме, в том числе и овуляции.

Овуляция – это выход яйцеклетки из фолликула в брюшную полость. Ежемесячно у каждой женщины созревает 1 полноценная яйцеклетка (реже несколько, что приводит к многоплодной беременности), хотя начинают деление несколько клеток одновременно. Процесс созревания и выхода яйцеклетки регулируется гормонами.

Как правило, овуляция наступает в середине менструального цикла, ей предшествуют увеличение базальной температуры и рост уровня ЛГ в крови. Чтобы произошло оплодотворение яйцеклетки женщины, половая гамета должна попасть из яичников в маточную трубу. Это осуществляется за счет предварительного поступления информации о месторасположении будущей овуляции, в результате ворсинки маточных труб обволакивают яичник и постоянно считывают сигналы с его поверхности, в момент выхода яйцеклетки они сразу захватывают ее внутрь, чтобы она не потерялась в брюшной полости.

Но сколько нужно времени для оплодотворения яйцеклетки с момента ее выхода? В принципе, оплодотворение яйцеклетки – динамичный процесс, но он возможен только в течение суток после овуляции, если яйцеклетка не повстречается со сперматозоидом, она погибнет и выйдет вместе с менструальными выделениями.

Где и как происходит оплодотворение яйцеклетки

Оплодотворение яйцеклетки женщины в большинстве случаев происходит в маточных трубах. Половая гамета не имеет собственных ворсинок и не способна самостоятельно двигаться, но за счет периодических сокращений маточных труб она передвигается в сторону полости матки, поэтому оплодотворение яйцеклетки в матке вполне возможно, но это происходит в редких случаях.

Как правило, момент встречи половых клеток возникает в маточных трубах. В них создаются благоприятные условия для оплодотворенной яйцеклетки, образовавшаяся зигота начинает свой рост и деление и только через 5-7 дней попадает в полость матки, чтобы найти лучшее место для прикрепления и дальнейшего развития.

Миграция сперматозоидов

Чтобы понять, сколько происходит оплодотворение яйцеклетки, необходимо просчитать время с момента попадания спермы во влагалище до проникновения сперматозоидов в фаллопиевы трубы. Стоит отметить, что оплодотворение яйцеклетки женщины возможно в течение 24 часов после овуляции, поэтому наиболее благоприятными днями для зачатия являются несколько дней до и 1 сутки после овуляции. Это связано с тем, что сперматозоиды – жизнеспособные клетки, сохраняющие свои свойства в течение 3-5 суток. И если они заранее добрались до маточной трубы, но не повстречали яйцеклетку, то они ждут подходящего момента.

Во время незащищенного полового контакта во влагалище попадает более 300 миллионов сперматозоидов, чем больше половых гамет, тем выше вероятность осуществления процесса оплодотворения яйцеклетки. Основная масса сперматозоидов гибнет в агрессивной среде влагалища, некоторые не справляются со слизью цервикального канала, другие застревают в складках, только самые жизнеспособные и активные добираются до полости матки и фаллопиевых труб.

Как быстро проходит процесс зачатия? Как правило, сперматозоидам необходимо 3-4 часа для проникновения в маточные трубы, хотя описываются случаи, когда наиболее активные спермии достигали заветного места за полчаса.

Как происходит оплодотворение яйцеклетки после встречи половых гамет

Процесс оплодотворения яйцеклеток сложный и требует значительных усилий со стороны сперматозоидов. Женская половая гамета окружена плотной защитной оболочкой и для проникновения спермия внутрь ему придется ее растворить. Для этого в области головки сперматозоида расположена акросома, которая после соприкосновения с оболочкой активируется и растворяет ее.

Чтобы значительно уменьшить объемы защитного слоя, необходимо несколько сотен сперматозоидов. Как только одна мужская половая клетка проникает внутрь, начинается слияние ядер гамет – непосредственный процесс оплодотворения яйцеклетки. Затем оплодотворенная яйцеклетка меняет структуру защитной оболочки, чтобы внутрь никто больше не попал. После оплодотворения яйцеклетки образуется зигота, которая содержит диплоидный набор хромосом, полученных от родителей.

Сколько проходит времени для формирования эмбриона после зачатия? Зигота начинает деление через 24-30 часов после оплодотворения яйцеклетки. Она постепенно трансформируется в бластоцисту и через 5-7 суток видоизмененная оплодотворенная яйцеклетка попадает в полость матки.

После оплодотворения яйцеклетки и попадания бластоцисты в полость матки наступает новый важный период – выбор подходящего места для имплантации. Сколько после оплодотворения яйцеклетки проходит времени до прикрепления эмбриона в эндометрии? Процесс оплодотворения яйцеклетки и образования зиготы занимает примерно сутки, еще 5-7 дней нужно для перехода оплодотворенной яйцеклетки в полость матки, процесс имплантации занимает примерно 2 дня, хотя иногда описываются случаи позднего внедрения эмбриона (в течение 10 суток).

Оплодотворение яйцеклетки и наступление беременности – схожие, но разные процессы. Ведь для наступления нового состояния женщины важно не только осуществление процесса оплодотворения яйцеклетки, но и успешной прикрепление оплодотворенной яйцеклетки в эндометрий.

Стоит отметить, что в матке после оплодотворения яйцеклетки происходит также ряд важных изменений. Под действием прогестерона (гормона желтого тела) осуществляется созревание эндометрия и создание оптимальных условий для развития эмбриона. После оплодотворения яйцеклетки на 10-14 сутки ворсинки хориона зародыша начинают синтезировать ХГЧ, который подтверждает факт наступления беременности.

Время оплодотворения яйцеклетки

Большинство пациентов интересует, сколько времени занимает оплодотворение яйцеклетки. Но стоит отметить, что время оплодотворения яйцеклетки невозможно вписать в строгие рамки, так как сроки оплодотворения яйцеклетки – сборное понятие, состоящее из нескольких частей:

Время оплодотворения яйцеклетки в первую очередь зависит от овуляции – примерно средина менструального цикла;
Время возможного оплодотворения яйцеклетки после ее выхода из яичника – 12-24 часа, но сроки могут меняться в зависимости от возраста, образа жизни и вредных привычек женщины;
Время оплодотворения яйцеклетки также зависит от сроков полового контакта: наиболее благоприятные дни – несколько суток до овуляции и 1 день после (примерно 6 дней);
Время от оплодотворения яйцеклетки до успешной имплантации – примерно 9 суток, хотя сроки варьируют в зависимости от состояния организма женщины. Если эмбрион не закрепляется в эндометрии, то он погибает и выходит с менструальными выделениями.

Признаки оплодотворения яйцеклетки

Через сколько дней после оплодотворения яйцеклетки можно определить признаки беременности? Этот вопрос волнует многих женщин. Стоит отметить, что иногда женщины могут ощутить признаки оплодотворения яйцеклетки с момента слияния гамет до имплантации зародыша:

Увеличение интенсивности дыхания;
Изменение обмена веществ;
Рост уровня свободных аминокислот (обнаруживается по биохимическим тестам);
Высокие значения базальной температуры тела.

Эти признаки оплодотворения яйцеклетки субъективные и косвенные, подтвердить факт наступления беременности с их помощью невозможно.

Объективные признаки оплодотворения яйцеклетки появляются после успешной имплантации эмбриона:

Нет менструации;
Увеличивается утомляемость, возникают частые перепады настроения;
Возможны незначительные боли внизу живота;
Скудные кровяные выделения (признак закрепления оплодотворенной яйцеклетки в матке при повреждении сосудов);
Изменения в молочных железах;
Рост ХГЧ;
Изменения в полости матки при УЗИ.

Самые точные признаки оплодотворения яйцеклетки и наступления беременности – динамический рост уровня ХГЧ в первом триместре и обнаружение плода в полости матки на УЗИ.

Опытные врачи-репродуктологи клиники «Центр ЭКО» в Волгограде проконсультируют вас по всем вопросам, связанным с зачатием. Запишитесь на приём по номеру , мы на связи круглосуточно

Читайте также: