Здравствуйте, уважаемые читатели блога7j.ru. Сегодня мы поговорим о гаметах, которые являются основой размножения растений и животных.
Мы узнаем, что это такое, как образуются гаметы, как проходит процесс оплодотворения и что такое закон чистоты гамет.
Термин «гамета» употребляется к репродуктивным клеткам растений и животных, участвующих в половом размножении. Клетки характеризуются гаплоидным (одинарным) набором хромосом и способностью передавать наследственную информацию потомству.
При слиянии мужских и женских гамет происходит оплодотворение и образуется зигота – диплоидная оплодотворённая клетка, дающая старт новому организму.
Существуют особи, в которых развивается только одна неоплодотворённая женская гамета. Это явление получило название партеногенез. О нём, кстати, упоминается в песне В.Высоцкого о планете, расположенной в далёком созвездии «Тау Кита», женщины которой предпочитают размножение исключительно путём почкования.
Гаметы образуются путём последовательного двухэтапного клеточного деления – мейоза.
На первом этапе происходит расхождение гомологичных хромосом, результатом которого является появление двух дочерних клеток с уменьшенной плоидностью. При дальнейшем делении (второй этап) формируются уже четыре дочерние клетки с одинарным набором хромосом, которые и представляют собой гаметы.
Иными словами, гамета – продукт деления эукариотической клетки с переходом из диплоидного состояния в гаплоидное. Гамета является неделимой клеткой.
Гамета может быть либо мужской, либо женской.
У животных мужская гамета представлена сперматозоидом, у большинства семенных растений – спермием (тот же сперматозоид, только лишённым органов движения – жгутиков). Спермий переносится ветром, водой или насекомыми-опылителями. Женская гамета называется яйцеклеткой.
Типичный сперматозоид животного состоит из головки, средней части и жгутика (в редких случаях их бывает несколько).
В головке находится ядро с хромосомами, акросома (содержит ферменты, растворяющие оболочку яйцеклетки) и две центриоли (одна участвует в оплодотворении яйцеклетки, другая – в управлении двигательной функцией жгутика). В средней части расположена митохондрия. Концевая часть – жгутик является органом движения.
Длина сперматозоида в большинстве случаев колеблется в пределах нескольких десятков микрон и не зависит от размеров особи. Например, сперматозоид мыши в полтора раза крупнее человеческого.
Яйцеклетка существенно больше сперматозоида и имеет чаще всего шаровидную или эллипсовидную форму. В отличие от сперматозоида в ней сосредоточена не только наследственная информация, но и запас питательных веществ (желток), поэтому она малоподвижна.
В структуру яйцеклетки входит ядро с хромосомным набором Х, цитоплазма (именно там и хранится желток) и оболочка (мембрана), составленная из фолликулярных клеток.
Строение и размер яйцеклетки отличаются большим разнообразием не только на классовом, но и на видовом уровне. В частности, страусиное яйцо, имеющее диаметр до 30 см – та же яйцеклетка! У плацентарных млекопитающих женская гамета обычно находится в пределах 40-120 мкм.
У млекопитающих при скрещивании миллионы сперматозоидов устремляются к яйцеклетке через маточные трубы. Головка сперматозоида содержит специальные ферменты, помогающие сперме проникнуть сквозь оболочку внутрь яйцеклетки.
В результате слияния мужских и женских гамет образуется диплоидная клетка – зигота.
Мембрана яйцеклетки устроена таким образом, что после проникновения первого сперматозоида доступ другим «претендентам» закрывается. Это обязательное условие для развития здоровой зиготы.
Если защитный механизм по какой-либо причине не сработает и яйцеклетку попадёт несколько клеток спермы, у зиготы образуются дополнительные хромосомы, что непременно приведёт к нарушению развития или гибели эмбриона.
Так что на данном поприще конкуренция просто огромна: из миллиона кандидатов победителем суждено стать только одному!
Существует два типа сперматозоидов: с половой хромосомой X и с половой хромосомой Y. А вот у яйцеклетки только одна половая хромосома – X. Если яйцеклетку оплодотворит сперматозоид X, родится индивидуум женского пола (XX), ну а если первой успеет мужская гамета Y – свет увидит особь противоположного пола (XY).
У покрытосеменных (цветковых) растений процесс оплодотворения происходит в цветке. Спермии образуются из пыльцевых зёрен и созревают в тычинках, а яйцеклетки – в семязачатках пестика.
Для этого типа растений характерно двойное оплодотворение, когда один из спермиев, попав на рыльце пестика, опыляет и, соответственно, оплодотворяет женскую гамету. Второй спермий сливается с ещё одной, центральной клеткой, образуя эндоспермий, который содержит питательные вещества для зародыша.
Оплодотворение голосемянных растений протекает в женских шишках, в то время как в мужских шишках созревает пыльца. Эта пыльца с помощью ветра или насекомых переносится на большие расстояния (на десятки километров) и, в конечном итоге, попадает на семязачаток, где образует спермии.
Последние по пыльцевой трубке проникают в семязачаток, а один из них сливается с яйцеклеткой женской шишки, запуская механизм оплодотворения. Через определённое время оплодотворённая яйцеклетка образует зиготу, из которой в дальнейшем развивается семя.
Создатель теории о наследственности, один из основателей генетики австрийский ботаник и биолог Г.Мендель на основании восьмилетних опытов с горохом обнаружил, что у гибрида, полученного в результате скрещивания родителей с разными альтернативными признаками (в частности, с разным цветом горошин), смешение генов не происходит.
Они остаются в чистом аллельном виде, т.е. гаметы содержат лишь один ген из аллельной пары. Иными словами, при мейозе из-за независимого расхождения гомологичных хромосом из пары аллелей только один ген попадает в гамету.
Гипотеза чистоты гамет – квинтэссенция двух законов Менделя: закона единообразия гибридов и закона расщепления.
Она объясняет расщепление по двум признакам: по фенотипу и генотипу.
Например, особь с генотипом АаВв образует 4 типа гамет: АВ; Ав; аВ и ав; т.е. доминантный ген «А» комбинируется либо с доминантным геном «В», либо с рецессивным геном «в», а рецессивный ген «а» сочетается либо с доминантным геном «В», либо с рецессивным геном «в».
Из полученных комбинаций видно, что гибрид второго поколения получит ¾ доминантных признаков и ¼ — рецессивных, т.е. расщепление по фенотипу происходит в соотношении 3:1.
Удачи вам! До скорых встреч на страницах блога7j.ru
|
|
|
|
|
|
|
Здравствуйте, уважаемые читатели блога7j.ru. Красиво рассказанная история – одно из самых первых развлечений, известных человечеству. Поэтому древние авторы экспериментировали с разными формами, стараясь добиться максимального воздействия на слушателя.
