Что такое гамета

Здравствуйте уважаемые читатели блога. Сегодня мы поговорим о гаметах, которые являются основой репродукции растений и животных.

Узнаем, что это такое, как образуются гаметы, как происходит процесс оплодотворения и в чем заключается закон чистоты гамет.

Гамета — это…

Термин «гамета» используется для половых клеток растений и животных, участвующих в половом размножении. Клетки характеризуются гаплоидным (одинарным) набором хромосом и способностью передавать наследственную информацию потомству.

Когда мужские и женские гаметы сливаются, происходит оплодотворение и образуется зигота — оплодотворенная диплоидная клетка, дающая начало новому организму.

Встречаются особи, у которых развивается только одна неоплодотворенная женская гамета. Это явление называется партеногенезом. Кстати, упоминается в песне В. Высоцкого о планете, расположенной в далеком созвездии «Тау Кита», самки которой предпочитают размножение исключительно почкованием.

Образование гамет

Гаметы образуются путем последовательного деления клеток в две стадии: мейоз.

На первом этапе гомологичные хромосомы расходятся, в результате чего появляются две дочерние клетки с пониженной плоидностью. При дальнейшем делении (вторая стадия) уже образуются четыре дочерние клетки только с одним набором хромосом, представляющие собой гаметы.

Другими словами, гамета – это продукт деления эукариотической клетки с переходом из диплоидного состояния в гаплоидное. Гамета – неделимая клетка.

Типы и строение гамет

Гамета может быть мужской или женской.

У животных мужская гамета представлена ​​одним сперматозоидом, у большинства семенников — сперматозоидом (тот же сперматозоид, только у него отсутствуют органы движения — жгутики). Сперматозоиды переносятся ветром, водой или насекомыми-опылителями. Женская гамета называется яйцеклеткой.

Типичный сперматозоид животного состоит из головки, средней части и жгутика (в редких случаях их несколько).

Головка содержит ядро ​​с хромосомами, акросому (содержит ферменты, растворяющие оболочку яйцеклетки) и две центриоли (одна участвует в оплодотворении яйцеклетки, другая — в контроле двигательной функции жгутика). Митохондрии расположены в средней части. Конечная часть — жгутик — орган движения.

Длина сперматозоидов в большинстве случаев колеблется в пределах нескольких десятков микрон и не зависит от размеров особи. Например, сперма мыши в полтора раза крупнее человеческой.

Яйцеклетка намного крупнее сперматозоида и в большинстве случаев имеет сферическую или эллиптическую форму. В отличие от сперматозоида, он содержит не только наследственную информацию, но и запас питательных веществ (желток), поэтому малоподвижен.

В состав яйцеклетки входят ядро ​​с набором Х-хромосом, цитоплазма (именно там хранится желток) и оболочка (мембрана), состоящая из фолликулярных клеток.

Строение и размеры яиц весьма разнообразны не только на уровне класса, но и на уровне вида. В частности, страусиное яйцо диаметром до 30 см — это одно и то же яйцо! У плацентарных млекопитающих размер женской гаметы обычно составляет от 40 до 120 микрон.

Процесс оплодотворения

У млекопитающих при скрещивании миллионы сперматозоидов устремляются к яйцеклетке по фаллопиевым трубам. Головка сперматозоида содержит специальные ферменты, которые помогают сперматозоиду проникнуть через оболочку в яйцеклетку.

В результате слияния мужской и женской гамет образуется диплоидная клетка — зигота.

Оболочка яйцеклетки устроена таким образом, что после проникновения первого спермия доступ другим «претендентам» закрыт. Это необходимое условие для развития здоровой зиготы.

Если защитный механизм по какой-то причине не сработает и в яйцеклетку попадет несколько сперматозоидов, в зиготе образуются дополнительные хромосомы, что непременно приведет к плохому развитию или гибели эмбриона.

Так вот, в этой сфере конкуренция просто огромна: из миллиона претендентов только одному суждено стать победителем!

Существует два типа сперматозоидов: с половой хромосомой X и с половой хромосомой Y. Но яйцеклетка имеет только одну половую хромосому: X. Если яйцеклетка оплодотворяется сперматозоидом X, родится особь женского пола (XX), но если яйцеклетка — мужская гамета Y — первая, рождение увидит особь противоположного пола (XY).

У покрытосеменных (цветковых) растений процесс оплодотворения происходит в цветке. Сперматозоиды образуются из пыльцевых зерен и созревают в тычинках, а яйцеклетки — в семязачатках пестика.

Для этого вида растений характерно двойное оплодотворение, когда один из сперматозоидов, попадая на рыльце пестика, опыляет и, следовательно, оплодотворяет женскую гамету. Второй сперматозоид сливается с другой центральной клеткой, образуя эндосперм, содержащий питательные вещества для зародыша.

Оплодотворение голосеменных растений происходит в женских шишках, а созревание пыльцы происходит в мужских шишках. Эта пыльца с помощью ветра или насекомых переносится на большие расстояния (десятки километров) и в конце концов достигает семязачатка, где образуется сперма.

Последние проникают в семязачаток через пыльцевую трубку, и один из них срастается с семязачатком женской шишки, запуская механизм оплодотворения. Через определенное время оплодотворенная семяпочка образует зиготу, из которой позже развивается семя.

Гипотеза чистоты гамет

Создатель теории наследственности, один из основоположников генетики, австрийский ботаник и биолог Г. Мендель, в результате восьмилетних опытов с горохом обнаружил, что у гибрида, полученного путем скрещивания родителей с разными альтернативными признаками (в частности, с разные цвета гороха), смешения генов не происходит.

Они остаются в чисто аллельной форме, т.е гаметы содержат только один ген аллельной пары. Иными словами, при мейозе за счет независимого расхождения гомологичных хромосом от пары аллелей в гамету попадает только один ген.

Гипотеза чистоты гамет является квинтэссенцией двух законов Менделя: закона единообразия гибридов и закона дробления.

Она объясняет деление двояко: по фенотипу и по генотипу.

Например, у особи с генотипом AaBv образуются 4 типа гамет: AB; СРЕДНИЙ; аВ и аv; те доминантный ген «А» сочетается с доминантным геном «В» или рецессивным геном «с», а рецессивный ген «а» сочетается с доминантным геном «В» или рецессивным геном «с».

Из полученных комбинаций видно, что гибрид второго поколения получит ¾ доминантных признаков и ¼ рецессивных, то есть деление по фенотипу происходит в соотношении 3:1.

Поделиться:
×
Рекомендуем посмотреть