Гаметогенез – это процесс формирования половых клеток

В нашей статье мы познакомимся с таким понятием, как гаметогенез. Это процесс, который характерен только для организмов, размножающихся половым способом.

Определение понятия

В ходе полового размножения особей новое поколение возникает как результат слияния специализированных клеток. Они называются гаметы.

В животном организме они формируются в особых органах – железах. Более древние организмы являются гермафродитными. В этом случае в одном организме созревают клетки двух типов – женские и мужские. К ним относятся кишечнополостные, все типы червей, а также некоторые моллюски. В ходе эволюции появились раздельнополые виды.

Гаметогенез – это процесс, который происходит и у растений. К примеру, у покрытосеменных генеративным органом является цветок. Споровые формируют гаметофиты.

Этапы гаметогенеза

Несмотря на существенные отличия в строении женских и мужских половых клеток, они проходят ряд одинаковых этапов развития. Стадии гаметогенеза следующие: размножение, рост, созревание. В первой первичные половые клетки многократно дробятся. При этом диплоидный набор в ядрах их хромосом сохраняется, что обеспечивает увеличение количества гамет.

В фазу роста происходит увеличение размеров клеток. В них также осуществляется процесс репликации ДНК. Его суть заключается в синтезе дочерней молекулы нуклеиновой кислоты на основе родительской. Усиленный рост сопровождается накоплением питательных веществ, необходимых для дальнейшего развития.

В результате стадии дозревания формирующиеся половые клетки делятся путем мейоза. Поскольку он является редукционным, из диплоидных гамет образуются гаплоидные. Они имеют одинарный набор хромосом. Это очень важно, поскольку половой процесс предполагает слияние клеток. Завершается гаметогенез стадией дозревания.

Особенности формирования мужских половых клеток

Процесс гаметогенеза имеет свои отличительные особенности. В результате стадии дозревания формируется четыре гаплоидные мужские половые клетки. Они делятся путем мейоза. В результате образуются гаплоидные спермациты. На стадии формирования в их клетках уплотняются ядро и цитоплазма, а размеры становятся значительно меньше – практически в 30 раз, чем у предшественниц.

Процесс сперматогенеза продолжается 80 дней. Длина мужских половых клеток млекопитающих достигает максимум 800 мкм. Они состоят из головки, в которой расположено ядро, шейки и хвоста. Последняя часть обеспечивает передвижение сперматозоидов.

Формирование яйцеклеток

Процесс формирования женских гамет называется овогенезом. На стадии роста яйцеклеток после первого мейотического деления формируются две клетки. Цитоплазма между ними распределяется неравномерно, поэтому они отличаются по строению. Первая – более крупная. Она содержит большое количество запасных веществ и называется овоцит. Вторая – полярное тельце, гораздо меньших размеров.

В результате второго деления образуются четыре клетки. Только одна из них является жизнеспособной. Это яйцеклетка. Три остальные называются направительными, или полярными тельцами. Они содержат минимальное количество питательных веществ, а впоследствии разрушаются.

Какой смысл имеет такой гаметогенез? Это гарантирует уменьшение количества яйцеклеток, которые способны к оплодотворению, и обеспечивает необходимое количество питательных веществ.

Гаметогенез у животных

Процесс формирования половых клеток животных происходит в специализированных железах. В мужском организме это семенники, в женском – яичники. После гаметогенеза следует оплодотворение – слияние половых клеток. У животных различают два типа этого процесса: внешнее и внутреннее.

В первом случае оплодотворение происходит вне организма самки. Оно характерно для некоторых червей, моллюсков, а также рыб и земноводных. Но преобладающему количеству наземных и некоторых водных животных свойственно внутреннее оплодотворение. Это более прогрессивный тип, поскольку он обеспечивает защиту и жизнеспособность будущего организма.

Гаметогенез у растений

У разных систематических групп растений гаметогенез и дальнейшее оплодотворение имеет свои особенности. Самым прогрессивным этот процесс является у цветковых, или покрытосеменных. Из материнской клетки в нижней расширенной части пестика, которая называется завязь, в ходе мейоза формируются четыре клетки. Они называются мегаспоры и имеют гаплоидный набор хромосом. При этом продолжает делиться только одна из них, а остальные три отмирают. Из жизнеспособной клетки развивается зародышевый мешок, в котором находятся центральная зародышевая и яйцеклетка.

В пыльниках тычинки в результате редукционного дробления развиваются микроспоры с гаплоидным набором хромосом. Они продолжают делиться. В результате формируются пыльцевые зерна.

У цветковых растений процессу оплодотворения предшествует опыление. Это перенос спермиев с пыльника тычинки на рыльце пестика, который осуществляется с помощью ветра, насекомых или человека. В процессе оплодотворения принимают участие две мужские гаметы. Одна из них сливается с женской гаметой с образованием зародыша. Другой спермий соединяется с центральной зародышевой клеткой, формируя запасное питательное вещество – эндосперм. Поэтому такой тип оплодотворения называется двойным.

Итак, гаметогенез – это формирование половых клеток. В ходе этого процесса, который происходит в несколько этапов, образуются гаметы с одинарным хромосомным набором. Это происходит потому, что в дальнейшем гаметы сливаются. При этом формируется диплоидный организм.