Общая характеристика процесса оплодотворения

После своего выхода из гонад как яйцеклетка, так и спермий обречены на гибель в течение считанных часов, если они не отыщут друг друга и не сольются в единое целое в ходе процесса оплодотворения. Впоследствии, активированная проникновением сперматозоида, яйцеклетка приступает к осуществлению своей программы развития.

Оплодотворение — слияние сперматозоида с яйцеклеткой, завершающееся объединением их ядер в единое ядро оплодотворенного яйца (зиготы). У подавляющего большинства животных при нормальном развитии именно оплодотворение служит толчком к выходу яйцеклетки из анабиотического состояния, в котором она находится на последнем этапе стадии созревания.

Готовность яйцеклеток к оплодотворению определяется выделением направительных телец. Сперматозоиды проникают в яйцеклетку на разных этапах этого процесса: до выделения (круглые черви), в момент выделения (млекопитающие, включая человека) и после их выделения (иглокожие).

Оплодотворение осуществляет две разные функции:

• половую (комбинирование генов двух родителей) — включает передачу генов от родителей потомкам;

• репродуктивную (создание нового организма) — включает инициацию в цитоплазме яйца тех реакций, которые позволяют продолжать развитие.

Важная роль в процессе оплодотворения принадлежит сперматозоиду, он необходим:

• для активации яйца, побуждения его к началу развития (данная функция неспецифична: в качестве активирующего фактора сперматозоид может быть заменен рядом физических или механических агентов, см. также «Партеногенез»);

• внесения в яйцеклетку генетического материала отца.

Существует несколько принципов классификации процесса оплодотворения:

по месту проникновения сперматозоида в яйцеклетку:

• наружное (оплодотворение происходит во внешней среде);

• внутреннее (оплодотворение происходит в половых путях самки);

по количеству сперматозоидов, участвующих в оплодотворении:

• моноспермное (один сперматозоид);

• полиспермное (два и более сперматозоидов).

У ряда беспозвоночных, рыб, хвостатых амфибий и птиц возможна по­лиспермия, когда в яйцо проникает несколько сперматозоидов, однако с ядром яйцеклетки сливается ядро одного спермия.

Продолжительность жизни сперматозоидов и яйцеклеток относительно невелика как при наружном, так и при внутреннем оплодотворении. Яйцеклетки многих беспозвоночных, а также рыб и амфибий должны быть оплодотворены сразу же после овуляции.

К моменту встречи с яйцеклеткой сперматозоид должен сохранять не только активное движение, но и свою оплодотворяющую способность. Как правило, они теряют ее раньше, чем способность к движению. Так, у морского ежа оплодотворяющая способность сперматозоидов сохраняется в течение 30 часов, а жизнеспособность в течение двух суток.

Оплодотворяющая способность спермы зависит от многих факторов: концентрации в ней сперматозоидов, температуры, pH среды (в щелочной среде спермии более активны, но быстро растрачивают энергию и раньше погибают, а в кислой их активность меньше, но продолжительность жизни больше).

Осеменение (внутреннее и внешнее) его значение.

Осеменение, процесс, обеспечивающий у животных встречу гамет — яиц и сперматозоидов (спермиев); предшествует оплодотворению. Успеху Осеменение

способствуют одновременные созревание и выведение гамет у особей мужского и женского пола. Эти процессы часто связаны со сложным комплексом поведенческих реакций и находятся под контролем факторов внешней среды: времени года, длины светового дня, температуры и др. Осеменение бывает наружным и внутренним. Наружное Осеменение свойственно большинству животных, обитающих или размножающихся в воде (многие беспозвоночные, большинство рыб, бесхвостые земноводные); они вымётывают яйца и спермии в воду, где и осуществляется оплодотворение. Встрече гамет содействует выработка гамонов, усиливающих движения сперматозоидов и продлевающих период их подвижности, а также веществ, способствующих скоплению спермиев вблизи яиц. Внутреннее Осеменение присуще некоторым водным и всем наземным животным (губки, многие кишечнополостные, черви, членистоногие, моллюски, большинство позвоночных — акулообразные, химеровые и некоторые костистые рыбы, хвостатые земноводные, пресмыкающиеся, птицы и млекопитающие). При внутреннем Осеменение сперма обычно вводится в половые пути самки. Иногда спермии переносятся в виде скоплений, одетых капсулой, — сперматофоров (у членистоногих, головоногих моллюсков, акулообразных и химеровых рыб, хвостатых земноводных) или небольших масс, лишённых специальной оболочки, в которых спермии спаяны между собой, — спермоцейгм (у некоторых кольчатых червей, насекомых, костистых рыб из семемейства карпозубых). У млекопитающих спермии, взвешенные в спермиальной жидкости, вводятся во влагалище или в матку и далее перемещаются благодаря мышечным сокращениям стенок половых органов, пока не достигнут ампулы яйцевода. Сюда же попадают и овулировавшие яйца, перенесённые из воронки яйцевода мерцательными движениями ресничек эпителия слизистой оболочки. На заключит, этапе сперматозоиды приближаются к яйцу с помощью активных поступательных движений.