Основными элементами репродуктивной системы человека являются половые клетки: яйцеклетка и сперматозоид, при слиянии которых образуется новая жизнь. Они содержат генетический код, который определяет пол ребенка, его внешность, черты характера и особенности развития различных систем организма. Особенности строения женской и мужской половых клеток, какие функции они выполняют – подробно об этом в статье.

Мужские гаметы

Сперматозоид – это мужская половая клетка, основной функцией которой выступает оплодотворение яйцеклетки. Размер гаметы – 50–55 мкм, поэтому рассмотреть ее возможно только под микроскопом. Сперматозоид состоит из нескольких частей:

• Головка.

Этот сегмент половой клетки имеет форму ложки, в которой расположено ядро. Оно содержит в себе генетический код, находящийся в 23 хромосомах. Причем одна из них определяет пол будущего ребенка: Х-хромосома дает жизнь девочке, а Y-хромосома – мальчику. Ядро окружает мембранный пузырек, защищающий головку от ударов и агрессивной среды влагалища. В нем созревают ферменты, способные растворить оболочку яйцеклетки, чтобы сперматозоид мог проникнуть в цитоплазму женской половой клетки. Центросома, которая выполняет функцию регулировки движения хвоста половой клетки.

Строение сперматозоида.

• Тело.

Оно начинается мягкой частью или шейкой, необходимой сперматозоиду для возможности совершения колебательных движений головкой. В средней зоне тела находится цитоскелет, обеспечивающий подвижность хвостика. В теле созревают митохондрии, которые продуцируют энергию для движения сперматозоида к яйцеклетке.

• Хвост.

Самая длинная часть сперматозоида, составляющая 3/4 всей клетки, имеет форму жгутика и состоит из микротрубочек, покрытых плотной оболочкой. Кнутообразные движения хвоста позволяют половой клетке преодолеть все препятствия и добраться до яйцеклетки за 72 часа, в течение которых сперматозоиды могут функционировать вне семенников.

К моменту рождения в организме мальчика находятся зачаточные несформированные сперматозоиды, которые остаются в таком состоянии до подросткового возраста. В дальнейшем каждые 70–72 дня спермии проходят стадии созревания. Таким образом, в мужской репродуктивной системе постоянно происходит созревание и обновление половых клеток, и в течение жизни организм мужчины способен спродуцировать более 500 млрд спермиев.

В семенных каналах сперматозоиды находятся в неподвижном состоянии, но процесс семяизвержения запускает их активацию, благодаря чему половые клетки непрерывно движутся, улавливая «сигнал» яйцеклетки. Для успешного оплодотворения необходим выпуск нескольких сотен миллионов спермиев за одну эякуляцию. Однако намного важнее иметь большой процент здоровых сперматозоидов, которые отличаются отсутствием внутренних и внешних дефектов.

Женские гаметы

Яйцеклетка является крупной клеткой. Ее форма напоминает слегка вытянутый шар диаметром 100–170 мкм, то есть в три раза крупнее сперматозоида. Она лишена частей, обеспечивающих движение, но обладает запасом питательных веществ. Под микроскопом можно увидеть, что в центре находится гаплоидное ядро с набором хромосом. Как и в головке сперматозоида, в нем есть 22 аутосомные + 1 половая хромосома. В цитоплазме яйцеклетки находятся несколько желтковых гранул, состоящих из жиров, белков, витаминов и микроэлементов. Они обеспечивают половую клетку питанием от момента созревания до внедрения в матку или гибели.

В цитоплазме находятся рибосомы и митохондрии, продуцирующие энергию половой клетки. В состав жидкости входят и кортикальные гранулы, необходимые для успешного оплодотворения сперматозоидом и препятствия проникновению других спермиев. Внешний слой яйцеклетки составляет плазматическая мембрана, окруженная фолликулярной оболочкой под названием «лучистый венец». Он представляет собой микроскопические ворсинки из мукополисахаридов, выполняющих питательную и защитную функции.

Строение зрелой яйцеклетки.

В отличие от мужского организма, в котором сперматозоиды обновляются до старости, девочки рождаются уже с определенным запасом яйцеклеток. Во время беременности у плода-девочки формируется 6–8 млн фолликул. Однако в процессе эволюционного отбора часть клеток отмирает и к моменту рождения их остается уже 1–1,5 млн. В период развития и роста женский организм продолжает терять половые клетки. Рубеж первой менструации девушка перешагивает с 300–400 тысячами гамет, а к 35 годам женщина располагает только 20–25 тысячами яйцеклеток. Причем некоторые из них становятся слишком слабыми для осуществления оплодотворения.

Яйцеклетка не имеет частей, помогающих ей совершать поступательное движение к матке. Поэтому расстояние до матки через фаллопиеву трубу она преодолевает белее трех суток. После созревания и выхода в брюшную полость половая клетка подбирается выростами воронок маточной трубы, покрытой изнутри мерцающими ресничками. Они плавно доносят ее до ампулярного отдела, где и совершается процесс оплодотворения. Далее эмбрион перемещается к матке, где внедряется в стенку органа. Если слияния не происходит, яйцеклетка вымывается из организма вместе с выделениями менструации.

Патологически короткий менструальный цикл женщины (менее 20 дней) недостаточен для созревания яйцеклетки, а слишком долгий (более 37 дней) – становится причиной ее перезревания и недееспособности.

Сравнение

Сходства и отличия половых клеток можно оценить, изучив таблицу, в которой рассматриваются как особенности строения, так и функции гамет. Признаки, отличающие яйцеклетку от сперматозоида:

Общими чертами яйцеклетки и сперматозоида является наличие генетического кода, передаваемого ребенку от родителей. Отличительных признаков у половых клеток очень много, но именно они позволяют гаметам слиться при оплодотворении для создания новой жизни.

Частые вопросы

Какие основные отличия между сперматозоидом и яйцеклеткой?

Сперматозоид – это мужская половая клетка, обладающая хвостиком для передвижения, меньшим размером и содержащая половую хромосому Y. Яйцеклетка – женская половая клетка, крупнее по размеру, содержит половую хромосому X и обладает запасами питательных веществ для будущего зародыша.

Какие функции выполняют сперматозоид и яйцеклетка в процессе оплодотворения?

Сперматозоид выполняет функцию оплодотворения, передвигаясь к яйцеклетке и проникая в ее оболочку. Яйцеклетка же предоставляет генетический материал и обеспечивает начальные питательные ресурсы для развития зародыша.

Какие особенности структуры обуславливают специфические функции сперматозоида и яйцеклетки?

Структурные особенности сперматозоида, такие как хвостик для движения и содержание ферментов для проникновения в яйцеклетку, обуславливают его способность к активной оплодотворительной функции. Яйцеклетка, в свою очередь, имеет больший размер и содержит запасы питательных веществ, необходимых для начального развития зародыша после оплодотворения.

Полезные советы

СОВЕТ №1

Сперматозоиды обладают хвостовым движением, что позволяет им активно передвигаться к яйцеклетке, в то время как яйцеклетка пассивно ожидает оплодотворения.

СОВЕТ №2

Яйцеклетка содержит большое количество питательных веществ, необходимых для развития зародыша, в то время как сперматозоиды не содержат запасов питательных веществ.

СОВЕТ №3

Сперматозоиды содержат одну половину нормального набора хромосом, в то время как яйцеклетка содержит другую половину, что позволяет образоваться полноценному набору хромосом у оплодотворенной яйцеклетки.