В процессе митоза последовательно протекает пять фаз: профаза, прометафаза, метафаза, анафаза и телофаза. Эти фазы, непосредственно следующие друг за другом, связаны незаметными переходами. Каждая предыдущая обусловливает переход к последующей.
В клетке, вступающей в деление, хромосомы приобретают вид клубка из множества тонких, слабо спирализованных нитей. В это время каждая хромосома состоит из двух сестринских хроматид. Образование хроматид происходит по матричному принципу в S-период митотического цикла как следствие репликации ДНК.
В самом начале профазы, а иногда и до ее наступления центриоль делится на две, и они расходятся к полюсам ядра. Одновременно хромосомы претерпевают процесс скручивания (спирализации), вследствие чего значительно укорачиваются и утолщаются. Хроматиды несколько отходят друг, от друга, оставаясь связанными лишь центромерами. Между хроматидами появляется щель. К концу профазы в животных клетках вокруг центриолей образуется лучистая фигура. В большинстве растительных клеток центриолей нет.
К концу профазы ядрышки исчезают, ядерная оболочка под действием ферментов из лизосом растворяется, хромосомы оказываются погруженными в цитоплазму. Одновременно появляется ахроматиновая фигура, которая состоит из нитей, тянущихся от полюсов клетки (если есть центриоли, то от них). Ахроматиновые нити прикрепляются к центромерам хромосом. Образуется характерная фигура, напоминающая веретено. Электронно-микроскопические исследования показали, что нити веретена - это трубочки, канальцы.
В прометафазе в центре клетки находится цитоплазма, имеющая незначительную вязкость. Погруженные в нее хромосомы направляются к экватору клетки.
В метафазе хромосомы находятся в упрядоченном состоянии в области экватора. Хорошо видны все хромосомы, благодаря чему изучение кариотипов (подсчет числа, изучение форм хромосом) проводится именно в этой стадии. В это время каждая хромосома состоит из двух хроматид, концы которых разошлись. Поэтому на метафазных пластинках (и идиограммах из метафазных хромосом) хромосомы имеют Х-образную форму. Изучение хромосом проводится именно в этой стадии.
В анафазе каждая хромосома продольно расщепляется по всей ее длине, в том числе и в области центромеры, точнее сказать, происходит расхождение хроматид, которые после этого становятся сестринскими, или дочерними, хромосомами. Они имеют палочкообразную форму, изогнутую в области первичной перетяжки. Нити веретена сокращаются, направляются к полюсам, а за ними начинают расходиться к полюсам и дочерние хромосомы. Расхождение их осуществляется быстро и всех одновременно, как «по команде». Это хорошо показывают кинокадры делящихся клеток. Бурные процессы происходят и в цитоплазме, которая на кинопленке напоминает кипящую жидкость.
В телофазе дочерние хромосомы достигают полюсов. После этого хромосомы деспирализуются, теряют ясные очертания, вокруг них формируются ядерные оболочки. Ядро приобретает строение, сходное с интерфазным материнской клетки. Восстанавливается ядрышко.
Далее происходит цитокинез, т.е. разделение цитоплазмы. В клетках животных этот процесс начинается с образования в экваториальной зоне перетяжки, которая, все более углубляясь, отделяет, наконец, сестринские клетки друг от друга. В клетках растений разделение сестринских клеток начинается во внутренней области материнской клетки. Здесь мелкие пузырьки эндоплазматической сети сливаются, образуя, в конце концов, клеточную мембрану. Построение целлюлозных клеточных оболочек связано с использованием секретов, накапливающихся в диктиосомах.
Митоз, сочетающийся с задержкой цитокинеза, приводит к образованию многрядерных клеток. Такой процесс наблюдается, например, при размножении простейших путем схизогонии. У многоклеточных организмов так образуются синцитии, т. е. ткани, состоящие из протоплазмы, в которой отсутствуют границы между клетками. Такими являются некоторые мышечные ткани и тегумент плоских червей.
Продолжительность каждой из фаз митоза различна - от нескольких минут до сотен часов, что зависит от ряда причин: типа тканей, физиологического состояния организма, внешних факторов (температура, свет, химические вещества). Изучение влияния этих факторов на различные периоды митотического цикла с целью воздействия на него имеет большое практическое значение.
Амитоз - так называемое прямое деление ядра клетки. При этом делении морфологически сохраняется интерфазное состояние ядра, хорошо видны ядрышко и ядерная мембрана. Хромосомы не выявляются и равномерного распределения их не происходит. Ядро делится на две относительно равные части без образования ахроматинового аппарата. На этом деление может закончиться, и возникает двухядерная клетка; иногда перешнуровывается и цитоплазма. Описано амитотическое деление ядер в некоторых дифференцированных тканях, например в скелетной мускулатуре, клетках кожного эпителия, соединительной ткани и некоторых других, а также в патологически измененных клетках. Однако этот способ деления ядра никогда не встречается в клетках, нуждающихся в сохранении полноценной генетической информации, например в оплодотворенных яйцеклетках и клетках нормально развивающихся эмбрионов. Там встречается только митоз. Амитоз не может считаться полноценным способом размножения ядер клеток эукариотов.
Эндомитоз (гр. endon - внутри). При эндомитозе после репродукции хромосом деления клетки не происходит. Это приводит к увеличению числа хромосом иногда в десятки раз по сравнению с диплоидным набором, т. е. приводит к возникновению полиплоидных клеток. Эндомитоз встречается в интенсивно функционирующих клетках различных тканей, например в клетках печени.
Политения (гр. poly - много). Политенией называется воспроизведение в хромосомах тонких структур - хромонем, количество которых может увеличиваться многократно, достигая 1000 и более, но увеличения числа хромосом при этом не происходит. Хромосомы приобретают гигантские размеры. Политения наблюдается в некоторых специализированных клетках, например, в слюнных железах двукрылых. При политении выпадают все фазы митотического цикла, кроме репродукции первичных нитей хромосом. Клетки с политенными хромосомами у дрозофилы используются для построения цитологических карт генов в хромосомах.
Рост и обновление клеточных комплексов. В сложных многоклеточных организмах растений и животных отдельные органы и ткани характеризуются различной митотической активностью. Для изучения митотической активности и обновления клеточных комплексов использованы новейшие методы: определение количества ядер, изучение изменения количественного содержания ДНК в ткани, исследование клеточного деления посредством радиоавтографии. Это позволило разделить все ткани на три категории клеточных комплексов: стабильные, растущие и обновляющиеся.
В стабильных клеточных комплексах не обнаруживаются митозы и количественное содержание ДНК остается постоянным. К таким клеткам, которые редко делятся (у человека в возрасте старше 7 дней), относятся нейроны. Эти клетки сохраняются на протяжении всей жизни, но в них происходят возрастные изменения.
К числу растущих клеточных комплексов относятся такие группы однородных клеток, в которых всегда встречаются отдельные клетки, находящиеся в стадии митоза. Предполагается, что клетки в этих комплексах живут на протяжении всей жизни организма, а за счет вновь образующихся клеток происходит увеличение органа. Из таких клеточных комплексов состоят почки, некоторые железы, мышцы.
Обновляющиеся клеточные комплексы – это группы однородных клеток с большим числом митозов. В таких комплексах число вновь образующихся клеток восполняет такое же число систематически погибающих, например, клетки пищеварительного канала, клетки кожного эпидермиса, ткань семенников и кроветворных органов.
Факторы, влияющие на митотическую активность. Отмечен суточный ритм митотической активности. У животных, ведущих ночной образ жизни, в большинстве органов максимум митозов происходит утром, а минимум – в ночное время, у дневных животных максимум – в вечерние часы, а минимум – днем. Это связано как с ритмом активности, так и с изменением факторов внешней (свет, температура) и внутренней среды. К факторам внутренней среды, регулирующим митозы, относятся негуморальные механизмы, осуществляемые нервной системой и гормонами надпочечников, гипофиза, щитовидной и половых желез. Стимулирующее влияние на митозы оказывают также продукты распада тканей. Действие их наиболее заметно сказывается на течении регенерационных процессов.
Старение и гибель клетки. Большинство клеток раньше или позже начинает проявлять признаки старения и погибает. Эти процессы происходят на протяжении всей жизни организма и даже в эмбриональный период.
В стареющих клетках накапливается специальный пигмент «изнашивания», что является следствием ухудшения с возрастом выделения из клетки плохо растворимых веществ. В числе прочих веществ накапливаются липиды. В ряде тканей увеличивается содержание кальция. Происходят и другие изменения химизма клетки. Все это приводит к снижению функциональной активности и всех жизненных проявлений клетки.
Гибель клетки связана с необратимым прекращением процессов жизнедеятельности, но обычно это не одномоментный акт. Внутриклеточные процессы развиваются постепенно и не одновременно в различных органоидах.
После наступления гибели клетки меняется вязкость цитоплазмы (она может разжижаться или уплотняться), происходит коагуляция протоплазмы, митохондрии распадаются на гранулы. Последовательно разрушаются и другие органоиды. В ядре дольше, чем в цитоплазме, не наступают посмертные изменения. Сначала уменьшается его объем, а потом оно начинает подвергаться фрагментации и растворению.
Причина посмертных изменений клетки чаще всего связана с активацией некоторых внутриклеточных ферментов. Под их воздействием в клетке происходит аутолиз (гр. auto-сам, lysis-растворение), т.е. саморастворение тканей. Вследствие накопления в клетке низкомолекулярных соединений через клеточную мембрану возрастает диффузия воды. Клетка набухает, ее форма и структура меняются.
РАЗМНОЖЕНИЕ
Размножение, или репродукция, - одно из основных свойств, характеризующих жизнь. Под размножением понимается способность организмов производить себе подобных. Явление размножения тесно связано с одной из черт, характеризующих жизнь, - дискретностью. Как известно, целостный организм состоит из дискретных единиц - клеток. Жизнь почти всех клеток короче жизни особи, поэтому существование каждой особи поддерживается размножением клеток. Каждый вид организмов также дискретен, т. е. состоит из отдельных особей. Каждая из них смертна. Существование вида поддерживается размножением (репродукцией) особей. Следовательно, размножение - необходимое условие существования вида и преемственности последовательных генераций внутри вида. В основе классификации форм размножения лежит тип деления клеток: митотический (бесполое) и мейотический (половое). Формы размножения можно представить в виде следующей схемы: Размножение может быть бесполым у одноклеточных (деление, эндогония, шизогония, почкование, спорообразование) и у многоклеточных (вегетативное размножение, полиэмбриония, спорообразование). Также размножение может быть половым у одноклеточных (конъюгация, копуляция) и у многоклеточных (без оплодотворение, с оплодотворением).
Бесполое размножение. У одноклеточных эукариот это – деление, в основе которого лежит митоз, у прокариот – разделение нуклеотида, а у многоклеточных организмов – вегетативное (лат. vegetatio – расти) размножение, т.е. частями тела или группой соматических клеток.
Бесполое размножение одноклеточных организмов. У одноклеточных растений и животных различают следующие формы бесполого размножения: деление, эндогония, множественное деление (шизогония) и почкование.
Деление характерно для одноклеточных (амебы, жгутиковые, инфузории). Сначала происходит митотическое деление ядра, а затем в цитоплазме возникает все углубляющаяся перетяжка. При этом дочерние клетки получают равное количество информации. Органоиды обычно распределяются равномерно. В ряде случаев обнаружено, что делению предшествует их удвоение. После деления дочерние особи растут и, достигнув величины материнского организма, переходят к новому делению.
Эндогония - внутреннее почкование. При образовании двух дочерних особей - эндодиогонии - материнская дает лишь двух потомков (так происходит размножение токсоплазмы), но может быть множественно внутреннее почкование, что приведет к шизогонии.
Шизогония, или множественное деление, - форма размножения, развившаяся из предыдущей. Она тоже встречается у одноклеточных организмов, например возбудителя малярии - малярийного плазмодия. При шизогонии происходит многократное деление ядра без цитокинеза, а затем и вся цитоплазма разделяется на частички, обособляющиеся вокруг ядер. Из одной клетки образуется много дочерних. Эта форма размножения обычно чередуется с половой.
Почкование заключается в том, что на материнской клетке первоначально образуется небольшой бугорок, содержащий дочернее ядро, или нуклеоид. Почка растет, достигает размеров материнской особи и затем отделяется от нее. Эта форма размножения наблюдается у бактерий, дрожжевых грибов, а из одноклеточных животных – у сосущих инфузорий.
Спорообразование встречается у животных, относящихся к типу простейших, классу споровиков. Спора - одна из стадий жизненного цикла, служащая для размножения, она состоит из клетки, покрытой оболочкой, защищающей от неблагоприятных условий внешней среды. Некоторые бактерии после полового процесса способны образовывать споры. Споры бактерий служат не для размножения, а для переживания неблагоприятных условий и по своему биологическому значению отличаются от спор простейших и многоклеточных растений.
Вегетативное размножение многоклеточных животных. При вегетативном размножении у многоклеточных животных новый организм образуется из группы клеток, отделяющейся от материнского организма. Вегетативное размножение встречается лишь у наиболее примитивных из многоклеточных животных: губок, некоторых кишечнополостных, плоских и кольчатых червей. У губок и гидры за счет размножения группы клеток на теле образуются выпячивания (почки). В почку входят клетки экто- и энтодермы. У гидры почка постепенно увеличивается, на ней формируются щупальца, и, наконец, она отделяется от материнской особи. Ресничные и кольчатые черви длятся перетяжками на несколько частей; в каждой из них восстанавливаются недостающие органы. Так может образоваться цепочка особей. У некоторых кишечнополостных встречается размножение стробиляцией, заключающейся в том, что полипоидный организм довольно интенсивно растет и по достижении известных размеров начинает поперечными перетяжками делиться на дочерние особи. В это время полип напоминает стопку тарелок. Образовавшиеся особи – медузы - отрываются и начинают самостоятельную жизнь. У многих видов (например, кишечнополостных) вегетативная форма размножения чередуется долевой.
Особой формой вегетативного размножения следует признать полиэмбрионию, при которой эмбрион делится на несколько частей, каждая из которых развивается в самостоятельный организм. Полиэмбриония распространена у ос (наездники), ведущих паразитический образ жизни в личиночном состоянии, из млекопитающих - у броненосца. К этой категории явлений относится образование однозиготных близнецов у человека и других млекопитающих.
Половое размножение. Половое размножение характеризуется наличием полового процесса, который заключается обычно в слиянии двух клеток - гамет. Формированию гамет у многоклеточных предшествует особая форма деления клеток - мейоз.
В результате мейоза в половых клетках находится не диплоидный, как в соматических клетках, а гаплоидный набор хромосом. Поэтому в жизненном цикле организмов, размножающихся половым способом, имеется две фазы - гаплоидная и диплоидная. Продолжительность этих фаз у различных групп организмов не одинакова: у грибов, мхов и некоторых простейших преобладает гаплоидная, у высших растений и многоклеточных животных - диплоидная. Биологическое значение мейоза описано ниже.
Разнообразные формы полового процесса у одноклеточных организмов можно объединить в две группы: конъюгацию, при которой специальные половые клетки (половые особи) не образуются, и гаметическую копуляцию, когда формируются половые элементы и происходит их попарное слияние.
Конъюгация - своеобразная форма полового процесса, существующая у инфузорий. Инфузории - животные типа простейших. Характерной чертой их является наличие двух ядер: большого - макронуклеуса и малого- микронуклеуса. Инфузории обычно размножаются делением надвое. При этом микронуклеус делится митотически. При половом процессе - конъюгации - инфузории сближаются попарно, между ними образуется протоплазматический мостик. Одновременно в ядерном аппарате каждого из партнеров совершаются сложные процессы: макронуклеус растворяется, а из микронуклеуса в результате ряда перестроек в конце концов формируются стационарное и мигрирующее ядра. Каждое из них содержит гаплоидный набор хромосом. Мигрирующие ядра переходят в цитоплазму партнера. В каждом из них стационарное и мигрирующее ядра сливаются, образуя так называемый синкарион (rp. syn - вместе, karyon - ядро), содержащий диплоидный набор хромосом. После ряда сложных перестроек из синкариона формируются обычные макро- и микронуклеусы.
После конъюгации инфузории расходятся; каждая из них сохраняет самостоятельность, но благодаря обмену кариоплазмой наследственная информация каждой особи изменяется, что, как и в других случаях полового процесса, может привести к появлению новых комбинаций свойств и признаков.
Для бактерий характерно размножение почкованием, но обнаружен и половой процесс. У некоторых видов бактерий существуют особи, которые можно назвать женскими (реципиентными) и мужскими (донорскими). Между такими особями периодически осуществляется конъюгация. Она резко отличается от конъюгации инфузорий. У бактерий две особи образуют между собой протоплазматический мостик, через который часть нити ДНК переходит из донорской клетки в реципиентную. Явление конъюгации у бактерий также приводит к комбинативной изменчивости.
Образование гамет и гаметическая копуляция. Копуляцией (лат. copulatio - совокупление) называется половой процесс у одноклеточных организмов, при котором две особи приобретают половые различия, т. е. превращаются в гаметы и полностью сливаются, образуя зиготу. В процессе эволюции степень различия гамет нарастает. На первом этапе полового размножения гаметы еще не наблюдается морфологической дифференцировки, т. е. имеет место изогамия. Примером может служить размножение раковинной корненожки полистомеллы (Polystomella) и жгутиконосца политомы (Polytoma). У этих одноклеточных животных ядро делится мейозом, три гаплоидные ядра лизируются, а клетка, приобретая пару жгутиков, становится подвижной изогаметой.
Дальнейшее усложнение процесса связано и с дифференцировкой гамет на крупные и мелкие клетки, т. е. появлением анизогамии (rp. anisos- неравный). Наиболее примитивная форма ее существует у некоторых колониальных жгутиконосцев. У Pandorina morum образуются как большие, так и малые гаметы, причем и те, и другие подвижны. Более того, сливаться попарно могут не только большая гамета с малой, но и малая с малой, однако большая гамета с большой никогда не сливается. Следовательно, у пандорины наряду с появлением анизогамии еще сохраняется изогамия. У другого колониального жгутиконосца Eudarina elegans и хламидомонад макро- и микрогаметы еще подвижны, но сливаются лишь разные гаметы, т. е. проявляется исключительно анизогамия.
Наконец, у вольвокса (Volvox globator) большая гамета становится неподвижной; она во много раз крупнее мелких подвижных гамет. Такая форма анизогамии, когда гаметы резко различны, получила название овогамии. У многоклеточных животных при половом размножении имеет место лишь овогамия.
Развитие гамет у многоклеточных животных происходит в половых железах - гонадах (rp. gone - семя). Различают два типа половых клеток: мужские (сперматозооны) и женские (яйцеклетки). Сперматозооны развиваются в семенниках, яйцеклетки - в яичниках.
Если мужские и женские половые клетки развиваются в одной особи, такой организм называется гермафродитным. Гермафродитизм свойствен многим животным, стоящим на сравнительно низких ступенях эволюции органического мира: плоским и кольчатым червям, моллюскам. Как патологическое состояние он может встречаться и в других группах животных и у человека. У человека это обычно следствие нарушений эмбрионального развития. Описаны случаи и мозаицизма, когда в одних соматических клетках набор хромосом XX, в другиx - ХY.
При естественном гермафродитизме мужские и женские половые железы могут функционировать одновременно на протяжении всей жизни данной особи, например у сосальщиков, ленточных и кольчатых червей. В таких случаях организмы, как правило, имеют ряд приспособлений, препятствующих самооплодотворению.
У некоторых моллюсков половая железа периодически продуцирует то яйцеклетки, то сперматозооны. Это зависит как от возраста особи, так и от условий существования. Например, у устриц это может быть обусловлено преобладанием белкового или углеводного питания.
Половые клетки развиваются из первичных половых клеток, обособляющихся на ранних стадиях зародышевого развития; у аскариды, ракообразных, насекомых и лягушки - уже в процессе дробления, у пресмыкающихся и птиц - на стадии гаструлы, у млекопитающих и человека - во время раннего органогенеза. Первичные половые клетки имеют ряд морфологических и биохимических особенностей в отличие от соматических клеток. Если у зародыша разрушить первичные половые клетки, то гаметы у него не формируются.
Строение половых клеток (гамет). Гаметы представляют собой высокодифференцированные клетки. В процессе эволюции они приобрели приспособления для выполнения специфических функций. Ядра как мужских, так и женских гамет в равной мере содержат наследственную информацию, необходимую для развития организма. Но другие функции яйцеклетки и сперматозоона различны, поэтому по строению они резко отличаются. Яйцеклетки неподвижны, имеют шарообразную или слегка вытянутую форму. Они содержат все типичные клеточные органоиды, но строение их отличается от такового других клеток, так как приспособлено для реализации возможности развития целого организма.
Яйцеклетки значительно крупнее, чем соматические клетки. Внутриклеточная структура цитоплазмы в них специфична для каждого вида животных, чем обеспечиваются видовые (а нередко и индивидуальные) особенности развития. В яйцеклетках содержится ряд веществ, необходимых для развития зародыша. К их числу относится питательный материал (желток). У некоторых видов животных накапливается столько желтка в яйцеклетках, что они могут быть видны невооруженным глазом (икринки рыб и земноводных, яйца рептилий и птиц). Из современных животных наиболее крупные яйца у сельдевой акулы (29 см в диаметре). У птиц яйцом считается то, что в повседневной жизни называется «желтком»; диаметр яйца страуса 10,5 см, курицы - около 3,5 см. Небольшие размеры имеют яйцеклетки животных, у которых развивающийся зародыш получает питание из материнского организма, например у высших млекопитающих. Диаметр яйцеклетки мыши - 60 мкм, коровы-100 мкм. Яйцеклетка человека имеет в поперечнике 130- 200 мкм.
Яйцеклетки покрыты оболочками, которые выполняют защитную функцию, обеспечивают необходимый тип обмена веществ, у плацентарных млекопитающих служат для внедрения зародыша в стенку матки, а также выполняют и другие функции.
Сперматозооны обладают способностью к движению, чем в известной мере обеспечивается возможность встречи гамет. По внешней морфологии и малому количеству цитоплазмы сперматозооны резко отличаются от всех других клеток, но все основные органоиды в них имеются.
Типичный сперматозоон имеет головку, шейку и хвост. На переднем конце головки расположена акросома, состоящая из видоизмененного комплекса Гольджи. Основную массу головки занимает ядро. В шейке находятся центриоль и спиральная нить, образованная митохондриями.
При исследовании сперматозоонов под электронным микроскопом обнаружено, что протоплазма головки его имеет не коллоидное, а жидкокристаллическое состояние. Этим достигается устойчивость сперматозоонов к неблагоприятным влияниям внешней среды. Например, они в меньшей степени повреждаются ионизирующей радиацией по сравнению с незрелыми половыми клетками.
Размеры сперматозоонов всегда микроскопические. Наиболее крупные они у тритона - около 500 мкм, у домашних животных (собака, бык, лошадь, баран) - от 40 до 75 мкм. Длина сперматозоонов человека колеблется в пределах 52-70 мкм. Все сперматозооны несут одноименный (отрицательный) электрический заряд, что препятствует их склеиванию. Число сперматозоонов, образующихся у животных, колоссально. Например, при половом акте собака выделяет их около 60 млн., баран - до 2 млрд., жеребец около 10 млрд., человек - около 200 млн.
Для некоторых животных характерны атипичные сперматозооны, строение которых весьма разнообразно. Например, у ракообразных они обладают выростами в виде лучей или отростков, у круглых червей имеют форму шаровидных или овальных телец и т. д.
Процесс формирования половых клеток (гамет) известен под общим названием гаметогенеза. Он характеризуется рядом весьма важных биологических процессов и протекает несколько по-разному при созревании сперматозоонов (сперматогенез) и яйцеклеток (овогенез).
Гаметогенез. Сперматогенез. Семенник состоит из многочисленных канальцев. На поперечном разрезе через каналец видно, что в нем имеется несколько слоев клеток. Они представляют собой последовательные стадии развития сперматозоонов.
Наружный слой (зона размножения) составляют сперматогонии - клетки округлой формы; у них относительно большое ядро и значительное количество цитоплазмы. В период эмбрионального развития и после рождения до полового созревания сперматогонии делятся путем митоза, благодаря чему увеличиваются число этих клеток и сам семенник. Период интенсивного деления сперматогонии называется периодом размножения. После наступления половой зрелости часть сперматогониев также продолжает делиться митотически и образовывать такие же клетки, но некоторые из них перемещаются в следующую зону роста, расположенную ближе к просвету канальца. Здесь происходит значительное возрастание размеров клеток за счет увеличения количества цитоплазмы. В этой стадии они называются первичными сперматоцитами.
Третий период развития мужских гамет называется периодом созревания. В этот период происходят два быстро наступающих одно вслед за другим деления. Из каждого первичного сперматоцита сначала образуются два вторичных сперматоцита, а затем четыре сперматиды, имеющие овальную форму и значительно меньшие размеры. Деление клеток во время периода созревания сопровождается перестройкой хромосомного аппарата (происходит мейоз; см. ниже). Сперматиды перемещаются в зону, ближайшую к просвету канальцев, где из них формируются сперматозооны.
У большинства диких животных сперматогенез происходит лишь в определенные периоды года. В промежутках между ними в канальцах семенников содержатся лишь сперматогонии. Но у человека и большинства домашних животных сперматогенез происходит в течение всего года.
Овогенез. Фазы овогенеза сопоставимы с таковыми при сперматогенезе. В этом процессе также имеется период размножения, когда интенсивно делятся овогонии - мелкие клетки с относительно крупным ядром и небольшим количеством цитоплазмы. У млекопитающих и человека этот период заканчивается еще до рождения. Сформировавшиеся к этому времени первичные овоциты сохраняются далее изменений многие годы. С наступлением половой зрелости периодически отдельные овоциты вступают в период роста клетки, увеличиваются, в них накапливаются желток, жир, пигменты. В цитоплазме клетки, в ее oрганоидах и мембранах происходят сложные морфологические и биохимические преобразования. Каждый овоцит окружается мелкими фоликулярными клетками, обеспечивающими его питание.
Далее наступает период созревания, в процессе которого происходят два последовательных деления, связанных с преобразованием хромосомного аппарата (мейоз). Кроме того, эти деления сопровождаются неравномерным разделением цитоплазмы между дочерними клетками. При делении первичного овоцита образуется одна кpyпная клетка - вторичный овоцит, содержащая почти вся цитоплазму, и маленькая клетка, получившая название первичного полоцита.
При втором делении созревания цитоплазма снова распределяется неравномерно. Образуется один крупный вторичный овоцит и вторичный полоцит. В это время первичный полоцит также может разделиться на две клетки. Таким образом, из одного первичного овоцита образуются один вторичный овоцит и три полоцита (редукционные тельца). Далее из вторичного овоцита формируется яйцеклетка, а полоциты рассасываются или сохраняются на поверхности яйца, но не принимают участия в дальнейшем развитии. Неравномерное распределение цитоплазмы обеспечивает яйцеклетке получение значительного количества цитоплазмы и питательных веществ, которые потребуются в будущем для развития зародыша.