Что такое овогенез, где он осуществляется

Все живые организмы на нашей планете обладают способностью размножаться. Процесс размножения обеспечивает воспроизведение вида и увеличение числа особей.

Что такое овогенез

Существует два вида размножения, которые имеют существенные различия:

• бесполое;
• половое.

Бесполым считается размножение, при котором в процессе не участвуют половые клетки. Особь, образовавшаяся в результате такого размножения, практически не отличается от родительского организма.
Половое размножение имеет большое значение для эволюции, поскольку в результате него происходит образование особей с новыми комбинациями генов, создается генетическое разнообразие. Такие особи становятся материалом для естественного отбора.
Для человека и большинства животных характерно половое размножение. В процессе принимают участие две особи мужская и женская. Их репродуктивные органы вырабатывают половые клетки – гаметы. В женском организме образуются яйцеклетки, в мужском — сперматозоиды.

Ядра яйцеклеток и сперматозоидов содержат набор хромосом, характерных для нового организма. При слиянии половых клеток хромосомные наборы объединяются. То есть будущий организм унаследует признаки обоих родителей.

Яйцеклетки образуются в женских половых железах — яичниках, расположенных в брюшной полости. Развитие яйцеклетки происходит еще во время эмбрионального развития женской особи. В дальнейшем их количество уменьшается.

В мужских половых железах развиваются сперматозоиды. Их смесь с питательной жидкостью называется спермой. В 1 см3 спермы содержится от 20 до 60 миллионов сперматозоидов.

Различие в работе женских и мужских половых органов состоит в количестве производимых ими половых клеток. Половые железы взрослого мужчины способны производить 30 миллионов сперматозоидов в день, а женщины — около 500 зрелых клеток за всю жизнь.

Путь развития женских гамет в организме называется овогенезом (или оогенезом). Образование мужских клеток носит название сперматогенеза.
Процесс образования, развития и созревания гамет называется гаметогенезом. Гаметогенез дает возможность произведения потомства.

Типы овогенеза

Выделяют несколько типов овогенеза. В зависимости от места образования яйцеклетки различают диффузный и локализованный овогенез.
Диффузный тип характерен для губок и некоторых видов плоских червей. Яйцеклетки могут образовываться в любом участке тела живого организма.
Для остальных видов животных и человека свойственно образование яйцеклетки в женских половых органах — яичниках. Такой тип овогенеза называется локализованным.
И при диффузном, и при локализованном типе овогенеза рост клеток может происходить по солитарному и по алиментарному типу. Это зависит от наличия специальных вспомогательных клеток.
Солитарный овогенез отличается самостоятельным синтезом макромолекул. Все необходимые вещества половые клетки синтезируют из целомической жидкости и половой железы в виде простых низкомолекулярных соединений. Солитарный тип встречается в природе крайне редко.

Нутриментарный тип характеризуется расположением вокруг неподвижной яйцеклетки трофоцитов —абортивных половых клеток. Они соединены с ней цитоплазматическими мостиками. Питающие клетки синтезируют рибосомную РНК. Ученые изучили нутриментарный тип овогенеза насекомых и некоторых видов червей.
Фолликулярный тип овогенеза наблюдается у большинства беспозвоночных, всех видов позвоночных и человека. Вспомогательные фолликулярные клетки не синтезируют питательные вещества, а лишь транспортируют их.
Для питания яйцеклетки задействуются все резервы организма. Она принимает белки, жиры и аминокислоты из других органов. Например, у курицы питательные вещества в половые железы поступают из печени.
Фолликулярные клетки развиваются из соматических клеток яичника. Они окружают яйцеклетку и образуют фолликул. Все виды РНК синтезируются в самой яйцеклетке. Клетки выполняют защитную и регуляторную функции, а также синтезируют вторичные оболочки.
Деление овогенеза на разные типы происходит в соответствии от типа питания яйцеклетки.

Этапы

Процесс образования женских и мужских половых клеток включает в себя несколько этапов, или периодов. Путь их развития состоит из образования, роста и созревания гамет.
Сперматогенез проходит в четыре стадии:

1. Стадия размножения представляет собой размножение предшественников стволовых клеток путем митоза — непрямого деления клеток.
2. Стадия роста состоит в увеличении размеров клетки.
3. Стадия созревания включает в себя мейоз – деление ядра клетки с уменьшением числа хромосом в два раза. В результате образуется 4 сперматиды.

4. Стадия формирования состоит в приобретении формы сперматозоидов у сперматид, содержащих одинарный набор хромосом.
В отличие от сперматогенеза, в процессе овогенеза выделяют три периода. Период формирования отсутствует, в остальном процессы идентичны.

Периоды овогенеза

Формирование женских половых клеток начинается еще во внутриутробном периоде. Процесс овогенеза состоит из трех периодов:

• размножения;
• роста;
• созревания.

Продолжительность периодов различается у разных видов животных.

Период размножения

Во время эмбрионального развития плода происходит деление первичных половых клеток яичника. Они накапливаются в корковом слое яичника и являются предшественникам

истинных яйцеклеток. Такие стволовые клетки называются овогониями. Они отвечают за накопление питательных веществ — белков, жиров и глюкозы. Овогонии идентичны зародышевым клеткам и имеют диплоидный набор хромосом.
Поверхность овогонии гладкая, но имеет небольшое количество ворсинок. Она состоит из крупного ядра с выраженным ядрышком и узкого ободка цитоплазмы, которая содержит:

• митохондрии;
• липидные капли;
• комплекс Гольджи;
• эндоплазматическую сеть;
• рибосомы.

Период роста

В конце первого триместра внутриутробного развития овогонии преобразуются в овоциты первого порядка. Эта фаза отличается большей продолжительностью, чем в сперматогенезе. Клетки находятся на этой стадии деления до овуляции. В это время происходит синтез ДНК и достраивание второй хроматиды.
Овоцит первого порядка характеризуется увеличенным количеством цитоплазмы по сравнению с овогонией. Также растет число митохондрий и развивается комплекс Гольджи.
На поверхности овоцита первого порядка расположено множество ворсинок, он окружен фолликулярными клетками.

Период созревания

С начала полового созревания и вплоть до окончания репродуктивного периода происходит переход овоцитов первого порядка в овоциты второго порядка, а позже — в яйцеклетки.
Вокруг овоцита второго порядка образуется прозрачная оболочка, которая отделяет его от фолликулярных клеток. В прозрачную зону (оболочку) внедряются ворсинки овоцита и цитоплазматические отростки фолликулярных клеток. Прозрачная оболочка и клетки защищают овоцит от внешних воздействий.
Из одного овоцита первого порядка формируется овоцит второго порядка и направительное (или полярное) тельце. В маточной трубе овоцит образует яйцеклетку и направительное тельце. Полярное тельце тоже проходит процесс деления. Направительные тельца с течением времени разрушаются.
В процесс овуляции из яичника выходит овоцит второго порядка. При его слиянии со сперматозоидом происходит образование яйцеклетки. Результатом их взаимодействия является последующее деление и развитие зародыша.
Зрелой яйцеклеткой, способной к оплодотворению, является овотида. Она несет женскую наследственность.

Схема

Овогенез проходит три стадии развития яйцеклетки. В каждую из них происходит усложнение строения и изменение размера женской гаметы. Эти процессы можно изобразить схематически.

Способность воспроизводить себе подобных существ путем размножения и последующего развития является особенностью живых организмов. В результате увеличивается разнообразие признаков, повышаются жизненная стойкость и адаптационные свойства.