Препарат 1. Яичник кошки (гистологический срез)

 

1 3 2

Рис. 6. Яичник кошки (Мануилова, 1964). 1 – первичный фолликул; 2 – фолликулярный эпителий; 3 – цитоплазма ооцита.

Со временем между развивающимся ооцитом и фолликулярными клетками происходит образование полостей, заполненных жидкостью. На этом этапе фолликул получает название вторичного фолликула. Затем рост ооцита прекращается, а фолликул продолжает расти за счет пролиферации клеток зернистой оболочки и образования полостей. При слиянии полостей в общую полость (antrum), образуется третичный фолликул или граафов пузырек (рис. 7). Граафов пузырек состоит из нескольких слоев клеток. В том месте, где расположен ооцит, фолликулярные клетки образуют яйценосный бугорок.

4 6

Рис. 7. Граафов пузырек из яичника кошки (Мануилова, 1964). 1 – яйцо; 2 – яйценосный бугорок; 3 – блестящая оболочка; 4 – тека; 5 – полость пузырька; 6 – фолликулярный эпителий.

Ооцит окружен блестящей оболочкой (zona pellucida) и лучистым венцом (corona radiata). Полость фолликула ограничена зернистой оболочкой (zona granulosa). Снаружи фолликул покрыт базальной мембраной и текальной оболочкой, состоящей из внутренней части, содержащей сосуды, и наружной, в состав которой входят стромальные и мышечные клетки.

Граафов пузырек на завершающих стадиях своего развития быстро увеличивается в размерах, приближается к поверхности яичника, и его верхушка (стигма) выдается над ней. Впоследствии происходит разрыв cтенки в области стигмы и овуляция ооцита. На месте овулировавшего ооцита, оставшиеся фолликулярные клетки претерпевают железистый метаморфоз и превращаются в желтое тело.

Препарат 2. Строение яйцеклетки лягушки

Размножение лягушек происходит ранней весной после пробуждения от зимней спячки. Перед овуляцией яйцевые клетки располагаются внутри фолликулов в стенках яичника, а яйцеводы набухают и содержат студенистую массу. Проходя по яйцеводам, яйцеклетки обволакиваются студенистым веществом, поэтому при откладке оказываются покрыты тонкой желточной и студенистой оболочками (рис.8). Последняя оболочка служит защитой для яйца и, попадая в воду, сильно набухает. В воде отложенные яйца достигают размеров в 4-7 раз больших, чем сама яйцеклетка. Такая мощная защитная оболочка выполняет несколько функций: во-первых, является несъедобной для хищников; во-вторых, удерживает яйца около поверхности воды; в-третьих, предохраняет развивающееся яйцо от потери тепла. Неоплодотворенное яйцо лягушки окрашено равномерно в темно-серый цвет, но после оплодотворения черный пигмент скапливается на анимальном полюсе для поглощения солнечных лучей. На всех этапах стадии роста яйцеклетки окружены слоем плоских фолликулярных клеток с ядрами округлой, овальной или палочковидной формы.

Рис. 8. Яйцеклетка лягушки (Мануилова, 1964). 1 – растущая яйцеклетка; 2 – ядро; 3 – ооцит в фазе большого роста; 4 – ядро; 5 – ядрышки; 6 – ядра фолликулярных клеток.

Препарат 3. Строение яйцеклетки беззубки

Яйца пластинчатожаберных моллюсков содержат мало желтка, мелки и полярность их выражена слабо. Обычно они имеют диаметр 50-60 мк. Оогенез протекает по солитарному типу, т. е. никаких питающих клеток возле ооцита нет. Ооциты образуются из зачаткового эпителия стенки гонады. По мере роста они начинают выдаваться из стенки и соединяются с нею лишь тонкой ножкой. На свободной поверхности ооцита образуется желточная оболочка. Затем ооцит отделяется от стенки гонады, а на месте его бывшего прикрепления в желточной оболочке остается отверстие, играющее роль микропиле. Помимо желточной оболочки имеется еще вторичная – студенистая оболочка (рис. 9). Препарат следует рассматривать при большом увеличении микроскопа.

Рис. 9. Яйцеклетка беззубки (Мануилова, 1964). 1 – первичная оболочка; 2 – вторичная оболочка; 3 – цитоплазма; 4 – зерна желтка; 5 – ядро; 6 – ядерная оболочка; 7, 8 – части ядрышка.

.

Занятие 3

Оплодотворение

В зрелых половых клетках практически все жизненные процессы подавлены. Клетки фактически находятся в состоянии анабиоза, и только оплодотворение у большинства видов животных является толчком к дальнейшему развитию. Оплодотворение представляет собой процесс слияния генетического материала двух половых клеток (яйцеклетки и сперматозоида), в результате чего возникает новая особь с потенциями обоих родителей. Таким образом, оплодотворение осуществляет две основные функции:

– половую, когда комбинируются гены двух родителей;

– репродуктивную, когда создается новый организм.

Всякому оплодотворению предшествует процесс осеменения. Осеменение может быть наружным и внутренним. Наружное осеменение свойственно большинству водных животных или тем, кто размножается в воде. У животных, размножающихся на суше, как правило, оплодотворение внутреннее. При осеменении у животных и человека происходит выделение большого количества сперматозоидов. Среда женских половых путей не очень благоприятна для сперматозоидов, и миллионы их погибают, не достигнув яйцеклетки.

Дистантное взаимодействие гамет обеспечивает вероятность встречи сперматозоида с яйцеклеткой. При наружном оплодотворении – это видоспецифическое привлечение спермиев своего вида и их активация посредством хемотаксисов. При внутреннем оплодотворении, происходящем (например, у человека), в верхней трети яйцеводов, основная роль в дистантном взаимодействии гамет отводится явлению реотаксиса – способности спермиев двигаться против встречного течения жидкости в маточных трубах.

Контактное взаимодействие гамет складывается из нескольких реакций. Первая из них – акросомная. Сначала происходит слияние наружной мембраны акросомы с плазматической мембраной сперматозоида, а затем – разрыв этих мембран, сопровождающийся экзоцитозом содержимого акросомного пузырька. Сперматолизины, являющиеся основным компонентом акросомы, растворяют третичную оболочку яйцеклетки. Благодаря выходу ионов водорода из головки спермия происходит образование акросомного выроста. Акросомный вырост вступает в контакт с наружной поверхностью яйцеклетки – желточной оболочкой. Белок биндин отвечает за специфическую реакцию взаимодействия мембран яйцеклетки и спермия и встроен в головку спермия. Далее происходит активация метаболизма яйцеклетки. В месте проникновения спермия на поверхности яйцеклетки образуется бугорок оплодотворения. Формирование его сопровождается активацией белка актина яйцеклетки. Мембраны акросомной нити и яйцеклетки сливаются, и через образовавшийся цитоплазматический мостик происходит слияние цитоплазмы спермия и ооцита (плазмогамия), а также проникновение сперматического ядра в ооплазму. Участок мембраны сперматозоида встраивается в мембрану яйцеклетки. После контакта сперматозоида с плазматической мембраной яйцеклетки в первые секунды происходит блок полиспермии (у большинства групп животных). В яйцеклетке происходит высвобождение ионов кальция из клеточных депо, а это в свою очередь приводит к кортикальной реакции и образованию оболочки оплодотворения.

Полное завершение мейоза без участия сперматозоида, происходит лишь у немногих видов животных (некоторые кишечнополостные, некоторые иглокожие). У большинства видов мейоз не завершается и блокируется в конце профазы (как правило, на стадии диплотены-диакинеза). Это – первый блок мейоза, который у позвоночных может продолжаться годами и снимается во время овуляции. Однако и после этого часто мейоз не доходит до конца – наступает второй блок мейоза, краткосрочный. Для завершения мейоза необходимо снять этот блок активирующим агентом. В роли такого агента выступает сперматозоид.

Всех животных можно поделить на группы в зависимости от того, как эти остановки мейоза накладываются на процессы овуляции и оплодотворения:

· мейоз останавливается один раз – на стадии диакинеза и снимается при оплодотворении (губки, некоторые представители плоских, круглых и кольчатых червей, моллюски);

· первый блок мейоза наступает на стадии диплотены-диакинеза профазы мейоза и снимается во время овуляции; второй блок мейоза наступает на метафазе первого деления созревания и снимается оплодотворением (некоторые губки, немертины, моллюски, практически все насекомые; сюда можно отнести и некоторых млекопитающих – собаки, лисицы, лошади);

· первый блок мейоза наступает на стадии диплотены-диакинеза профазы мейоза в эмбриональный период развития и снимается овуляцией; второй блок мейоза наступает на стадии метафазы второго деления созревания, т. е. уже после выделения первого полярного тельца (практически все хордовые).

У большинства животных сперматозоид входит в яйцеклетку целиком, включая и хвостик. Но даже если жгутик и окружающие его митохондрии проникли в яйцеклетку, они не играют никакой роли при дальнейшем развитии.

Попав в яйцеклетку, сперматическое ядро поворачивается на 180°, и дистальная центриоль встает впереди него, осуществляя передвижение ядра в ооплазме. Затем сперматическое ядро преобразуется в мужской пронуклеус. В это время в яйцеклетке завершаются деления созревания и пронуклеусы совершают сложные движения (танец пронуклеусов) навстречу друг другу.