Гамета
| Часть серии о |
| Секс |
|---|
 |
| Биологические термины |
| Половое размножение |
| Сексуальность |
| Сексуальная система |
Гамета ( ( / ˈ ɡ æ m iː t / ; от древнегреческого γαμετή ( gametḗ ) жена», в конечном итоге от древнегреческого γάμος « gámos ) «брак») — гаплоидная клетка , которая сливается с другой гаплоидной клеткой во время оплодотворения в организмах , которые размножаются половым путем . [1] организма Гаметы — это репродуктивные клетки , также называемые половыми клетками . [2] Название гамета было введено немецким цитологом Эдуардом Страсбургером в 1878 году. [3]
Гаметы обеих спаривающихся особей могут быть одинакового размера и формы — это состояние известно как изогамия . Напротив, у большинства видов гаметы имеют разный размер — состояние, известное как анизогамия или гетерогамия , которое применимо к людям и другим млекопитающим. Человеческая яйцеклетка примерно в 100 000 раз превышает объем одной человеческой спермы. Тип гамет, образуемых организмом, определяет его пол. [4] и закладывает основу для сексуальных ролей и полового отбора . [5] У людей и других видов, которые производят два морфологически различных типа гамет, и у которых каждая особь производит только один тип , самка — это любой индивидуум, который производит более крупный тип гамет, называемый яйцеклеткой , а самец — меньший тип, называемый яйцеклеткой. сперматозоид или сперматозоид. Сперматозоиды маленькие и подвижные из-за наличия хвостообразной структуры — жгутика , обеспечивающей движение. Напротив, каждая яйцеклетка или яйцеклетка относительно крупная и неподвижная. [2]
Оогенез , процесс образования женских гамет у животных, включает мейоз (включая мейотическую рекомбинацию ) диплоидного первичного ооцита с образованием гаплоидной яйцеклетки . Сперматогенез , процесс образования мужских гамет у животных, включает мейоз в диплоидном первичном сперматоците с образованием гаплоидных сперматозоидов . У животных яйцеклетки образуются в яичниках самок, а сперматозоиды развиваются в семенниках самцов. Во время оплодотворения сперматозоид и яйцеклетка, каждая из которых несет половину генетической информации особи, объединяются, образуя зиготу , которая развивается в новый диплоидный организм. [2]
Эволюция
[ редактировать ]Принято считать, что изогамия — это наследственное состояние, из которого произошли анизогамия и оогамия , хотя ее эволюция не оставила никаких ископаемых свидетельств. [6] [7] [8] Почти всегда существует только два типа гамет, и все анализы показывают, что промежуточные размеры гамет исключаются из-за отбора. [9] [10] Поскольку гаметы среднего размера не обладают теми же преимуществами, что и мелкие или крупные, [11] они хуже мелких по мобильности и численности и хуже крупных по снабжению. [12]
Различия между гаметами и соматическими клетками
[ редактировать ]В отличие от гаметы, имеющей только один набор хромосом, диплоидная соматическая клетка имеет два набора гомологичных хромосом , один из которых представляет собой копию хромосомного набора из сперматозоида, а другой — копию хромосомного набора из яйцеклетки. . Рекомбинация генов во время мейоза гарантирует, что хромосомы гамет не являются точными дубликатами любого из наборов хромосом, содержащихся в родительских диплоидных хромосомах, а являются их смесью. [13]
Искусственные гаметы
[ редактировать ]Искусственные гаметы, также известные как гаметы, полученные in vitro (IVD), гаметы, полученные из стволовых клеток (SCDG), и гаметы, генерируемые in vitro (IVG), представляют собой гаметы, полученные из стволовых клеток . Использование таких искусственных гамет «обязательно потребует методов ЭКО ». [14] Исследования показывают, что искусственные гаметы могут быть репродуктивным методом для однополых мужских пар, хотя суррогатная мать . на период беременности все равно потребуется [14] Женщины, прошедшие менопаузу , могут производить яйцеклетки и рожать генетически родственных детей с искусственными гаметами. [14] Роберт Воробей написал в « Журнале медицинской этики» , что эмбрионы, полученные из искусственных гамет, можно использовать для получения новых гамет, и этот процесс можно повторить для создания нескольких поколений людей в лаборатории. [15] Этот метод может быть использован для создания клеточных линий для медицинских целей и для изучения наследственности генетических нарушений . [15] Кроме того, этот метод можно использовать для улучшения человека путем селективной селекции по желаемому геному или с использованием технологии рекомбинантной ДНК для создания улучшений, которые не возникли в природе. [15]
Растения
[ редактировать ]Растения , размножающиеся половым путем, также производят гаметы. Однако, поскольку у растений есть жизненный цикл, включающий чередование диплоидных и гаплоидных поколений, существуют некоторые отличия от жизненных циклов животных. Растения используют мейоз для производства спор, которые развиваются в многоклеточные гаплоидные гаметофиты , которые производят гаметы путем митоза. У животных соответствующая многоклеточная гаплоидная фаза отсутствует. Сперматозоиды растений, размножающихся спорами, образуются путем митоза в органе гаметофита, известном как антеридиум , а яйцеклетки - путем митоза в органе колбообразной формы, называемом архегонием . [16] Сперматозоиды растений — единственные их подвижные клетки, их часто называют жгутиковыми, но правильнее — реснитчатыми. [17] Мохообразные имеют 2 жгутика, хвощи - до 200, а зрелые сперматозоиды саговника Zamia pumila - до 50 000 жгутиков. [18] Саговники и гинкго двулопастный — единственные голосеменные растения с подвижными сперматозоидами. [17] У цветковых растений женский гаметофит образуется внутри семяпочки в завязи цветка . Созревая, гаплоидный гаметофит производит женские гаметы, готовые к оплодотворению. Мужской гаметофит образуется внутри пыльцевого зерна внутри пыльника и неподвижен, но может распространяться ветром, водой или животными-переносчиками. Когда пыльцевое зерно попадает на зрелое рыльце цветка, оно прорастает, образуя пыльцевую трубку , которая прорастает по столбику в завязь цветка, а затем в семязачаток. Затем пыльца производит неподвижные ядра сперматозоидов путем митоза, которые транспортируются по пыльцевой трубке к семязачатку, где они высвобождаются для оплодотворения яйцеклетки.
См. также
[ редактировать ]Примечания и ссылки
[ редактировать ]- ^ «Гамета | Определение, формирование, примеры и факты» . Британская энциклопедия . Проверено 20 октября 2020 г.
- ^ Jump up to: а б с «гамета / гаметы | Изучайте науку в Scitable» . www.nature.com . Проверено 20 октября 2020 г.
- ^ «гамета | Этимология гаметы по etymonline» . www.etymonline.com . Проверено 6 июня 2024 г.
- ^ Котнер С., Вассенберг Д., «8.4 Секс: речь идет о гаметах» , Эволюция и биология секса , получено 20 октября 2020 г.
- ^ Фуско Дж., Минелли А. (10 октября 2019 г.). Биология размножения . Издательство Кембриджского университета. стр. 111–112. ISBN 978-1-108-49985-9 .
- ^ Питник С.С., Хоскен DJ, Биркхед Т.Р. (2008). Биология спермы: эволюционная перспектива . Академическая пресса. стр. 43–44. ISBN 978-0-08-091987-4 .
- ^ Авасти АК. Учебник Водорослей . Издательство Викас. п. 363. ИСБН 978-93-259-9022-7 .
- ^ Дюзенбери Д.Б. (2009). Жизнь в микромасштабе: неожиданная физика маленького размера . Издательство Гарвардского университета. п. 309. ИСБН 978-0-674-03116-6 . [ постоянная мертвая ссылка ]
- ^ Stearns SC (21 ноября 2013 г.). Эволюция секса и ее последствия . Биркхойзер. стр. 21, 81–82. ISBN 978-3-0348-6273-8 .
- ^ Лехтонен Дж., Паркер Г.А. (декабрь 2014 г.). «Конкуренция гамет, ограничение гамет и эволюция двух полов» . Молекулярная репродукция человека . 20 (12): 1161–1168. дои : 10.1093/моль/гау068 . ПМИД 25323972 .
- ^ Кэмпбелл А. (16 мая 2013 г.). Ее собственный разум: эволюционная психология женщин . ОУП Оксфорд. п. 45. ИСБН 978-0-19-164701-7 .
- ^ Бахтрог Д., Манк Дж.Э. , Пайчел К.Л., Киркпатрик М., Отто С.П., Ашман Т.Л. и др. (июль 2014 г.). «Определение пола: почему так много способов сделать это?» . ПЛОС Биология . 12 (7): e1001899. дои : 10.1371/journal.pbio.1001899 . ПМК 4077654 . ПМИД 24983465 . S2CID 3741933 .
- ^ «Митоз, мейоз и наследование | Изучайте науку в Scitable» . www.nature.com . Проверено 1 марта 2021 г. Следовательно, клетки потомства обладают генами, потенциально способными выражать некоторые характеристики как отца, так и матери, в зависимости от того, являются ли они доминантными или рецессивными .
- ^ Jump up to: а б с Ньюсон Эй Джей, Смайдор AC (март 2005 г.). «Искусственные гаметы: новые пути к родительству?» . Журнал медицинской этики . 31 (3): 184–186. дои : 10.1136/jme.2003.004986 . ПМК 1734101 . ПМИД 15738444 .
Беременность, наступившая с помощью искусственных гамет, обязательно потребует ЭКО. методов
- ^ Jump up to: а б с Воробей Р. (ноябрь 2014 г.). «Эвгеника in vitro» . Журнал медицинской этики . 40 (11): 725–731. doi : 10.1136/medethics-2012-101200 . ПМИД 23557913 . S2CID 959092 .
- ^ Спорне КР (2022). Морфология Pteridophytes; Строение папоротников и родственных им растений . Легэр Стрит Пресс. ISBN 978-1015505667 .
- ^ Jump up to: а б Вольняк С.М., Клинк В.П., Харт П.Е., Цай К.В. (июнь 2000 г.). «Контроль развития и подвижности сперматозоидов низших растений». Бюллетень гравитационной и космической биологии . 13 (2): 85–93. ПМИД 11543285 .
- ^ Норстог К.Дж. (1986). «Блефаропласт Zamia pumila L.». Ботанический вестник . 147 (1): 40–46. дои : 10.1086/337566 . S2CID 85257438 .
