Рис. 12. Схема мейоза

Итак, сущность митоза – появление идентичных клеток (материнской и дочерней) с набором хромосом – 46.

Сущность мейоза – только для половых клеток! – появление дочерних клеток с половинным набором хромосом – 23.

Есть еще одно различие.

Мейоз состоит из следующих друг за другом делений. Перед первым делением ДНК в составе хромосом удваивается. В результате первого деления число хромосом уменьшается до половинного, но каждая из них остается пока еще двойной. Чтобы получить половинное количество набора хромосом перед вторым делением, удвоения хромосом не происходит, и образуются дочерние клетки с половинным набором хромосом. Так формируются половые клетки. Дойдя до конца второй фазы деления, они больше не делятся – из одной диплоидной клетки, прошедшей мейоз, получаются четыре половинные.

Процесс образования сперматозоидов отличен от образования яйцеклеток.

В сперматозоиде из одной диплоидной материнской клетки получаются четыре равноценные половинные, которые и сформируются в четыре сперматозоида (А).

Мейоз при образовании женских половых клеток – асимметричен (Б). Яйцеклеткой станет лишь одна клетка.

Остальные клетки называются полярными тельцами и в оплодотворении участия не принимают. Постепенно они подвергаются разрушению.

Кроме того, мейоз в сперматогенезе (у мужской особи) и мейоз в оогенезе (у женской особи) происходят в различные периоды индивидуального развития организмов.

Рис. 13 Схема мейоза в сперматогенезе (А) и оогенезе (Б). 1 – сперматозоиды, 2 – редукционные (полярные) тельца, 3 – яйцеклетка

В мужском организме первичные половые клетки (они еще не прошли стадию мейоза и содержат, как и соматические клетки, двойной набор хромосом – 46), оказавшись в половой железе, в скором времени (еще до рождения мальчика) прекращают делиться. Очень важно, что именно эти клетки с наступлением полового созревания образуют популяцию стволовых мужских половых клеток (помним, что пока они диплоидные). Это фонд, откуда постоянно, путем мейоза, образуются в течение жизни сперматозоиды. По мере расходования во время половых актов, стволовая популяция возобновляет их запас. За период половой активности мужчины у него формируются сотни миллиардов сперматозоидов.

Формирование женских половых клеток происходит иначе. Будущие яйцеклетки (диплоидные, двойные по хромосомному набору) заселяют половую железу и начинают активно делиться митозом. К пятому месяцу внутриутробного развития девочки их количество достигает 6–7 миллионов. На этом этапе клетки перестают размножаться и начинается их массовая гибель. В яичниках новорожденной девочки их остается только 1–2 миллиона, а к семилетнему возрасту – примерно 300 тысяч. Но и это еще не конец. Если считать, что при усредненном, 28-дневном месячном цикле развития яйцеклетки созревает только одна яйцеклетка (приблизительно 97–98 % случаев), то при простом подсчете становится понятным, что за всю жизнь образуются лишь 400–500 гамет (половых клеток). Причину столь массовой гибели яйцеклеток в оогенезе (в женском организме) и значение такого факта для особи ученые пока еще объяснить не могут.

Рассмотрим еще одно различие в формировании мужских и женских половых клеток.

Внимательно проследим за цепочкой превращений. В сперматогенезе половые клетки, заселившие железу, делятся путем митоза, а в процесс деления мейозом вступают лишь в период полового созревания. Затем этот процесс мейоза в течение десятков лет повторяется много раз.

Женские же гаметы вступают в мейоз еще во время эмбрионального развития и практически все одновременно. Однако, вступив в мейоз, они доходят только до половины I фазы деления и застывают. Весь процесс как бы замораживается на очень длительное время – от 12–13 лет до 45–50 лет! Лишь с приходом половой зрелости будет снят «запрет» с мейоза, и то лишь в один месяц для одной яйцеклетки, в другой месяц для другой и так далее.

Однако сюрпризы мейоза в оогенезе этим не ограничиваются.

Существует еще один блок – перед завершением второго деления. Как поцелуй принца вернул спящую красавицу к жизни, так снять второй блок деления половой клетки может лишь сперматозоид в результате процесса оплодотворения.

Из 400–500 яйцеклеток, заблокированных на I этапе деления, дойти до II этапа и завершить его могут лишь немногие – только после оплодотворения. От того, сколько яйцеклеток завершают оплодотворение, зависит количество детей в семье.

Это все видовые блоки, охрана видовой принадлежности и неповторимости. Итак, первично сперматозоиды проходят контроль на видовую принадлежность, проходя через шейку матки, контактируя с ее ферментами, вторично – яйцеклетка распознает «своего», родного по генетической структуре сперматозоида и пропускает внутрь своей цитоплазмы. После этого яйцеклетка быстро завершает процесс мейоза с отделением полярного тельца, и только тогда происходит оплодотворение, то есть слияние отцовской и материнской половых клеток.

Лишний раз остается удивляться мудрости матушки-природы! Только гармония, только видовая принадлежность, а в результате – красота и порядок!

У человека в диплоидной (двойной по количеству хромосом) клетке – 46 хромосом, или 23 пары. Хромосомы с первой по 22 пару (их называют еще соматическими хромосомами или аутосомами) по внешнему виду одинаковы в каждой паре. Хромосомы же 23-й пары (их еще называют половыми) одинаковы только у женщины, а у мужчин они различны. Эти хромосомы обозначаются латинскими буквами Х и Y. У женщины 23-я пара хромосом будет обозначаться как ХХ, а у мужчин – XY. При дальнейшем мейозе в гаплоидном (половинном) наборе яйцеклетки будут половые хромосомы Х и Х, а сперматозоиды будут содержать в своем половинном наборе в одних клетках – Х хромосомы, а в других – Y-хромосомы. Основная функция половых хромосом – это определение пола особи. Именно от сперматозоида будет зависеть пол ребенка. Отец ребенка определяет его пол.

Если яйцеклетку оплодотворит Х-спермий, то будет девочка: Х + Х → ХХ ♀, если Y-спермий, то мальчик: Х + Y → XY ♂.

Рис. 13. Девочка – мальчик