Размножение и развитие человека. Часть 2

На этой странице вы узнаете

• Что такое пуповинная кровь, и как она используется в медицине?
• Почему у малышей такие большие глаза?
• Известно, что беременной женщине противопоказано курить, а как обстоит дело с отцом ребенка?

Сегодня мы отодвинем в сторону все легенды о том, что детей приносит аист, находят в капусте, покупают в магазине и тому подобное… только правда, только хардкор! Бактерии размножаются элементарно просто — делением надвое, но люди же так не могут. В этой статье мы продолжим изучать строение половой системы человека, чтобы найти ответы на все вопросы о размножении и развитии.

Яйцеклетка

Яйцеклетки — это женские половые клетки. 

Яйцеклетка, как и другие клетки, имеет ядро, окруженное цитоплазмой (овоплазмой). Более подробно эти структуры и строение всех клеток мы разбирали в статье «Строение клетки 1.0». 

Познакомимся с особенностями структуры яйцеклетки.

Желточная мембрана является производной цитоплазматической мембраны. Она обеспечивает видоспецифичное узнавание сперматозоидов, благодаря чему половые клетки особей одного вида не сливаются с гаметами других видов живых организмов. Можно сказать, что желточная оболочка — это контрольно-пропускной пункт яйцеклетки: сперматозоиды своего вида пройти могут, а вот чужого — нет. 

Яйцеклетка — это настоящая принцесса, комикс о жизни которой можно посмотреть в статье «Размножение и развитие человека. Часть 1». И как настоящей правительнице ей полагается корона, поэтому несколько слоев фолликулярных клеток образуют лучистый венец. Но нужен он совсем не для украшения: фолликулярные клетки обеспечивают питание яйцеклетки, а также вырабатывают гормоны, которые стимулируют ее созревание.

Сперматозоид

Сперматозоиды — это мужские половые клетки.

Сперматозоид имеет те же органоиды, что и другие клетки. Но все же в его строении много особенностей. 

Каждая мужская половая клетка имеет:

• Головку — в ней находится ядро с наследственным материалом.
• Шейку — здесь находится митохондрия, вырабатывающая энергию. Энергия сперматозоидам очень нужна, потому что сперматозоиды активно передвигаются на пути к яйцеклетке.
• Хвост — необходим для активного движения. Это своеобразный пропеллер сперматозоида, потому что обычно он вращается вокруг своей оси и тем самым обеспечивает передвижение. 

На переднем конце головки сперматозоида есть такое образование, как акросома. Это и есть «удостоверение личности», которое будет предъявлять сперматозоид на контрольно-пропускном пункте. Здесь синтезируется специальный фермент, который нужен для расщепления оболочек яйцеклетки, благодаря чему сперматозоид может проникать внутрь. 

У сперматозоида нет короны, но зато он настоящий спортсмен-марафонец. Он может развивать скорость, равную 30 см/ч, а всего ему нужно пройти около 20 см по направлению к яйцеклетке. «Всего 20 см, велика заслуга!» — возможно, подумаете вы. Но помните, что это расстояние в 6 тыс. раз больше самого сперматозоида — попробуйте преодолеть его за час!

Гаметогенез

Гаметогенез — это процесс образования половых клеток — гамет. 

Схема ниже поможет вам запомнить, как происходит этот процесс, но перед этим рекомендуем ознакомиться с темами «Митоз» и «Мейоз».

Между сперматогенезом (образованием сперматозоидов) и овогенезом (образованием яйцеклеток) есть ряд различий, сравним эти процессы с помощью таблицы:

Стадии	Сперматогенез	Овогенез
Размножение (митоз) 2n2c	Размножение первичных половых клеток (гоноцитов) начинается с периода полового созревания и продолжается всю жизнь самца: сперматогонии.	Гоноциты закладываются в период эмбриогенеза самки; их размножение заканчивается к рождению: овогонии.
Рост (интерфаза) 2n4c	Незначительный рост клетки: сперматоциты I порядка.	Значительный рост клетки: овоциты I порядка.
СозреваниеМейоз I (n2c)	В профазе I конъюгация гомологичных хромосом и кроссинговер: 2 сперматоцита II порядка.	В профазе I конъюгация гомологичных хромосом и кроссинговер: 1 овоцит II порядка и редукционное тельце.
Мейоз II (nc)	Из каждого сперматоцита II порядка образуются 2 сперматиды.	Из овоцита II порядка образуется 1 яйцеклетка и 1 редукционное тельце. Первое редукционное тельце образует 2 редукционных тельца.
Формирование (nc)	Из сперматиды формируется сперматозоид.	Стадия отсутствует.

Оплодотворение и онтогенез

Теперь вы знаете, что новая жизнь возникает в результате оплодотворения, то есть слияния яйцеклетки и сперматозоида.

• 

• 

Онтогенез — это индивидуальное развитие организма от момента оплодотворения до смерти. 

Он включает в себя два этапа:

1. Эмбриональное развитие — развитие в период от оплодотворения до рождения.
2. Постэмбриональное развитие — в период от рождения и до смерти. 

Эмбриональное развитие происходит в несколько шагов:

• Дробление зиготы. На этом этапе зигота быстро делится митозом, не увеличиваясь в размере. В результате образуется морула — стадия, на которой есть всего 8—16 клеток. «Морула» переводится как «ягода тутового дерева», посмотрите, они действительно похожи.

• Бластуляция. Последний этап дробления, на котором формируется однослойный зародыш, состоящий из эктодермы (наружного слоя клеток) и полости внутри (бластоцели) — бластула. Получается как будто мешочек из одного слоя ткани.

• Гаструляция. Здесь происходит впячивание одной из стенок (или инвагинация), формируется двухслойный зародыш — гаструла. Гаструла состоит из эктодермы, энтодермы и первичной полости. А это уже будто бы мешочек из двух слоев.
• Нейруляция. На этой стадии формируется трехслойный зародыш — нейрула. Затем идет органогенез — образование органов. Из разных слоев образуются разные системы органов.

Последовательность этапов после дробления зиготы можно запомнить по первым буквам стадий — они идут в алфавитном порядке: Бластула → Гаструла → Нейрула.

Теперь перейдем к процессу органогенеза и посмотрим, из каких слоев какие органы образуются.

• Эктодерма — это наружный слой, из которого образуются:
  • эпидермис кожи и его производные — ногти, волосы, сальные и потовые железы, эмаль зубов;
  • некоторые железы внутренней секреции (гипофиз, эпифиз, мозговое вещество надпочечников);
  • нервная система и органы чувств.

Запомнить мы можем так: эктодерма — это наружный слой, и почти все органы, которые образуются из этого слоя, расположены снаружи. Мы можем до них дотронуться. Исключение составляет нервная система и железы внутренней секреции.

• Мезодерма — это средний слой, располагается между эктодермой и энтодермой. Из нее образуются соединительные и мышечные ткани, подробнее о которых можно прочитать в статье «Ткани». 

Из мезодермы образуется:

• кровеносная система;
• внутренняя среда (кровь, лимфа, тканевая жидкость);
• кровеносные сосуды и сердце;
• опорно-двигательный аппарат (хорда, хрящевой и костный скелет, мышцы); 
• мочеполовой аппарат (почки, половые органы, половые железы);
• корковое вещество надпочечников. 
• Энтодерма — это внутренний слой, из которого образуется:
  • эпителиальная ткань, выстилающая внутренние органы; 
  • эпителий среднего отдела пищеварительной, дыхательной систем, жабры; 
  • эпителий желчного пузыря, пищеварительные железы (печень, поджелудочная); 
  • эпителий мочевыделительной, половой системы, мочевого пузыря;
  • щитовидная и паращитовидная железы.

Постэмбриональное развитие подразделяется на 3 этапа:

1. Ювенильный — начинается с рождения и заканчивается периодом полового созревания.
2. Пубертатный — с момента полового созревания и до старости. Этот период еще называется периодом зрелости.
3. Старение — заключительный этап постэмбрионального развития, при котором в организме происходят изменения, снижающие его адаптацию.

Беременность и роды

Во время беременности у зародыша формируются провизорные органы, то есть временные органы, нужные для развития. 

• Желточный мешок — орган кроветворения, место образования первых кровеносных сосудов и первичных половых клеток. 
• Амнион — водная оболочка зародыша, заполненная амниотической жидкостью (водная среда для развития зародыша). Защищает от высыхания и механических повреждений. 
• Аллантоис — участвует в формировании связи зародыша с материнским организмом. Здесь накапливаются продукты обмена веществ зародыша. 
• Хорион — формирует плодную часть плаценты, препятствует чрезмерной потере воды амнионом, служит для обмена между зародышем и окружающей средой — участвует в дыхании, питании, выделении, фильтрации и синтезе гормонов.

Интересный факт: к 6-й неделе у плода уже начинает биться сердце, а к 10-й — развиваются и начинают функционировать другие жизненно важные органы. 

Особое значение имеет плацента — это важный временный орган с многообразными функциями, которые обеспечивают связь плода с материнским организмом. Она образована хорионом и эндометрием, включает плодную часть (образуется из оболочек зародыша) и материнскую часть (из слизистой матки). 

Функции плаценты:

1. Трофическая — из организма матери к плоду поступают самые разнообразные питательные вещества, электролиты, витамины, некоторые гормоны.
2. Дыхательная — транспорт кислорода в кровь плода и перенос углекислого газа в кровь матери.
3. Выделительная — из крови плода в кровь матери поступают продукты метаболизма и выделяются через почки матери. 
4. Защитная — препятствует развитию иммунного конфликта (иммунодепрессивная функция) благодаря синтезу ряда биологически активных веществ. Также плацента препятствует проникновению микроорганизмов, но этот барьер не абсолютный.
5. Эндокринная — здесь происходит синтез ряда гормонов и других биологически активных веществ (прогестерон, пролактин и другие), имеющих важное значение для нормального течения беременности и развития плода.

Что такое пуповинная кровь и как она используется в медицине? После родов в плаценте и пуповине сохраняются остатки крови. Они содержат стволовые клетки, которые собираются и используются для лечения некоторых заболеваний: диабета, сердечно-сосудистых заболеваний и даже ДЦП.

В среднем беременность длится 38 недель, после чего наступают роды. У женщины появляются схватки (сокращения мышц матки), затем раскрывается шейка матки и отходят воды (изливается амниотическая жидкость). После этого плод движется по родовому каналу и появляется на свет.

Интересный факт: первые роды длятся около 9—11 часов, а последующие уже меньше: 6—8 и так далее. 

Почему у малышей такие большие глаза? При рождении глаза ребенка уже составляют почти 75% их нормального размера и совсем незначительно растут в течение жизни, в то время как размеры всего остального тела увеличиваются в несколько раз. Из-за таких пропорций у нас возникает иллюзия, что у малышей глаза больше, чем у взрослых.

Во время эмбрионального развития ребенок наиболее подвержен разным негативным влияниям среды, в том числе никотину и алкоголю. 

Известно, что беременной женщине противопоказано курить, а как обстоит дело с отцом ребенка? Курение матери действительно увеличивает риск смерти ребенка на 30%. Но не менее опасным является и ситуация пассивного курения, когда женщина просто находится рядом с курящим человеком. У некурящих женщин, чьи мужья курят, чаще развиваются патологии беременности. Именно поэтому врачами рекомендовано отказаться от вредной привычки обоим родителям при планировании беременности.

«Да знаем мы, что пить и курить вредно, сто раз уже слышали», — можете подумать вы. Но все же важно помнить, что пренебрежение этими рекомендациями может стоить будущему человеку жизни или здоровья. Никотин сужает кровеносные сосуды, из-за чего к плоду не поступает достаточное количество нужных ему веществ, что может привести к недоразвитию каких-то его органов или даже к смерти. Аналогично дело обстоит и с алкоголем — употребление алкоголя на любых сроках беременности может привести к психическим и физическим нарушениям ребенка.

Фактчек

• Яйцеклетка — это женская половая клетка, она имеет ядро, окруженное цитоплазмой (овоплазмой) и несколько оболочек, защищающих и питающих ее. 
• Сперматозоид — это мужская половая клетка, состоящая из головки, покрытой акросомой, шейки и хвоста. 
• Гаметогенез — это процесс образования половых клеток — гамет, он происходит в три (овогенез) или четыре (сперматогенез) этапа. 
• Во время эмбрионального развития после дробления зиготы зародыш проходит следующие стадии: бластула, гаструла, нейрула.
• Во время беременности у зародыша формируются провизорные органы, и на 38—39 неделе беременность заканчивается родами. 

Проверь себя

Задание 1.
Какой структуры нет у яйцеклетки?

1. ядра
2. акросомы
3. желточной оболочки
4. овоплазмы

Задание 2.
Где в сперматозоиде расположен наследственный материал?

1. в головке
2. в шейке
3. в хвосте
4. в акросоме

Задание 3.
Во время какой фазы гаметогенеза удваивается ДНК?

1. фаза роста
2. фаза деления
3. фаза созревания
4. фаза формирования 

Задание 4.
Зародыш, который состоит из эктодермы, энтодермы и первичной полости — это …

1. морула
2. бластула
3. гаструла
4. нейрула

Ответы: 1. — 2; 2. — 1; 3. — 1; 4. — 3.