Яйцеклетка или яйцеклетка ( мн.ч.: ova ) — это женская репродуктивная клетка или гамета [1] у большинства анизогамных организмов (организмов, которые размножаются половым путем с помощью более крупной женской гаметы и меньшей мужской). Термин используется, когда женская гамета не способна к движению (неподвижна ) . Если мужская гамета ( сперматозоид ) способна к движению, тип полового размножения также относят к оогамному . Неподвижная женская гамета, образующаяся в оогонии некоторых водорослей, грибов, оомицетов или мохообразных, представляет собой оосферу . [2] При оплодотворении оосфера становится ооспорой . [ нужны разъяснения ]
Когда яйцеклетка и сперматозоид сливаются во время оплодотворения , образуется диплоидная клетка ( зигота ), которая быстро вырастает в новый организм.
Хотя существование яйца немлекопитающих животных было очевидным, доктрина ex ovo omne vivum («каждое живое [животное происходит из] яйца»), связанная с Уильямом Харви (1578–1657), также была отказом от спонтанного зарождения и преформизма . как смелое предположение, что млекопитающие также размножаются с помощью яиц. Карл Эрнст фон Бэр открыл яйцеклетку млекопитающих в 1827 году. [3] [4] Слияние сперматозоидов с яйцеклетками (морской звезды) наблюдал Оскар Хертвиг в 1876 году . [5] [6]
У животных яйцеклетки также известны как яйцеклетки (единственное число — яйцеклетка , от латинского слова ovum , означающего « яйцо »). [7] Термин «яйцеклетка у животных» используется для обозначения молодой яйцеклетки животного. У позвоночных яйцеклетки производятся женскими гонадами (половыми железами), называемыми яичниками . Некоторое количество яйцеклеток присутствует у млекопитающих при рождении и созревает в результате оогенеза .
Исследования, проведенные на людях, собаках и кошках в 1870-х годах, показали, что производство ооцитов (незрелых яйцеклеток) прекращается сразу после рождения или вскоре после него. Обзор отчетов зоолога Соломона Цукермана за период с 1900 по 1950 год укрепил убеждение, что у самок имеется ограниченное количество ооцитов, которые формируются еще до их рождения. Эта догма была оспорена рядом исследований, начиная с 2004 года. Некоторые исследования показывают, что стволовые клетки яичников существуют в яичниках млекопитающих. Могут ли зрелые млекопитающие на самом деле создавать новые яйцеклетки, остается неясным и является вопросом постоянных исследований. [8] [9]
У всех млекопитающих , кроме однопроходных , яйцеклетка оплодотворяется внутри женского тела.
Человеческие яйцеклетки растут из примитивных половых клеток, встроенных в вещество яичников . Каждая из них неоднократно делится, образуя секрет маточных желез, в конечном итоге образуя бластоцисты . [10]
Яйцеклетка — одна из крупнейших клеток человеческого тела, обычно видимая невооруженным глазом без помощи микроскопа или другого увеличительного устройства. [11] Человеческая яйцеклетка имеет диаметр около 120 мкм (0,0047 дюйма). [12]
Ооплазма (также: ооплазма) — это желток яйцеклетки, клеточное вещество в ее центре, содержащее ядро , называемое зародышевым пузырьком , и ядрышко , называемое зародышевым диском . [13]
Ооплазма состоит из цитоплазмы обычной животной клетки с ее спонгиоплазмой и гиалоплазмой , часто называемой формирующим желтком ; и пищевой желток или деутоплазма , состоящая из округлых гранул жирных и альбуминоидных веществ, погруженных в цитоплазму. [13]
Яйца млекопитающих содержат лишь незначительное количество питательного желтка, предназначенного для питания эмбриона только на ранних стадиях его развития. Напротив, птичьи яйца содержат достаточное количество питательных веществ для цыплят на протяжении всего периода инкубации. [13]
У яйцекладущих животных (все птицы , большинство рыб , амфибии и рептилии ) яйцеклетки развивают защитные слои и выходят через яйцевод наружу тела. Оплодотворяются они спермой самца либо внутри женского тела (как у птиц), либо снаружи (как у многих рыб). После оплодотворения развивается эмбрион, питаемый питательными веществами, содержащимися в яйцеклетке. Затем он вылупляется из яйца вне тела матери. См. «Яйцо» для обсуждения яиц яйцекладущих животных.
Цитоплазма и митохондрии яйцеклетки являются единственным средством, с помощью которого яйцеклетка может воспроизводиться путем митоза и в конечном итоге образовывать бластоцисты после оплодотворения.
Существует промежуточная форма — яйцеживородящие животные: зародыш развивается внутри и питается яйцеклеткой, как и в случае яйцекладущих, но затем он вылупляется внутри тела матери незадолго до рождения или сразу после того, как яйцо покидает тело матери. Некоторые рыбы, рептилии и многие беспозвоночные используют этот метод.
Почти все наземные растения имеют чередующиеся диплоидные и гаплоидные поколения. Гаметы производятся гаметофитом , который представляет собой гаплоидное поколение. Женский гаметофит производит структуры, называемые архегониями , и яйцеклетки образуются внутри них посредством митоза . Типичный архегоний мохообразных состоит из длинной шейки с более широким основанием, содержащей яйцеклетку. При созревании шейка открывается, позволяя сперматозоидам проникнуть в архегоний и оплодотворить яйцеклетку. Образующаяся зигота затем дает начало эмбриону, который вырастает в новую диплоидную особь ( спорофит ). У семенных растений структура, называемая семяпочкой, содержит женский гаметофит. Гаметофит производит яйцеклетку. После оплодотворения из семязачатка развивается семя , содержащее зародыш. [14]
У цветковых растений женский гаметофит (иногда называемый зародышевым мешком) уменьшен до восьми клеток внутри семязачатка . Клетка гаметофита, ближайшая к отверстию микропиле семязачатка, развивается в яйцеклетку. При опылении пыльцевая трубка доставляет сперму в гаметофит, и одно ядро спермия сливается с ядром яйцеклетки. Образовавшаяся зигота развивается в эмбрион внутри яйцеклетки. Семязачаток, в свою очередь, развивается в семя , а во многих случаях завязь растения развивается в плод , что облегчает распространение семян. При прорастании зародыш превращается в рассаду . [14]
У мха Physcomitrella patens белок FIE Polycomb экспрессируется в неоплодотворенной яйцеклетке (рисунок справа), о чем свидетельствует синий цвет после окрашивания GUS . Вскоре после оплодотворения ген FIE инактивируется (синий цвет больше не виден слева) у молодого эмбриона. [15]
У водорослей яйцеклетку часто называют оосферой. [ нужна цитация ] Ооциты дрозофилы развиваются в отдельных яйцевых камерах, которые поддерживаются кормовыми клетками и окружены соматическими фолликулярными клетками. Питательные клетки представляют собой крупные полиплоидные клетки, которые синтезируют и переносят РНК, белки и органеллы в ооциты. За этим переносом следует запрограммированная клеточная гибель (апоптоз) кормящих клеток. Во время оогенеза на каждый образовавшийся ооцит погибает 15 питающих клеток. [16] В дополнение к этой клеточной гибели, регулируемой процессом развития, яйцеклетки также могут подвергаться апоптозу в ответ на голодание и другие воздействия. [16]