Перед каждым моментом деления количество молекул ДНК в пределах одной хромосомы удваивается. И далее получаются две клетки – материнская и дочерняя, полностью идентичные друг другу, с одинаковым двойным набором хромосом.
Рис. 11. Схема митоза.
Так делятся все соматические (телесные) клетки: клетки кожи, глаз, языка, печени и так далее.
Однако половые клетки – это особые, элитные клетки. Ведь именно они отвечают за воспроизводство вида и его чистоту. Эти клетки строго стоят на страже наследственности, знают, кто «свой», а кто «чужой». Не будь такой строгости, не было бы в природе красоты и гармонии. Например, посадили перед окном в саду розу. И опылялась бы эта роза любой пыльцой, и воспринимала бы ее как свою родную. Через год вместо куста роз выросло бы непонятное растение – то ли лютик в розе, то ли одуванчик в лютике.
Чтобы правильно работать и воспроизводить похожее на родителей потомство, половые клетки должны содержать половинный набор хромосом – 23. В противном случае после слияния гамет клетки имели бы не 46, а уже 92 и далее 184 хромосомы. Получается, что любой вид воспроизводил бы не самого себя, а каждый раз совершенно новое, не известное природе существо.
Природа создает красивые и гармоничные формы. И мы привыкли их видеть, ощущать, воспевать в песнях и стихах. Если это олень, то должна быть легкая, грациозная поступь, голова с умными, влажными глазами и красиво разветвленными рогами. Если это орел, то должно быть парение над миром, ощущение свободы и легкости. Если это люди, то должны быть ладные, стройные, с певучими, полетными звуками голоса, с излучающими любовь и доброту сердцами…
Поэтому мудрая природа придумала верный ход. Она создала специальный способ деления клеток – это мейоз (от греч. меiosis – уменьшение).
В результате мейоза диплоидный (двойной) набор хромосом становится гаплоидным (одиночным).
Другими словами, соматические (телесные) клетки имеют диплоидный набор хромосом – 46, яйцеклетка и сперматозоид – гаплоидный, 23 хромосомы. При оплодотворении две половые клетки сливаются и гармония восстанавливается – новая клетка имеет те же 46 хромосом, определяющих принадлежность вида.
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.
Мейоз женских и мужских половых клеток (сходство и различия)
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.