Открытия и гипотезы, 2015 №02

У людей (как и у других млекопитающих) ситуация несколько отлична. Яйцеклетка развивается внутри материнского тела. Вскоре после того, как оплодотворенная яйцеклетка начинает расти, формируется орган, известный под названием плацента. В плаценте кровеносные сосуды развивающегося ребенка очень близко подходят к кровеносным сосудам матери. Питательные вещества, витамины, кислород — в общем, все необходимое для поддержания жизни — попадают из крови матери в кровь ребенка.

Именно таким способом мать кормит ребенка. (Обратите внимание на то, что кровеносные сосуды матери и ребенка не соединяются. Никакого смешивания крови не происходит!)

Так как именно мать питает развивающийся плод, нет никакой потребности в том, чтобы человеческая яйцеклетка содержала много питательных веществ. Поэтому она намного меньше куриного яйца. Фактически размер человеческой яйцеклетки — всего лишь 0,13 мм в диаметре. Но даже и в этом случае это всё еще самая крупная клетка во всем человеческом теле.

Самцы также производят специальные клетки, которые вносят вклад в развитие новых индивидуумов. Их называют сперматозоидами. Они намного меньше, чем яйцеклетки. 600 или несколько больше сперматозоидов весят столько же, сколько единственная яйцеклетка.

Человеческий сперматозоид — очень необычный вид клетки, потому что она может двигаться самостоятельно. Он направляется к яйцеклетке с помощью длинного хвоста, словно головастик. Лишь один из сперматозоидов проникает в яйцеклетку через слой маленьких клеток, окружающих ее. Как только сперматозоид попадает в яйцеклетку, никакой другой сперматозоид уже не может сделать то же самое.

Теперь мы можем задать себе сразу множество вопросов. Почему именно две клетки требуются для производства нового индивидуума? Почему у него одного должны быть и отец и мать? Чтобы ответить на эти и другие подобные им вопросы, давайте обратим наше внимание на хромосомы.

Маленькое пятнышко на желтке и есть будущий цыплёнок.

Сперматозоид и яйцеклетка в момент оплодотворения.

Равный вклад

Человеческие клетки содержат 48 хромосом. Эти 48 выстроены парами. Каждая человеческая клетка поэтому содержит 24 пары хромосом. Гены в любой хромосоме подобны генам в хромосоме, находящейся с ней в паре. Если одна хромосома содержит ген, формирующий тирозиназу, ее хромосома-близнец — тоже. Этот ген даже расположен в одном и том же месте в каждой хромосоме. Гены могут быть не идентичны; то есть один из них, например, может быть способен к формированию большего количества тирозиназы, чем другой. Однако оба они связаны с тем же самым ферментом.

Иными словами, человеческая клетка содержит 24 различные хромосомы плюс «запчасти» для каждой из них. Но есть исключение. Это исключение — женская яйцеклетка и сперматозоид. Яйцеклетки и клетки спермы формируются из родительских клеток, содержащих обычные 48 хромосом. Родительские клетки, однако, подвергаются необычной форме деления клетки, известной как мейоз. При таком делении хромосомы разделяются пополам.

Они просто делятся на две группы и путешествуют к противоположным концам клеток. В одном конце одна половина хромосом- 24 штуки, а в другом другие 24 экземпляра. Результатом этого является то, что и яйцеклетки и сперматозоиды — только лишь «полуклетки», по крайней мере, в отношении количества хромосом.

Когда сперматозоид входит в яйцеклетку (оставляя свой хвост снаружи), он становится ядром, очень похожим на маленькое ядро в яйцеклетке. Эти два ядра приближаются и растворяются друг в друге. Teпepь оплодотворенная яйцеклетка — уже полно ценная клетка. Она содержит все 48 хромосом. Именно поэтому оплодотворенная яйцеклетка может развиться в эмбрион, в то время как неоплодотворенная яйцеклетка не может.

Есть важное различие между оплодотворенной яйцеклеткой и всеми другими клетками в женском теле, в котором она существует. Хромосомы-то другие! Только 24 из хромосом оплодотворенного яйца были получены из клеток женщины, то есть от матери. Другие 24 хромосомы вошли в клетку извне, то есть из клетки отца. Таким образом на генетическом уровне, каждый родитель делает равный вклад в своё потомство.

Мужчина и женщина

Как уже говорилось, все человеческие клетки (кроме яйцеклеток и клеток спермы) содержат 24 пары хромосом. Но фактически, это не совсем правильно. Клетки женщины действительно содержат 24 совершенные пары. Клетки мужчины, однако, содержат 23 совершенные пары плюс 24-я пара, которая является немного необычной. 24-я пара у мужчин состоит из одной совершенной хромосомы и одного чахлого маленького партнера. Полноценную хромосому называют Х-хромосомой.

Чахлого партнера называют Y-хромосомой. Другими словами, 24-я пара у мужчин не имеет надлежащей «запчасти». Что это означает для процесса созревания? Когда формируется яйцеклетка, 24 пары хромосом у женщины делятся равномерно. Каждая яйцеклетка получает 24 совершенные хромосомы. Поэтому все яйцеклетки подобны в этом отношении и каждая содержит Х-хромосому.