Что (кто) такое Сперматозоид - определение

или спермий, зрелая мужская половая клетка животных и многих растений. Основная функция сперматозоида - оплодотворение яйца, т.е. перенос генетического материала отцовского организма в женскую половую клетку. Происхождение термина "сперматозоиды", означающего буквально "животное в семени", связано с тем, что Антони ван Левенгук, один из первых двух микроскопистов, обнаруживших эти клетки (1677), первоначально счел их за паразитических животных, обитающих в семени (сперме). Хотя позднее Левенгук отказался от такой трактовки и стал рассматривать спермии как собственно "семя", содержащее преформированное животное, все же его первоначальная точка зрения просуществовала очень долго. Только в первой половине 19 в. было выяснено, что сперматозоиды - не паразиты, а участники оплодотворения, и лишь в 1876 Оскар Гертвиг, изучая процесс оплодотворения у морского ежа, установил, что спермий проникает в яйцо и ядра этих клеток сливаются.

Строение типичного сперматозоида показано на рисунке. Это очень удлиненная подвижная клетка, главные компоненты которой - ядро, занимающее основной объем головки, и орган движения - жгутик, составляющий хвост. В сущности, сперматозоид можно описать как подвижное ядро, и такое строение отчетливо соответствует его функции. В нем очень мало цитоплазмы, но есть несколько вспомогательных структур: митохондрии, обеспечивающие его энергией; во многих случаях - акросома, органелла, подобная лизосоме и содержащая ферменты, необходимые для проникновения сперматозоида в яйцеклетку; наконец, центриоль (одна или у многих видов две), которая дает начало жгутику, а в последующем используется в ходе первого дробления зиготы, образовавшейся в результате оплодотворения. Акросома лежит впереди ядра в головке, а центриоль и митохондрии - в средней части клетки. Ядро содержит гаплоидный набор хромосом (см. также КЛЕТКА), оно плотное, конденсированное; длинный жгутик сходен по строению со жгутиками простейших и ресничками мерцательного эпителия многоклеточных животных.

Длина сперматозоида животных варьирует от сотых до десятых долей миллиметра, но у членистоногих и мелких земноводных бывает свыше одного миллиметра. Хотя у некоторых низкоорганизованных животных эти клетки образуются в сравнительно небольших количествах (например, у многих видов коловраток - не более 100 в течение жизни), обычно их продукция очень велика: у человека и кролика - свыше 108 в день, у лошади и хряка - свыше 1010. У всех позвоночных и большинства беспозвоночных сперматозоиды жгутиковые. Безжгутиковые (их обычно называют спермиями) свойственны нематодам, паукам, клещам, ракам и крабам. Такие спермии способны к амебоидному движению. С другой стороны, у некоторых беспозвоночных, например у улиток, встречаются многожгутиковые сперматозоиды; так, у реликтового вида термитов Mastotermes darwiniensis эти клетки несут около 100 жгутиков, относительно малоподвижных.

Сперматогенез (образование сперматозоидов) у большинства животных протекает в семенных канальцах семенников. Продолжительность этого процесса у разных видов неодинакова: у мышей она составляет около 35 суток, у человека - 74, а у животных с сезонным размножением - существенно больше. У млекопитающих сперматогенез (как и овуляция) регулируется фолликулостимулирующим гормоном гипофиза.

Сперматозоиды, попавшие в половые пути самки, могут длительно сохранять жизнеспособность: у пчел - 3-4 года, у птиц - около 3 недель; однако у человека они жизнеспособны в матке не более 48 часов.

У растений сперматозоиды, как правило, очень мелкие, у большинства семенных - неподвижные, безжгутиковые, однако у зеленых и бурых водорослей, папоротников, хвощей, плаунов, саговников, гингко и некоторых других растений, напротив, сперматозоиды подвижны и имеют два или много жгутиков. См. также СЕМЯ
; ЭМБРИОЛОГИЯ
; ЯЙЦО
.

мужская половая клетка животных организмов и многих растений. С. животных (живчик, семенная нить, спермий) у всех позвоночных и большинства беспозвоночных имеет жгутик (хвост, рис., а), обеспечивающий его поступательное движение; у некоторых червей, многоножек, ракообразных и клещей С. не имеют хвоста и характеризуются большим разнообразием строения и амёбоидным движением. Длина С. у различных видов измеряется десятками и сотнями микрометров, у насекомых достигает нескольких миллиметров. Хвостатые С. имеют сравнительно короткую (округлую, конусовидную, крючковидную и т.д.) головку, в которой расположено ядро, содержащее конденсированный хроматин. На переднем конце головки находится Акросома, содержащая лизины. За головкой следует более тонкий промежуточный отдел, переходящий в нитевидный хвост. Промежуточный отдел у С. большинства видов животных короткий и заключает в себе базальное тело (центриоль), состоящее из девяти расположенных кольцом триплетов коротких микротрубочек и окруженное венчиком из 4-10 крупных митохондрии. От базального тела берёт начало осевая нить (осевой комплекс, аксонема), сокращение которой обеспечивает биение жгутика и перемещение С. Ультраструктура осевой нити у разных С. практически одинакова и сходна с таковой у ресничек (рис., б, в); она состоит из фибрилл (микротрубочек, диаметром 200-250 Ǻ), 2 из которых лежат в центре, а 9 периферических двойных (дублеты) расположены кольцом вокруг центральных (9 + 2). Иногда снаружи от дуолетов лежат ещё 9 дополнительных фибрилл (9 + 9 + 2). Периферические фибриллы жгутика непосредственно переходят в микротрубочки базального тела, центральные фибриллы остаются свободными. В осевых нитях жгутиков (в фибриллах и структурах, связанных непосредственно с ними) имеются белки, подобные актину и миозину скелетных мышц и обладающие способностью расщеплять АТФ. У насекомых головка С. сильно вытянута в длину, иногда спирально закручена и без заметных границ переходит в длинный хвост. Большая часть хвоста содержит особую структуру митохондриального происхождения, называется побочным ядром. У многих животных в семенниках образуется несколько типов С., большинство которых атипичны и возникают в результате нарушения хода сперматогенеза, главным образом в период делений созревания; такие С., по-видимому, не обладают оплодотворяющей способностью.

С. растений (антерозоиды) образуются в органах, называемых антеридиями. У большинства семенных растений С., обычно называют спермиями (См. Спермии), лишены жгутиков и активно не двигаются (оплодотворение происходит не в жидкой среде). С. с двумя или многими жгутиками имеются у зелёных и бурых водорослей, у некоторых низших грибов, мхов, папоротников, хвощей, плаунов, изоэтесов, селагинелл, саговников и гинкго. С. лишены целлюлозной оболочки, в большинстве случаев очень мелкие (за исключением С. некоторых саговников, у которых они достигают 300 мкм в диаметре и видны невооружённым глазом), но с крупным ядром и небольшим количеством цитоплазмы. Жгутик находится на переднем (по направлению движения) конце С. Движение С. к яйцеклетке определяется различными химическими веществами, входящими в состав женских половых клеток и органов.

Лит.: Вильсон Э., Клетка и ее роль в развитии и наследственности, пер. с англ., т. 1, М. - Л., 1936; Руководство по цитологии, т. 2, М. - .Ч., 1966; Hancock J. L., The ultra-structure of mammalian spermatozoa, в кн.: Advances in reproductive physiology, L., 1966.

Л. В. Данилова.

Сперматозоид млекопитающих: а - схема строения (1 - акросома, 2 - головка, 3 - шейка, 4 - промежуточный отдел, 5 - главный отдел хвоста, 6 - концевой отдел); б и в - поперечные срезы (сильно увеличены): б - промежуточного отдела; в - главного отдела хвоста (1 - митохондрии, 2 - центральные фибриллы, 3 - дублеты, 4 - дополнительные фибриллы).