Оплодотворением называется соединение двух гамет, в результате чего образуется оплодотворенное яйцо зигота — начальная стадия развития нового организма.
Оплодотворение влечет за собой два важных следствия:
-
активацию яйца, то есть побуждение к развитию;
-
синкариогамию, то есть образование диплоидного ядра зиготы в результате слияния гаплоидных ядер половых клеток, несущих генетическую информацию двух родительских организмов.
Встрече гамет способствует тот факт, что яйцеклетки животных выделяют в окружающую среду особые химические вещества, активизирующие сперматозоиды. Сперматозоиды двигаются беспорядочно и с яйцеклеткой сталкиваются случайно. В оболочке яйцеклетки некоторых животных существуют крошечные отверстия микропиле, через которые проникают сперматозоиды.
У большинства видов микропиле отсутствуют, поэтому проникновение сперматозоида осуществляется благодаря акросомной реакции. Расположенная на переднем конце сперматозоида акросомная область окружена мембраной. При контакте с яйцом оболочка акросомы разрушается. Из нее выбрасывается акросомная нить, и выделяются ферменты:
-
фермент, растворяющий оболочку яйцеклетки;
-
фермент гиалуронидаза, разрушающую фолликулярные клетки, окружающие яйцо.
Акросомная нить проникает через растворенную зону яйцевых оболочек и сливается с мембраной яйцеклетки. В этом месте из цитоплазмы яйцеклетки образуется воспринимающий бугорок. Он захватывает ядро, центриоли и митохондрии сперматозоидов и увлекает их вглубь яйцеклетки. Плазматическая мембрана сперматозоида встраивается в поверхностную мембрану яйцеклетки, образуя мозаичную наружную мембрану зиготы.
Проникновение сперматозоида в яйцеклетку изменяет ее обмен веществ, показателем чего является ряд морфологических и физиологических преобразований:
-
повышается проницаемость клеточной мембраны;
-
усиливается поглощение из окружающей среды фосфора и калия;
-
выделяется кальций;
-
увеличивается обмен углеводов;
-
активизируется синтез белка.
Показателем изменения обмена веществ является и то, что у ряда видов животных созревание яйца заканчивается после проникновения в него сперматозоида. У человека сперматозоиды проникают в яйцеклетки, находящиеся еще в периоде созревания. Первое редукционное тельце выделяется через 10 ч, а второе — только через 1 сутки после проникновения сперматозоида.