Созревание половых клеток и определение пола у человека

Способ, или тип, определения пола, впервые установленный у дрозофилы, имеет в природе очень широкое распространение. По этому типу определение пола протекает у всех исследованных млекопитающих животных, в том числе домашних (лошадь, корова, овца), лабораторных (мышь, крыса, кролик), а также у человека.

Наступление периода половой зрелости у человека знаменует собой важный этап в жизни представителей обоих полов, связанный с началом созревания половых клеток и воспроизведением потомства. До сих пор каждый из них в известном смысле жил для себя, принадлежал самому себе. По достижении половой зрелости организм принадлежит не столько себе, сколько своему настоящему и будущему потомству, своему сообществу, своему виду. Он сам возник в силу всеобщего закона природы - размножения и в свою очередь должен оставить после себя потомство. Только в этом случае будет выполнена биологическая задача его жизни; в противном случае вид, к которому данный организм принадлежит, вымрет, перестанет существовать.

Созревание сперматозоидов

По достижении человеком периода половой зрелости его половые железы начинают вырабатывать зрелые половые клетки: яичники у женщин - яйца, или яйцеклетки, семенники у мужчин - сперматозоиды.

Количество сперматозоидов, образующихся в течение жизни мужчины, достигает поистине астрономических величин. Некоторое представление об этом можно получить, если учесть, что только за один акт совокупления выбрасывается более 200 миллионов сперматозоидов. Поэтому параллельно с процессом созревания сперматозоидов в семенниках постоянно восполняется запас сперматогониев. Оба эти процесса начинаются с наступлением половой зрелости и продолжаются в течение всего воспроизводительного периода.

Процесс превращения сперматогониев в сперматозоиды протекает у человека так же, как у дрозофилы. В результате двух делений созревания сперматогония (мейоза и митоза) образуются два типа сперматозоидов, а именно - с Х- или У-хромосомой, поровну обоих типов. Следовательно, у человека, как и у дрозофилы, решающую роль в определении пола играет мужской пол. Каждый сперматогоний дает начало четырем сперматозоидам, а один миллион сперматогониев - четырем миллионам сперматозоидов. Диплоидное число хромосом у человека равно 46 (23 парам), т. е. почти в шесть раз больше, чем у дрозофилы. Каждый сперматозоид, кроме Х- или У-хромосомы, содержит также 22 аутосомы. Поэтому полное обозначение, или формулы, двух типов сперматозоидов мужчины будут таковы: Х +22, У + 22.

Созревание яиц

Процесс созревания яиц у женщин характеризуется некоторыми особенностями. Главная из них заключается в том, что размножение овогониев происходит еще во внутриутробном периоде и заканчивается между 5-м и 6-м месяцами развития плода. Поэтому новорожденная появляется на свет с полным их комплектом на весь будущий период половой активности. Число овогониев в обоих яичниках новорожденной девочки достигает 600 - 700 тысяч.

Следовательно, овогонии пребывают в незрелом состоянии в течение очень длительного периода. Одна граница последнего - это день рождения (точнее - 5 - 6-месячный возраст плода), другая растянута от начала до конца половой активности, т. е. в среднем от 15 лет до прекращения месячных.

Что касается собственно процесса созревания яиц, то он протекает так же, как у дрозофилы: в результате двух делений созревания каждый овогоний превращается в зрелое яйцо. А так как овогонии женщины содержат две одинаковые половые хромосомы, то и все образующиеся у нее яйца будут одного типа, т. е. с Х-хромосомой. В отличие от сперматогониев каждый овогоний дает начало одному яйцу. Напомним также, что как сперматозоиды, так и яйца содержат по 22 аутосомы. Поэтому полное обозначение хромосомного состава яиц женщины будет таково: Х + 22.

Оплодотворение и определение пола

Пол зародыша у человека, так же как у других млекопитающих и у дрозофилы, зависит от сочетания половых хромосом в оплодотворенном яйце. Если зрелое яйцо в то время, когда оно проходит по яйцеводу, будет оплодотворено сперматозоидом с Х-хромосомой, из него возникнет зародыш, каждая клетка которого, кроме 44 аутосом, будет содержать две X-хромосомы. Из такого зародыша разовьется девочка. Если же яйцо оплодотворится сперматозоидом с У-хромосомой, из такого яйца возникнет зародыш, клетки которого, опять-таки, кроме 22 пар аутосом, будут содержать Х- и У-хромосомы. Из такого зародыша разовьется мальчик.

Не удивительно ли, что разница всего лишь в единственной паре микроскопически малых хромосом оказывается достаточной для того, чтобы направить в определенную сторону сложные процессы развития зародыша и определить все те многочисленные крупные и едва заметные особенности строения тела, которые отличают мужчину от женщины и которые мы выражаем, противопоставляя такие понятия, как мужской - женский пол, мужчина - женщина, мужественность - женственность, сила и атлетизм - грация и обаяние.

Пути и роль половых хромосом наглядно представлены на рисунке обложки книги. Какие хромосомы получит каждый зародыш во время зачатия, те он, будучи уже взрослым, и передаст своему потомству. И так каждый раз, из поколения в поколение.

Выше было указано, насколько природа изобретательна на те бесчисленные приспособления, конечной целью которых является обеспечение встречи женских и мужских половых клеток, т. е. обеспечение оплодотворения и возникновения потомства, непрерывности существования вида.

И все же природа несравненно более щедра в другом, количественном отношении. В самом деле, только за один половой акт в половые пути женщины вводится 200 миллионов сперматозоидов. Из них в благоприятном случае лишь единственный оплодотворит яйцо и даст начало новой жизни; все другие гибнут.

Выше было указано также, что в обоих яичниках новорожденной девочки содержится до 700 тысяч овогониев. У женщины за один менструальный цикл, как правило, созревает одно яйцо. Исключение составляют случаи рождения близнецов, когда одновременно созревают два или несколько яиц, оплодотворение которых приводит к рождению двоен, троен и т. д. Таких циклов в жизни женщины в среднем бывает 400 - 600. Следовательно, столько же раз в своей жизни она готова стать матерью. А какова судьба всех остальных овогониев? Они также погибают.

Такова степень обеспеченности существования вида со стороны половой сферы составляющих его индивидуумов. Без нее существование и процветание вида были бы поставлены под угрозу.

Но природа не была бы природой, если бы на каждом шагу не ставила нас перед все новыми и неожиданными загадками и парадоксами. Таким парадоксом в рассматриваемом вопросе является, с одной стороны, уже отмеченная безграничная изобретательность и расточительная щедрость тех приспособлений, конечной целью которых является обеспечение встречи яйца и сперматозоида, т. е. акт оплодотворения; с другой стороны - подкупающая простота и широкая распространенность механизма определения пола по типу дрозофилы у самых разнообразных организмов.

И действительно, даже самому пылкому фантасту, вероятно, не пришла бы в голову мысль искать глубокое сходство между мухой и домашними животными, между мухой и человеком. А между тем это так, как бы ни казалось удивительным. По-видимому, природа долго и тщательно шлифовала механизм определения пола и, доведя до нужной степени надежности, сделала его достоянием огромного числа живых существ, независимо от степени их биологического развития и положения в естественной системе. В этом, как, впрочем, и во всех других отношениях, у природы нет пасынков и фаворитов: все то, что апробировано ею в течение длительного эволюционного развития, поражает удивительной целесообразностью. Механизм определения пола является хорошей тому иллюстрацией.