Айзек Азимов - Популярная анатомия. Строение и функции человеческого тела

Как только организм достигает стадии развития, когда может вырабатывать яйцеклетку, он почти неизбежно участвует в половом размножении. Наверняка у яйцеклетки есть возможность самой и без вмешательства какой-либо другой клетки образовывать организм. Это называется партеногенез («девственное размножение»), и он имеет место у многих беспозвоночных. Например, у пчел это в порядке вещей. Однако, если рассматривать жизнь в целом, такой феномен никогда не встречается у позвоночных.

В общем, яйцеклетка не может воспроизвести организм до тех пор, пока не сольется с клеткой другого типа, называемой клетка спермы (что по-гречески значит «семя»), или сперматозоид (что по-гречески значит «животное семя»).

Процесс слияния яйцеклетки и клетки спермы есть оплодотворение, и получившаяся комбинированная клетка, теперь способная образовать целый организм, является оплодотворенной яйцеклеткой. У ряда простых животных форм одна и та же особь способна вырабатывать как яйцеклетки, так и клетки спермы. Теоретически тогда кажется возможным, чтобы клетка спермы одной особи оплодотворяла свою же яйцеклетку. Но это уничтожает всю цель полового размножения, и такое животное обычно устроено так, что подобной формы оплодотворения происходить не может. Земляной червь, например, вырабатывает как яйцеклетки, так и клетки спермы. Но размножение происходит только тогда, когда два земляных червя вступают в контакт таким образом, что область, вырабатывающая сперму одного, располагается рядом с областью, вырабатывающей яйцеклетку другого. Каждый земляной червь оплодотворяет другого, а не себя самого.

Естественным этапом, который бы устранил всякую возможность самооплодотворения и удостоверял бы, что цель полового контакта достигнута, является такое положение дел, при котором особи вырабатывают только яйцеклетки или только клетки спермы, но никак не то и другое вместе. Яйцеклетки вырабатывают особи женского пола, а сперму – особи мужского пола. Все позвоночные, включая конечно же и человека, разделяются таким образом по половому признаку.

Когда одноклеточное разделяется, каждая дочерняя клетка уже достаточно большая и достаточно сложная, чтобы продолжать жить своей отдельной жизнью. Очевидно, она рождается уже зрелой. Оплодотворенная яйцеклетка даже самого простейшего многоклеточного животного должна подвергнуться ряду клеточных делений, прежде чем станет достаточно большой и достаточно специализированной, чтобы существовать независимо. В период развития клеточной массе требуется энергия, а поскольку она не может питаться, то должна иметь предварительный запас питания. Яйцеклетка, следовательно, содержит в себе питательное вещество, или желток (из названия следует, что обычный его цвет желтый), в достаточном количестве, чтобы заполнить пробел между оплодотворенным яйцом и организмом, достаточно сложным, чтобы кормиться независимо. Из-за наличия желтка яйцеклетка больше, чем обычная клетка, и еще гораздо более неподвижна, благодаря этому.

Если процесс оплодотворения, в котором участвуют клетка спермы и яйцеклетка, должен состояться, вся ответственность за то, что они все-таки встретятся, должна лежать на клетке спермы. Следовательно, клетка спермы должна быть подвижной. Для достижения этого клетка спермы довольно легкая, поскольку не содержит никакого запаса питательных веществ. Ей нужно всего лишь прожить достаточно времени, чтобы проделать путь от места высвобождения до места, где находится яйцеклетка. Если ей не удается этого сделать, то смысла своего существования она не оправдала и, следовательно, нет причины кормить ее дальше. Ей также не нужно иметь цитоплазму, поскольку у яйцеклетки ее достаточно для двоих.

Короче говоря, клетка спермы не нуждается ни в чем, кроме ядерного вещества внутри, которое лежит в основе механизма наследственности. По этой причине сперматозоид гораздо меньше, чем среднестатистическая клетка, настоящий пигмей в сравнении с раздутой от желтка яйцеклеткой. Тем не менее обе клетки, крошечная клетка спермы и гигантская яйцеклетка, содержат равное количество ядерного вещества и обе делают равный вклад в наследственность нового организма.

Для приведения в движение крошечной клетки спермы достаточно всего лишь жгутика. С помощью его сперматозоид, по виду напоминающий микроскопического головастика, устремляется по воде к яйцеклетке – при условии конечно же, что она находится в водной среде.

Оплодотворение морских существ, поскольку они находятся в водной среде, довольно несложное. Самка откладывает икру в каком-нибудь укромном местечке, затем поджидающий самец подплывает к икринкам и извергает поток клеток спермы. Сперматозоиды движутся по направлению к яйцеклеткам, а оба родителя преспокойно уплывают прочь – они выполнили свою работу.

У наземных животных все гораздо сложнее, поскольку сперма не может перемещаться по воздуху или по земле. Следовательно, необходимо, чтобы самец выделял не только сперму, но и жидкость внутри прохода, через который в конечном итоге будут отложены яйца. Клетки спермы доберутся до яйцеклеток внутри тела самки, и, когда позднее будут отложены икринки, они окажутся уже оплодотворенными. Этот процесс оплодотворения внутри тела называется копуляция (спаривание), и для этой цели у самца развился орган копуляции, который он может ввести в организм самки [12] Человек, подобно другим наземным животным, должен осуществить процесс копуляции, если хочет продолжить свой род. Но поскольку есть некая ненужная стыдливость в обсуждении этого процесса, который в нашей культуре считается очень личным, он был обозначен довольно пристойным термином «половое сношение». .

Беспомощность икринки (или яйцеклетки) на протяжении всего времени, пока она не разовьется в отдельный организм, обусловливает необходимость с точки зрения выживания достичь стадии независимого организма как можно быстрее. Но чем сложнее тип, тем больше времени требуется для развития до того момента, когда организм разовьется полностью. Во многих случаях достигается компромисс: яйцеклетка поспешно устремляется к стадии независимого организма до того, как достигается полное развитие организма. Такой упрощенный, но самостоятельный организм – личинка. Личинка питается и растет до тех пор, пока не будет готова заново родиться и стать взрослой особью. (Иногда стадия личинки становится все более и более важной и фактически подменяет собой стадию взрослой особи.)