Зигота — первая клетка нового организма¶
Зигота — это диплоидная клетка, образующаяся в результате слияния (сингамии) двух гамет — мужской и женской, — при половом размножении. Зигота представляет собой начальную стадию развития нового организма: из неё путём последующих митотических делений формируется зародыш. В гаплоидном наборе хромосом зиготы содержится по одному набору от каждого из родительских организмов, что обеспечивает генетическое разнообразие потомства.
¶Образование зиготы
Процесс образования зиготы называется оплодотворением (фекундацией). Он включает несколько последовательных этапов:
- Слияние гамет — гаплоидные мужская (сперматозоид или спермий) и женская (яйцеклетка) гаметы соединяются, образуя диплоидную зиготу.
- Кариогамия — слияние ядер гамет, в результате которого восстанавливается двойной набор хромосом.
- Активация яйцеклетки — ряд биохимических и физиологических изменений, запускающих развитие зиготы.
У большинства животных оплодотворение происходит в яйцеводе или матке, у многих беспозвоночных — в водной среде. У растений процесс имеет свои особенности: в ходе двойного оплодотворения, характерного для покрытосеменных, одна спермия сливается с яйцеклеткой, образуя зиготу, а вторая — с центральной клеткой, формируя эндосперм.
¶Характеристики зиготы
Зигота обладает рядом свойств, отличающих её от других клеток организма:
- Диплоидность — набор хромосом зиготы удвоен по сравнению с гаметами и составляет 2n (у человека — 46 хромосом).
- Потенциал к дифференцировке — зигота является тотипотентной: из неё могут развиться все клетки и ткани организма.
- Асимметричное деление — первое деление зиготы часто неравномерно, что задаёт будущие оси развития зародыша.
- Материнские факторы — в цитоплазме зиготы содержатся материнские мРНК и белки, управляющие ранними этапами эмбриогенеза до включения собственного генома.
¶Развитие зиготы
После оплодотворения зигота вступает в период эмбрионального развития. У позвоночных последовательно проходят стадии:
- Клеточная дробление — серия быстрых митотических делений, при которых объём зиготы не увеличивается, а число клеток (бластомеров) растёт.
- Морула — стадия сплошного шара клеток.
- Бластула — полая структура с полостью (бластоцелем).
- Гаструла — формирование зародышевых листков (эктодермы, мезодермы, эндодермы) и зачатков основных органов.
У человека зигота образуется в ампулярной части маточной трубы и в течение примерно 3–4 суток продвигается по ней к матке, делясь на бластомеры. На 5–6-е сутки формируется бластоциста, которая имплантируется в эндометрий.
¶Зигота в жизненном цикле организмов
В жизненном цикле большинства организмов зигота является единственной диплоидной стадией, окружённой гаплоидными фазами. Такой жизненный цикл называется гапло-диплоидным или зиготическим мейозом: из зиготы митозом развиваются диплоидные особи, у которых в половых железах мейозом образуются гаплоидные гаметы.
У некоторых организмов (например, у хвостатых земноводных) наблюдается гаметический мейоз — гаплоидная фаза представлена гаметами, а диплоидная — зиготой и развивающимся из неё зародышем.
У грибов и водорослей зигота часто образуется в результате конъюгации — слияния двух вегетативных клеток без образования специализированных гамет. У зигомицетов зигота покрыта толстой оболочкой и способна к длительному покою.
¶Значение зиготы
Зигота играет центральную роль в биологии размножения и наследственности:
- обеспечивает восстановление диплоидного набора хромосом после гаплоидной стадии гамет;
- является носителем нового генотипа, сочетающего признаки обоих родителей;
- служит точкой отсчёта онтогенеза — индивидуального развития организма;
- в медицине изучение зиготы и ранних стадий эмбриогенеза лежит в основе репродуктивных технологий, включая экстракорпоральное оплодотворение (ЭКО), при котором зигота получается вне организма женщины и культивируется в лабораторных условиях до переноса в матку.
¶Примечания
В ботанике термин «зигота» применяется и к продукту слияния двух соматических клеток при соматической гибридизации, а в генетике — к диплоидной клетке, образующейся при скрещивании гомозиготных линий.
Источники:
- Астауров Б. Л. «Оплодотворение и раннее развитие у позвоночных»
- Каменский А. А., Криксунов Е. А., Пасечник В. В. «Общая биология» (11 класс)
- Новожилов К. В. «Общая биология»
- Сиверс Ф., Криксунов Е. А., Насонова В. М. «Биология. 9 класс»
- Львов Д. К. «Биология. 8 класс»