Gametă: definiție, tipuri (ovul și spermatozoid) și rol în fertilizare

Un gamet este o celulă sexuală specializată care fuzionează cu un alt gamet în timpul fertilizării (concepție) la organismele care se reproduc pe cale sexuală. Gameții sunt, în general, haploizi (au un singur set de cromozomi) și sunt produși de către celulele germinale printr-un proces de diviziune celulară numit meioză.

Tipuri de gameți

La speciile care produc două tipuri de gameți distincte din punct de vedere morfologic și la care fiecare individ produce doar un singur tip, o femelă este orice individ care produce tipul mai mare de gameți — numit ovul (sau ou) — iar un mascul produce tipul mai mic — numit spermatozoid (sau spermatozoid).

• Ovulul (ou): gametul feminin, relativ mare, bogat în rezerva nutritivă (yolk) și de obicei imobil. Ovulele conțin organite și substanțe necesare dezvoltării inițiale a zigotului.
• Spermatozoidul: gametul masculin, de obicei mic, mobil (uneori prevăzut cu un flagel) și conceput pentru a călători până la ovul pentru a-l fertiliza. Spermatozoidul este adesea foarte specializat pentru motilitate și pentru livrarea materialului genetic.
• Isogamie (la unele organisme): gameții sunt de dimensiuni și forme similare, fără diferențiere clară în „masculin” și „feminin”.
• Oogamie: tipul de reproducere întâlnit la majoritatea animalelor și plantelor superioare, în care ovulul este mare și imobil, iar spermatozoidul este mic și mobil.

Structură și caracteristici

• Haploidie: Gameții conțin un set unic de cromozomi (n), astfel încât, după fuziunea a doi gameți (2n), se restabilește numărul diploid al speciilor.
• Organele specializate: Ovulele conțin rezerve nutritive, mitocondrii și elemente citoplasmatice utile pentru dezvoltarea precoce. Spermatozoizii au de obicei un cap cu nucleu compact, un acrosom (enzime care ajută penetrarea ovulului) și un flagel pentru deplasare.
• Număr și longevitate: Femelele produc de obicei un număr limitat de gameți de dimensiuni mari, iar masculii pot produce un număr foarte mare de spermatozoizi mici și mobili. Durata de viață a gameților variază foarte mult între specii și în funcție de condițiile de mediu.

Formare (gametogeneză)

Producția gameților la animale are denumiri specifice:

• Spermatogeneza — formarea spermatozoizilor în testicule; include diviziuni meiotice și maturarea celulară care rezultă în celule haploide mobile.
• Oogeneza — formarea ovulelor în ovare; presupune diviziuni meiotice asimetrice care păstrează citoplasma în celula care va deveni ovul, iar celulele polară preiau cantități reduse de citoplasmă.

La plante și ciuperci, gameții pot fi produși de structuri diferite (de exemplu, în gametofitul plantelor cu alternanță de generații) și pot exista adaptări specifice pentru polen (la plantele cu flori) sau spori mobili.

Rolul în fertilizare și dezvoltare

Gameții permit combinarea materialului genetic de la doi părinți. În momentul fertilizării, nucleul spermatozoidului fuzionează cu nucleul ovulului, formând un zigot diploid. Zigotul pornește apoi diviziuni mitotice și se va dezvolta, prin etape succesive, într-un embrion și ulterior într-un organism adult, urmând programele genetice moștenite de la ambii părinți.

Variante legate de mediu și strategie reproductivă

• Fertilizare externă: eliberarea gameților în medii acvatice (ex. multe pești și amfibieni), unde fecundarea are loc în exteriorul corpului; necesită producerea unui număr mare de gameți.
• Fertilizare internă: spermatozoizii sunt transferați în tractul reproducător al femelei; întâlnit la multe animale terestre și la multe plante angiosperme prin transferul polenului.
• Adaptări reproductive: strategiile variază de la producerea multor gameți cu investiție energetică mică (r-strategi) până la puțini gameți foarte investiți nutritiv (K-strategi).

Importanță biologică și aplicații

Gameții sunt esențiali pentru diversitatea genetică, evoluție și adaptare. În medicină și agricultură, cunoașterea proceselor de gametogeneză și fertilizare stă la baza tehnicilor de reproducere asistată (de exemplu, fertilizarea in vitro), selecției în ameliorarea plantelor și animalelor și în studiul bolilor de origine genetică.

Denumirea de gameți a fost introdusă de biologul austriac Gregor Mendel, a cărui muncă a pus bazele geneticii moderne și a contribuit la înțelegerea transmiterii caracterelor ereditare.

Întrebări și răspunsuri

Î: Ce este un gamete?

Î: Care este ploidia gameților?

Î: Ce fel de celule sunt toate celelalte celule ale unui animal?

Î: Cum sunt produși gameții?

Î: În ce fel sunt diferiți gameții masculi și cei feminini?

Î: Care este originea numelui "gamete"?

Î: Ce este fertilizarea?

Căutare după litera