Gamétogenèse: le processus de la gamétogenèse: spermatogenèse et ovogenèse

Lisez cet article pour en savoir plus sur la spermatogenèse, la formation de l'oogenèse, les types d'oeufs et le processus de gamétogenèse!

La gamétogenèse est le processus par lequel les cellules sexuelles masculines et féminines ou les gamètes, c'est-à-dire les spermatozoïdes et les ovules, se forment respectivement dans les gonades masculine et féminine (testicules et ovaires).

Les gamètes diffèrent des cellules somatiques par le fait que leur noyau contient la moitié du nombre de chromosomes (haploïdes) présents dans le noyau des cellules somatiques. La méiose constitue la partie la plus importante du processus de la gamétogenèse. La gamétogenèse pour la formation des spermatozoïdes est appelée spermatogenèse, tandis que celle des ovules est appelée oogenèse.

I. Spermatogenèse:

La spermatogenèse se produit dans les tubes séminifères des testicules. L'épithélium germinal des tubes séminifères est constitué en grande partie de cellules germinales primaires cuboïdales et de cellules somatiques appelées cellules de Sertoli (cellules nourricières). La spermatogenèse comprend la formation de spermatides et de spermatozoïdes.

I. Formation de spermatides:

Il comprend les phases suivantes:

a) Phase de multiplication:

Les cellules germinales primordiales indifférenciées subissent des divisions mitotiques répétées et produisent des spermatogonies. Chaque spermatogonium est diploïde (2N).

b) Phase de croissance:

Dans cette phase, les cellules spermatogoniales se développent activement pour devenir un spermatocyte primaire plus grand en se nourrissant des cellules allaitantes.

c) Phase de maturation:

Chaque spermatocyte primaire subit deux divisions successives, appelées divisions de maturation. La première division de maturation est méiotique. De ce fait, le spermatocyte primaire se divise en deux cellules filles haploïdes appelées spermatocytes secondaires. Les deux spermatocytes secondaires subissent maintenant une seconde division de maturation qui est de nature mitotique pour former quatre spermatides haploïdes. E Formation de spermatozoïdes (spermiogenèse).

La transformation des spermatides en spermatozoïdes est appelée spermiogenèse ou spermatéliose. Les spermatozoïdes sont appelés spermatozoïdes. Au cours de cette phase, les spermatides subissent des modifications de forme et des modifications de la position relative. Les changements peuvent être résumés comme suit:

Changements dans le noyau:

Le noyau perd de l'eau de la sève nucléaire, se contracte et prend différentes formes chez les différents animaux. Les teneurs en ARN du noyau et du nucléole sont considérablement réduites. L'ADN devient plus concentré et le matériel de chromatine devient étroitement emballé dans un petit volume.

Acrosome formation:

L'acrosome se situe à la face antérieure du noyau du sperme et contient des enzymes protéases qui facilitent sa pénétration à l'intérieur de l'œuf. L'acrosome est dérivé du complexe de Golgi d'un spermatide.

Formation de la queue:

Le centrosome de la spermatide est constitué de deux centrioles. Pendant la spermiogenèse, les deux centrioles des spermatides se rangent l'un derrière l'autre derrière le noyau. La partie antérieure est appelée centriole proximal et la partie postérieure, le centriole distal; la partie basale du filament axial se situe dans la partie médiane du spermatozoïde. Les mitochondries des spermatides fusionnent et se tordent en spirale autour du filament axial.

II. Oogenèse:

Il se produit dans les ovaires (gonades féminines). L'oogenèse est complétée dans les trois phases successives suivantes:

a) Phase de multiplication:

Pour l'oogenèse, certaines cellules de l'épithélium germinal deviennent de grande taille et se multiplient de manière mitotique pour former une population de cellules mères d'œufs ou d'oogones. Les oogones font maintenant saillie dans le stroma de l'ovaire sous forme de cordon, le tube à œuf de Pfluger qui devient plus tard une masse ronde, le nid à l'oeuf.

Une cellule dans le nid d'œufs se développe et devient l'ovocyte principal qui est le futur ovule. Les autres oogones du nid forment l'épithélium folliculaire, autour de l'ovocyte primaire, pour le protéger et le nourrir. La structure ainsi formée s'appelle follicule ovarien (graffien).

b) Phase de croissance:

La phase de croissance de l'oogenèse est comparativement plus longue que la phase de croissance de la spermatogenèse. Dans cette phase, la taille de l'ovocyte primaire augmente énormément. Le cytoplasme de l'ovocyte devient riche en ARN, ADN, ATP et enzymes.

Les mitochondries, l'appareil de Golgi, les ribosomes, etc., se concentrent dans le cytoplasme de l'ovocyte. Le noyau devient également gros en raison de la quantité accrue de nucléoplasme et est appelé vésicule germinale. Lorsque la croissance du cytoplasme et du noyau de l'ovocyte primaire est terminée, il est prêt pour la phase de maturation.

c) Phase de maturation:

Chaque ovocyte primaire subit deux divisions de maturation, la première méiotique et la deuxième méiotique. Dans la première division méiotique, l'ovocyte primaire se divise en deux cellules filles haploïdes très inégales: un grand ovocyte secondaire et un très petit premier corps polaire ou polocyte. Dans la seconde division de maturation, le premier corps polaire peut se diviser pour former deux seconds corps polaires.

L'ovocyte secondaire se divise à nouveau en deux cellules filles inégales, un grand ootide et un très petit deuxième corps polaire. L'otide se développe en un ovule fonctionnel haploïde. Ainsi, à partir d'un oogone, il se forme un ovule et trois corps polaires. L'ovule est le gamète féminin actuel. Les corps polaires ne participent pas à la reproduction et, par conséquent, dégénèrent rapidement.

Différenciation des ovules:

Les changements suivants se produisent pendant la différenciation de l'ovocyte en ovule:

(i) Changements dans le noyau:

Le noyau de l'ovocyte grossit principalement à cause de la production d'une grande quantité de sève nucléaire. Dans les ovocytes de certains animaux (par exemple, les amphibiens, les reptiles, les oiseaux, etc.), les chromosomes de la lampe apparaissent. Le nucléole d'un ovocyte en croissance augmente considérablement.

(ii) Modifications du cytoplasme:

(a) Les mitochondries sont moins nombreuses chez les jeunes ovocytes mais leur nombre augmente pendant la croissance de l'ovocyte.

b) Les corps de Golgi. Dans les ovocytes matures, ils disparaissent parfois complètement. Cela indique que les corps de Golgi sont remplacés par d'autres structures.

(c) réticulum endoplasmique (ER). Dans les ovocytes matures, les membranes de l'ER ne comportent généralement pas de ribosomes, mais sont perforées par les pores.

d) Granulés corticaux. Ce sont des corps sphériques entourés d'une simple membrane et contenant des mucopolysaccharides acides. Dans les ovocytes matures, la formation de granules corticaux a lieu.

e) Vitellogenèse. La synthèse du jaune dans les ovocytes primaires s'appelle la vitellogenèse. Chez les poissons et les amphibiens, la vitellogenèse a lieu dans les mitochondries modifiées. Chez d'autres vertébrés, le jaune n'est pas synthétisé dans les ovocytes mais est produit dans le foie du corps de la femelle. Il est ensuite transporté sous forme soluble via le sang vers les cellules folliculaires des ovocytes où il est finalement déposé sous forme de granules de vitellus ou de plaquettes de vitellus.

Ovule ou oeuf:

L'ovule mature ou le gamète femelle est de forme sphérique. Son cytoplasme est appelé ooplasme contenant un grand noyau, appelé vésicule germinale. Le noyau contient un nucléole proéminent. Le cytoplasme est enveloppé par une membrane cellulaire (membrane plasmique).

La membrane formant la couche superficielle d'un ovule s'appelle la membrane vitelline (c'est la membrane primaire de l'œuf, par exemple chez les insectes, les mollusques, les amphibiens et les oiseaux). Chez les tuniciers et les poissons, la membrane vitelline est appelée chorion. Les œufs de mammifères contiennent une membrane similaire et sont appelés zona pellucida.

Un espace périvitellin étroit est présent entre la zone pellucide et la membrane plasmique. Les membranes secondaires des œufs sont sécrétées par les tissus ovariens situés autour des premières membranes. Ils sont composés de coquilles chitineuses chez les insectes, les ascidies et les cyclostomes ou de gilets chez les amphibiens.

Les membranes d'œufs tertiaires sont sécrétées par l'oviducte ou l'utérus, par exemple une gelée qui protège l'œuf des poissons osseux et des amphibiens et l'albumine (blanc d'œuf), les membranes des coquilles et la coquille poreuse la plus calcaire extérieure des œufs de reptiles et d'oiseaux. Le côté de l'ovule qui extrude les corps polaires est appelé le pôle animal. Le côté opposé s'appelle le poteau végétal.

Types d'œufs:

A. Sur la base de la quantité de jaune, les œufs sont des types suivants:

i) Œufs microlécitaux:

Ils contiennent une très petite quantité de jaune, par exemple, des œufs d'oursin, de tuniciers, d'amphioxus. Chez les marsupiaux (kangourou) et les mammifères euthériens (hommes), les œufs contiennent très peu de jaune et, par conséquent, ces œufs sont appelés alecithal (presque sans jaune).

ii) Œufs mésolécimaux:

Ces œufs contiennent une quantité modérée de jaune, par exemple des œufs de Petromyzon (lamproie), du poisson poumon, des grenouilles et des crapauds.

(iii) oeufs macrolecithal:

Ils contiennent une grande quantité de jaune, par exemple des œufs d'insectes, des requins, des poissons osseux, des reptiles, des oiseaux et des mammifères protothiens.

B. Sur la base de la distribution du jaune dans le cytoplasme, les œufs sont des types suivants:

i) Œufs homolécimaux:

Le jaune est uniformément réparti dans tout l'ooplasme (cytoplasme de l'œuf), par exemple, des œufs d'échinodermes et de potochordates.

ii) Œufs télolécitaux:

Le jaune est concentré dans la moitié végétale, par exemple des œufs d'amphibiens.

iii) oeufs méiolécitaux:

Le jaune est très gros et occupe presque tout l'ooplasme, ne laissant libre qu'une petite zone de cytoplasme en forme de disque pour le noyau, par exemple des œufs de reptiles, d'oiseaux et de mammifères en ponte.

(iv) Œufs de Centrolecithal:

Le jaune est localisé au centre, par exemple des œufs d'insectes.