Spermatozoid (qadimgi yunoncha σπέρμα qaratqich kelishigida σπέρματος bu yerda «sperma» + ζωή «hayot» + εἶδος “tur, shakl”, lotincha spermatozoon, spermium) — erkak jinsiy hujayrasi (gameta) bo‘lib, ko‘payishning oogamiya turidan foydalanadigan organizmlarga xos. Spermatozoidlar odatda faol harakatlana oladi va urug‘lantirish jarayonida urg‘ochi gameta — tuxum hujayrabilan qo‘shiladi. Odatda ular tuxum hujayralardan ancha kichik bo‘ladi, chunki ular tarkibida tuxum hujayradagidek ko‘p miqdorda sitoplazma bo‘lmaydi va organizmda bir vaqtning o‘zida juda ko‘p miqdorda hosil qilinadi.
Spermatozoidning odatiy tuzilishi hayvonlar va zamburug‘larningumumiy ajdodi bo‘lgan bir hujayrali yadroli organizmning shaklini aks ettiradi. U harakatlanishda tananing orqa qismidagi xivchinidan xuddi dumdekfoydalangan. Undan kelib chiqqan organizmlarning katta guruhi hayvonlar, zamburug‘larning aksariyati va ayrim protistlar guruhlarini o‘z ichiga oladi hamda orqa xivchinlilarkladi deb ataladi. Boshqa xivchinli eukariotlarning aksariyatida xivchin old tomonda joylashadi.
Keng ma’noda bu atama an’anaviy ravishda o‘simliklarning erkak jinsiy hujayralariga nisbatan ham qo‘llanadi. Bunday hujayralar spermiylar yoki anterozoidlar deb ham ataladi (bu atamalar ilgari o‘simliklarga yaqin deb hisoblangan zamburug‘larga nisbatan ham qo‘llanadi).
Hayvonlarda spermatozoidlar
Hayvonlar spermatozoidlarining xilma-xilligi
Turli hayvon turlarida spermatozoidlarning tuzilishi bir-biridan farq qiladi, ammo ularning umumiy tuzilish xususiyatlari ham bor. Odatdagi umurtqali hayvonlar spermatozoidida boshcha, o‘rta qism va dum (xivchin).
Boshchada gaploid yadro (unda xromosomalar joylashgan), akrosoma (tuxum hujayra qobig‘ini eritish uchun zarur bo‘lgan litik fermentlarni saqlaydi) hamda sentriolajoylashgan bo‘lib, sentriola xivchinning sitoskeletini shakllantiradi. Boshcha bilan o‘rta qism orasida hujayraning toraygan joyi — bo‘yincha mavjud. O‘rta qismda mitoxondrion — ulkan spiralsimon mitoxondriyajoylashgan. Xivchin spermatozoidning harakatlanishini ta’minlaydi.
Aksariyat hayvonlarda spermatozoidlar yuqorida tasvirlangan odatiy tuzilishga ega. Biroq istisnolar ham uchraydi. Xivchinlar soni bittadan ortiq bo‘lishi mumkin. Masalan, akvarium balig‘i tetradon spermatozoidlarida ikkitadan xivchin bo‘ladi. Ba’zi qisqichbaqasimonlarda spermatozoidlar bir nechta xivchinga ega. Yumaloq chuvalchanglar spermatozoidlarida esa xivchin umuman bo‘lmaydi ( evolyutsiya jarayonida bu hayvonlarning barcha hujayralari kiprikcha va xivchinlarini yo‘qotgan). Ular amyobasimon shaklga ega bo‘lib, soxta oyoqchalaryordamida harakatlanadi. Tritonlarning dumida «to‘lqinsimon membrana» (suzgich) bo‘ladi. Spermatozoid boshchalarining shakli juda xilma-xildir. Odam spermatozoidining boshchasi tuxumsimon va yon tomonlaridan yassilashgan. Sichqonlarda va kalamushlarda esa u ilgaksimon bo‘ladi. Tuban qisqichbaqasimonlarda sharsimon spermatozoidlar uchraydi. Ayrim xaltali hayvonlarda spermatozoidlar juftlashgan bo‘lib, dumlarini bir vaqtda harakatlantirgan holda juft bo‘lib suzadi. Ular tuxum hujayra urug‘lanishidan bevosita oldin ajraladi.
Spermatozoidlar mikroskopik o‘lchamga ega: odatda ularning uzunligi bir necha o‘n mikrometrdan bir necha yuz mikrometrgacha bo‘ladi. Spermatozoidlar o‘lchami ham juda xilma-xil va voyaga yetgan hayvonning kattaligi bilan bog‘liq emas. Masalan, sichqon spermatozoidlari odamnikidan 1,5 baravar katta. Triton spermatozoidlari esa odamnikidan bir necha baravar katta.
Odam spermatozoidlari
Spermatozoidlarning kashf etilishi
Spermatozoidlarni birinchi marta niderlandiyalik mikroskopshunos Antoni van Levenhuk 1677-yilda tasvirlab bergan. Levenhukning o‘zi e’tirof etishicha, unga «urug‘dagi jonivorlar» (ularni Levenhuk shunday atagan) haqida do‘sti, tibbiyot talabasi Iogann Gam (Johan Ham) xabar bergan. Shunday qilib, spermatozoidlarni rasmiy jihatdan Gam kashf etgan bo‘lsa-da, ularni batafsil kuzatgan, rasmini chizgan va tavsiflagan olim Levenhuk bo‘lgan. Dastlab odam spermatozoidlari kashf etilgan, ko‘p o‘tmay Levenhuk ko‘plab hayvonlarning spermatozoidlarini ham tasvirlab bergan. Levenhuk «urug‘dagi jonivorlar» urug‘lanishda ishtirok etadi, degan taxminni darhol ilgari surgan va bu haqda Britaniya Qirollik ilmiy jamiyatiga maxsus xat yozgan. Biroq qariyb yana bir asr davomida fanda spermatozoidlar urug‘ suyuqligidagi parazit organizmlar, urug‘lantirishni esa urug‘ suyuqligining o‘zi amalga oshiradi, degan qarash hukmron bo‘lgan. Spermatozoidlarning urug‘lantirishdagi roli isbotlangan italiyalik tabiatshunos Ladzaro Spallansanitomonidan. «Spermatozoid» atamasi faqat XIX asr boshlarida paydo bo‘lgan. Uni kelib chiqishi nemis bo‘lgan Peterburg Fanlar akademiyasi akademigi Karl Ernst fon Ber.
- Sinonimlari va etimologiyasi
Rus tilidagi manbalarda, ayniqsa eski nashrlarda, quyidagi sinonimlar uchraydi: spermiy, tirikcha, urug‘ ipi, urug‘ tanachalari.
Zamonaviy nom Levenhuk va Gam kashf etgan «urug‘ jonivorlari» iborasidan kelib chiqqan. Dastlab ular shakllangan embrionni tashuvchi alohida tirik mavjudotlar deb hisoblangan (spermatozoa so‘zidan: urug‘ (spermatos) + tirik mavjudot (zoon) + tur (eidos)).
Tuzilishi va vazifasi
Odam spermatozoidi — tuzilishi o‘z vazifasini bajarishga moslashgan ixtisoslashgan hujayradir: u ayol jinsiy yo‘llaridan o‘tib, erkakning genetik materialini tuxum hujayraga yetkazish uchun uning ichiga kiradi. Spermatozoid tuxum hujayra bilan qo‘shilib, uni urug‘lantiradi.
Odam organizmida spermatozoid tananing eng kichik hujayrasidir (agar dumchasiz, faqat boshchasi hisobga olinsa). Odam spermatozoidining umumiy uzunligi taxminan 55 mkm. Boshchasining uzunligi taxminan 5,0 mkm, eni 3,5 mkm va balandligi 2,5 mkm, o‘rta qismi va dumchasining uzunligi esa tegishlicha taxminan 4,5 va 45 mkm.
Kichik o‘lcham spermatozoidning tez harakatlanishi uchun zarur bo‘lishi mumkin. Spermatozoid yetilish jarayonida uning o‘lchamini kichraytiradigan maxsus o‘zgarishlar yuz beradi: yadro xromatini kondensatsiyalanishining o‘ziga xos mexanizmi tufayli zichlashadi (yadrodan gistonlarchiqariladi va DNK oqsil —protaminlarbilan bog‘lanadi), sitoplazmaning katta qismi spermatozoiddan «sitoplazmatik tomchi» shaklida ajralib chiqadi va faqat eng zarur organoidlar saqlanib qoladi.
Spermatozoid boshcha, o‘rta qism va dumdan iborat.
Boshcha odam spermatozoidida yon tomondan siqilgan ellipsoidshaklida bo‘ladi. Uning bir tomonida kichik chuqurcha borligi sababli odam spermatozoidining boshchasi ba’zan «qoshiqsimon» shaklga ega deb ta’riflanadi. Boshchada quyidagi hujayraviy tuzilmalar joylashadi:
- Yadro, unda yagona to‘plamdagi xromosomalarmavjud. Bunday yadro gaploiddeb ataladi. Spermatozoid bilan tuxum hujayra (uning yadrosi ham gaploid) qo‘shilgach, zigota — ona va otadan o‘tgan xromosomalarnitashuvchi yangi diploid organizm hosil bo‘ladi. Spermatogenez (spermatozoidlarning rivojlanishi) jarayonida ikki turdagi spermatozoidlar paydo bo‘ladi: X-xromosomani tashuvchi va Y-xromosomani tashuvchi. Tuxum hujayra X-xromosomali spermatozoid bilan urug‘langanda ayol jinsli embrion (Y-xromosomali spermatozoid bilan urug‘langanda esa erkak jinsli embrion) hosil bo‘ladi. Spermatozoid yadrosi boshqa hujayralar yadrolaridan ancha kichik. Bu asosan spermatozoid xromatinining o‘ziga xos tuzilishi bilan bog‘liq (qarang: protaminlar). Xromatin kuchli zichlashgani sababli u faol emas — spermatozoid yadrosida RNK sintezlanmaydi.
- Akrosoma — o‘zgargan Golji apparatidan hosil bo‘lgan, tarkibida taxminan 15 ta litik ferment (asosiy ferment —akrozin) saqlovchi membranali pufakcha. Bu fermentlar tuxum hujayra qobig‘ini eritadi. Akrosoma boshcha hajmining taxminan yarmini egallaydi va o‘lchami jihatidan yadroga deyarli teng. U yadroning old tomonida joylashib, uning yarmini qoplab turadi (shu sababli akrosoma ko‘pincha qalpoqchaga qiyoslanadi). Tuxum hujayra bilan to‘qnashganda akrosoma fermentlarini tashqariga chiqarib, tuxum hujayra qobig‘ining kichik qismini eritadi. Natijada spermatozoid kirishi uchun kichik «yo‘l» hosil bo‘ladi.
- Sentrosoma — mikronaychalarni tashkil etuvchi markaz bo‘lib, spermatozoid dumining harakatini ta’minlaydi. Shuningdek, u, ehtimol, yadrolarning bir-biriga yaqinlashuvi hamda dastlabki hujayra bo‘linishining zigotada sodir bo‘lishida ishtirok etadi.
Boshchaning orqasida spermatozoidning «o‘rta qismi» joylashadi. Boshchadan o‘rta qismni kichik torayish — «bo‘yincha» ajratib turadi. O‘rta qismning orqasida dum joylashgan. Spermatozoidning butun o‘rta qismi bo‘ylab mikronaychalardantashkil topgan xivchin sitoskeleti o‘tadi. O‘rta qismda xivchin sitoskeleti atrofida mitoxondrionjoylashib, u 28 ta mitoxondriyadan iborat. Mitoxondrion spiral shaklga ega bo‘lib, xivchin sitoskeletini o‘rab turadi. Mitoxondrion ATF sintezini amalga oshiradi va shu orqali xivchinning harakatlanishini ta’minlaydi.
Dum— xivchin — o‘rta qismning orqasida joylashadi. U o‘rta qismdan ingichkaroq va ancha uzun. Dum spermatozoidning harakatlanish organidir. Uning tuzilishi xivchinlarning eukariotlarga xos bo‘lgan tuzilishiga mos keladi.
Odam spermatozoidlarining harakatlanishi
Odam spermatozoidi xivchinyordamida harakatlanadi. Harakatlanayotganda spermatozoid odatda o‘z o‘qi atrofida aylanadi. Odam spermatozoidining harakat tezligi sekundiga 0,1 mm yoki soatiga 30 sm dan ortiq bo‘lishi mumkin. Ayol organizmida taxminan 1—2 soat ichida jinsiy aloqa va eyakulyatsiyadan keyin ilk spermatozoidlar yetib boradigan joy — Fallopiy nayining ampulyar qismi (u yerda urug‘lanish sodir bo‘ladi).
Erkak organizmida spermatozoidlar nofaol holatda bo‘ladi, ularning xivchinlari juda kam harakatlanadi. Spermatozoidlarning erkak jinsiy yo‘llari (urug‘ kanalchalari, epididimis yo‘li va urug‘ chiqaruvchi yo‘l) orqali siljishi passiv bo‘lib, peristaltik mushak qisqarishlari hamda yo‘llar devoridagi hujayralar kiprikchalarining tebranishi hisobiga yuz beradi. Eyakulyatsiyadan keyin spermatozoidlar prostata shirasi fermentlari ta’sirida faollashadi.
Spermatozoidlar ayol jinsiy yo‘llarida suyuqlik oqimiga qarshi mustaqil harakatlanadi. Urug‘lanish sodir bo‘lishi uchun ular taxminan 20 sm masofani bosib o‘tishi kerak (bachadon bo‘yni kanali — taxminan 2 sm, bachadon bo‘shlig‘i — taxminan 5 sm, Fallopiy nayi — taxminan 12 sm).
Qin muhiti spermatozoidlar uchun halokatli hisoblanadi. Urug‘ suyuqligi qindagi kislotalarni neytrallaydi va ayol immun tizimining spermatozoidlarga qarshi ta’sirini qisman susaytiradi. Spermatozoidlar qindan bachadon bo‘yni tomon harakatlanadi. Spermatozoid harakat yo‘nalishini atrof-muhitning pH ko‘rsatkichini sezish orqali aniqlaydi. U kislotalilik kamayadigan tomonga harakatlanadi: qin pH qiymati — taxminan 6,0, bachadon bo‘yniniki — taxminan 7,2. Odatda spermatozoidlarning aksariyati bachadon bo‘yniga yetib bora olmaydi va qinda nobud bo‘ladi (jinsiy aloqadan keyingi testda qo‘llanadigan JSSTmezonlariga ko‘ra, jinsiy aloqadan 2 soat o‘tgach, qinda tirik spermatozoidlar qolmaydi). Bachadon bo‘yni kanalidan o‘tish spermatozoidlar uchun qiyin, chunki u yerda servikal shilliqmavjud. Bachadon bo‘ynidan o‘tgach, spermatozoidlar bachadonga tushadi. Bu yerdagi muhit ular uchun qulay bo‘lib, spermatozoidlar bachadonda ancha uzoq vaqt harakatchanligini saqlashi mumkin (ayrimlari 3—4 kungacha). Bachadon muhiti spermatozoidlarga faollashtiruvchi ta’sir ko‘rsatib, ularning harakatchanligini sezilarli oshiradi. Bu hodisa «kapasitatsiya» deb ataladi. Urug‘lanish muvaffaqiyatli bo‘lishi uchun bachadonga kamida 10 mln spermatozoid kirishi kerak. Bachadondan spermatozoidlar Fallopiy naylariga yo‘naladi. Ular naylarga va naylar ichida harakat yo‘nalishini suyuqlik oqimiga qarab aniqlaydi. Spermatozoidlarda reotaksis, ya’ni oqimga qarshi harakatlanish qobiliyati mavjudligi ko‘rsatilgan. Fallopiy nayidagi suyuqlik oqimini epiteliy kiprikchalari hamda nayning mushak devoridagi peristaltik qisqarishlar hosil qiladi. Spermatozoidlarning aksariyati Fallopiy nayining urug‘lanish sodir bo‘ladigan «voronka» yoki «ampula» deb ataluvchi oxirgi qismiga yetib bora olmaydi. Bachadonga kirgan bir necha million spermatozoiddan atigi bir necha mingtasi Fallopiy nayining ampulyar qismigacha yetadi. Odam spermatozoidi Fallopiy nayi voronkasidagi tuxum hujayrani qanday topishi hanuz aniq emas. Odam spermatozoidlarida xemotaksis , ya’ni tuxum hujayra ajratadigan attraktantlartomon harakatlanish xususiyati borligi isbotlangan.[manba 3391 kundan beri ko‘rsatilmagan].
Sun’iy sharoitdagi ( in vitro ) kuzatuvlar spermatozoidlar harakati murakkab ekanini ko‘rsatadi: ular to‘siqlarni aylanib o‘tishi va faol izlanishi mumkin.
Odam spermatozoidlarining yashash davomiyligi
Spermatozoidning yetilish jarayonitaxminan 64 kun davom etadi. Bu davrdan so‘ng spermatozoid erkak organizmida bir oygacha saqlanishi mumkin. Ejakulyatda ular tashqi sharoit (yorug‘lik, harorat, namlik)ga qarab 24 soatgacha tirik qolishi mumkin. Qinda spermatozoidlar bir necha soat ichida nobud bo‘ladi. [manba 3391 kundan beri ko‘rsatilmagan]
O‘simliklar dunyosida spermatozoidlar
Ko‘p hollarda o‘simlik spermatozoidlari juda kichik bo‘ladi. Bunga sagovniklarningspermatozoidlari istisno: ularning ayrim turlarida diametri 0,3 mm ga yetib, oddiy ko‘z bilan ham ko‘rinadi. O‘simlik spermatozoidlarining yadrosi odatda yirik, sitoplazmasi esa kam bo‘ladi. O‘simlik spermatozoidlari, shuningdek, anterozoidlardeb ham ataladi. O‘simliklarda spermatozoidlar hosil bo‘ladigan organ anteridiy deb ataladi.
Anabiozning veterinariyada qo‘llanilishi
Anabioz tufayli spermiylarning hayotiy jarayonlariga sarflanadigan energiya hamda metabolizm mahsulotlarining to‘planishi keskin sekinlashadi. Bu ularning organizmdan tashqarida yashash muddatini uzaytiradi. Shu sababli anabiozdan sun’iy urug‘lantirishdakeng foydalaniladi. Hozirgi vaqtda spermiylarda sun’iy anabioz hosil qilishning bir necha usuli ma’lum:
- Haroratni Selsiy bo‘yicha 2—4 darajagacha tushirish.
- Spermiylarni chuqur sovitish (Selsiy bo‘yicha −196 darajagacha).
- Organik kislotalar qo‘llash orqali spermaning pH ko‘rsatkichini 6,3—6,4 gacha pasaytirish.
- Spermiylardagi metabolik jarayonlarning kimyoviy ingibitorlarini qo‘llash.
Adabiyotlar
- Drozdov A. L., Ivankov V. N. Hayvonlar gametalarining morfologiyasi. Sistematika va filogenetika uchun ahamiyati. — M., «Krugliy god» nashriyot uyi, 2000. — 460 bet: rasmlar bilan.
