人类新生命形成的神奇历程一 人类发展历程

人类新生命形成的神奇历程

我研究过某种昆虫的胚胎,从事某种作物的遗传育种研究多年,对于新生命的诞生很感兴趣。近几年在网上看到很多人类新生命清晰照片,令人惊异和震撼。现将国内外人类胚胎学有关图片资料进行整理,试图更全面、更清晰地展示人类新生命形成的神奇历程。以下为第一部分。

1、卵子的形成
人类新生命形成的神奇历程(一) 人类发展历程
卵子是女性的生殖细胞,排卵过程是人类起源的重要过程。女性的体内有几十万的卵细胞中,每月只有一个卵细胞能发展成熟,发育成熟的卵子才能从卵巢中排出。成熟的卵子直径可达15毫米,卵子作为人体中最大的一种细胞,承担着人类繁衍生命的作用。一个妇女一生约排出400个卵子,最多也不过500个卵子。每一名正常育龄妇女每月都会有一次排卵期,由一侧的卵巢产生一个卵子。
比利时史蒂芬•戈尔德斯和伊沃•布罗森斯在进行阴道腹腔镜检查时,拍到的人类排卵全过程。照片显示,在卵子成功排出前,卵子存在于卵巢表面一个充满液体的卵巢滤泡中,并使卵巢囊形成一个红色凸起状,此时,卵巢滤泡末端会出现一个小洞,排卵时卵子会出现在小洞口。比利时科学家证实,雅克•多奈兹证实整个排卵过程历时15分钟。


排卵全过程



上左图彩色图片上的紫色人类卵子坐落在一个柱状物上。它上面包裹一层透明带状物——醣蛋白,这种物质既具有保护卵细胞的作用,又能诱捕和限制精子。两个红色冠细胞粘贴在透明带状物上。上右图可以看到卵中的卵核


卵子四周有很多细胞,在卵子脱离卵巢滤泡进入输卵管的过程中,这些细胞会保护卵子一路输向子宫。卵子经过大约15厘米长的、狭窄的输卵管向子宫游动,它周围的营养细胞像一串串美丽的光环围绕着它。很快,它将与精子相遇并开始受精的过程。

2、精子的形成及在母体中的活动
精子是男性成熟的生殖细胞。一个成年男性每天可产生7000万~1.5亿个精子。精子 (spermatozoon) 全长 60 μm,形似蝌蚪,可分头、尾两部分,不论头部还是尾部,表面均包有细胞膜。精子头部长约 4-5微米,正面观为卵圆形,主要由浓缩的细胞核构成,内含 22 条染色体和一条性染色体或 Y 或 X , 其主要成分为 DNA与一种相关的精蛋白。覆盖在核前方有一帽状结构称顶体,由高尔基复合体形成,内含多种溶酶体,在精子进入卵子时起重要作用。精子尾细长,是精子运动的重要装置,可分为颈段、中段、主段和末段。电镜下观察,精子尾由中心粒发出的轴丝组成,横切面中尾部呈现典型运动鞭毛的9 + 2 轴丝特征。包围这些的是 9条较粗纤维,它们仅延长到尾部的前半部。尾部可分为几个区,颈段含有丰富的线粒体;中段是最近颈部的区域,由 8 ~ 10个螺旋节段组成。远端部由纤维鞘所包裹,纤维鞘几乎延伸至尾未端,该处中央纤维仅有质膜包裹。精子成熟后即脱离管壁,游离于管腔进入附睾,暂时储存并继续发育。精子成熟过程中易受许多理化因素影响,如高温、微波、射线、超声等,都可影响精子发育成熟。从精原细胞发育成精子的过程在人体中约需64-75 天。


精子

男子每次排出约2~4亿个精子,射入女性生殖道内能存留进入女性宫颈管内仅一小部分。在碱性宫颈管粘液的作用下,精子似乎获得新的能量,依靠尾部的摆动前进,很快即游向宫颈管,精子释放蛋白溶解酶溶解宫颈粘液;女体子宫收缩及输卵管蠕动加速了精子的运行;输卵管肌层的蠕动,粘膜纤毛的摆动及粘液细胞分泌的输卵管液的流动,给精子的运动指明了方向,导致了精子由宫腔向输卵管壶腹部的运行。
精子从阴道到达输卵管的时间,最快仅数分钟,一般需要1~1.5小时。到达输卵管的这些精子,3天后就失去受孕能力。在子宫的入口,母体分泌出一种黏糊的液体,这种黏液成网状,卵子飞奔出来的时候,这个网是开着的,精子就很容易通过。这种网起到一个推波助澜的作用,帮助精子们继续往上游。除了在排卵后大约24小时之内,其他时间,这个网都是关着的,阻止精子进入子宫中。精子经过子宫到达输卵管,再继续向前。
顺利通过“关卡”的精子大约是原有数量的千分之一。这以后,他们以每分钟2~3毫米的速度往前游。但有些精子能量缺乏、体力不济的中途歇气了,有些没有干劲的早就放弃了,还有些在原地打转,有的则走错了方向。坚持到最后、一直游泳着的精子,数目还不到200个。
在输卵管内游着游着,精子与卵子相遇了。卵子直径15毫米,精子头部仅4-5微米,卵子大小及质量要比精子大3000多倍,其电磁力或者其它引力也要比精子强得多,因此能够产生吸引精子的神奇力量,这种力量使精子向着卵子游去。一群精子包围着卵子。


精子在输卵管的活动

3、受精过程
精子初时表面附着有附睾和精囊腺分泌的一种去能因子,在宫颈、子宫及输卵管液中的β淀粉酶、胰蛋白酶、β葡糖苷酶及唾液酸酶的作用下,精子表面这种因子被去除,精子膜的结构与机能发生剧烈的改变,使精子获能(受精能力)。直接取自附睾尾的精子不具有受精能力,而把这些精子放在雌性生殖道内若干时间后,再取出作体外受精试验,才具有受精能力。
获能后的精子其头部分泌顶体酶,以溶解卵子周围的放射冠和透明带,为精子进入卵子开通道路,最终只有一条精子进入卵子,同时抑制其它精子的穿入。此时,精子的头已经钻进去了,在卵的表面还可以看到它的中部和尾部,它就像一个不断旋转的钻头,在尾巴拍打的驱动下努力进入卵子。一般来说,精子在射精后2~4天,卵子在排卵后24小时,是精卵结合的时间限制。过了这段时间,卵子只好独自等待死亡。


精子终于攀附在卵子的表面,最先的一个精子用自己的头部切入卵细胞,之后就进入到透明层,精子的头部在尾巴拍打的驱动下努力钻入卵子内部。


钻进去的精子,从纵断剖面可见到存储在精子“头部”的遗传物质。

如果精子细胞携带的DNA没有受伤,而且伸展开的话,那么实际上它会有一米多长。为了适应精子细胞核的微小空间,精子DNA就必须要紧紧地卷到一起或排列在一起。最近科学家还发现人类精子会写下一种“基因签名”,只能被同物种的卵子所识别。精子的“基因签名”好似钥匙,只有被同物种的卵子识别,才能开启受孕之锁。精子的“基因签名”会促进受精活动发生,也能解释一个物种如何发育出独特的基因特征。假如没有正确的“钥匙”来开启生育能力的“锁”,要么就不能成功受精,要么即使受精,也不会正常发育。例如人类精子DNA排列组合的紊乱就会导致男性不育症和受孕失败。有些精子会存在功能障碍或者不能正常授精;一些男性看起来很健康,但其精子却是不育的,原因可能就在这里。
当一个获能的精子进入一个次级卵母细胞的透明带时,受精过程即开始。到卵原核(雌原核)和精原核(雄原核)的染色体融合在一起时,则标志着受精过程的完成。通过核的融合,使父、母各23条染色体结合成为46条(23对)染色体,然后形成一个新的细胞,这个细胞称为受精卵或孕卵,这个过程称为受精。这是一个新生命的开始。受精卵的染色体为46XX则为女性,46XY则为男性。受精过程约需24小时。


卵子、精子结构及受精卵的核融合

  

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