Alai

Läs den här artikeln för att få information om struktur, funktioner och typer av mogna spermier!

Spermierna hos olika djurgrupper uppvisar stor variation i form. De hos chordater uppvisar dock en anmärkningsvärd enhetlig struktur.

Spermatozonen, som utför funktionen att bära genetiskt material från hanen till oocyten, består av två huvuddelar= huvudet och svansen.

Svansen består av fyra komponenter-halsen, mellanstycket, huvudstycket och slutstycket (Phillips, 1975).

Båda dessa delar av spermatozoonen, dvs. huvudet och svansen, är inneslutna, precis som i levande celler, i ett kontinuerligt plasmamembran. Hela spermiecellen är strömlinjeformad och parad för en handling av ett speciellt slag och av begränsad varaktighet, nämligen att simma och möta ett ägg, att smälta samman med äggets cortex och att föra in spermakärnan och centriolen i äggets inre.

Spermahuvudets struktur:

Spermahuvudet består huvudsakligen av kärnan och akrosomet. Dess form, storlek och struktur varierar kraftigt i olika grupper av ryggradsdjur (Fig. 7.) Spermahuvudet utför två funktioner – en genetisk och en aktiveringsfunktion.

Den genetiska funktionen förkroppsligas i spermiekärnan som nästan helt och hållet består av DNA plus nukleära proteiner och därmed är ansvarig för överföringen av ärftliga egenskaper från hanen. Spermakärnan upptar större delen av huvudet och dess form bestämmer i slutändan formen på spermiehuvudet. I den främre änden av spermiekärnan förekommer en lockliknande struktur som kallas akrosom.

Akrosomets form och storlek varierar mellan olika arter. Akrosomet avgränsas av ett akrosomalt membran och innehåller vissa akrosomala polysackarider som galaktos, mannos, fruktos och hexosmin (Kopency, 1976). Ett stort antal enzymer, särskilt hydrolaser, finns också i akrosomet. Den innehåller också två av de viktigaste enzymerna såsom hyaluronidas och zona Iysin eller akrosin som fungerar under spermiernas inträde i ägget (Nelson, 1985).

I spermierna hos vissa djur, t.ex. höns, förekommer en konisk struktur som kallas axialkropp eller akrosomal kon mellan akrosomen och kärnan (fig. 8 A). Den akrosomala konen utvecklas till en akrosomal filament vid tidpunkten för befruktningen. Mycket lite cytoplasma förekommer mellan spermiehuvudets kärna och plasmamembran. Den cytoplasma som finns mellan membranet i den akrosomala vesikeln och spermiernas plasmamembran kallas periakrosomal cytoplasma.

Strukturen hos svansen på spermatozoen:

Motorapparaten i spermatozons svans är axonemet eller axialfilamentkomplexet som består av det vanliga centrala paret eller axialfibrillen (eller mikrotubuli) omgiven av en inre rad av nio jämnt fördelade dubblettmikrotubuli, var och en med två rader av armar som sticker ut mot den intilliggande dubbletttubulären, en rad radiella ekrar som strålar inåt mot det centrala paret mikrotubuli, med en yttre ring av nio grova longitudinella fibrer (Guraya, 1987).

För övrigt är alla strukturella komponenter i flagellen, som inkluderar förbindningsstycket, 9 + 2 axonem, fibrös hölje och yttre täta fibrer, strukturellt sammanlänkade till en funktionell enhet.

Ett centralt hölje, som består av utskjutande delar har beskrivits som omger de två centrala tubulerna. Den är förbunden med nio ekrar, radiella länkar till de nio dubbletterna, som också är förbundna med varandra genom länkar mellan dubbletterna. (Fig. 8 d).

Från morfologisk synvinkel består svansen av följande underavdelningar:

1. Hals:

Halsen är ett kort, något förträngt segment som består av utsprång som är placerade mellan huvudets bas och den första giren av mitokondriens spiral i mellanstycket. Halsen skiljer sig tydligt från huvudet och även från resten av svansen (dvs. mittstycke, huvudstycke och slutstycke.) genom vissa morfologiska egenskaper hos plasmalemmat, en skarp avgränsning av dess övre gräns genom den bakre ringen och avsaknad av kontinuitet mellan de segmenterade kolumnerna och svansens yttre denerfibrer (Fig- 8 A). De två centrioler som ligger i rät vinkel mot varandra är proximala och distala centrioler.

Den distala centriolen bildar och ger fäste till spermiesvansens axialfilament; den proximala centriolen har ingen aktiv funktion i spermatozoen men är en potentiell aktivist inom ett ägg under den första klyvningsdelningen av det befruktade ägget.

Två eller tre mitokondrier finns också i halsen. Dessa upprättar i allmänhet ett nära förhållande till båda ändarna av den proximala centriolen genom att svepa sig runt den senare centriolens laterala yta. Dessa mitokondrier är kontinuerliga med de översta mitokondrierna i mittstyckets helix.

2. Mittstycket:

Anatomiskt sett karakteriserar mitokondriehöljet och den yttre ringen av grova fibrer däggdjurs spermiernas mittstycke. Det är den del av flagellen som ligger mellan halsen och annulus och utgör den viktigaste platsen för spermiernas olika metaboliska aktiviteter.

Däggdjurs spermiernas axonem omges av nio yttre täta fibrer som också kallas grova eller accessoriska fibrer. Dessa löper över större delen av dess längd och utgör därmed ett 9+9+2 tvärsnittsmönster (fig. 2.8 d).

Mitokondrierna i mellanstycket som är anordnade ända mot ända utgör en spiral runt svansens längsgående fiberelement. Mitokondriernas änd på-knutpunkter ses i allmänhet slumpmässigt längs spiralens förlopp.

Det mitokondriella höljet tros vara energikällan (ATP) för spermiernas motilitet. Denna energi är dock begränsad och när den väl är utnyttjad kan den inte förnyas, utom hos däggdjur och hos de djur där spermatozoerna förblir vid liv i moderkroppen eftersom det finns energikällor som är tillgängliga för spermatozoerna.

I korsningen mellan mittstycke och huvudstycke finns annulus som också kallas för ringen Centriole eller Jensens ring. Ringeln består av de tätt packade filamentösa underenheterna, 3 till 4 nm i diameter. Den utvecklas i nära anslutning till plasmamembranet och förblir fast fäst vid det. Ringens funktionella betydelse är fortfarande inte klarlagd, men enligt vissa forskare skulle ringens funktion kunna vara att förhindra förskjutning av mitokondrierna.

3. Huvudstycke:

Huvudstycket eller huvudstycket i däggdjurs spermatozoer omges av ett fibröst hölje som uppvisar en liknande grundorganisation hos olika arter av däggdjur. Den fibrösa manteln består av en serie av cirkumferentiellt orienterade ribbor som sträcker sig halvvägs runt svansänden i två längsgående kolumner som löper längs motsatta sidor av manteln i hela dess längd. Höljet är inte fäst vid plasmamembranet.

De längsgående kolumnerna sträcker sig i huvudstycket längs den fibrösa höljet i hela dess längd i dess dorsala och ventrala ytor. Dessa består av 15 till 20 nm tjocka longitudinella underenheter som fästs vid axonemet under spermiernas rörelse.

Plasmamembranet är oberoende av detta komplex. Mot slutet av stycket minskar de längsgående kolonnerna successivt i storlek. Samtidigt blir revbenen smalare. Det abrupta slutet på det fibrösa höljet markerar korsningen mellan huvud- och slutstycket.

4. Slutstycket:

Slutstycket består av ett centralt par axiella fibriller och en ring av nio dubblettfibrer, som är omgivna av plasmamembranet. Det axiella filamentkomplexets 9+ 2-mönster sträcker sig genom större delen av svansen inklusive ändstycket, men arrangemangen av fibrerna i ändstyckets spets är förändrade och det minskande antalet fibrer tyder på en successiv terminering av de enskilda subfibrerna (fig. 8 F-H).

Spermacellens funktioner:

Spermacellens huvudsakliga funktion är att bära den faderliga arvsmassan och aktivera ägget.

Typer av spermier:

Typen av de spermier som produceras varierar från art till art. Spermiernas storlek kan vara så liten som 0,018 mm hos Amphioxus eller så stor som 2,25 mm eller mer hos paddan. Spermahuvudet är dock artspecifikt. Det kan vara sfäroidalt (teleoster), stav- eller lansformigt (amfibier), skedformigt (människan och många andra däggdjur) eller krokigt (mus och råtta).

Spermtyperna delas återigen in i två huvudtyper som finns hos djur – flagellata spermatozoer, som har en flagell eller svans som biflagellata (hos Opsanus, en paddafisk) spermatozoer. De icke-flagellata spermatozoerna saknar flageller och finns hos Ascaris, krabba etc.

.