A A A

Pojawianie się komórek rozrodczych

Komórki rozrodcze wyodrębniają się od komórek somatycznych już we wczesnym rozwoju zarodkowym. Pierwsze pojawiające się komórki rozrodcze nazwano pierwotnymi komórkami rozrodczymi. U niektórych zwierząt wyodrębniają się one już w czasie początkowych podziałów zapłodnionego jaja i przez cały okres rozwoju zarodkowego odróżniają się wyraźnie od komórek somatycznych, tak że można prześledzić ich dalszy los aż do przekształcenia się w dojrzałe gamety — jaja czy plemniki. Ciągłość linii komórek rozrodczych w drodze kolejnych podziałów od zapłodnionego jaja aż do dojrzałych gamet u osobników dorosłych najłatwiej jest zaobserwować w czasie rozwoju zarodkowego i poza-zarodkowego niektórych owadów. U owadów takich na jednym biegunie jaja znajduje się cytoplazma zagęszczona, nieco inaczej barwiąca się na preparatach histologicznych niż reszta cytoplazmy. Nazwano ją plazmą płciową, wszystkie bowiem komórki, którym w trakcie podziałów zapłodnionego jaja ta właśnie cytoplazma zostaje przydzielona, stają się komórkami rozrodczymi. Zniszczenie plazmy płciowej pociąga za sobą w dalszej konsekwencji rozwój sterylnych narządów rozrodczych, pozbawionych komórek płciowych. Doświadczenie ze zniszczeniem plazmy płciowej wykonywano między innymi na jajach małej, muszki o łacińskiej nazwie Wachtiella persicariae, składającej jaja pod korą gałęzi wierzby. Jeżeli zapłodnione jajo takiej muszki przed rozpoczęciem podziałów (bruzdkowa-niem) przewiązać silnie cienkim włosem lub niteczką nylonową tak, że oddzieli się plazmę płciową od reszty jaja, jądra komórkowe nie mogą do niej wniknąć i komórki płciowe się nie wytwarzają. Z reszty przewiązanego jaja rozwinie się osobnik pozbawiony całkowicie komórek rozrodczych. Trzeba zaznaczyć, że zabieg przewiązania wymaga od eksperymentatora niebywałej zręczności, gdyż długość jaja niewiele przekracza jeden milimetr. Zabieg naturalnie trzeba wykonywać pod mikroskopem lub lupą dającą odpowiednio duże powiększenie. Podobne wyniki otrzymuje się przez zniszczenie plazmy płciowej za pomocą naświetlania promieniami ultrafioletowymi. Jest to już zabieg znacznie trudniejszy, gdyż wymaga odpowiedniej aparatury, pozwalającej skierować dokładnie na plazmę płciową wiązkę światła ultrafioletowego o średnicy zaledwie kilku mikronów. Większa bowiem wiązka światła zniszczy całe jajo. Wszystkie zresztą manipulacje: wycinania, niszczenia, przewiązywania, przemieszczania części jaja czy zarodków są zabiegami, które wymagają odpowiednio maleńkich, precyzyjnych narzędzi, często bardzo skomplikowanej aparatury, dużej zręczności badacza, ale przede wszystkim niebywałej cierpliwości i wytrwałości. Nieraz trzeba całe lata wykonywać tysiące nieudanych prób, zanim sią osiągnie jeden wynik dodatni. Wreszcie po udanym już eksperymencie, trzeba nieraz sporządzać z badanego obiektu setki drobniutkich cieniutkich skrawków, aby móc sprawdzić, jakie zmiany zaszły w tkankach i komórkach wskutek wykonanego zabiegu. Podobne rezultaty jak w jajach owadów po usunięciu plazmy płciowej można otrzymać po zniszczeniu plazmy płciowej w jajach żab. Osobniki, które rozwijają się z zoperowanych jaj, nie mają komórek rozrodczych i są oczywiście niepłodne. Z przytoczonych tu przykładów wynika, że u owadów i płazów plazma płciowa decyduje, czy dana komórka będzie komórką rozrodczą czy somatyczną. U ssaków i ptaków nie można dziś dostępnymi nam metodami oznaczyć w jajach plazmy płciowej. Nie wiadomo, czy istnieje ona rzeczy- wiście, lecz nie została wykryta, czy też nie istnieje i wyodrębnia się dopiero w czasie rozwoju zarodka. U ssaków oraz u ptaków pierwotne komórki płciowe pojawiają się poza obrębem właściwego zarodka. W obu gromadach z zapłodnionego jaja rozwija się zarodek oraz jego części dodatkowe zwane pozazarodkowymi — błony płodowe, zapewniające mu pobieranie pokarmu, oddychanie itd. Pierwotne komórki rozrodcze pojawiają się na jednej z błon płodowych — na pęcherzyku żółtkowym; u ptaków na tak zwanym jasnym półksiężycu. Zniszczenie półksiężyca powoduje powstanie gonad sterylnych. Z jasnego półksiężyca pierwotne komórki rozrodcze przechodzą do naczyń krwionośnych, razem z krwią płyną do właściwego zarodka i umiejscawiają się w zawiązku narządów rozrodczych tworzącym się z komórek somatycznych. Następnie dzielą się bardzo intensywnie, a po dojściu organizmu do ostatecznej postaci zaczynają dojrzewać. Na przełomie XIX i XX w. biolog Weissmann, który prowadził obserwacje komórek rozrodczych od ich wyodrębnienia się w początkach rozwoju zarodka aż do wytworzenia dojrzałych jaj i plemników, doszedł do wniosku, że plazma płciowa jest czynnikiem przekazywanym z jednego osobnika na drugiego, z pokolenia na pokolenie. Tę ciągłą linię komórek rozrodczych przez pokolenia nazwał pasmem płciowym i wiązał z nim „nieśmiertelność" komórek rozrodczych. Komórki somatyczne, dowodził, mają ograniczony okres życia i zamierają ostatecznie wraz ze śmiercią organizmu, a niekiedy nawet wcześniej, komórki rozrodcze natomiast, które dały początek nowemu organizmowi, żyją w nim nadal. W tym nowym organizmie wytwarzają znowu niezależną od komórek somatycznych linię komórek rozrodczych, które gdy staną się dojrzałe, będą mogły wytworzyć organizm następnego pokolenia. Zdaniem Weissmanna ciągłość ta istnieje dzięki przechodzeniu cytoplazmy płciowej z jednej komórki do następnej generacji komórek. Komórki somatyczne pozostają niejako na służbie komórek rozrodczych, cały somatyczny organizm dostosowuje się do ich potrzeb. Okres dojrzałości płciowej jest okresem najpełniejszego rozkwitu somatycznego ciała, co zapewnia najlepsze warunki dojrzewania komórkom rozrodczym i najlepsze warunki rozmnażania się. Teoria Weissmanna wywołała szeroką dyskusję, zwłaszcza że wiązała plazmę płciową z przenoszeniem cech dziedzicznych, były to bowiem jeszcze czasy, w których dopiero rozpoczynano badania genetyczne i nie znano genu ani jego powiązań z jądrem komórkowym i chromosomami. O ile część genetyczna teorii Weissmanna okazała się niesłuszna, o tyle z istnieniem pasma płciowego godzą się dziś na ogół wszyscy przyrodnicy. U ssaków i człowieka można także prześledzić pasmo płciowe. Jak już nadmieniono, pierwotne komórki rozrodcze u ssaków wyodrębniają się w częściach pozazarodkowych, mianowicie na błonie płodowej, zwanej pęcherzykiem żółtkowym, w miejscu gdzie łączy się on z jelitem. Pierwotne komórki płciowe u człowieka można wyróżnić w 4 tygodniu życia. U zarodka myszy pojawiają się one już w 5 dniu rozwoju, co ze względu na dużo krótszy okres rozwoju embrionalnego odpowiada temu samemu stadium zarodkowemu co u człowieka.