Seemnerakk (spermatosoid) — loomade liikuv sugurakk ja paljunemine

Seemnerakk (spermatosoid): loomade liikuv sugurakk, selle ehitus, liikumine ja roll paljunemises — kuidas sperma kohtab munarakku ning algab uus elu.

Sperma on mehe sugurakud. Enamik loomi ja taimi kasutab paljunemiseks spermat. Neil on erinevad viisid sperma valmistamiseks ja eraldamiseks. Kõigil juhtudel kohtuvad spermad emaslooma munarakuga ja kasvavad uueks organismiks.

Nimetus sperma tuleneb kreekakeelsest sõnast sperma, mis tähendab seemet.

Loomne seemnerakk on võimeline liikuma, sest ta peab emakasse jõudma, et kohtuda munarakuga. Loomade seemnerakkudel (sh inimestel) on väike "pea" ja pikk saba, mida nimetatakse lipukeseks. Flagellum toimib nagu mootor, mis liigutab seemnerakku läbi naise reproduktiivse süsteemi.

Seemneraku ehitus

Seemnerakk koosneb tavaliselt kolmest põhiosast:

• Pea – sisaldab tuuma, kus on pool arv kromosoome (haploidne hulk). Pea eesosas asub sageli akrosoom, mis sisaldab ensüüme, mis aitavad tungida munaraku kaitsekestade läbi.
• Keha (midpiece) – rakkude energia tootmise keskus; sisaldab mitokondreid, mis varustavad flagellumit liikumiseks.
• Flagellum ehk lipuke – pikk liikumisstruktuur, mis tagab raku ujuvuse ja suunamuutused.

Seemnerakku tootmine ja küpsemine

Loomarakkudes, sealhulgas inimestel, tekib seemnerakk testistes protsessis nimega spermatogenees. See on pidev ja etapiline rakkude jagunemise ja diferentseerumise protsess, mille käigus seemnerakkade eellastest arenevad liikuvad spermatozoidid. Pärast tootmist liiguvad noored seemnerakud epididüümisse, kus nad säilivad ja küpsevad — seal omandavad nad liikuvuse ja viljastumisvõime.

Seemneraku funktsioon ja viljastumine

Seemneraku peamine ülesanne on kanda ja transportida meespoolset geneetilist materjali munarakku. Viljastumise käigus peab seemnerakk:

• liikuma läbi reproduktiivtrakti
• läbi viima akrosoomi reaktsiooni, et tungida munaraku ümbrustest (näiteks trofoblasti või zona pellucida) läbi
• sidestuma ja ühineda munaraku tuumaga, nii et tekib viljastatud munarakk (sügoot).

Erinevused loomariigis

Seemnerakkade suurus, kuju ja paljunemisviisid varieeruvad liigiti. Mõnel liigipoolel toimub välisviljastumine (näiteks paljud kalad ja amfiibid), kus emasloom vabastab munad ja isaslind sperma veekeskkonda. Teistel, sh imetajatel, on sisemine viljastumine, kus sperma viiakse otse emasse. Mõned organismid toodavad miljoneid väikeseid liikuvad seemnerakke, teised aitavad paljunemisel mängida keerukamaid käitumuslikke või bioloogilisi mehhanisme.

Inimene: arvud, eluea ja tervis

Inimese ejakulatsioon sisaldab tavaliselt kümneid kuni sadu miljoneid seemnerakku, kuid viljastumisvõime sõltub nende liikuvusest, kujust (morfoloogiast) ja DNA kvaliteedist. Seemnerakkude eluea naise reproduktiivtraktis võib olla mitu päeva (tavaliselt kuni 5 päeva, soodsates tingimustes). Seemnekvaliteeti mõjutavad mitmed tegurid: vanus, toitumine, suitsetamine, alkohol, kehaline aktiivsus, kuumus (nt saun või kottis riietus), saaste ja mõned haigused või ravimid.

Seemnevedelik (semen) sisaldab lisaks seemnerakkudele ka näärme sekreete (prostata, seminal vesicles jt), mis annavad rakkudele toitained ja keskkonna, mis aitab ülekandmisel ning viljastamisel.

Assisteeritud paljunemine ja diagnostika

Kui viljastumine ei õnnestu loomulikul teel, kasutatakse meditsiinis erinevaid meetodeid: in vitro viljastamine (IVF), intrautsionaalne spermaami (IUI) või intratsütoplasmaatiline spermide süstitamine (ICSI). Sperma analüüs (spermiogramm) mõõdab rakkude arvu, liikuvust ja morfoloogiat ning on viljatuse diagnoosimisel oluline vahend.

Geneetika ja pärandumine

Seemnerakk kannab edasi mehe geneetilist infot, kaasa arvatud kromosoome, mis määravad järglase sugupoolise ja paljude tunnuste kombinatsiooni. Kuigi seemnerakku sisaldavad mitokondrid, pärandatakse enamikul juhtudel mitokondriaalne DNA emalt, sest spermamitochondrid tavaliselt hävitatakse pärast viljastumist.

Kokkuvõte

Seemnerakk on liigile iseloomulik liikuvaid sugurakk, mille peamine roll on geneetilise materjali üleandmine ja munaraku viljastamine. Selle edukus sõltub ehitusest (pea, keha, lipuke), küpsemisest ja keskkonnast nii isendi kui ka viljastumise korral. Inimese tervise ja elustiili muutused mõjutavad oluliselt seemnekvaliteeti ning tänapäevased meditsiinilised meetodid pakuvad abi viljatuse korral.

Taimedes

Mõnedel taimedel, näiteks sõnajalgadel ja samblikel, on liikuv spermatosoid. Õitsvate taimede seemnerakud ei saa ise liikuda. Õistaimede seemnerakud asuvad õietolmuterade sees. Seega sõltuvad nad transpordist, et viia oma seemnerakud teistesse taimedesse. Näiteks mesilane maandub taimele, et koguda nektarit. Osa õietolmust jääb mesilase külge kinni. Mesilane liigub edasi teisele taimele ja õietolm langeb sellele taimele. Sperma liigub mööda õietolmutoru alla, kuni jõuab õie allosas asuvasse munarakkesse.

Madalamatel taimedel ja vetikatel on erinevad spermad

Otsing