Воспроизведение себе подобных у человека происходит при помощи полового размножения, хотя случай образования одно яйцевых близнецов, когда зародыш на ранних стадиях дробления разделяется на два организма, следует рассматривать как вариант бесполого размножения. Новый человек образуется при слиянии половых клеток — гамет, образующихся в половых железах: яйцеклеток — в яичниках, сперматозоидов — в семенниках.
Мужская половая система
В состав мужской половой системы входят половые органы: внутренние — семенники, семявыносящие протоки, предстательная железа, семенные пузырьки, и наружные — половой член и мошонка. Парные семенники (яички) расположены в мошонке — кожно-мускульном мешочке, расположенном вне тела. Во время эмбрионального развития мальчика семенники закладываются и развиваются в нижней части брюшной полости и опускаются в мошонку незадолго до рождения или вскоре после него. Расположение яичек вне полости тела связано с тем, что нормальное созревание сперматозоидов (сперматогенез) происходит только при пониженной температуре. Семенники имеют длину 3-4 см и массу около 20 г каждый. Семенник состоит из семенных канальцев, в которых с периода половой зрелости и практически до конца жизни мужчины образуются в огромных количествах сперматозоиды. В среднем в секунду вырабатывается по 1500 сперматозоидов, и общее их число в течение жизни мужчины составляет около 8*1011. Зрелые сперматозоиды выталкиваются сокращением гладких мышц из семенника в семявыводящий проток, а затем смешиваются с секретами простаты и семенных пузырьков, образуя сперму, или семенную жидкость. Наружу сперма поступает по мочеиспускательному каналу, проходящему внутри полового члена.
Женская половая система
Женская половая система включает в себя внутренние (яичники, яйцеводы, матка и влагалище) и наружные (большие и малые половые губы, клитор) половые органы. Парные яичники находятся в брюшной полости в области малого таза. Они имеют длину 3-4 см и массу около 7 г каждый. Предшественники яйцеклеток закладываются в организме будущей девочки еще во время ее эмбрионального развития. К моменту рождения девочки их число составляет несколько тысяч штук, и они называются ооцитами первого порядка. Каждый ооцит окружен эпителиальными клетками, образующими пузырек, называемый фолликулом. Дальнейшее созревание яйцеклеток происходит именно в фолликулах, причем полной зрелости достигают лишь 350-400 яйцеклеток. Период, в течение которого женщина способна к размножению, длится около 30 лет, после чего активность яичников прекращается. По мере созревания ооцита эпителий фолликула разрастается и в нем появляется полость, заполненная жидкостью. Раз в 28 дней (в среднем) стенка яичника разрывается в том месте, где изнутри к ней прилежит фолликул, и яйцеклетка выходит в брюшную полость, откуда через бахромчатую воронку попадает в яйцевод (маточную трубу). Этот процесс называется овуляцией. Момент овуляции сопровождается повышением температуры в прямой кишке на 0,5°С. Обычно овуляция происходит поочередно то в левом, то в правом яичнике.
В это же время на месте лопнувшего фолликула развивается временная железа внутренней секреции — желтое тело, где вырабатывается гормон прогестерон. Если яйцеклетка будет оплодотворена, то есть наступит беременность, то прогестерон будет обеспечивать ее протекание. Если же беременность не наступила, то желтое тело на 13-14-ый день после овуляции прекращает выделение прогестерона и разрушается. В это время разросшаяся под действием прогестерона слизистая оболочка матки отторгается, при этом лопаются довольно крупные кровеносные сосуды, начинается менструация.
После того как яйцеклетка попала в яйцевод, она начинает продвигаться по направлению к матке за счет сокращения гладких мышц яйцевода, а также движения ресничного эпителия его стенок. В яйцеводе происходит окончательное созревание яйцеклетки, и здесь она может быть оплодотворена сперматозоидом. Если оплодотворения не произошло, то яйцеклетка выходит в полость матки, где разрушается.
Оплодотворение
Оплодотворением называется процесс слияния яйцеклетки и сперматозоида, когда сливаются их гаплоидные ядра и образуется зигота — клетка с диплоидным ядром, которая и дает начало новому организму. У человека нормальное оплодотворение происходит в верхней трети яйцевода. Оптимальные сроки для оплодотворения — 12 часов после овуляции. При одном выбросе сперматозоидов (эякуляции) во влагалище попадает около 200 миллионов сперматозоидов, однако в полость матки их проникает гораздо меньше, и лишь несколько сотен доходят по яйцеводу до спускающейся им навстречу яйцеклетки. Множество сперматозоидов окружает яйцеклетку, и поверхность их головок вступает в контакт с ее оболочками. При этом сперматозоиды выделяют фермент, увеличивающий проницаемость оболочек яйцеклетки. Наконец одно ядро сперматозоида проникает в цитоплазму яйцеклетки, и вокруг нее образуется особая оболочка, препятствующая проникновению других сперматозоидов. Образовавшаяся зигота начинает дробление еще в яйцеводе.
Развитие человеческого зародыша
Индивидуальное развитие человека (онтогенез) подразделяют на два крупных периода: эмбриональный и постэмбриональный. Эмбриональный период продолжается от момента оплодотворения до рождения ребенка и длится около 280 суток (40 недель). Рассмотрим его более подробно. Дробящаяся зигота продвигается по яйцеводу, формируется бластула, и на шестые сутки после оплодотворения бластула попадает в матку. Около суток зародыш находится в полости матки, а на седьмые сутки внедряется в ее стенку — происходит имплантация. В этот же период происходит гаструляция, т. е. образуются зародышевые листки, и закладываются внезародышевые органы — аллантоис, желточный мешок, амнион и хорион. Из аллантоиса и хориона в дальнейшем образуется плацента, которая связывает эмбрион с сосудистой системой материнского организма. Желточный мешок временно выполняет кроветворные функции, кроме того, в его стенках закладываются первичные половые клетки, перемещающиеся затем в зачатки половых желез. Амнион представляет собой защитный мешок, заполненный жидкостью. В нем зародыш развивается все девять месяцев, только в начале родов он разрывается. На 14-15 сутки образуется непосредственный контакт между ворсинками хориона и сосудами слизистой матки -— начинается образование плаценты, которое заканчивается к концу 8-ой недели внутриутробного развития. Плацента представляет собой диск, часть которого образуется из слизистой оболочки матки (материнская часть), а часть — из ворсинчатого хориона (детская часть). В плаценте кровь матери и плода не смешивается, и обмен происходит через тончайший эпителий сосудов. Все время внутриутробного развития плод получает из крови матери питание, кислород, гормоны и пр., а в обратном направлении из плода в организм матери проходят продукты обмена, предназначенные для выделения. Кроме того, плацента является временной железой внутренней секреции: из клеток хориона выделяются гормоны, необходимые для нормального течения беременности.
К концу 8-ой недели заканчивается закладка всех органов, происходит дифференцировка всех систем: кровеносной, пищеварительной, нервной, выделительной. В этот период зародыш имеет массу 5 г и длину около 4 см. Начиная с 9-ой недели и до 40-ой, когда беременность заканчивается родами, происходит развитие и рост всех систем плода. На 5-ом месяце мать начинает ощущать движения плода, хотя двигаться он начинает несколько раньше. К моменту завершения эмбрионального периода, т.е. к родам, плод имеет массу около 3 кг и длину около 50 см.
Процесс родов регулируется рядом гормонов. Во время беременности уровень эстрогенов в материнской крови постоянно растет. Эстрогены повышают чувствительность матки к окситоцину, стимулирующему сокращения ее мышц. В норме через 40 недель беременности шейка матки расслабляется, а остальные мышцы матки под действием окситоцина начинают концентрически сдавливать амниотический мешок, выталкивая плод. При этом стимулируются многочисленные механорецепторы шейки матки и влагалища, их возбуждение передается в мозг и приводит к еще более сильному выбросу окситоцина. Таким образом, родовая деятельность поддерживается до полного изгнания плода и плаценты. Когда новорожденный делает первый в своей жизни крик, его легкие наполняются воздухом, и он начинает дышать самостоятельно. После этого плацента разделяется, и ее детская часть с оболочками плода также выходит наружу. На этом заканчивается эмбриональный период развития человека.