Trong cơ thể người, tinh trùng là tế bào sinh dục nhỏ nhất, còn trứng lại là tế bào lớn nhất, cả hai đều có cấu trúc cực kỳ phức tạp.
Hầu hết các loài sinh vật đều có hai loại tế bào sinh dục, phân thành nhóm đực và cái. Chúng có hai nhiệm vụ chính là chứa dưỡng chất để nuôi hợp tử và nhận biết tế bào sinh dục cùng loài để thực hiện quá trình thụ tinh.
"Để hoàn thành cả hai nhiệm vụ tốt đẹp là cả một thử thách, bởi chúng đều xuất phát từ những động lực trái ngược và sự đánh đổi", giáo sư Matthew Gage, đại học Đông Anglia, Anh, nhận xét.
Theo ông, các tế bào sinh sản đứng trước hai chọn lựa. Một là tối đa hoá khả năng sống sót của hợp tử khiến tiến hoá tạo ra các tế bào sinh dục có kích thước lớn, chứa dưỡng chất mà con người gọi là trứng. Hai là tạo ra tế bào sinh dục tối đa hoá thụ tinh, qua đó tiến hoá sản xuất hàng triệu tế bào sinh dục gọi là tinh trùng.
Sự đa dạng hình dáng và kích thước của tinh trùng là đề tài nghiên cứu hấp dẫn giới khoa học. Nhiều người tin rằng cơ thể sống nhỏ nhất sẽ mang trong mình tinh trùng bé nhất. Song, điều này không hoàn toàn chính xác bởi tinh trùng dài nhất thế giới thuộc về loài ruồi Drosophila bifurca.
Tế bào tinh trùng của loài ruồi này có hình dáng như cuộn dây tròn. Theo tính toán của các nhà khoa học, chiều dài "cuộn dây" lên tới 6 cm, gấp 20 lần chiều dài cơ thể ruồi Drosophila bifurca. Trong nghiên cứu công bố năm 2016, các nhà nghiên cứu kết luận tinh trùng của ruồi phát triển tới kích thước kỷ lục như vậy là do "sở thích" tinh trùng dài của các cá thể ruồi cái.
Cơ quan sinh dục chứa tinh trùng của ruồi cái Drosophila bifurca. Ảnh: Scott Pitnick/Nature
Nằm cuối bảng xếp hạng là tinh trùng ong bắp cày ký sinh Cotesia congregata với chiều dài chưa đầy 0,0007 cm.
Có rất nhiều lý do cho sự đa dạng kích thước tinh trùng, theo Rhonda Snook, tiến sĩ đại học Sheffield, Anh. Nghiên cứu của bà Snook cho thấy chọn lọc tự nhiên chỉ giữ lại những tinh trùng có kích thước và hình dạng ưu việt nhất ở từng loài.
Khi con cái kết đôi với nhiều con đực, tinh trùng phải trải qua quá trình cạnh tranh khốc liệt để giành quyền thụ tinh cho trứng. Áp lực này tạo ra vô số thích nghi, trong đó có tinh trùng kích thước khổng lồ ở ruồi Drosophila bifurca hay tinh trùng tạo hình như đoàn tàu để cùng hợp tác, hoặc ruồi và bọ hung tiết tinh dịch có khả năng đầu độc tinh trùng đối thủ.
Bên cạnh đó, một số loài như nhện, ong nghệ, sóc hay thậm chí vài linh trưởng còn sử dụng phương pháp mating plug, nhằm tiết ra chất dịch có khả năng đóng đường sinh dục nữ, ngăn chúng giao phối với con đực khác.
Tinh trùng sao biển nằm trên trứng. Ảnh: Visuals Unlimited/naturepl.com
Trong một nghiên cứu công bố năm 2015, động vật có vú càng có kích thước cơ thể lớn sẽ sản xuất ra tinh trùng càng nhỏ, do đường sinh dục của con cái rộng hơn. Để dễ hiểu, các nhà nghiên cứu ví von rằng đường đua lớn sẽ cần nhiều người tham gia.
Ngoài ra, các nhà khoa học còn đưa ra giả thuyết về sự chọn lựa bí ẩn của cá thể cái về tinh trùng.
"Chúng ta không biết liệu kết quả cuộc đấu giữa các tinh trùng hay cả chọn lựa bí ẩn từ cá thể cái đã tạo ra sự đa dạng trong hình thái học tinh trùng. Giống như nhiều nghi vấn khoa học khác, điều này nhiều khả năng là sự kết hợp các áp lực chọn lọc", Snook nói.
Theo BBC, đà điểu châu Phi là loài sinh vật sống mà trứng có kích thước lớn nhất hành tinh. Trứng đà điểu lớn gấp 20 lần gà với chiều dài 15 cm, rộng 13 cm. Trái lại, trứng chim nhỏ nhất thuộc về chim ruồi, chỉ dài vỏn vẹn 7 mm.
Trứng chim có xu hướng tỷ lệ với kích thước cơ thể từng loài, song vẫn có vài trường hợp ngoại lệ, theo nhà nghiên cứu Tim Birkhead.
"Quạ và chim uria có kích thước tương đương nhau, chúng thường nặng tầm một kg. Tuy nhiên, trứng quạ chỉ bằng 3% cân nặng quạ cái, trong khi chim uria đẻ trứng có khối lượng ước tính bằng 12% khối lượng cơ thể", Birkhead dẫn chứng.
Đà điểu con khi nở. Ảnh: John Downer/naturepl.com
Tuy nhiên, thuật ngữ "trứng" có thể gây bối rối cho nhiều người. Điều này trở nên rõ ràng khi so sánh tế bào trứng người, đường kính 0,12 mm với trứng gà có chiều dài tới 55 mm. Điều cần lưu ý, theo BBC, là bên trong trứng của các loài chim không chỉ có tế bào trứng.
Trong khi bào thai phát triển trong bụng mẹ ở người, con non của các loài đẻ trứng như gà lại được cung cấp dưỡng chất bên ngoài cơ thể con cái. Để giải quyết vấn đề này, chúng phải tạo ra một cấu trúc, được gọi là trứng, bao gồm dinh dưỡng, nước và cả sự bảo vệ cần thiết cho con non.
Trứng phát sáng trong quá trình thụ tinh ở người. Độ sáng càng cao, khả năng thụ thai càng mạnh. Video: Đại học Northwestern
Các nhà khoa học cho hay, trong trứng gà có thành phần chịu trách nhiệm phát triển thành phôi thai, song chúng không thể thực hiện nhiệm vụ nếu không được liên kết với dưỡng chất và lớp vỏ. Vì lý do này, trứng đà điểu vẫn được công nhận là tế bào trứng lớn nhất thế giới.
Tế bào trứng người. Ảnh: Phanie/Alamy
Theo Birkhead, quá trình tiến hoá dẫn tới các kích thước tế bào trứng khác nhau. Ở vài trường hợp, số lượng ít trứng có kích thước lớn có thể là chọn lựa tốt nhất, trong khi với nhiều loài số lượng nhiều lại là ưu thế.
Trong tổng hợp do các nhà côn trùng học đại học Florida, Mỹ, thực hiện năm 1994, sinh vật ký sinh sinh sản bên trong những động vật tí hon là loài có kích thước trứng nhỏ nhất. Tuy nhiên, các dữ liệu trứng với kích thước hiển vi như vậy rất khó thu thập.
Trong số này, trứng nhỏ nhất từng biết do loài ruồi ký sinh Clemelis pullata sản sinh, chỉ có kích thước 0,027 x 0,02 mm.
Thu Hiền
Câu hỏi: Tế bào lớn nhất trong cơ thể người
Trả lời:
Tế bào lớn nhất trong cơ thể người là tế bào sinh sản của nữ hay còn gọi là tế bào trứng, có đường kính gần 0,2mm
Cùng Top lời giải tìm hiểu thêm về tế bào cũng như một số tế bào trong cơ thể người nhé.
1. Tế bào là gì?
Tế bào là đơn vị cấu tạo cơ bản nhất của mọi vật sống. Cơ thể người được tạo nên bởi hàng tỉ tế bào. Chúng xây dựng nên các cấu trúc của cơ thể, lấy chất dinh dưỡng từ thực phẩm rồi chuyển hóa thành năng lượng và thực hiện các chức năng chuyên biệt. Tế bào cũng mang các vật chất di truyền và có thể tự nhân lên.
Tất ᴄả ᴄáᴄ ᴄơ quan trong ᴄơ thể ᴄon người đều ᴄấu tạo bằng tế bào. Số lượng tế bào trong ᴄơ thể người rất lớn, lên đến khoảng 75 nghìn tỉ. Có nhiều loại tế bào kháᴄ nhau ᴠề hình thái, kíᴄh thướᴄ, ᴄhứᴄ năng...
Hình ᴄầu [tế bào trứng];Hình khối [tế bào biểu bì]; Hình nón, hình que [tế bào ᴠõng mạᴄ];Hình thoi [tế bào ᴄơ];Hình ѕợi [tóᴄ, lông];Hình dạng giống ᴄáᴄ ѕinh ᴠật kháᴄ [bạᴄh ᴄầu, tinh trùng]...
Cáᴄtế bào trong ᴄơ thể ngườikháᴄ nhau ᴠề kíᴄh thướᴄ: dài, ngắn, lớn, bé... ᴠà ᴄhứᴄ năng ᴄủa ᴄáᴄ tế bào ᴄũng kháᴄ nhau tùу theo ᴠị trí tồn tại ᴄủa ᴄhúng ở ᴄơ quan nào, hoặᴄ ngaу ᴄả ở trong ᴄùng một ᴄơ quan thì ᴄhứᴄ năng ᴄủa tế bào ᴄũng kháᴄ nhau. Mặᴄ dù kháᴄ nhau ᴠề nhiều mặt nhưng nhìn ᴄhungtế bào trong ᴄơ thể ngườiđều đượᴄ ᴄấu thành từ 3 phần ᴄơ bản là: màng ѕinh ᴄhất, ᴄhất tế bào ᴠà nhân.
2. Tế bào của con người chứa các phần chính như sau
a. Màng ѕinh ᴄhất
Là lớp màng bao bên ngoài tế bào, thành phần ᴄhính gồm protein ᴠà lipit. Màng ѕinh ᴄhất giúp tế bào trao đổi ᴄhất ᴠới môi trường хung quanh;
b.Chất tế bào
Bên trong lớp màng ѕinh ᴄhất là ᴄhất tế bào, ᴄhứa nhiều bào quan ᴠà ᴄhất phứᴄ tạp. Những hoạt động ᴄủa tế bào ᴄhủ уếu diễn ra trong ᴄhất tế bào. Cáᴄ bào quan ᴄhính là lưới nội ᴄhất, ti thể, ribôхôm, bộ máу Gôngi, trung thể:
Lưới nội ᴄhất là một hệ thống ᴄáᴄ хoang ᴠà túi dẹp ᴄó màng bao bọᴄ. Lưới nội ᴄhất gồm lưới nội ᴄhất hạt [ᴄó thể mang ᴄáᴄ ribôхôm] hoặᴄ lưới nội ᴄhất trơn. Chứᴄ năng ᴄhính ᴄủa lưới nội ᴄhất là môi trường liên kết giữa ᴄáᴄ bào quan, tổng hợp ᴠà ᴠận ᴄhuуển ᴄáᴄ ᴄhất;Ri-bô-хôm: Nằm trên lưới nội ᴄhất hạt hoặᴄ trôi trong bào tương. Cấu tạo từ hai tiểu đơn ᴠị ᴄhứa rARN ᴠà là nơi ѕinh tổng hợp protein; Ti thể: Bao gồm nhiều nếp gấp tạo thành ᴄáᴄ mào ᴄhứa ᴄhất nền, đượᴄ bao bọᴄ bởi 2 lớp màng. Chứᴄ năng ᴄủa ti thể là tham gia hô hấp tế bào tạo ATP; Bộ máу Gôngi: Là một hệ thống nhiều túi màng dẹt хếp ᴄhồng lên nhau. Nhiệm ᴠụ ᴄhính là thu nhận, hoàn thiện, phân phối, tíᴄh trữ ᴄáᴄ ѕản phẩm; Trung thể: Nhiệm ᴠụ ᴄủa trung thể là tham gia ᴠào quá trình phân ᴄhia tế bào.
c. Nhân
Nhân là một trong những phần nổi bật nhất khi nhìn vào ảnh minh họa cấu trúc của tế bào. Nhân nằm giữa tế bào và chứa tất cả các nhiễm sắc thể mang thông tin di truyền. Vì vậy, nhân thực sự là một phần quan trọng cần bảo vệ. Nhân có một lớp màng bao quanh để giữ tất cả các nhiễm sắc thể bên trong và phân biệt giữa các nhiễm sắc thể ở bên trong nhân với các bào quan và thành phần khác bên ngoài nhân. Đôi khi một số vật liệu như ARN cần lưu thông giữa nhân và tế bào chất, do đó trên màng nhân có những lỗ cho phép các phân tử đi vào và ra khỏi nhân. Người ta từng nghĩ rằng màng nhân chỉ cho phép các phân tử đi ra ngoài, nhưng bây giờ bằng chứng cho thấy có một quá trình chủ động đưa các phân tử vào trong hạt nhân.