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Nelle specie con due sessi separati, il sesso che produce la cellula sessuale o il gamete più piccoli e più mobili è chiamato maschio. I mammiferi maschi producono gameti chiamati spermatozoi mentre i mammiferi femminili producono gameti chiamati uova. I gameti sono prodotti dal processo di gametogenesi e differiscono notevolmente tra maschi e femmine.
Spermatogenesi maschile
La formazione dello sperma avviene nei tubuli seminiferi dei testicoli. Qui una cellula staminale spermatogonale si divide per mitosi. Questa prima divisione è asimmetrica, nel senso che una cellula figlia diventa una cellula staminale mentre l'altra adotta caratteristiche diverse. Questa seconda cellula figlia, lo spermatogonium, a sua volta si divide per mitosi per produrre uno spermatocita primario, che ora si divide per meiosi.
La prima fase della meiosi dà origine a due spermatociti secondari; durante la seconda fase, ogni spermatocita secondario si dividerà in due spermatidi. Questi spermatidi non subiscono ulteriori divisioni ma continuano a differenziarsi per diventare cellule spermatiche. L'intero processo di divisione e differenziazione inizia nella parte esterna del tubulo seminifero e termina verso il centro. In altre parole, la spermatogonia si trova vicino al bordo del tubulo mentre gli spermatidi e lo sperma si trovano al centro.
Oogenesi femminile
La gametogenesi negli organismi femminili è nota come oogenesi, il processo che dà origine alle uova. Si svolge nell'ovaio, dove le cellule germinali primordiali si dividono per mitosi per produrre oogonia. Questi a loro volta si dividono per produrre ovociti primari. Gli ovociti primari iniziano la fase I della meiosi ma non la completano: vengono arrestati a metà strada e nella maggior parte dei mammiferi femminili alla nascita il feto femmina ha già il suo pieno complemento di ovociti primari. Ogni ovocita primario è racchiuso in una piccola aggregazione di cellule chiamata follicolo ovarico.
Dopo la pubertà, i cicli ormonali fanno periodicamente ricominciare a crescere alcuni follicoli; in genere, tuttavia, solo uno maturerà alla volta, e durante questo processo l'oocita primario riprenderà la prima fase della meiosi, dividendosi per produrre un ovocita secondario e una cellula chiamata corpo polare, che viene scartata e infine degenera. Nel frattempo, l'ovocita secondario inizia la seconda fase della meiosi ma non la completa: si ferma qui e viene rilasciato attraverso l'ovulazione. Solo una volta penetrato dallo sperma l'ovulo completa la seconda fase della meiosi, formando un altro corpo polare che degenera.
Differenze chiave
Come si può vedere, quando si confrontano e si contrappongono la spermatogenesi e l'oogenesi, ci sono numerose differenze tra i due processi. Lo sperma manca di molti dei materiali necessari alla maggior parte delle cellule per sostenere la crescita; hanno un nucleo che trasporta DNA e un gran numero di mitocondri ma molto poco rispetto all'uovo, che ha un complemento completo di organelli e un deposito di substrati ed enzimi. L'uovo è anche molto più grande dello sperma e molto meno mobile. A differenza della spermatogenesi, che si verifica più o meno continuamente dopo la pubertà, l'oogenesi si verifica solo in determinati momenti (ad esempio su base mensile nell'uomo).
Altre differenze
L'oogenesi produce corpi polari, cellule che vengono scartate durante le divisioni meiotiche; durante la spermatogenesi, al contrario, non si formano tali corpi polari. Di conseguenza, un singolo ovocita primario dà origine a un solo uovo e tre corpi polari, mentre un singolo spermatocita primario può dare origine a quattro spermatozoi. Inoltre, il numero di uova che una femmina può produrre è limitato nella maggior parte delle specie di mammiferi dal numero di ovociti primari disponibili, mentre il numero di spermatozoi che un maschio può produrre non è limitato allo stesso modo.