Оплодотворение – процесс слияния двух половых клеток (яйцеклетки и сперматозоида), в результате чего образуется оплодотворенное яйцо, или зигота. Слияние ядер половых клеток приводит к восстановлению диплоидного набора хромосом в зиготе и возникновению новой комбинации генов у потомков (один набор хромосом и генов яйцеклетки – от материнского организма, другой – сперматозоида – от отцовского организма). В этом состоит биологический смысл оплодотворения.

Оплодотворение бывает наружное и внутреннее. Кроме того, различают перекрестное оплодотворение (в оплодотворении участвуют половые клетки разных организмов) и самооплодотворение (крайне редкое явление в животном мире, но нередкое среди растений), при котором сливаются половые клетки одного организма.

Как правило, один сперматозоид сливается с яйцеклеткой (моноспермия). Иногда несколько сперматозоидов проникают в яйцеклетку (полиспермия), но ядро только одного из них сливается с ядром яйцеклетки. Такое оплодотворение встречается у отдельных видов насекомых, некоторых акул, птиц и млекопитающих.

Число и размеры половых клеток различны у разных животных. Наблюдается такая закономерность: чем меньше вероятность встречи яйцеклетки и сперматозоида, тем большее число половых клеток образуется в организме. Например, рыбы мечут икру (яйцеклетки) и сперму прямо в воду (происходит наружное осеменение), и количество икринок у некоторых из них достигает громадной величины (треска выметывает около 10 млн. икринок). При внутреннем оплодотворении благодаря согласованному поведению самца и самки мужские половые клетки поступают непосредственно в женский организм. В этом случае вероятность оплодотворения очень высока и, как следствие, количество половых клеток резко уменьшается.

Очень сильно уменьшено число производимых половых клеток у тех родителей, которые заботятся о потомках. Так, число икринок у живородящих рыб не превышает нескольких сотен, а одиночные осы, обеспечивающие будущих личинок кормом – парализованными насекомыми, откладывают всего около десяти яиц. На количество производимых яйцеклеток влияет множество других факторов. В частности, существует зависимость между размерами яиц и их количеством – чем крупнее яйца, тем их меньше (птицы).

Процесс оплодотворения состоит из нескольких этапов: проникновение сперматозоида в яйцо, слияние гаплоидных ядер обеих гамет с образованием диплоидной клетки – зиготы и активация ее к дроблению и дальнейшему развитию.

Яйца большинства животных должны быть оплодотворены почти сразу после овуляции. У большинства млекопитающих яйцо обычно сохраняет способность к оплодотворению на протяжении 24 ч, а у человека – 12–24 ч после овуляции.

Сперматозоиды, оказавшиеся вне мужской половой системы, как правило, живут очень короткое время. Так, сперматозоиды форели погибают в воде уже через 30 с, в половых путях кур сперматозоиды живут 30– 40 дней, в матке и яйцеводах женщины – 5–8 дней, а в семяприемнике самок пчел сперматозоиды сохраняют способность к оплодотворению на протяжении года и более.