في العالم الحديث ، أصبح من المعتاد استدعاء كل ما يحيط بنا من الناحية الفنية. آلية الإنجاب.. هكذا تعمد العلماء معجزة ولادة حياة جديدة.
معجزة يكون فيها أي مكون متناغمًا للغاية ومتنوعًا وفي نفس الوقت لا يمكن الاستغناء عنه لدرجة أنه في بعض الأحيان لا يمكن إلا أن يفاجأ المرء. منذ آلاف السنين ، كانت البشرية محيرة بشأن مسألة أولوية البيض والدجاج ، ولطالما كان لدى الطبيعة إجابة لجميع الأسئلة. العقلانية وتنوع الحلول في الحفاظ على استقرار الأنواع الفردية وفي نفس الوقت الحصول على مجموعة متنوعة من السمات في الحياة البرية لا مثيل لها.
الأساس الجيني للحياة
أحد هذه الأجهزة هو تناوب الأجيال. يتم تحقيق تنوع الأنواع الحيوانية والنباتية من خلال إنشاء مجموعات مختلفة من المواد الوراثية. تناوب الأجيال هو شكل خاص من أشكال الحفاظ على الأنواع في الظروف البيئية المتغيرة ، توجد بشكل رئيسي في العديد من النباتات واللافقاريات الدنيا. إنه يمثل تغيير التكاثر الجنسي واللاجنسي.
ما الذي يسبب إطلاق طريقة أو أخرى للتكاثر وما هي الأهداف التي يسعون وراءها؟ للإجابة على هذا السؤال ، من الضروري أن نفهم بشكل أعمق ماهية التكاثر الجنسي واللاجنسي وكيف يختلفان ، وما هي المزايا والعيوب التي يجلبونها للأنواع البيولوجية.
التكاثر الجنسي
تتضمن عملية التكاثر الجنسي المشاركة في خلق حياة جديدة لشخصين ، كل منهما في حد ذاته ، يحملان مجموعتهما الفردية من الكروموسومات في خيط حلزوني مزدوج من الحمض النووي. يتم التعبير عن هذه المجموعة الفريدة من المواد الجينية في وجود هذا الفرد ، وفقط فيها ، لصفات معينة ، والتي تنقلها جزئيًا إلى نسلها.
عندما يشارك شخصان في عملية التكاثر الجنسي ، كل منهما يعطي الوريث المحتمل للأنواع مجموعته النصفية من الكروموسومات ، فإن الجيل التالي سيكون له خصائص كل من الكائنات الأبوية. هذا هو السبب في أن تناوب الأجيال لوحظ في كل من أشكال الحياة البسيطة والمعقدة التي تتكاثر من خلال التكاثر الجنسي.
ما المساهمة التي يقدمها التكاثر الجنسي في الجينات الخاصة بالأنواع
حتى ضمن مجموعة سكانية صغيرة نسبيًا ، يمكن أن تكون مجموعة توليفات المواد الجينية واسعة إلى ما لا نهاية. يتبع هذا النوع من التكاثر سياسة إدخال التنوع في الخلفية الجينية لمجموعات الأنواع. يمكن أيضًا تحقيق التنوع من خلال الاستخدام داخل مجموعة محددة من العينات الجديدة من نوع معين ، والتي تكون مختلفة.طرق يمكن أن تخترق من الخارج. أو ، على سبيل المثال ، في النباتات أو بعض تجاويف الأمعاء ، على حساب الخلايا الجرثومية "مع التوصيل للمنازل" باستخدام الرياح أو الماء أو الحشرات.
من النقاط المهمة في التكاثر الجنسي الإشارة إلى إمكانية المشاركة فيه من قبل أفراد يتمتعون بصحة جيدة وأقوى. وهكذا فإن هذا النوع من التكاثر يسمح بتنفيذ الانتقاء الطبيعي مما يساهم في إمكانية تثبيت السمات التي تعمل لصالح هذا النوع.
التكاثر اللاجنسي كصيغة لمضاعف عدد الأفراد
تناوب الأجيال هو نظام يستخدم لزيادة الأنواع والحفاظ عليها ، حيث يلعب التكاثر اللاجنسي دورًا مهمًا. من مزاياها ، يمكن للمرء أن يلاحظ بأمان القدرة على زيادة حجم السكان بسرعة عندما تحدث ظروف بيئية مواتية لأنواع بيولوجية معينة. الحفاظ على الصندوق الجيني للسكان وتعزيزه من خلال الاستنساخ المتعدد لتوليفات الجينات الموجودة بالفعل ، مما يزيد بشكل كبير من فرصة مشاركة الأنواع في هذه التوليفات في مزيد من التكاثر الجنسي.
تناوب الطرز الظاهرية في ممالك مختلفة
يعتمد تناوب الأجيال في الطحالب على خلفية درجة الحرارة ، والتركيب الكيميائي للماء (خاصة تركيز الملح فيه) ، ومدة فترة الضوء اليومية ، وشدة الإضاءة ، وتغير الفصول.. كل هذه العوامل تنظم إنتاج بعض الخلايا التناسلية. تنتج بعض النباتات جراثيم أساس اللاجنسيالتكاثر ، وتسمى sporophytes. النباتات التي تنتج الأمشاج للتكاثر الجنسي (خلية جنسية بها مجموعة واحدة من الكروموسومات في النواة) للتكاثر تسمى الطور المشيجي. هناك طحالب تنتج كلا النوعين من الخلايا الجرثومية (الأمشاج والجراثيم) ، وبالتالي يطلق عليها اسم gametosporophytes. يمكن أن تختلف الطحالب من جميع هذه الأنواع عن بعضها البعض من الناحية الشكلية والبيولوجية. لذا فإن الطحالب الحمراء Porphyra Tenera على شكل نبات بوغي تبدو مثل الخيوط المتفرعة في صف واحد ، مخترقة في الركيزة ، والتي يمكن أن تكون صخورًا كلسية أو قذائف رخوية.
تعيش البوغات من هذا النوع في أعماق كبيرة ، وتفضل الإضاءة المنخفضة. يعيش الأفراد المشاركون في إنتاج الخلايا للتكاثر الجنسي (gametophytes) في شكل لوحات في منطقة المد والجزر في أعماق ضحلة تحت إضاءة مكثفة. تُظهر الطحالب الحمراء ، كونها أكثر تنظيماً ، أكثر دورات التنمية تنوعًا وتعقيدًا ، حيث يوجد تغيير في الأشكال المختلفة لوجود الكائنات الحية من نفس النوع خلال دورة الحياة - التطور غير المتجانس.
من يتميز بالتكاثر من خلال gametosporophytes
Gametosporophytes نموذجية للعديد من أنواع الطحالب الخضراء والبنية والحمراء. لوحظ تناوب الأجيال فيها في إنتاج الخلايا التناسلية من كلا النوعين: الأبواغ والأمشاج ، التي تحدث في أوقات مختلفة وبسبب التغيرات في الظروف البيئية. الاتساق بين مظاهر الصفات في النمط الظاهري وما يقابلهاالتغييرات في البيئة - العامل التطوري الرئيسي الذي يوفر شكلاً دافعًا للاختيار.
تناوب الأجيال في النباتات والحيوانات: ما أوجه التشابه بين مملكتين مختلفتين
التصنيف ، الذي يقسم العالم الحي إلى 4 ممالك ، يبسط إلى حد كبير تصور العلوم البيولوجية في المراحل الأولى من دراستها. ومع ذلك ، مع وجود دورة أكثر تعمقًا ، يصبح من الواضح أن هناك العديد من الحالات الوسيطة في التصنيف الحالي. وبالتالي ، فإن تناوب الأجيال في تجاويف الأمعاء له طبيعة مثيرة للاهتمام بشكل خاص. في دورة الحياة ، تتمتع أجيال التكاثر الجنسي واللاجنسي بمظهر مختلف ، وتقود أسلوب حياة مختلفًا جذريًا ، وتعيش في أماكن مختلفة وتتناول طعامًا مختلفًا. في metagenesis ، هناك تناوب في أشكال الحياة: الزوائد اللحمية وقنديل البحر. تؤدي الأورام الحميدة المرتبطة بالركيزة إلى نمط حياة مستقر. تتميز الاورام الحميدة بالتكاثر اللاجنسي عن طريق التبرعم من كائن الأم ابنة جديدة متطابقة في التركيب الجيني ، والتي تقضي حياتها أيضًا في شكل سلائل. تتم التغذية عن طريق ترشيح كتل من الماء ، مع التيار الذي يتم إحضار جزيئات عضوية مجهرية ، والتي تعمل كغذاء للجسم.
يمكن للزوائد اللحمية تنظيم مجتمعات ضخمة. وبالمثل ، فإن تناوب الأجيال في تجاويف الأمعاء يخلق لفترة طويلة أشكالًا استعمارية من الاورام الحميدة في شكل شعاب مرجانية. عندما تحدث ظروف معينة ، تكون فردية لكل نوع (تغير في درجة الحرارة ، الوقتسنوات ، والتغيرات في التيارات تحت الماء ، وطور القمر ، ووقت الهجرات ، وما إلى ذلك) ، البوليبات برعم قنديل البحر الصغير. قناديل البحر متحركة ، وتتحرك بسهولة في عمود الماء ، وهي مفترسة في طريقة تغذيتها. يكبر قنديل البحر حتى سن الاستعداد الجنسي ، ويواصل دورة تطور الأنواع من خلال التكاثر الجنسي. تتطور اليرقات المتحركة من الخلايا المخصبة ، التي تستقر في القاع ، وتلتصق بالركيزة ، وتفقد قدرتها على الحركة وتنمو لتصبح سليلة. تناوب الأجيال هو دورة حياة تمر بها الأنواع التي تنغلق دائمًا ، وتعود إلى مرحلتها الأصلية ، ولكن بمجموعة مختلفة من الكروموسومات ، وبالتالي بشخصيات مختلفة.
الطحالب تتكاثر أيضًا جنسيًا
لوحظ تناوب الأجيال في النباتات العليا ، بما في ذلك الطحالب. السمة المميزة لدورة حياة هذا الانقسام النباتي هي حقيقة أن شكل الحياة السائد هو الطور المشيجي في شكل نبات أخضر معمر مع نواتج شبيهة بالأوراق وجذور ، والتي نلاحظها. يتم توفير تناوب الأجيال في الطحالب بواسطة الطور البوغي ، وهو مرحلة لاجنسية من دورة التطور ، ويمثلها صندوق صغير على ساق به جراثيم ، متصل بالنبات المشيجي بواسطة القدمين ، والذي من خلاله يحدث الإمداد الفسيولوجي للجراثيم. الطور البوغي له عمر قصير ولا يمكنه أن يتجذر من تلقاء نفسه. يجف بعد النضج وطفح الجراثيم.
لماذا في علم الأحياء 1 + 1=3
بتوضيح ما سبق ، يمكننا أن نستنتج أن كلتا طريقتي التكاثر لها أهميتها التطورية. تناوب الأجيال هو عمليةضمان توحيد الصفات الضرورية ورفض الصفات غير الضرورية ، والتي تظهر في النمط الظاهري ، بسبب الانتقاء الطبيعي. فقط في حالة التكاثر اللاجنسي ، سيتم "إخضاع الطفرات العفوية لحكم" الانتقاء الطبيعي ، وفي حالة التكاثر الجنسي ، بالإضافة إلى الطفرات ، ستظهر علامات كلا الأبوين في النمط الظاهري.
لماذا في علم الأحياء التطوري ، عند الحديث عن التكاثر الجنسي ، فإن مجموع وحدتين لا يساوي وحدتين (1 + 1 ≠ 2)؟ لأنه نتيجة للإخصاب ، يتلقى الطفل مجموعة من الجينات لا تتطابق مع أي والد. لن يحمل الفرد جينًا من الأم أو الأب ، ولكنه سيتطور بناءً على المعلومات التي تأتي من الوالدين. ستكون حاملة النمط الجيني الثالث الفريد والفريد من نوعه ، لذلك يحل علماء الأحياء المثال الرياضي بطريقة مختلفة قليلاً. هذا ما يضمن تناوب الأجيال في النباتات والثدييات ، حيث مع كل ولادة جديدة للمادة الوراثية تصبح أكثر تعقيدًا وأنيقة ومثالية!
