في العالم الحديث ، أصبح من المعتاد استدعاء كل ما يحيط بنا من الناحية الفنية. آلية التكاثر .. هكذا عمد العلماء إلى معجزة ولادة حياة جديدة.
الأساس الجيني للحياة
أحد هذه الأجهزة هوتناوب الأجيال. يتم تحقيق تنوع أنواع النباتات والحيوانات من خلال إنشاء مجموعات مختلفة من المواد الجينية. تناوب الأجيال هو شكل خاص من أشكال الحفاظ على الأنواع في الظروف المتغيرة للبيئة الخارجية ، والتي توجد بشكل أساسي في العديد من النباتات واللافقاريات السفلية. إنه يمثل تغييرًا في التكاثر الجنسي واللاجنسي.
الاستنساخ الجنسي
التكاثر الجنسي ينطوي على المشاركةفي خلق حياة جديدة لشخصين ، كل منهما بمفرده ، يحملان مجموعتهما الفردية من الكروموسومات في خيط DNA مزدوج حلزوني. يتم التعبير عن هذه المجموعة الفريدة من المواد الجينية في وجود فرد معين ، وفقط فيه ، لصفات معينة ، والتي تنقلها جزئيًا إلى نسلها.
عند المشاركة في عملية التكاثر الجنسي لشخصينالأفراد ، كل منها يعطي الوريث المحتمل للأنواع مجموعته النصفية من الكروموسومات ، سيكون للجيل القادم خصائص كل من الكائنات الأبوية. هذا هو السبب في أن تناوب الأجيال يتم ملاحظته في كل من الأشكال البسيطة والمعقدة للحياة التي تتكاثر من خلال التكاثر الجنسي.
كيف يساهم التكاثر الجنسي في تجمع الجينات للأنواع؟
حتى ضمن عدد قليل نسبيًا من السكانيمكن أن يكون نطاق تركيبات المواد الجينية واسعًا بشكل لا نهائي. يتبع هذا النوع من التكاثر سياسة إدخال التنوع في الخلفية الوراثية لأعداد الأنواع. يمكن أيضًا تحقيق التنوع من خلال استخدام عينات جديدة من نوع معين داخل مجموعة سكانية محددة ، والتي يمكن أن تخترق من الخارج بطرق مختلفة. أو ، على سبيل المثال ، في النباتات أو بعض تجاويف الأمعاء ، على حساب الخلايا الجرثومية "التي يتم توصيلها إلى منزلك" باستخدام الرياح أو الماء أو الحشرات.
نقطة مهمة في التكاثر الجنسيمن الضروري الإشارة إلى إمكانية مشاركة الأفراد الأصحاء والأقوى في الغالب. وبالتالي ، فإن هذا النوع من التكاثر يجعل من الممكن تحقيق الانتقاء الطبيعي ، مما يساهم في إمكانية تثبيت السمات التي تعمل لصالح هذا النوع.
التكاثر اللاجنسي كصيغة لمضاعف عدد الأفراد
تعاقب الأجيال هو نظامتستخدم لزيادة الأنواع والحفاظ عليها ، حيث يلعب التكاثر اللاجنسي دورًا مهمًا. من مزاياها ، يمكن للمرء أن يلاحظ بأمان إمكانية زيادة حجم السكان بسرعة عندما تحدث البيئة الطبيعية المواتية لنوع بيولوجي معين. الحفاظ على الصندوق الجيني للسكان وزيادته عن طريق الاستنساخ المتعدد لتركيبات الجينات الموجودة بالفعل ، مما يزيد بشكل كبير من فرصة الأنواع للمشاركة في هذه التوليفات في مزيد من التكاثر الجنسي.
الطرز الظاهرية المتناوبة في الممالك المختلفة
يعتمد تناوب الأجيال في الطحالب علىخلفية درجة الحرارة ، التركيب الكيميائي للماء (خاصة تركيز الملح فيه) ، مدة فترة الضوء اليومية ، شدة الإضاءة ، تغير الموسم. كل هذه العوامل تنظم إنتاج بعض الخلايا التناسلية. تنتج بعض النباتات جراثيم ، وهي أساس التكاثر اللاجنسي ، وتسمى بالنبات البوغي. تسمى النباتات التي تنتج الأمشاج من أجل التكاثر الجنسي (خلية جنسية بها مجموعة واحدة من الكروموسومات في النواة) للتكاثر بالنباتات المشيمية. هناك طحالب تنتج كلا النوعين من الخلايا الجنسية (الأمشاج والجراثيم) ، على التوالي ، يطلق عليهم اسم gametosporophytes. يمكن أن تختلف الطحالب من جميع هذه الأنواع عن بعضها البعض من الناحية الشكلية والبيولوجية. لذا فإن الطحالب الحمراء بورفيرا تينر على شكل نبت بوغي تبدو مثل خيوط متفرعة في صف واحد ، تخترق الركيزة ، والتي يمكن أن تكون صخورًا من الحجر الجيري أو أصدافًا من الرخويات.
الذي يتميز بالتكاثر عن طريق gametosporophytes
Gametosporophytes نموذجية للعديد من الأنواع الخضراء ،الطحالب البنية والحمراء. لوحظ تناوب الأجيال فيها في إنتاج الخلايا التناسلية من كلا النوعين: الأبواغ والأمشاج ، التي تحدث في أوقات مختلفة وبسبب التغيرات في الظروف البيئية. يعتبر الاتساق بين مظاهر السمات في النمط الظاهري والتغيرات المقابلة في البيئة هو العامل التطوري الرئيسي الذي يوفر الشكل الدافع للاختيار.
تناوب الأجيال في النباتات والحيوانات: كيف تتشابه مملكتان مختلفتان؟
التصنيف يقسم العالم الحي إلى 4المملكة ، تبسط إلى حد كبير تصور العلوم البيولوجية في المراحل الأولى من دراستها. ومع ذلك ، مع وجود دورة أكثر تقدمًا ، يصبح من الواضح أن هناك العديد من الحالات الوسيطة في التصنيف الحالي. وبالتالي ، فإن تناوب الأجيال في تجاويف الأمعاء له طابع مثير للاهتمام بشكل خاص. في دورة الحياة ، تمتلك أجيال التكاثر الجنسي واللاجنسي مظهرًا مختلفًا ، وتقود أسلوب حياة مختلفًا جذريًا ، وتعيش في أماكن مختلفة وتتناول طعامًا مختلفًا. في metagenesis ، هناك تناوب في أشكال الحياة: الزوائد اللحمية وقنديل البحر. الأورام الحميدة التي تعلق على الركيزة مستقرة. بالنسبة للأورام الحميدة ، يكون التكاثر اللاجنسي سمة مميزة من خلال التبرعم من جسد الأم لأفراد ابنت جدد متطابقين في التركيب الجيني ، والذين يقضون حياتهم أيضًا في شكل سلائل. يتم التغذية عن طريق ترشيح كتل من الماء ، مع التيار الذي يتم إحضار جزيئات مجهرية من المواد العضوية ، لتكون بمثابة غذاء للجسم.
يمكن للزوائد اللحمية تنظيم مجتمعات ضخمة. وبطريقة مماثلة ، فإن تناوب الأجيال في تجاويف الأمعاء يخلق لفترة طويلة أشكالًا استعمارية من الاورام الحميدة في شكل الشعاب المرجانية. عندما تأتي ظروف معينة ، والتي تكون فردية لكل نوع (تغير في درجة الحرارة ، الموسم ، التغير في التيارات تحت الماء ، مرحلة القمر ، وقت الهجرة ، إلخ) ، تتبرعم الزوائد اللحمية من قناديل البحر الصغيرة. قناديل البحر متحركة ، وتتحرك بسهولة في عمود الماء ، وهي مفترسة عن طريق التغذية. بعد أن نما إلى سن الاستعداد الجنسي ، يواصل قنديل البحر دورة تطور الأنواع بمساعدة التكاثر الجنسي. من الخلايا المخصبة ، تتطور اليرقات المتنقلة ، والتي تستقر في القاع ، وتلتصق بالركيزة ، وتفقد القدرة على الحركة وتنمو إلى ورم. تناوب الأجيال هو دورة حياة يمر بها النوع ، والتي تغلق نفسها دائمًا ، وتعود إلى مرحلتها الأصلية ، ولكن مع مجموعة مختلفة من الكروموسومات ، وبالتالي مع خصائص أخرى.
تتكاثر الطحالب أيضًا عن طريق الاتصال الجنسي
لوحظ تناوب الأجيال في الأعلىالنباتات ، 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 عن طريق الطور البوغي ، وهي مرحلة لاجنسية من دورة التطور ، ممثلة بصندوق صغير على ساق به جراثيم ، مرتبطة بالنمط المشيجي مع القدمين ، والتي من خلالها يحدث الدعم الفسيولوجي للجراثيم. الطور البوغي له عمر قصير ولا يمكنه أن يتجذر بمفرده. يجف بعد النضج وطفح الجراثيم.
لماذا في علم الأحياء 1 + 1 = 3
بذكر ما سبق ، يمكننا أن نستنتج ذلكأن كلا طريقتي التكاثر لها أهميتها التطورية. إن تناوب الأجيال هو عملية تضمن توحيد الصفات الضرورية ورفض الصفات غير الضرورية ، والتي تتجلى في النمط الظاهري ، بسبب الانتقاء الطبيعي. فقط في حالة التكاثر اللاجنسي ، فإن الطفرات العفوية سوف "تتعرض" للانتقاء الطبيعي ، وفي حالة التكاثر الجنسي ، بالإضافة إلى الطفرات ، سيظهر النمط الظاهري علامات على كلا الوالدين.
لماذا ، في علم الأحياء التطوري ، عندما يقولونحول التكاثر الجنسي ، هل مجموع وحدتين لا يساوي وحدتين (1 + 1 ≠ 2)؟ لأنه نتيجة للإخصاب ، يتلقى الطفل مجموعة من الجينات غير المتطابقة مع أي من الوالدين. لن يحمل الفرد لا الجين الأم أو الأب ، ولكنه سيتطور بناءً على المعلومات التي تأتي من الوالدين. ستكون حاملة النمط الجيني الثالث الفريد وغير القابل للتكرار ، لذلك يحل علماء الأحياء المثال الرياضي بطريقة مختلفة قليلاً. هذا ما يضمن تناوب الأجيال في النباتات والثدييات ، حيث مع كل تجديد جديد للمادة الوراثية يصبح الأمر أكثر تعقيدًا وأنيقًا وكمالًا!
