الاستنساخ الجنسي: 3 مراحل دورة التكاثر الجنسي

ويمكن تجميع هذه الأحداث في ثلاث مراحل: ما قبل التخصيب ، الإخصاب وأحداث ما بعد التخصيب.

1. ما قبل التخصيب

هذه الأحداث من التكاثر الجنسي هي قبل الانصهار (التسميد) من الأمشاج الذكور والإناث.

الصورة مجاملة: obgyn.med.umich.edu/sites/obgyn.med.umich.edu/files/pregnantbelly_crop-1024×787.jpg

هذه الأحداث هي gametogenesis ونقل الأمشاج.

(1) Gametogenesis (Gk. gametos = gamete، genesis = production):

وتسمى عملية تكوين نوعين من الأمشاج - الذكر والأنثى بتكوين الأمشاج. Gametes هي خلايا أحادية الصيغة الصبغية. في بعض الطحالب ، يشبه الأمشاجان في المظهر أنهما يدعى homogametes (isogametes ؛ الشكل 1.29) ، على سبيل المثال ، Cladophora ، Ulothrix. لذلك ، لا يمكن تمييزهم إلى جاميتات ذكر وأنثى.

ومع ذلك ، في معظم الكائنات الحية التي تتكاثر جنسياً ، فإن الأمشاج هي من نوعين مختلفين شكليًا ، ومن ثم تُعرف باسم heterogametes (anisogametes) ، على سبيل المثال ، Fucus (طحلب بني) ، والبشر. في هذه الكائنات الحية يطلق على الأمشاج الذكورية antherozoid أو الحيوانات المنوية والمعرج الأنثوي المعروف باسم البيضة أو البويضة (الشكل 1.29 قبل الميلاد).

قسم الخلية خلال تكوين Gamete:

تكون الأجنة أحادية الصيغة الصبغية سواء كانت الهياكل أو الخلايا المنتجة لها أحادية العدد أو ثنائية الصبغيات. الهيكل الذي يتكون من اندماج الأمشاج هو دائمًا ثنائي الصيغة. يرجع ذلك إلى الانقسام الاختزالي الذي يحدث في حياة جميع الكائنات الحية التكاثر جنسياً. وتسمى الخلايا المنتجة Gamete التي تخضع للانقسام الاختزالي meiocytes (الخلايا الأمشاج الأمشاج). هذا الأخير هو ثنائي الصيغة. على أساس المرحلة التي يحدث فيها الانقسام الاختزالي ، يكون الانقسام الاختزالي من ثلاثة أنواع.

(أ) الانقسام الاختزالي للميتوي:

يحدث الانقسام الاختزالي في الكائنات الحية العضوية التي تنتج أحادي الصبغية. وبالتالي وظائف zygote كما meiocyte. أمثلة: Chlamydomonas و Ulothrix.

(ب) الانقسام المنبأ للانقاص:

يحدث الانقسام الاختزالي داخل sporangia. تحدث الخلايا البائسة داخل sporangia إنتاج أبواغ أحادية الصيغة الصبغية. على إنبات جراثيم أحادية الصبغيات (أحادية الجسم) تنتج جسيمات أحادية الصبغية تسمى gametophytes. يتم إنتاج Gametes في gametophytes من خلال الانقسام. أمثلة: معظم النباتات.

(ج) الانعطاب التقويمي العضلي:

الخلايا الجرثومية هي ثنائية الصبغية وتعمل كخلايا مائية ، والتي تخضع لمثل انقسام الاختزالي لإنتاج أمشاج أحادي الصيغة الصبغية. أمثلة: معظم الحيوانات. وهكذا ، تحتوي الخلايا الميلانية على عدد مضاعف (2N) من الكروموسومات والأمشاج تحتوي على عدد أحادي العدد (N) من الكروموسومات.

أعداد الكروموسومات في الخلايا المائعة (ثنائي الصيغة ، 2N) والأمشاج (أحادية العدد ، N) لبعض الكائنات الحية.

(ثانيا) نقل Gamete:

بعد تشكيل الأمشاج الذكور والإناث ، يجب جمعهم للتخصيب. في معظم الكائنات الحية ، يكون الأمشاج الحركي ذكورًا ، وتكون الأمشاج الأنثوية غير متحركة. ومع ذلك ، هناك عدد قليل من الفطريات والطحالب حيث يكون كلا النوعين من الأمشاج متحركًا (الشكل 1.30).

هناك حاجة إلى وسيلة من خلال الأمشاج الذكور تتحرك. في الطحالب ، الطحالب و pteriodophytes ، تعمل المياه كوسيط يتم من خلاله نقل الأمشاج. بما أن العديد من الأمشاج الذكور يفشلون في الوصول إلى الأمشاج الأنثوية ، لذلك يتم إنتاج الأمشاج الذكور بكميات كبيرة ، أي أكثر بألف مرة من الأمشاج الأنثوية.

في النباتات التي تحمل الأزهار ، تحمل حبوب اللقاح الأمشاج الذكورية التي يتم إنتاجها بأعداد كبيرة. يتم نقل حبوب اللقاح إلى وصمة العضو الأنثوي (الكارب) من خلال عملية التلقيح. يسمى نقل حبوب اللقاح من العضو الذكري إلى وصمة العار بالتلقيح.

التلقيح نوعان: التلقيح الذاتي والتلقيح المتقاطع. التلقيح الذاتي هو نقل حبوب اللقاح من زهرة الزهرة إلى وصمة العار إما من نفس الزهرة أو وصمة زهرة أخرى لنفس النبات أو نبات مماثل وراثيا. التهجير المتبادل هو نقل حبوب اللقاح من زهرة واحدة إلى وصمة لزهرة مختلفة وراثيا من نبات آخر من نفس النوع.

في الحيوانات غير المتحولة جنسياً ، يتم تكوين الأمشاج الذكور والإناث في أفراد مختلفين ، وبالتالي ، يجب على الكائن الحي أن يتطور آلية خاصة لنقل الأمشاج. لدى العديد من الحيوانات أعضاء تضامنية لنقل الأمشاج الذكرية. نقل الأمشاج والجمع بين الأمشاج أمر ضروري للتخصيب في التكاثر الجنسي.

2. التسميد:

الإخصاب هو الاندماج الكامل والدائم لاثنين من الأمشاج من الآباء والأمهات المختلفة أو من الوالد نفسه لتشكيل زيجوت ثنائي الصبغيات. تسمى هذه العملية أيضًا بـ syngamy. على الرغم من استخدام المصطلحين syngamy والإخصاب بشكل متكرر. إذا لم يحدث التزامن ، فلن يكون هناك اختلافات في الذرية.

أين يحدث الإخصاب؟

يحدث التسميد إما في وسط خارجي (ماء) أو داخل جسم الكائن الحي. وبالتالي هناك نوعان من الانصهار السحري وهما التخصيب الخارجي والتخصيب الداخلي.

(ط) التسميد الخارجي:

عندما يحدث الإخصاب خارج جسم الكائن الحي ، يسمى هذا النوع من الانصهار الغائر بالخصوبة الخارجية أو التزاوج الخارجي. مطلوب وسط خارجي مثل الماء لهذا النوع من الإخصاب. وهكذا يحدث الإخصاب الخارجي في معظم الكائنات المائية مثل غالبية الطحالب والأسماك والبرمائيات.

تنتج الكائنات الحية التي تعرض الإخصاب الخارجي عددًا كبيرًا من الأمشاج في الماء لتعزيز فرص الإخصاب. يحدث هذا في الأسماك العظمية والضفادع حيث يتم إنتاج عدد كبير من النسل. العيب الرئيسي لهذا النوع من الإخصاب هو أن النسل غير محمي من الحيوانات المفترسة وبقائها مهددة حتى سن البلوغ.

(ثانيا) التسميد الداخلي:

عندما تتشكل البويضة داخل جسم الأنثى حيث تندمج مع المشيج الذكر ، تسمى العملية التسميد الداخلي أو التزاوج الداخلي. العديد من الكائنات الأرضية التي تنتمي إلى الفطريات والحيوانات الأعلى مثل الزواحف والطيور والثدييات وغالبية الطحالب ، pteridophytes ، عاريات البذور و angiosperms هي أمثلة حيث يحدث الإخصاب الداخلي.

هنا gamete الذكور هو المحمول ويجب أن تصل إلى البيضة من أجل دمج مع ذلك. عدد الحيوانات المنوية التي يتم إنتاجها كبير جدا ولكن هناك انخفاض في عدد البيض المنتج. ومع ذلك ، في نباتات البذور ، يتم نقل الأمشاج الذكور غير المتحرك إلى الأمشاج الأنثوي بواسطة أنابيب اللقاح.

3. بعد تسميد الأحداث:

وتسمى الأحداث في التكاثر الجنسي بعد الإخصاب (تشكيل الزيجوت) أحداث ما بعد التخصيب. يمكن وصف هذه الأحداث تحت عنوانين: الزايجوت والتكوين الجنيني.

(ط) الزيجوت:

بعد الإخصاب يتشكل ثنائي البيضة الملقحة في جميع الكائنات الحية التي تتكاثر جنسياً. في التخصيب الخارجي ، يتم تكوين الزايجوت في الوسط الخارجي (عادة الماء) بينما في الإخصاب الداخلي ، يتم تكوين الزايجوت داخل جسم الكائن الحي. مزيد من التطوير للالقاحلة يعتمد على نوع دورة حياة الكائن الحي والظروف البيئية.

(أ) في العديد من الفطريات والطحالب ، يطور الزيجوت جدار سميك ويكوّن بوغ يسمى Zygospore. Zygospore يخضع لفترة من الراحة. ينبت خلال موسم النمو القادم. يخضع الحيوان الزغيبوب للانقسام الاختزالي لإنتاج فرد فرداني. يؤدي دورة حياة haploidic.

(ب) في معظم الحيوانات ، لا يستريح البيضة الملقحة. وهو ينقسم إلى الانقسام الفتيلي أولا لتشكيل جنين مضاعف ، ثم الفرد الذي هو أيضا ثنائي الصيغة الصبغية. يقود دورة حياة دبلوماسية.

(ج) في معظم النباتات ، يشكل البيضة المولدة الأولى جنيناً ثم بعد ذلك البوغات ثنائية الصبغية. البظر البوغي sporophyte له sporangia حيث يحدث الانقسام الاختزالي لتشكيل جراثيم أحادية الصيغة الصبغية. هذا الأخير ينتج مشيمي الخلايا المشعة. يتم إنتاج Gametes في المشيجيات. إنه يقود دورة حياة ثنائية الشعب.

(2) التكون الجنيني:

وتسمى عملية تطوير الجنين من البيضة الملقحة بالتطور الجنيني. خلال مرحلة التطور الجنيني ، يخضع الزيجوت لتقسيم الخلايا الانقسامية وتمايز الخلايا. يزيد انقسام الخلايا من عدد الخلايا في الجنين النامي بينما يساعد تمايز الخلايا على تكوين الأنسجة والأعضاء المتخصصة لتشكيل كائن حي.

(1) على أساس تطور الزايجوت ، يتم تجميع الحيوانات في oviparous ، viviparous و ovoviviparous. الحيوانات البويضة مثل الزواحف والطيور تضع البيض. يتم تغطية بيضها المخصب بقشرة جيرية صلبة ويتم وضعها في مكان آمن في البيئة. بعد فترة الحضانة ، يفقس الصغار. في الحيوانات الحية مثل غالبية الثدييات بما في ذلك البشر ، تتطور البيضة الملقحة لتصبح واحدة شابة داخل جسم الفرد الإناث.

بعد نمو معين ، يتم تسليم الصغار من قبل الإناث. بسبب الرعاية والحماية المناسبتين ، فإن فرص بقاء الصغار أكثر عرضة للأفراد. في الحيوانات البويضة ، تحتفظ الأنثى بالبيض داخل جسمها بعد الإخصاب وتسمح بتطور الجنين داخل الجسم دون توفير تغذية إضافية للجنين النامي حيث لا توجد المشيمة. ومع ذلك ، فإن الحيوانات الإناث تلد الصغار. أمثلة على الحيوانات البويضة هي أسماك القرش والثعابين حشرجة الموت.

(2) في النباتات المزهرة ، يتم تشكيل البيضة الملقحة داخل بويضة الأعضاء التناسلية الأنثوية. بعد الإخصاب ، تتساقط القشور والبتلات والأسدية من الزهرة وتسقط. تظل الكواكب معلقة في الكركديه. ومع ذلك ، يبقى pistal تعلق على النبات.

تكوين البذور والفاكهة:

في كاسيات البذور ، ينتج الإخصاب المزدوج بنائين - زيجوت ثنائي الصبغيات (= oospore) وخلية سويداء سويعية أساسية ثلاثية. Zygote يشكل الجنين. تؤدي خلية السويداء الأولية الثلاثية إلى نسيج غذائي يدعى السويداء السويداء (Endosperm). السويداء يوفر الغذاء إلى الجنين المتنامي. تنضج البويضات المخصبة وتحول إلى بذور. جدار المبيض يشكل القشرة (جدار الفاكهة). يسمى المبيض الناضج مع الباريكار والبذور الفاكهة. القشرة تحمي البذور الصغيرة. بعد تشتت البذور تنبت لتشكل نباتات جديدة.

صيانة عدد الكروموسوم:

الوحدات التكاثرية في التكاثر الجنسي هي الأمشاج الذكورية والأنثوية التي تنتج من الخصيتين والمبايض على التوالي. الأمشاج هي أحادية الصبغيات مع كروموسومات N فقط. ونتيجة لذلك ، تصبح البيضة الملقحة الناتجة عن اندماج اثنين من هذه الأمشاج أحادي الصبغيات ثنائية الصبغيات مع الكروموسومات 2N. النسل الذي يتطور من البيضة الملقحة هو أيضا ثنائي الصيغة الصبغية.