تولید مثل توانایی موجودات زنده برای تولیدمثل نوع خود است. تولید مثل یکی از ویژگی های کلیدی همه موجودات زنده است، بنابراین درک اهمیت بیولوژیکی لقاح ضروری است. این موضوع اکنون در سطح بالایی از مراحل اصلی تا مکانیسم های مولکولی و ژنتیکی مورد بررسی قرار گرفته است.
لقاح چیست
لقاح یک فرآیند بیولوژیکی طبیعی از ادغام دو سلول زایای نر و ماده است. گامت‌های نر اسپرم‌ها و گامت‌های ماده تخمک نامیده می‌شوند.
گام بعدی پس از ادغام سلول‌های زاینده، تشکیل زیگوت است که می‌توان آن را یک موجود زنده جدید در نظر گرفت. زیگوت با میتوز شروع به تقسیم می کند و تعداد سلول های تشکیل دهنده آن افزایش می یابد. جنین از زیگوت رشد می کند.
تعداد زیادی از انواع تخم مرغ و روش های خرد کردن وجود دارد. همه آنها به وابستگی تاکسونومیک موجود زنده مورد بررسی و همچنین به درجه تکامل تکاملی آن بستگی دارد.
اهمیت بیولوژیکی لقاح چیست
تولید مثل سازگاری اصلی برای تولید مثل است. آینده گونه ها به توانایی های تولید مثلی گونه مورد نظر بستگی دارد، بنابراین حیوانات و گیاهان مختلف روش های خود را برای سازگاری برای بهبود کیفیت کل فرآیند دارند.
به عنوان مثال، گرگ ها و شیرزنان همیشه از فرزندان خود در برابر شکارچیان بالقوه محافظت می کنند. این امر میزان بقای توله ها را افزایش می دهد و سازگاری آنها را با شرایط زندگی در آینده تضمین می کند. ماهی ها تعداد زیادی تخم می گذارند زیرا احتمال لقاح خارجی در محیط آبی بسیار کم است. در نتیجه، از هزاران بچه بالقوه، فقط چند صد بچه رشد می‌کنند.
اهمیت بیولوژیکی لقاح در این است که دو سلول زایا از موجودات مختلف با هم ادغام می شوند و زیگوتی را تشکیل می دهند که حامل ویژگی های ژنتیکی هر دو والدین است. این عدم شباهت اقوام به یکدیگر را توضیح می دهد. و این خوب است، زیرا تغییر مخزن ژنی هر جمعیتی یک مکانیسم تطبیقی تکاملی است. فرزندان نسل به نسل بهتر از والدین خود می شوند. در شرایط تغییر تدریجی محیط (تغییر آب و هوا، ظهور عوامل خارجی جدید)، مهارت های سازگاری همیشه مناسب است.
و اهمیت بیولوژیکی لقاح در سطح بیوشیمیایی چیست؟ بیایید نگاهی بیندازیم:
- این شکل گیری نهایی تخم است.
- این تعیین جنسیت جنین آینده با توجه به ژن های مربوطه است که توسط گامت های نر آورده شده است.
- در نهایت، لقاح نقش دارددر بازسازی یک مجموعه دیپلوئیدی از کروموزوم ها، زیرا سلول های زایا به طور جداگانه هاپلوئید هستند.
تکثیر گیاهان گلدار
گیاهان در مقایسه با حیوانات برخی از خصوصیات تولیدمثلی دارند. نمایندگان آنژیوسپرم ها که با لقاح مضاعف مشخص می شوند (که توسط دانشمند روسی ناواشین در سال 1898 کشف شد) نیاز به توجه ویژه دارند.
ساختارهایی که جنسیت را در گیاهان گلدار تعیین می کنند پرچم و مادگی هستند. گرده که از تعداد زیادی دانه تشکیل شده است در برچه ها می رسد. یک دانه شامل دو سلول است: رویشی و زاینده. دانه گرده با دو پوسته پوشیده شده است و پوسته بیرونی همیشه دارای برخی از رویش ها و فرورفتگی ها است.
مادگی ساختاری گلابی شکل است که از کلاله، سبک و تخمدان تشکیل شده است. یک یا چند تخمک در تخمدان تشکیل می شود که سلول های زایای زن در داخل آن بالغ می شوند.
وقتی یک دانه گرده به کلاله مادگی برخورد می کند، سلول رویشی شروع به تشکیل یک لوله گرده می کند. این کانال نسبتا طولانی است و به میکروپیل تخمک ختم می شود. در همان زمان، سلول مولد توسط میتوز تقسیم می شود و دو اسپرم را تشکیل می دهد که از طریق لوله گرده وارد بافت تخمک می شود.
چرا دو اسپرم؟ اهمیت بیولوژیکی لقاح در گیاهان با فرآیند مشابه در حیوانات چگونه متفاوت است؟ واقعیت این است که کیسه جنینی تخمک توسط هفت سلول نشان داده شده است که در میان آنها یک هاپلوئید وجود دارد.گامت ماده و سلول مرکزی دیپلوئید. هر دو با اسپرم ورودی ادغام می شوند و به ترتیب یک زیگوت و یک آندوسپرم تشکیل می دهند.
اهمیت بیولوژیکی لقاح مضاعف در گیاهان
تشکیل بذر یکی از ویژگی های مهم تولید مثل در آنژیوسپرم ها است. برای بالغ شدن کامل در خاک، به مقدار زیادی مواد مغذی نیاز دارد که شامل آنزیم‌های مختلف، کربوهیدرات‌ها و سایر اجزای آلی/غیر آلی می‌شود.
آندوسپرم در آنژیوسپرم ها تری پلوئید است، زیرا سلول مرکزی دیپلوئید کیسه جنینی با اسپرم هاپلوئید ادغام شده است. این اهمیت بیولوژیکی لقاح در گیاهان است: مجموعه سه گانه کروموزوم ها به سرعت بالای افزایش توده بافت آندوسپرم کمک می کند. در نتیجه، بذر مواد مغذی و ذخایر انرژی زیادی برای جوانه زنی دریافت می کند.
انواع دانه
بسته به سرنوشت آندوسپرم، دو نوع اصلی دانه وجود دارد:
- دانه های گیاهان تک لپه ای. آنها به وضوح یک آندوسپرم به خوبی توسعه یافته را نشان می دهند که حجم بیشتری را اشغال می کند. لپه کاهش یافته و به شکل سپر ارائه می شود. این نوع دانه برای همه نمایندگان غلات معمول است.
- بذر گیاهان دولپه ای. در اینجا، آندوسپرم یا وجود ندارد و یا به شکل تجمعات کوچک بافت در حاشیه باقی می ماند. عملکرد تغذیه ای چنین دانه هایی توسط دو لپه بزرگ انجام می شود. نمونه هایی از گیاهان: نخود، لوبیا، گوجه فرنگی، خیار،سیب زمینی.
نتیجه گیری
البته، این اشتباه است که چنین لقاحی را مضاعف بنامیم، زیرا اکنون ویژگی ها و عملکردهای اصلی این فرآیند را می دانیم. هنگامی که سلول مرکزی با اسپرم ترکیب می شود، زیگوتی تشکیل نمی شود و مجموعه ژنتیکی حاصل سه برابر می شود. به هر حال، یک دانه از دو جنین مستقل تشکیل نشده است.
با این حال، اهمیت بیولوژیکی لقاح مضاعف واقعاً عالی است. بذرها در طول جوانه زنی به مقدار زیادی مواد آلی و معدنی نیاز دارند و این مشکل با تشکیل آندوسپرم تریپلوئید حل می شود.
