در دنیای مدرن، مرسوم شده است که هر چیزی که ما را احاطه کرده است را با اصطلاح فنی بنامیم. مکانیسم تولید مثل … دانشمندان معجزه تولد یک زندگی جدید را اینگونه "معمد" کردند.
معجزه ای که در آن هر جزء آنچنان هماهنگ، متنوع و در عین حال غیرقابل جایگزینی است که گاهی فقط می توان تعجب کرد. برای هزاران سال، بشر در مورد اولویت تخم مرغ و مرغ گیج شده است و طبیعت مدتهاست که پاسخی برای همه سؤالات داشته است. عقلانیت و تنوع راه حل ها در حفظ ثبات یک گونه و در عین حال کسب انواع صفات در حیات وحش بی نظیر است.
اساس ژنتیکی زندگی
یکی از این وسایل تناوب نسل هاست. تنوع گونه های جانوری و گیاهی از طریق ایجاد ترکیبات مختلف از مواد ژنتیکی حاصل می شود. تناوب نسل ها شکل خاصی از حفاظت از گونه ها در شرایط متغیر محیطی است که عمدتاً در بسیاری از گیاهان و بی مهرگان پایین یافت می شود. این نشان دهنده تغییر تولید مثل جنسی و غیرجنسی است.
چه چیزی باعث راه اندازی این یا آن روش تولید مثل می شود و چه اهدافی را دنبال می کنند؟ برای پاسخ به این سوال، لازم است عمیق‌تر درک کنیم که تولیدمثل جنسی و غیرجنسی چیست و چه تفاوت‌هایی با هم دارند، چه مزایا و معایبی برای یک گونه بیولوژیکی به همراه دارند.
تولید مثل جنسی
فرایند تولیدمثل جنسی شامل مشارکت در ایجاد زندگی جدید دو فرد است که هر کدام به خودی خود حامل مجموعه کروموزوم های فردی خود در یک رشته دوتایی مارپیچ از DNA هستند. این مجموعه منحصربه‌فرد از مواد ژنتیکی در حضور این فرد و فقط در او ویژگی‌های خاصی بیان می‌شود که تا حدی آنها را به فرزندانش منتقل می‌کند.
وقتی دو نفر در فرآیند تولیدمثل جنسی شرکت می کنند، که هر کدام به جانشین بالقوه گونه، نیم مجموعه کروموزوم های خود را می دهد، نسل بعدی ویژگی های هر دو ارگانیسم والدین را خواهد داشت. به همین دلیل است که تناوب نسل‌ها در اشکال ساده و پیچیده زندگی مشاهده می‌شود که از طریق تولید مثل جنسی تولید مثل می‌کنند.
تولید جنسی چه کمکی به مخزن ژنی یک گونه دارد
حتی در یک جمعیت نسبتاً کوچک، مجموعه ای از ترکیبات مواد ژنتیکی می تواند بی نهایت گسترده باشد. این نوع تولیدمثل سیاست معرفی تنوع در زمینه ژنتیکی جمعیت گونه را دنبال می کند. تنوع همچنین می تواند از طریق استفاده در یک جمعیت ثابت از نمونه های جدید یک گونه خاص، که متفاوت هستند، به دست آید.راه ها می توانند از بیرون نفوذ کنند. یا، به عنوان مثال، در گیاهان یا برخی از کولنترات ها، به هزینه سلول های زایای "با تحویل در خانه" با استفاده از باد، آب یا حشرات.
نکته مهم در تولید مثل جنسی، نشان دادن امکان مشارکت افراد عمدتاً سالم و قوی در آن است. بنابراین، این نوع تولید مثل امکان اجرای انتخاب طبیعی را فراهم می کند، که به امکان تثبیت صفاتی که به نفع این گونه عمل می کند، کمک می کند.
تولید مثل غیرجنسی به عنوان فرمولی برای ضریب تعداد افراد
تغییر نسل ها سیستمی است که برای افزایش و نگهداری یک گونه استفاده می شود که در آن تولید مثل غیرجنسی نقش مهمی ایفا می کند. از مزایای آن، می توان با خیال راحت به توانایی افزایش سریع اندازه جمعیت در زمانی که شرایط محیطی مساعد برای یک گونه بیولوژیکی خاص رخ می دهد اشاره کرد. حفظ و تقویت صندوق ژنتیکی جمعیت از طریق شبیه‌سازی چندگانه ترکیب‌های ژنی موجود، که به طور قابل توجهی شانس یک گونه را برای مشارکت این ترکیب‌ها در تولید مثل جنسی بیشتر افزایش می‌دهد.
تغییر فنوتیپ ها در پادشاهی های مختلف
تناوب نسل ها در جلبک ها به پس زمینه دما، ترکیب شیمیایی آب (به ویژه غلظت نمک در آن)، مدت دوره نور روزانه، شدت روشنایی و تغییر فصول بستگی دارد.. همه این عوامل تولید سلول های تولید مثلی خاص را تنظیم می کنند. برخی از گیاهان تولید اسپور، اساس غیرجنسیتولید مثل می کنند و اسپوروفیت نامیده می شوند. گیاهانی که برای تولیدمثل گامت تولید می کنند (یک سلول جنسی با یک سری کروموزوم در هسته) برای تولید مثل گامتوفیت نامیده می شوند. جلبک هایی وجود دارند که هر دو نوع سلول زایا (گامت و هاگ) را تولید می کنند و بر این اساس به آنها گامتوسپوروفیت می گویند. جلبک ها از همه این انواع می توانند از نظر مورفولوژیکی و بیولوژیکی با یکدیگر متفاوت باشند. بنابراین جلبک قرمز Porphyra Tenera به شکل اسپوروفیت شبیه رشته‌هایی است که در یک ردیف منشعب می‌شوند و به درون بستر نفوذ می‌کنند که می‌تواند سنگ‌های آهکی یا پوسته نرم تن باشد.
اسپوروفیت های این گونه در اعماق زیاد زندگی می کنند، نور کم را ترجیح می دهند. افراد درگیر در تولید سلول های تولید مثل جنسی (گامتوفیت ها) به شکل صفحات در ناحیه جزر و مد در اعماق کم و زیر نور شدید زندگی می کنند. جلبک‌های قرمز که بسیار سازمان‌یافته‌تر هستند، متنوع‌ترین و پیچیده‌ترین چرخه‌های رشد را نشان می‌دهند، که در آن تغییراتی در اشکال مختلف وجود ارگانیسم‌های یک گونه در طول چرخه زندگی - توسعه هترومورفیک وجود دارد.
چه کسی با تولید مثل از طریق گامتوسپوروفیت ها مشخص می شود
گامتوسپوروفیت ها نمونه بسیاری از گونه های جلبک سبز، قهوه ای و قرمز هستند. تناوب نسل ها در آنها در تولید سلول های زایشی از هر دو نوع مشاهده می شود: هاگ ها و گامت ها که در زمان های مختلف و به دلیل تغییر شرایط محیطی رخ می دهد. سازگاری بین تظاهرات صفات در فنوتیپ و مربوطهتغییرات در محیط - عامل اصلی تکاملی است که شکل محرک انتخاب را فراهم می کند.
تغییر نسل ها در گیاهان و حیوانات: شباهت های دو پادشاهی متفاوت چیست
طبقه بندی، که جهان زنده را به 4 پادشاهی تقسیم می کند، درک علم زیست شناسی را در مراحل اولیه مطالعه آن بسیار ساده می کند. با این حال، با یک دوره عمیق تر، مشخص می شود که در طبقه بندی موجود موارد میانی زیادی وجود دارد. بنابراین، تناوب نسل ها در coelenterates ماهیت خاص جالبی دارد. در چرخه زندگی، نسل‌های تولید مثل جنسی و غیرجنسی ظاهر متفاوتی دارند، سبک زندگی کاملاً متفاوتی دارند، در مکان‌های مختلف زندگی می‌کنند و متفاوت غذا می‌خورند. در متاژنز، یک تناوب از اشکال زندگی وجود دارد: پولیپ و چتر دریایی. پولیپ های متصل به بستر یک سبک زندگی بی تحرک را هدایت می کنند. پولیپ ها با تولیدمثل غیرجنسی با جوانه زدن از ارگانیسم مادر، افراد دختر جدید مشابه در ترکیب ژنتیکی مشخص می شوند، که همچنین زندگی خود را به شکل پولیپ می گذرانند. تغذیه با فیلتر کردن توده های آب انجام می شود که با جریان آن ذرات آلی میکروسکوپی وارد می شود که به عنوان غذا برای بدن عمل می کند.
پولیپ ها می توانند جوامع بزرگی را سازماندهی کنند. به طور مشابه، تناوب نسل ها در coelenterates برای مدت طولانی شکل های استعماری پولیپ ها را به شکل صخره های مرجانی ایجاد می کند. هنگامی که شرایط خاصی رخ می دهد که برای هر گونه فردی است (تغییر دما، زمانسال ها، تغییرات در جریان های زیر آب، فاز ماه، زمان مهاجرت و غیره)، چتر دریایی کوچک جوانه های پولیپ. چتر دریایی متحرک هستند، به راحتی در ستون آب حرکت می کنند و از نظر نحوه تغذیه شکارچی هستند. چتر دریایی با رشد تا سن آمادگی جنسی، چرخه رشد گونه را از طریق تولید مثل جنسی ادامه می دهد. لاروهای متحرک از سلول‌های بارور شده رشد می‌کنند، که در ته نشست می‌شوند، به بستر متصل می‌شوند، تحرک خود را از دست می‌دهند و به پولیپ تبدیل می‌شوند. تناوب نسل‌ها چرخه‌ای است که توسط گونه‌ای انجام می‌شود که همواره بسته می‌شود و به مرحله اولیه خود بازمی‌گردد، اما با مجموعه‌ای متفاوت از کروموزوم‌ها، و بنابراین با شخصیت‌های متفاوت.
خزه ها از طریق جنسی نیز تولید مثل می کنند
تغییر نسل ها در گیاهان عالی از جمله خزه ها مشاهده می شود. ویژگی بارز چرخه زندگی این تقسیم‌بندی گیاهی این است که شکل زندگی غالب گامتوفیت به شکل یک گیاه سبز و چند ساله با رویش‌های برگ‌مانند و ریزوئید است که مشاهده می‌کنیم. تناوب نسل ها در خزه ها توسط اسپوروفیت فراهم می شود که مرحله غیرجنسی چرخه رشد است که با جعبه کوچک روی یک ساقه با هاگ نشان داده می شود که توسط پاها به گامتوفیت متصل می شود و از طریق آن تامین فیزیولوژیکی هاگ ها انجام می شود. اسپوروفیت عمر کوتاهی دارد و نمی تواند خود به خود ریشه بزند. پس از بلوغ خشک می‌شود و هاگ‌ها راش می‌کند.
چرا در زیست شناسی 1+1=3
با بیان موارد فوق، می توان نتیجه گرفت که هر دو روش تولید مثل اهمیت تکاملی خود را دارند. تناوب نسل ها یک فرآیند استحصول اطمینان از تثبیت صفات لازم و رد موارد غیر ضروری که در فنوتیپ به دلیل انتخاب طبیعی ظاهر می شود. فقط در مورد تولیدمثل غیرجنسی، جهش‌های خود به خودی «تحت حکم» انتخاب طبیعی قرار می‌گیرند و در مورد تولیدمثل جنسی، علاوه بر جهش، نشانه‌های هر دو فرد والدین در فنوتیپ ظاهر می‌شود.
چرا در زیست شناسی تکاملی، وقتی از تولید مثل جنسی صحبت می کنیم، مجموع دو واحد برابر با دو (1+1≠2) نیست؟ زیرا در نتیجه لقاح، کودک مجموعه‌ای از ژن‌ها را دریافت می‌کند که مشابه هیچ والدینی نیست. یک فرد حامل ژن مادری یا پدری نخواهد بود، بلکه بر اساس اطلاعاتی که از والدین به دست آمده رشد می کند. او حامل سومین ژنوتیپ منحصر به فرد و تکرار نشدنی خواهد بود، بنابراین زیست شناسان مثال ریاضی را کمی متفاوت حل می کنند. این همان چیزی است که تناوب نسل‌ها را در گیاهان و پستانداران تضمین می‌کند، جایی که با هر تولد دوباره مواد ژنتیکی پیچیده‌تر، ظریف‌تر و کامل‌تر می‌شود!
