معلومة

لماذا لا تتكاثر كل الكائنات الحية لاجنسيًا؟

لماذا لا تتكاثر كل الكائنات الحية لاجنسيًا؟


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

وفقًا للتعليق في لماذا لا تنقرض جميع الأنواع خنثى؟ ومع ذلك ، لا أعتقد أن التكاثر الجنسي هو استراتيجية تطورية حقيقية ومستقرة. نظرًا لأن البشر يتكاثرون جنسيًا ، فإن أي شخص لديه مقاومة للملاريا ولا يعاني من فقر الدم المنجلي يمكن أن ينتج طفلًا مصابًا بفقر الدم المنجلي. بالنسبة لأي نوع من الأنواع التي تتكاثر جنسيًا ، إذا ظهر فرد متحول لاجنسيًا متكاثرًا وصادف أن يكون لديه الجينوم الصحيح ، فإن استنساخه سوف يتفوق على بقية الأنواع لأنه لن ينتج أي منها تقريبًا نسلًا بسمات سيئة ، لأن لديهم انجراف جيني أضعف ضد السمات المفيدة وبالتالي يكون لديهم قدر أكبر من بعضها ، ولأنها ستكون بطيئة جدًا في التطور عن طريق الانجراف الجيني بحيث لا تتكيف مع كل تلك التغييرات المفاجئة المستقبلية في البيئة التي تم التكيف معها بالفعل. لن يكون للحلزون الذي يتكاثر بشكل لاجنسي من نوع تأكله الثعابين مع صورة المرآة من معظم أنواعه ميزة أنه يصعب أكله دون أن يواجه صعوبة في العثور على رفيقة. ربما تمامًا مثلما يمكن للبشر أن يتطوروا ليكون لديهم مقاومة للملاريا دون خطر فقر الدم المنجلي إذا كانوا يتكاثرون لاجنسيًا ، ربما إذا قام أحد الفهود الطافرة بتكاثر الفهد اللاجنسي مع الجينوم الذي من شأنه أن يجعل استنساخه ينتشر ، فإن استنساخه سوف يتطور إلى درجة حرارة خالية من الفراء يمكن أن تزدهر في درجات حرارة الليل المنخفضة لأن ذلك سيمكنهم من مطاردة فرائسهم لفترة أطول قبل أن يصبحوا حارين جدًا لمواصلة المطاردة لأنهم سيبدأون عند درجة حرارة منخفضة للجسم ، ولن ينتج الأفراد الذين يتمتعون بهذه السمة أبدًا ذرية بأي سمة باهظة الثمن تأتي معها باستثناء سمة صغيرة مكلفة.

بالإضافة إلى ذلك ، إذا نشأت أنثى متحولة تتكاثر لاجنسيًا في نوع يتكاثر جنسيًا مع الجينوم الصحيح وكانت الأنواع حاليًا في استراتيجية تطورية مستقرة مع الزواج الأحادي مع قدرة كل زوجين على الحصول على الطعام بسرعة كافية لتربية طفلين ، ستحصل الأنثى الطافرة أيضًا على رفيقة ، وبمساعدته ستظل قادرة على الحصول على الطعام بسرعة كافية لتربية طفلين يمتلك كلاهما جينومها بالكامل ، ومن ثم تنتشر استنساخها اللاجنسي بسرعة كبيرة. بمجرد أن تصل الأنواع إلى استراتيجية تطورية جديدة مستقرة حيث يمكن لكل فرد فقط الحصول على الطعام بسرعة كافية لتربية طفل واحد لأن هناك الكثير من الإناث يأخذن الطعام المتاح ، قد لا يزال لديهم ميزة تطورية طفيفة على الأنواع الأخرى التي لا تقترب من الارتفاع. كانت الميزة التطورية للتكاثر اللاجنسي للأفراد هي التكاثر الجنسي لأفراد من نفس النوع سابقًا.

المصدر: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/16217668


الانشطار النووي

الانشطار النووي، يسمى أيضًا الانشطار الثنائي ، يحدث في الكائنات الحية الدقيقة بدائية النواة وفي بعض الكائنات اللافقارية متعددة الخلايا. بعد فترة من النمو ، ينقسم الكائن الحي إلى كائنين منفصلين. تخضع بعض الكائنات حقيقية النواة أحادية الخلية للانشطار الثنائي عن طريق الانقسام. في الكائنات الحية الأخرى ، يفصل جزء من الفرد ويشكل فردًا ثانيًا. تحدث هذه العملية ، على سبيل المثال ، في العديد من شوكيات الجلد في الكويكبات من خلال انقسام القرص المركزي. تتكاثر أيضًا بعض شقائق النعمان وبعض السلائل المرجانية (الشكل 1 أ) من خلال الانشطار.


المراجع

1. Stöck M ، و Lampert KP ، و Möller D ، و Schlupp I ، و Schartl M. ، & # 8220 ، الأصل الأحادي النسيجي للعديد من الأنساب النسيلية في سمكة لاجنسية (Poecilia فورموزا),” علم البيئة الجزيئية 19:5204-5215, 2010.
العودة إلى النص

2. S.M Rogers و S.M Vamosi ، & # 8220Frozen F1’s وسط تحفة من الطبيعة: رؤى جديدة حول الأصل الهجين النادر للتكاثر الجنسي في الأمازون مولي (Poecilia فورموزا),” علم البيئة الجزيئية 19:5086-5089, 2010.
العودة إلى النص

مثله:

تم التصويت على سلسلتي العلمية الابتدائية ودورة الكيمياء الخاصة بي في المرتبة الأولى من قبل قراء التعليم المنزلي العملي مجلة. هذه هي السنة الثانية على التوالي لدورة الكيمياء الخاصة بي ، والسنة الثالثة على التوالي لسلسلتي الابتدائية. بالإضافة إلى ذلك ، حصلت دورة الكيمياء الخاصة بي على جائزة أفضل كيمياء لعام 2019 من قبل Teach Them Diligently. انقر على الجوائز لمعرفة المزيد!

ELI5: لماذا يمكن & # x27t البشر التكاثر اللاجنسي؟

تكيفت الحياة المعقدة ، مثل البشر ، للتكاثر الجنسي لأنها أكثر فاعلية بكثير للتطور. مع التكاثر اللاجنسي ، هناك فرصة ضئيلة جدًا للطفرة التي تؤدي إلى فائدة البقاء على قيد الحياة. ليست مثل هذه المشكلة بالنسبة لكائن وحيد الخلية بسيطة جدًا لدرجة أن تغييرًا طفيفًا يمكن أن يكون كبيرًا بالنسبة لهم ، والذي يتكاثر بمعدل أسرع بكثير. لكنها غير فعالة للغاية بالنسبة لحيوان معقد.

في الوقت نفسه ، يجمع التكاثر الجنسي بين جينات كائنين مختلفين بصفات وراثية مختلفة ، مما يسمح بمزيج من الصفات من كلا الوالدين. فرصة أفضل بكثير لخاصية مفيدة في النسل الناتج. (والصفات السلبية ، ولكن سيتم التخلص منها عن طريق الانتقاء الطبيعي).

قصة طويلة جدًا - عندما يكون الحيوان معقدًا ، يسمح التكاثر الجنسي بالتكيف بشكل أسرع من التكاثر اللاجنسي. لم يكن لدينا الوقت للتكيف مع البشر إذا تكاثرنا بلا جنس ، وكنا سنموت لأن الأنواع الأخرى تكيفت بشكل أسرع.

ولكن إذا كنت أرغب في التكاثر اللاجنسي ، فكيف سأفعل؟

تكيفت السحالي بشكل جيد وهي من عصر الديناصورات لذا ناه.

هناك مزايا تطورية للتكاثر الجنسي ، أي أن التكيف عادة ما يحدث بمعدل أعلى (حيث أن أعضاء مهايئ جيد فقط ينتقلون إلى مرحلة البلوغ) والتنوع الجيني داخل نوع ما يمكن أن يجعله أكثر مقاومة للأمراض.

الجواب الصادق هو أننا لا نعرف.

لقد تطورنا من كائنات بسيطة تتكاثر لاجنسيًا. يجب أن يكون التكاثر الجنسي قد ظهر كأسلوب بديل للتكاثر يوفر بعض المزايا (زيادة التنوع الجيني ، والقدرة على التخلص من الطفرات الضارة) وبعض العيوب (زيادة التكلفة ، انخفاض سرعة التكاثر). لا يزال هناك العديد من الكائنات الحية ، مثل معظم الفطريات ، التي يمكنها التكاثر الجنسي وغير الجنسي. في هذه الكائنات ، غالبًا ما يحدث التكاثر الجنسي في أوقات الإجهاد وندرة المغذيات ، بينما يسود التكاثر اللاجنسي بخلاف ذلك.

على ما يبدو ، فاقت مزايا الجنس مساوئ أسلافنا التطوريين لدرجة أن القدرة على التكاثر اللاجنسي ضاعت بمرور الوقت التطوري ، تمامًا مثلما فقد أسلافنا ذيولهم عندما لم يعودوا نافعين. لا يُعرف بالضبط سبب فائدة التكاثر الجنسي.

والجدير بالذكر أن بعض الحيوانات المعقدة لا يزال بإمكانها التكاثر اللاجنسي ، مثل بعض الحشرات. كما أعادت بعض أنواع السحالي والطيور تطوير التكاثر اللاجنسي عن طريق الإخصاب الذاتي.


الناسخون اللاجنسيون

لماذا تتكاثر معظم الحيوانات جنسيا؟ هذا المقطع من تطور: "لماذا الجنس؟" يستكشف مسألة التكاثر الجنسي مقابل التكاثر اللاجنسي. يناقش جيري جونسون نوعًا من التوالد العذري من السمندل ، وهو Cnemidophorus tessellatus. ظهرت أيضا: شارون تريميتيدي ، جوزيف تريميتيدي.

الاعتمادات: 2001 WGBH Educational Foundation و Clear Blue Sky Productions، Inc. جميع الحقوق محفوظة.

صيغة:
QuickTime أو RealPlayer

المواضيع التي تمت تغطيتها:
التكيف والاختيار الطبيعي

بالنسبة لمعظم الكائنات الحية ، أثبت التكاثر الجنسي أنه أفضل استراتيجية شاملة لإدامة نوع ما في صراع الانتقاء الطبيعي القاسي وغير المتوقع. مع وجود شريكين يجمعان جينات متنوعة ، تتمتع الأنواع بمزيد من المرونة للتكيف مع البيئات المتغيرة.

ومع ذلك ، هناك أمثلة نادرة للأنواع اللاجنسية التي تتكاثر عن طريق الاستنساخ. كل ذرية متطابقة وراثيا مع الأب ، مع القليل من الاختلاف جيل بعد جيل. (تحدث الطفرات مقدارًا طفيفًا من التغيير).

إذا استمر التكاثر اللاجنسي على الإطلاق ، فيجب أن تكون الظروف مواتية له في بعض الأحيان ، حتى في التنافس على مكان به أنواع تتكاثر جنسيًا. بعض الحشرات ، مثل حشرات المن ، تتكاثر جنسيًا ولاجنسيًا. على الرغم من ندرتها ، فإن تلك الأنواع التي تتكاثر لاجنسيًا تميل إلى الاستمرار.

الكفاءة ، لشيء واحد ، هي إلى جانب الكائنات اللاجنسية: بدون الحاجة للذكور ، كل فرد نسيلي يمرر مجموعة كاملة من الجينات المتطابقة إلى الجيل التالي. بالإضافة إلى ذلك ، يمكن للأنثى العازبة إنشاء مجموعة سكانية جديدة. هذا يعطي المخلوقات اللاجنسية على أطراف الموطن ميزة في استعمار كائن جديد.

توجد أيضًا كائنات مستنسخة ذات تحمل لمجموعة واسعة من الظروف. حتى لو لم تختلف كثيرًا من الناحية الجينية ، فإنهم يمتلكون ما أطلق عليه العلماء "الأنماط الجينية للأغراض العامة". أحد الأمثلة على ذلك هو نوع من أسماك المنوة الموجودة في ولاية مينيسوتا والتي تتسامح مع المياه عالية الأكسجين والفقيرة في الأكسجين. قادرة على البقاء في بيئة لا يمكن التنبؤ بها ، هذه البلمة تدوم أكثر من السلالات المتخصصة.

نشأت الحيوانات اللاجنسية من أسلاف متنوعين يتكاثرون جنسيًا. غالبًا ما تكون هجينة بين نوعين مختلفين ، وقد تمتلك مجموعتين كاملتين من الكروموسومات.

أحد الكائنات الحية اللاجنسية هو سحلية whiptail في جنوب غرب الولايات المتحدة والمكسيك وأمريكا الجنوبية ، والتي تتكون فقط من الإناث اللائي يتكاثرن بالتوالد العذري. يبدو أنهم الزاحف الوحيد المعروف للجنسين.

تصل الحيوانات المستنسخة عمومًا إلى طريق مسدود ، وتنقرض عندما يصطدم تنوعها المحدود بالظروف البيئية المتغيرة أو مع المتكاثر الجنسي الذين يعيشون بشكل أفضل. بطريقتهم غير المعتادة في التكاثر ، استمروا في إبهار العلماء لأنها تجارب طبيعية في التفاعلات بين الأنماط الجينية الثابتة والبيئة المختلفة.


التكاثر الجنسي

كان التكاثر الجنسي ابتكارًا تطوريًا مبكرًا بعد ظهور الخلايا حقيقية النواة. حقيقة أن معظم حقيقيات النوى تتكاثر جنسياً هي دليل على نجاحها التطوري. في كثير من الحيوانات ، هو الأسلوب الوحيد للتكاثر. ومع ذلك ، يدرك العلماء بعض العيوب الحقيقية للتكاثر الجنسي. ظاهريًا ، قد يبدو النسل المطابق وراثيًا للأب أكثر فائدة. إذا كان الكائن الأصلي يحتل بنجاح موطنًا ، فإن النسل الذي له نفس السمات سيكون ناجحًا بالمثل. هناك أيضًا فائدة واضحة للكائن الحي الذي يمكن أن ينتج ذرية عن طريق التبرعم اللاجنسي أو التفتت أو البيض اللاجنسي. لا تتطلب طرق التكاثر هذه كائنًا آخر من الجنس الآخر. ليست هناك حاجة لإنفاق الطاقة في العثور على رفيقة أو جذبها. يمكن إنفاق هذه الطاقة على إنتاج المزيد من النسل. في الواقع ، احتفظت بعض الكائنات الحية التي تعيش أسلوب حياة انفرادي بالقدرة على التكاثر اللاجنسي. بالإضافة إلى ذلك ، فإن السكان اللاجنسيين لديهم أفراد إناث فقط ، لذلك كل فرد قادر على التكاثر. في المقابل ، لا ينتج الذكور في المجتمع الجنسي (نصف السكان) ذرية بأنفسهم. لهذا السبب ، يمكن أن ينمو عدد السكان اللاجنسيين أسرع مرتين من عدد السكان الجنسيين من الناحية النظرية. هذا يعني أنه في المنافسة ، سيكون لدى السكان اللاجنسيين الأفضلية. كل هذه المزايا للتكاثر اللاجنسي ، والتي تعتبر أيضًا من عيوب التكاثر الجنسي ، يجب أن تعني أن عدد الأنواع ذات التكاثر اللاجنسي يجب أن يكون أكثر شيوعًا.

ومع ذلك ، فإن الكائنات الحية متعددة الخلايا التي تعتمد حصريًا على التكاثر اللاجنسي نادرة للغاية. لماذا التكاثر الجنسي شائع جدا؟ هذا هو أحد الأسئلة المهمة في علم الأحياء وكان محور الكثير من الأبحاث من النصف الأخير من القرن العشرين حتى الآن. التفسير المحتمل هو أن الاختلاف الذي يحدثه التكاثر الجنسي بين النسل مهم جدًا لبقاء هؤلاء النسل وتكاثرهم. المصدر الوحيد للاختلاف في الكائنات اللاجنسية هو الطفرة. هذا هو المصدر النهائي للاختلاف في الكائنات الحية الجنسية. بالإضافة إلى ذلك ، يتم إعادة خلط هذه الطفرات المختلفة باستمرار من جيل إلى آخر عندما يجمع الآباء المختلفون جينوماتهم الفريدة ، ويتم خلط الجينات في مجموعات مختلفة من خلال عملية الانقسام الاختزالي. الانقسام الاختزالي هو تقسيم محتويات النواة الذي يقسم الكروموسومات بين الأمشاج. يتم إدخال الاختلاف أثناء الانقسام الاختزالي ، وكذلك عندما تتحد الأمشاج في الإخصاب.

فرضية الملكة الحمراء ليس هناك شك في أن التكاثر الجنسي يوفر مزايا تطورية للكائنات الحية التي تستخدم هذه الآلية لإنتاج النسل. السؤال الإشكالي هو لماذا ، حتى في مواجهة الظروف المستقرة إلى حد ما ، يستمر التكاثر الجنسي عندما يكون أكثر صعوبة وينتج عددًا أقل من النسل للكائنات الفردية؟ الاختلاف هو نتيجة التكاثر الجنسي ، ولكن لماذا الاختلافات المستمرة ضرورية؟ أدخل فرضية الملكة الحمراء ، التي اقترحها لي فان فالين لأول مرة في عام 1973. 1 تم تسمية المفهوم بالإشارة إلى سباق الملكة الحمراء في كتاب لويس كارول ، من خلال النظرة الزجاجية ، حيث تقول الملكة الحمراء إنه يجب على المرء أن يركض بأقصى سرعة لمجرد البقاء في مكانه.

تتعايش جميع الأنواع مع الكائنات الحية الأخرى. على سبيل المثال ، تتطور الحيوانات المفترسة مع فرائسها ، وتتطور الطفيليات مع مضيفيها. من الأمثلة الرائعة على التطور المشترك بين الحيوانات المفترسة وفرائسها التكيف المشترك الفريد للخفافيش الطائرة ليلاً وفريستها العثة. تجد الخفافيش فريستها عن طريق إصدار نقرات عالية الحدة ، لكن العث طور آذانًا بسيطة لسماع هذه النقرات حتى يتمكن من تجنب الخفافيش. قامت العث أيضًا بتكييف سلوكيات ، مثل الطيران بعيدًا عن الخفاش عند سماعه لأول مرة ، أو السقوط فجأة على الأرض عندما يكون الخفاش عليها. طورت الخفافيش نقرات "هادئة" في محاولة للتهرب من سمع العثة. طورت بعض العث القدرة على الاستجابة لنقرات الخفافيش بنقراتها الخاصة كإستراتيجية للتشويش على قدرات تحديد الموقع بالصدى للخفافيش.

تمنح كل ميزة صغيرة يتم اكتسابها من خلال التباين الإيجابي نوعًا ما ميزة على المنافسين القريبين أو الحيوانات المفترسة أو الطفيليات أو حتى الفريسة. الطريقة الوحيدة التي تسمح للأنواع المتغيرة بالاحتفاظ بنصيبها من الموارد هي أيضًا التحسين المستمر لقدرتها على البقاء وإنتاج النسل. عندما يكتسب أحد الأنواع ميزة ، يجب على الأنواع الأخرى أيضًا تطوير ميزة أو سيتم التغلب عليها. لا يوجد نوع واحد يتقدم كثيرًا لأن الاختلاف الجيني بين ذرية التكاثر الجنسي يوفر لجميع الأنواع آلية لإنتاج أفراد متكيفين. الأنواع التي لا يستطيع أفرادها مواكبة انقرضت. كانت العبارة الشهيرة للملكة الحمراء ، "يتطلب الأمر كل ما يمكنك القيام به للبقاء في نفس المكان." هذا وصف مناسب للتطور المشترك بين الأنواع المتنافسة.

دورات حياة كائنات التكاثر الجنسي

الإخصاب والانقسام الاختزالي بالتناوب الجنسي دورات الحياة. ما يحدث بين هذين الحدثين يعتمد على الكائن الحي. تقلل عملية الانقسام الاختزالي عدد كروموسوم المشيمة الناتج بمقدار النصف. الإخصاب ، وهو انضمام اثنين من الأمشاج الفردية ، يعيد الحالة ثنائية الصيغة الصبغية. هناك ثلاث فئات رئيسية لدورات الحياة في الكائنات متعددة الخلايا: ثنائي الصبغة المهيمن، حيث تكون المرحلة ثنائية الصبغيات متعددة الخلايا هي المرحلة الأكثر وضوحًا في الحياة (ولا توجد مرحلة أحادية الصيغة الصبغية متعددة الخلايا) ، كما هو الحال مع معظم الحيوانات بما في ذلك البشر هيمنة أحادية الصيغة الصبغية، حيث تكون المرحلة الفردية متعددة الخلايا هي المرحلة الأكثر وضوحًا في الحياة (ولا توجد مرحلة ثنائية الصبغيات متعددة الخلايا) ، كما هو الحال مع جميع الفطريات وبعض الطحالب و تناوب الأجيال، حيث تظهر المرحلتان ، أحادي الصيغة الصبغية وثنائية الصبغيات ، بدرجة أو بأخرى اعتمادًا على المجموعة ، كما هو الحال مع النباتات وبعض الطحالب.

تستخدم جميع الحيوانات تقريبًا إستراتيجية دورة حياة مهيمنة ثنائية الصبغة تكون فيها الخلايا الفردية الوحيدة التي ينتجها الكائن الحي هي الأمشاج. يتم إنتاج الأمشاج من ثنائي الصبغيات خلايا جرثومية، خط خلوي خاص ينتج الأمشاج فقط. بمجرد تكوين الأمشاج الفردية ، فإنها تفقد القدرة على الانقسام مرة أخرى. لا توجد مرحلة حياة أحادية العدد متعددة الخلايا. يحدث الإخصاب مع اندماج اثنين من الأمشاج ، عادةً من أفراد مختلفين ، واستعادة الحالة ثنائية الصبغيات ([رابط]أ).

إذا حدثت طفرة بحيث لم يعد الفطر قادرًا على إنتاج نوع تزاوج ناقص ، فهل سيظل قادرًا على التكاثر؟

تستخدم معظم الفطريات والطحالب إستراتيجية دورة الحياة التي يكون فيها "جسم" الكائن متعدد الخلايا أحادي العدد. أثناء التكاثر الجنسي ، تنضم خلايا أحادية العدد المتخصصة من فردين لتشكيل زيجوت ثنائي الصبغة. تخضع البيضة الملقحة فورًا للانقسام الاختزالي لتكوين أربع خلايا أحادية العدد تسمى الأبواغ ([رابط]ب).

يُطلق على نوع دورة الحياة الثالثة ، الذي تستخدمه بعض الطحالب وجميع النباتات ، تناوب الأجيال. تحتوي هذه الأنواع على كائنات متعددة الخلايا أحادية الصيغة الصبغية وثنائية الصبغيات كجزء من دورة حياتها. تسمى النباتات متعددة الخلايا أحادية العدد مشيجية لأنها تنتج الأمشاج. لا يشارك الانقسام الاختزالي في إنتاج الأمشاج في هذه الحالة ، لأن الكائن الحي الذي ينتج الأمشاج هو بالفعل أحادي العدد. يشكل الإخصاب بين الأمشاج زيجوت ثنائي الصبغة. ستخضع البيضة الملقحة لعدة جولات من الانقسام وتؤدي إلى نبتة ثنائية الصبغيات متعددة الخلايا تسمى نبت بوغي. ستخضع الخلايا المتخصصة للنبات البوغي للانقسام الاختزالي وتنتج جراثيم أحادية العدد. سوف تتطور الجراثيم إلى المشيجات ([رابط]ج).

ملخص القسم

تخضع جميع حقيقيات النوى تقريبًا للتكاثر الجنسي. يبدو أن التباين الذي تم إدخاله في الخلايا التناسلية عن طريق الانقسام الاختزالي هو أحد مزايا التكاثر الجنسي التي جعلته ناجحًا للغاية. يتناوب الانقسام الاختزالي والتخصيب في دورات الحياة الجنسية. تنتج عملية الانقسام الاختزالي خلايا إنجابية فريدة وراثيا تسمى الأمشاج ، والتي تحتوي على نصف عدد الكروموسومات كالخلية الأم. الإخصاب ، اندماج الأمشاج الفردية من فردين ، يعيد الحالة ثنائية الصبغيات. وهكذا ، تتناوب الكائنات الحية التي تتكاثر جنسيًا بين المراحل أحادية الصيغة الصبغية والمزدوجة الصبغية. ومع ذلك ، تختلف طرق إنتاج الخلايا التناسلية والتوقيت بين الانقسام الاختزالي والتخصيب اختلافًا كبيرًا. هناك ثلاث فئات رئيسية لدورات الحياة: السائدة ثنائية الصبغيات ، والتي أظهرتها معظم الحيوانات السائدة أحادية الصيغة الصبغية ، والتي تظهر في جميع الفطريات وبعض الطحالب وتناوب الأجيال ، والتي توضحها النباتات وبعض الطحالب.

اتصالات فنية

[رابط] إذا حدثت طفرة بحيث لم يعد الفطر قادرًا على إنتاج نوع تزاوج ناقص ، فهل سيظل قادرًا على التكاثر؟

[رابط] نعم ، سيكون قادرًا على التكاثر اللاجنسي.

متعدد الخيارات

ما هي الميزة التطورية المحتملة للتكاثر الجنسي على التكاثر اللاجنسي؟

  1. يتضمن التكاثر الجنسي خطوات أقل
  2. فرصة أقل لاستخدام الموارد في بيئة معينة
  3. ينتج عن التكاثر الجنسي تباين أكبر في النسل
  4. التكاثر الجنسي أكثر فعالية من حيث التكلفة

أي نوع من دورة الحياة له كل من مرحلة أحادية الصيغة الصبغية ومزدوجة الصبغيات متعددة الخلايا؟

  1. دورة حياة لاجنسية
  2. ثنائي الصبغة المهيمن
  3. هيمنة أحادية الصيغة الصبغية
  4. تناوب الأجيال

ما هو الحدث الذي يؤدي إلى خلية ثنائية الصيغة الصبغية في دورة الحياة؟

إستجابة مجانية

اشرح الميزة التي تتمتع بها مجموعات الكائنات الحية التي تتكاثر جنسيًا على الكائنات الحية التي تتكاثر لاجنسيًا؟

إن نسل الكائنات الحية التي تتكاثر عن طريق الاتصال الجنسي كلها فريدة من نوعها وراثيًا. وبسبب هذا ، فإن الكائنات الحية التي تتكاثر جنسيًا قد تكون أكثر نجاحًا في بقاء النسل في البيئات التي تتغير من الكائنات الحية التي تتكاثر لاجنسيًا ، والتي يكون نسلها جميعًا متطابقين وراثيًا. بالإضافة إلى ذلك ، فإن معدل تكيف الكائنات الحية التي تتكاثر جنسيًا أعلى بسبب تباينها المتزايد. قد يسمح هذا للكائنات التي تتكاثر جنسيًا بالتكيف بسرعة أكبر مع المنافسين والطفيليات ، الذين يطورون طرقًا جديدة لاستغلالها أو التغلب عليها.

صف الحدثين المشتركين بين جميع الكائنات الحية التي تتكاثر جنسيًا وكيف تتناسب مع دورات الحياة المختلفة لتلك الكائنات.

الحدثان الشائعان لجميع الكائنات الحية التي تتكاثر جنسيًا هما الانقسام الاختزالي والتخصيب. يقلل الانقسام الاختزالي الخلية ثنائية الصبغة إلى حالة أحادية الصيغة الصبغية. قد تنقسم الخلية أحادية الصيغة الصبغية بشكل انقسامي لإنتاج كائن حي ، تتحد بعض خلاياها أثناء الإخصاب ، أو قد تتحد الخلايا أحادية الصيغة الصبغية التي ينتجها الانقسام الاختزالي على الفور في الإخصاب لإنتاج خلية ثنائية الصبغيات تنقسم لإنتاج كائن حي.

الحواشي

قائمة المصطلحات


كان من الممكن أن يوفر تطور الجنس دفاعًا ضد الخلايا السرطانية

لماذا بدأت الكائنات الحية في ممارسة الجنس ، بدلاً من مجرد التكاثر اللاجنسي كما فعلت الحياة لمليارات السنين؟ تطور التكاثر الجنسي منذ حوالي مليار سنة أو أكثر ، على الرغم من الطاقة الإضافية المطلوبة والعائق الظاهري للحاجة إلى إيجاد رفيقة مناسبة. تقول النظريات السائدة أن الجنس أصبح الشكل السائد للتكاثر بسبب فوائد التنوع الجيني الأكبر ، مما يسمح للنسل بالتكيف مع البيئات المتغيرة والحفاظ على الأنواع خطوة واحدة قبل الطفيليات التي تطورت لإصابة الوالدين.

لكن في ورقة جديدة في علم الأحياء بلوس، يقترح فريق من العلماء بقيادة جامعة مونبلييه في فرنسا وجامعة ديكين في أستراليا سببًا آخر لبدء الحياة واستمرارها في ممارسة الجنس: خطر انتقال الأشخاص السرطانيين المستقلين.

& # 8220 نقترح أن التكاثر الجنسي يتطور لمنع الغزو عن طريق خلايا الغشاش الورمية الأنانية القابلة للانتقال ، والتي يشار إليها فيما بعد بالخلايا السرطانية المعدية ، & # 8221 فريدريك توماس ، عالم الأحياء التطوري في جامعة مونبلييه والمؤلف الرئيسي للدراسة ، يقول في البريد الإلكتروني. & # 8220 على حد علمنا ، هذا السيناريو الانتقائي للتطور الأولي للجنس عبر شجرة الحياة هو جديد. & # 8221

لم يكن السرطان يمثل مشكلة لأقدم أشكال الحياة ، أو بدائيات النوى ، أو الكائنات وحيدة الخلية التي تفتقر إلى نواة الخلية ، مثل البكتيريا والعتائق. تتكاثر هذه المخلوقات لاجنسيًا ، فتصنع نسخة من كروموسومها المفرد وتستنسخ نفسها بشكل أساسي.

لكن الأمور تغيرت مع تطور حقيقيات النوى منذ أكثر من 2.5 مليار سنة. تحتوي هذه الكائنات الحية على نوى مركزية تشمل جينوماتها في مجموعة من الكروموسومات. انضمت مجموعات من حقيقيات النوى معًا لتشكل أول كائنات متعددة الخلايا & # 8212 أسلاف كل الحياة المعقدة على الأرض ، من النباتات إلى الحشرات والزواحف إلى الثدييات. عندما تتكاثر هذه الكائنات الحية ، يتم المساهمة بالمواد الوراثية من رفيقين ، مما ينتج عنه ذرية فريدة وراثيًا.

& # 8220Sex يبدو أنه قد رافق الانتقال إلى الحياة حقيقية النواة أو سبقه مباشرة أو كان علامة بالفعل على الانتقال إلى الحياة حقيقية النواة ، & # 8221 تقول مورين نيمان ، أستاذة مشاركة في علم الأحياء في جامعة أيوا تدرس التكاثر الجنسي ولكنها لم تشارك في الدراسة الجديدة. وتقول إن السؤال الكبير في علم الأحياء التطوري هو لماذا.

الجنس معقد حقًا وغير فعال. يجب على العديد من الكائنات الحية استثمار الموارد البيولوجية في السمات التي تخدم الغرض الوحيد لجذب رفيقة ، مثل ريش الطاووس. حتى فعل الجماع نفسه يحمل مخاطر. & # 8220 الكائنات الحية غالبًا ما تكون ملتصقة ببعضها البعض حرفيًا ، وهذا & # 8217s ليس حقًا وضعًا رائعًا ، & # 8221 نيمان يقول. فكرة أن مخلوقًا ناجحًا بدرجة كافية للوصول إلى مرحلة النضج الإنجابي قد يرغب في العبث بالصيغة الجينية هي أيضًا فكرة غريبة. & # 8220 أنت & # 8217 نوع من الشيء المؤكد إذا كبرت ونجحت. لماذا تذهب وتجعل طفلًا مختلفًا عنك؟ & # 8221

من خلال مزج علم الوراثة ، ينتج عن التكاثر الجنسي تنوعًا جينيًا أكبر في السكان ، مما يحد من انتقال الخلايا السرطانية عبر الأفراد في السكان. (توماس وآخرون / بلوس علم الأحياء 10.1371)

تُعرف إحدى النظريات الرائدة باسم فرضية الملكة الحمراء. تشير الفكرة إلى أنه مع تطور الحياة متعددة الخلايا ، تطورت أيضًا الطفيليات ومسببات الأمراض التي ابتليت بها. باستخدام الجنس لتكوين ذرية بصفات وراثية فريدة ، قد يكتسب بعض النسل مقاومة للبق الذي قد يهدد أنواعًا بأكملها بخلاف ذلك. يعمل التكاثر الجنسي كوسيلة للبقاء في المقدمة في سباق التسلح التطوري. (يأتي اسم الفرضية من تصريح الملكة الحمراء لأليس في لويس كارول من خلال النظرة الزجاجية: & # 8220 الآن ، هنا ، كما ترى ، يتطلب الأمر كل ما يمكنك القيام به ، للبقاء في نفس المكان. & # 8221)

تشير الدراسة الجديدة إلى أنه يمكن اعتبار الخلايا السرطانية شكلاً آخر من أشكال الطفيليات. نظرًا لأن الخلايا المبكرة تتجمع معًا لتشكيل كائنات حية واحدة حقيقية النواة ، فقد احتاجت هذه الكائنات إلى الحماية من الخلايا الأعضاء التي رفضت إخضاع نفسها للخلايا الغشاش الداخلية بالكامل & # 8212 & # 8220 ، & # 8221 أو الخلايا السرطانية. كانت الكائنات الحية متعددة الخلايا في وقت مبكر بحاجة أيضًا إلى تطوير دفاعات ضد الخلايا الخبيثة الغازية من الكائنات الحية الأخرى ، أو السرطانات المعدية.

تجادل الدراسة بأن مثل هذه الأنظمة المناعية المبكرة كان من السهل عليها التمييز بين الخلايا السليمة والأورام الخبيثة ، إذا كان التكاثر الجنسي قد خلق نسلًا متميزًا وراثيًا عن الكائنات الحية المحيطة. قد يكون استهداف الخلايا السرطانية قد خلق ضغطًا تطوريًا لاحتضان الجنس ، على غرار الضغط من الطفيليات ومسببات الأمراض الأخرى.

& # 8220 الخلايا الخبيثة & # 8212 على الأقل في رأينا & # 8212 لها نفس الأهمية في علم الأحياء التطوري والبيئة مثل الطفيليات غير الذاتية ، وبالتالي يجب اعتبارها مهمة مثل الطفيليات والميكروبات ، & # 8221 توماس. & # 8220 السرطان ليس مرضا فقط ، إنه قوة تطورية. & # 8221

قد تكون هذه الفكرة طريقة جديدة قوية للتفكير في التطور ، وفقًا لستيف جونسون ، عالم الأحياء الذي يدرس تطور الجنس وتفاعلات الطفيليات المضيفة في جامعة نيو أورلينز. & # 8220 كلما فكرت في الأمر ، أعتقد حقًا أن هذا يمكن أن يكون نهجًا جديدًا مهمًا للغاية ، & # 8221 يقول في رسالة بريد إلكتروني. & # 8220 أنا أحب بشكل خاص ربط نموذج الملكة الحمراء بفكرة أن التكاثر الجنسي يقلل من نوع فريد من الطفيليات ، الخلايا السرطانية المعدية. & # 8221

& # 8220 ، يمكنك التفكير في السرطان على أنه ظاهرة أنانية تموت مع الفرد ، & # 8221 يضيف نيمان. & # 8220 ولكن ماذا لو لم & # 8217t؟ كيف سيغير ذلك المشهد التطوري؟ & # 8221

في الورقة ، وضع توماس وزملاؤه بعض التغييرات على المشهد التطوري الذي يتوقعون أن يروا ما إذا كانت فرضيتهم صحيحة. على سبيل المثال ، من المحتمل أن تكون السرطانات المعدية نادرة في الأنواع التي تتكاثر جنسيًا ، وهذا هو الحال في الواقع. لا يوجد سوى عدد قليل من الأمثلة ، مثل آفات وجه الشيطان التسماني وسرطان الدم في بعض المحار.

يتنبأ الفريق أيضًا أن معظم الأنواع التي تتكاثر لاجنسيًا ستكون إما صغيرة نسبيًا أو تكيفت خصيصًا لمقاومة السرطان. وبالفعل ، وجدوا أن حوالي نصف السلالات اللاجنسية المعروفة يقدر عمرها بأقل من 500000 عام. & # 8220 تقول الورقة الجديدة إن الخمسين بالمائة المتبقية من السلالات تتكون من كائنات فاضحة تطوريًا & # 8221 معروفة بمقاومتها للطفرات. يقول توماس إن مثل هذه الكائنات قد تستحق الدراسة لمعرفة المزيد عن الحماية من السرطان للاستخدام الطبي.

ولكن هناك سبب في اعتبار أصل الجنس مشكلة صعبة في علم الأحياء التطوري. في تقدير Neiman & # 8217s ، هناك عناصر من النظرية الجديدة لا تضيف تمامًا & # 8212 على الأقل حتى الآن. ندرة السرطانات المعدية بين المخلوقات اليوم ، على سبيل المثال ، قد لا تدعم هذه النظرية الجديدة.

A & # 8220 الكون الذي كان فيه السرطان يشرح الجنس سيتطلب أن تكون تلك السرطانات المعدية شائعة جدًا ، & # 8221 نيمان يقول. كما أنها تتساءل عن أحد الافتراضات المركزية للنظرية ، وهو أن التمييز الجيني للوالدين والنسل سيكون في الواقع عاملاً في مكافحة العدوى السرطانية بنجاح. & # 8220 أنا غير متأكد من أنه تم اختباره بشكل جيد & # 8217s ، وهو & # 8217s افتراض أساسي للغاية. & # 8221

يعترف توماس بأن فرضية فريقه & # 8217 تحتاج إلى التحقق من صحتها من خلال التجريب ، وهو أمر غير موجود في هذه المرحلة. & # 8220 نقترح في الورقة عدة اتجاهات لذلك ، وأكثرها أناقة هو استخدام استنساخ الحيوانات لتقييم مخاطر انتقال الخلايا السرطانية المرتبطة بالتكاثر اللاجنسي ، & # 8221 كما يقول. إذا كانت النظرية الجديدة للتكاثر الجنسي صحيحة ، فإن احتمالية نقل الأم للخلايا السرطانية إلى نسلها يجب أن تكون أعلى إذا كان الجنين عبارة عن استنساخ مزروع للأم ، وليس جنينًا متميزًا وراثيًا.

يعمل الفريق أيضًا مع الكائنات البحرية المستنسخة الهيدرا التي يمكنها التكاثر الجنسي وغير الجنسي اعتمادًا على الظروف البيئية. وفقًا لتوماس مادسن ، عالم الحياة في جامعة ديكين والمؤلف المشارك للدراسة الجديدة ، فإن الهدف هو & # 8220 محاولة & # 8216 عدوى & # 8217 هيدرات نسيلي صحية مع الخلايا السرطانية والتحقيق في استجابتها التطورية. & # 8221 إذا كانت النظرية الجديدة الجنس صحيح ، يجب أن تختار الهيدرا المصابة التكاثر الجنسي على اللاجنسي.

لكن أصل الجنس كان دائمًا فوضويًا ، ويعتقد نيمان أنه سيبقى على هذا النحو. & # 8220 أعتقد أن التعقيد والفوضى في علم الأحياء غالبًا ما يتطلب ما نسميه تفسيرات تعددية أو متعددة ، & # 8221 كما تقول. & # 8220 لا أعتقد أنه سيكون هناك حل عام ، أنيق ، فردي ، بسيط على الإطلاق. & # 8221


الحيوانات التي تتكاثر اللاجنسي

التكاثر اللاجنسي هو طريقة للتكاثر يقوم فيها الكائن الحي بشكل أساسي باستنساخ نفسه. تختلف طريقة التكاثر هذه عن التكاثر الجنسي لأنها لا تتطلب الأمشاج (الحيوانات المنوية والبويضة) من الجنسين المختلفين. في البكتيريا والفطريات والنباتات ، يعتبر التكاثر اللاجنسي شائعًا جدًا وعادة ما يستخدم مع التكاثر الجنسي كطريقة لزيادة فرص انتقال جينات الكائن الحي بشكل كبير. من ناحية أخرى ، يتم عزل التكاثر اللاجنسي في الحيوانات في عدد قليل من الكائنات المحددة ويعتبر نادرًا وغير معتاد ، خاصة بين الأنواع الأعلى من الحيوانات.

أكثر الحيوانات المعروفة بالتكاثر اللاجنسي هي الحيوانات اللافقارية مثل المن ، الديدان المفلطحة ، الهيدرا ، الروتيفير Bdelloid ، النمل ، النحل ، الدبابير الطفيلية ، المرجان ونجم البحر. مجموعة صغيرة من الفقاريات التي تتكاثر لاجنسيًا كطريقة طبيعية للتكاثر تتضمن بعض الأنواع المحددة من السحالي whiptail ، و minnows الصحراوي Sonoran ، والروبيان الملحي. الفقاريات الأخرى التي تم العثور عليها تتكاثر لاجنسيًا ، ولكن في حالات نادرة جدًا أو فريدة من نوعها ، هي الديوك الرومية ، وأسماك القرش ، وتنين كومودو ، ومضيق بوا ، وثعابين بورما. في معظم هذه الحالات من الفقاريات العليا ، تكون الإناث هي التي تنتج ذرية أكثر من الإناث. سيكون الاستثناء هو الديك الرومي ، الذي يضع البيض الذي ينتج عنه كل ذكور.

هناك عدة طرق يمكن للحيوان من خلالها التكاثر اللاجنسي. تُعرف الطريقة الأولى باسم التوالد العذري ، والتي تُعرف أيضًا باسم "الولادة العذراء". يحدث التوالد العذري عندما تنتج الأنثى بيضًا قابلًا للحياة أو تعيش صغارًا دون أن تمارس الجنس مع ذكر على الإطلاق. هذه هي الطريقة الأكثر شيوعًا للتكاثر اللاجنسي بين أنواع الفقاريات من الحيوانات ، ومعظم اللافقاريات أيضًا.

الطريقة الثانية تعرف باسم تعدد الأجنة. تعدد الأجنة هو شكل من أشكال التكاثر اللاجنسي الذي تستخدمه بشكل أساسي الأنواع اللافقارية من الديدان المفلطحة وينطوي على تكوين توالد متعددة الخلايا ، أو الفروع ، والتي ستتطور إلى ديدان مفلطحة جديدة.

طريقة أخرى تعرف باسم التجزئة. يحدث التكاثر اللاجنسي عن طريق التفتت عندما تنفصل قطعة صغيرة من الكائن البالغ وتبدأ في النمو من تلقاء نفسها إلى نسخة استنساخية مكتملة التكوين لوالدها. تُرى هذه الطريقة بشكل شائع في اللافقاريات مثل نجم البحر والشعاب المرجانية.

تُعرف الطريقة الأخيرة باسم التبرعم. التبرعم هو عندما يشكل كائن حي كائنًا ابنة ينمو من الأم وينفصل في النهاية عن أمه. تم العثور على هذا النوع من التكاثر اللاجنسي في الهيدرا وغيرها من اللافقاريات البسيطة متعددة الخلايا.

هناك مجموعتان من الحيوانات تستخدمان التوالد العذري للتكاثر. تُعرف المجموعة الأولى باسم الباثينوجينات الدورية التي تستخدم كل من التكاثر اللاجنسي والتكاثر الجنسي. تُعرف المجموعة الثانية باسم التوالد الثابت الذي يستخدم التكاثر اللاجنسي حصريًا. تشمل الكائنات الوراثية الدورية حشرات المن ، والنحل ، وصحراء سونوران الصغيرة. تشمل أنواع البارثينوجينات الثابتة السحالي whiptail ، والروتيفير ، والروبيان الملحي.

الحيوانات التي تعتبر من الفقاريات الأعلى (مثل أنواع الثعابين وأسماك القرش والديك الرومي وتنين كومودو) والتي تتكاثر لاجنسيًا غير عادية ونادرة ، حيث تستخدم التكاثر الجنسي كوسيلة رئيسية للتكاثر بنسبة 99.9٪ من الوقت. في معظم الحالات ، كانت هذه الحيوانات تعيش في الأسر ولم يكن لديها إمكانية الوصول إلى الذكر للتكاثر جنسياً. من المرجح ألا يحدث التكاثر اللاجنسي في هذه الحيوانات في البرية.


ملخص القسم

قد يكون التكاثر لاجنسيًا عندما ينتج فرد واحد ذرية متطابقة وراثيًا ، أو جنسيًا عندما يتم دمج المادة الوراثية من شخصين لإنتاج ذرية متنوعة وراثيًا. يحدث التكاثر اللاجنسي من خلال الانشطار والتبرعم والتفتت. قد يعني التكاثر الجنسي انضمام الحيوانات المنوية والبويضات داخل أجسام الحيوانات أو قد يعني إطلاق الحيوانات المنوية والبويضات في البيئة. قد يكون الفرد من جنس واحد ، أو قد يبدأ كلاهما كجنس واحد ويتحول خلال حياته ، أو قد يظل ذكرًا أو أنثى.


شاهد الفيديو: الفرق بين التكاثر الجنسي واللاجنسي (كانون الثاني 2023).