السبت، 25 فبراير 2017

استراتيجيات تكاثر عند الكائنات


استراتيجيات تكاثر عند الكائنات

الحية المختلفة في بيئات مختلفة 

لا يمكن حصول تكاثر خارجي في بيئة يابسة لان الظروف لا تسمح بذلك ، فان خلايا التكاثر تجف وتموت بسرعة والخلايا المنوية لا تستطيع الحركة في بيئة كهذه والجنين غير المتكامل لا يستطيع العيش مستقلا في بيئة اليابسة بسبب الجفاف وصعوبة الحركة. هذه الاسباب تجعل الاخصاب الخارجي مستحيل ببيئة يابسة.

ما الحل ؟!

الاخصاب الداخلي 

وهو حصول الاخصاب داخل جسم الانثى بدلا من البيئة الخارجية, وهذا ملائم لجميع الحيوانات اللا-فقارية والفقارية التي تعيش بجميع مراحل نموها على اليابسة .

اخصاب داخلي

عند الفقاريات

الطيور

عند اللا-فقاريات

الثديات

الحشرات


ان الحشرات صاحبة اكبر عدد من الانواع (800,000) نوع تقريباً , وهي الاكثر انتشاراً على بيئة اليابسة مقارنة مع سائر الحيوانات .


 * ان نجاح الحشرات منوط بمساهمة صفاتها الخاصة, مثل:

- الهيكل الخارجي القاسي

- الاطراف ذات المفاصل

- الاجنحة

- جهاز التنفس الخاص

الحشرات


دورة الحياة عند الحشرات

- تمتاز هذه الدورة بمراحل مختلفة تُمّكنها من استغلال موارد مختلفة في اوقات مختلفة.

    يدعى التغير الذي يحصل اثناء دورة حياة الحشرة بـ التحوّل

Metamorphosis

    عند كثير من الحشرات, تتألف دورة حياتها من المراحل المبينة في الصورة وهي:

بويضة- يرقانة- عذراء- بالغة

بهذا الوضع يكون التحول كاملاً

Complete Metamorphosis



في انواع اخرى من الحشرات يحصل تحول جزئي , أي ان البويضة تفقس وتخرج منها حوريّة (تشبه البالغة لكنها صغيرة الحجم). تتطور الحوريّة الى حشرة بالغة دون المرور بمراحل اخرى. 

المراحل الاولى من دورة حياة الحشرة (يرقانات وعذارى وحوريات) مسؤولة عن التغذية والنمو امّا البالغات فمسؤولة عن التكاثر.

الاخصاب عند الحشرات داخلي، وتضع الاناث اعداداً هائلة من البويضات يتطور قسم كبير منها الى بالغات.

اخصاب داخلي

عند الفقاريات

الطيور

عند اللا-فقاريات

الثديات

الحشرات

طيور

    يزداد حجم البويضات بسب خزن مواد بروتينية ليبوبروتينية ذات لون اصفر ( صفار – المح ) .

2) تنتقل البويضة الى قناة البيض وهناك تخصب بمساعدة الحيوان المنوي الذي يفرز اثناء التزاوج .

3) اثناء رحلة البويضة في القناة تحاط بطبقة من زلال الالبومين – بياض البيضة بمساعدة غدد خاصة.

  الزلال والمح يغذان الجنين.

4) تصل البويضة الى الرحم وتقوم خلايا خاصة بافراز الماء الذي يتغلغل اليها وينفخها.

5) في نفس الوقت تقوم خلايا بافراز املاح الكالسيوم التي تترسب على البويضة وتكون قشرتها النفاذة للغازات وغير نفاذة للماء .

مراحل تطور الجنين داخل البيوض :



تطور البيضة عند الطيور

عندما تصل البويضة الى الرحم تقوم خلايا خاصة بإفراز الماء الذي يتغلغل الى البويضة ويسبب انتفاخها . في نفس الوقت تقوم خلايا اخرى بإفراز املاح الكالسيوم التي تترسب الى البيضة وتكون قشرتها هذه القشرة نفاذه للغازات ولكنها غير نفاذه للماء .

عندما ينمو الجنين من اللاقحة , تنشأ منه اربعة اغشية خاصة وهي :            

1) كيس المح -- وهو الغشاء الذي يحيط بالمح ويربط الجنين

بمصدر غذائه الرئيسي .

2) الامنيون – وهو الغشاء الذي ينمو حول الجنين ويكون مليئا بسائل .

3) الخريون – وهو الغشاء الذي يبطن قشرة البيضة من الداخل

ويساعد على تبادل الغازات .

4) الالانتويس – وهو الكيس البولي , يعمل كمخزن لحامض اليوريك

الذي ينتج من أيض البروتينات .      

تأثير البيئة على تكاثر الطيور 

      في ما يلي وصف للالية التي تنظم تأثير جسم الطير بالعوامل البيئية :

    1) يشعر الطير بالتغيرات البيئية بواسطه اعضائه الحسية مثل العين والمستقبلات الحرارية التي ترسل مؤشرات عصبية الى المراكز المناسبة في الدماغ .

    2) تؤثر هذه المراكز بدورها على الهيبوثلاموس الذي يفرز عوامل محررة (GnRH) تنتقل بواسطة اوعية دموية خاصة الى الغده النخامية (الهيبوفيزا) فتحفزها على افراز الهورمونات المنشطه للمناسل (الجونادوتروبينات) .

    3) تؤدي الجونادوتروبينات الى نمو المناسل ونضوجها ( الخصيتان عند الذكر والمبيضان عند الانثى ) .

    4) بتأثير الجونادوتروبينات تنضج خلايا التكاثر في المناسل : الخلايا المنوية في الخصية والبويضات في المبيض .

    5) بتاثير الجونادوتروبينات تفرز المناسل الهورمونات الجنسية : الاندوجينات من الخصية والاستروجينات من المبيض . 
تعمل الهورمونات الجنسية على اعضاء كثيرة في الطير وتؤثر على سلوكه. فيما يلي بعض هذه التأثيرات : 

    تطور القناة الموصلة للخلايا المنوية في الذكر والقناة الموصلة للبويضات في الانثى .
    ظهور الصفات الجنسية الثانوية مثل العرف عند الديك او الوان الريش الزاهية عند ذكر الطاووس والاصوات الخاصة التي تطلقها الطيور في موسم التكاثر.
    تغيرات سلوكية مثل المغازلة والدفاع عن منطقة التعشيش والاستعداد للتزاوج وبناء العش وغيرها.
    تنشيط الآليات المسؤولة عن انتاج مكونات البيضة مثل المح والالبومين والقشرة.
التكاثر الجنسي عند الحيوانات الفقارية التي تعيش على اليابسة  

لقد تطورت لدى فقريات اليابسة اساليب تكاثر تتجنب ظروف الجفاف وتتلخص بحماية عملية التكاثر منذ الاخصاب وحتى التطور شبة الكامل للجنين .

حيث يحصل الاخصاب داخل جسم الام ويسمى ” الاخصاب الداخلي ” , ويتطور الجنين بجميع مراحله اما داخل البيضة ( عند الزواحف والطيور ) واما داخل الرحم (عند الثديات

 تتألف معظم هذه الفئة من السلمندرات والضفادع. الاسم اللاتيني للبرمائيات هو أل Amphibianأي ثنائي الحياة. 

تقسم مرحلة حياتهم اإلى مرحلتين :

1) مرحلة الجنين المستقل : شرغوفاً – يعيش داخل الماء.

2) مرحلة الكائن البالغ الذي يعيش على اليابسة.

تعيش معظم البرمائيات قريبا من مجمعات المياه العذبة وتنتشر أيضا قرب المواطن الرطبة مثل المستنقعات والغابات ألمطريه.


البرمائيات



التكاثر عند البرمائيات

استراتيجيه
استراتيجيه R

هي استراتيجيه تكاثر موجودة عند حيوانات كثيرة (مثل الرخويات والأسماك والزواحف) التي تعتمد على توظيف الموارد والطاقة في إنتاج عدد هائل من الذرية .

معظم أفراد الذرية في هذه ألطريقه يموت في طريقه إلى التطور أو يفترس بينما يصل بعضهم إلى البلوغ.

مرحلة الجنين المستقل

يدعى شرغوفا. للشرغوف خط جانبي كالأسماك ( مستقبلات عصبيه تنتظم على شكل خطين متوازيين على امتداد جانبي الشرغوف).

يتأثر الخط الجانبي بالأمواج المائية ألمحيطه وتنقل إشارتها ألعصبيه إلى جهاز الأعصاب المركزي الذي يوجه حركة الشرغوف في الماء بواسطة ذيله الطويل والأطراف الشبيه بالزعانف التي تساعده على ألسباحه .

كما وله خياشيم التي تساعده على استيعاب الأكسجين من البيئة المائية.

 مرحله الكائن البالغ

يستمر الشرغوف في التطور إلى أن يصبح ضفدعا صغيرا ما يلبث أن يستمر في النمو حتى يكبر.

يمتاز الضفدع البالغ بمبنى ملائم للحياة على اليابسة والماء :

      جهاز تنفس مؤلف من رئتين.
      أطراف للحركة.
      جهاز هضم ملائم للافتراس.



التكاثر عند الثدييات


استراتجيه

استيراتيجية k

أسلوب تكاثر  يمتاز بتوظيف الموارد والطاقة لتنشئة عدد قليل من الذرية وضمان وصولهم إلى البلوغ.

تتبع طائفة الثدييات هذه ألاستراتيجيه لان عدد ذريتها قليل نسبيا ويعود ذلك إلى العناية الفائقة التي يوليها الوالدان للصغار وخاصة من التغذية والحماية.


التكاثر في البيئة المائية

 تكاثر جنسي : في هذا النوع من التكاثر يحدث الإخصاب عن طريق اتحاد الأمشاج المذكرة ( خلايا جنسية مذكرة تشمل الحيوانات المنوية في الحيوان , وحبوب اللقاح في النبات ) مع الأمشاج المؤنثة ( البويضات ) .

تكاثر لا جنسي : لا يوجد أمشاج ( خلايا جنسية ) , ويحدث التكاثر بعدة طرق مثل التبرعم , الانشطار , التجدد , تكوين الأبواغ , التكاثر الخضري في النبات 

انواع التكاثر بين الكائنات :-


خلية البويضة غير قادرة على الحركة بينما خلايا التكاثر الذكرية تتحرك سباحة في الوسط المائي حتى تصل الى البويضات وتخصبها

يقوم الذكر بإفراز ملايين الخلايا المنوية في البيئة القريبة من البويضات وحيث ان حيويتها وحركتها تستمر لدقائق او ساعات فقط

هناك عدة آليات تزيد من احتمال حدوث الاخصاب الخرجي ,التابع لنفس افراد النوع, ما هي ؟ (50)

الاخصاب الداخلي يتم داخل قناة البيض وفيها يتطور الجنين ويخرج الى الماء بعد تطوره الكامل ما يسمى بالتوالد مثل سمك القرش

استيراتيجية ? (50)  r 

الاخصاب في الماء



الاخصاب في الماء:

يقوم ذكر السمك بافراز ملايين الخلايا المنويه الى المحيط المائي ,ومن الضروري ان يتم ذلك الامر قريب جدا من البويضات .ومع ان الخلايا المنويه لها اسواط تساعدها على الحركه .الا انها تفقد حيويتها وقدرتها على الاخصاب في وقت قصير.



هناك عدة اليات تزيد احتمال الالتقاء بين خلايا

التكاثر التابعه لافراد من نفس النوع :-


    تضع الانثى بيوضها ويفرز الذكر خلاياه المنويه في نفس المكان والزمان.
    تتكون خلايا التكاثر الذكريه والانثويه باعداد هائله مما يزيد من احتمال التقاء بعضها في البيئه المائيه الواسعه
    عند الكثير من الحيوانات المائيه تفرز البويضات مواد تلتقطها الخلايا المويه التايعه لنفس النوع فتتوجه نحوها.


في معظم انواع الاسماك تضع الانثى بيوضها على قاع البحر او على الصخور او الطحالب حيث يتم الاخصاب.

تدمر هذه البيوض او تفترس غالبيتها او الاجن التي تخرج منها ولا يصل للبلوغ الا عدد قليل من الافراد .

تفترس هذه البيوض والاجنه نتيجه لعدم توفر الحمايه لهذا تضع الاسماك الكثير من البيوض باعداد هائله.



عند المعظم – اخصاب خاجي , ماذا يعني ؟

عند بعض انواع السمك تضع الانثى 10 مليون بويضة في السنة وعند انواع اخرى تضع 10 بويضات في السنة .

نضوج المناسل يتعلق بسلسلة من التغيرات الهرمونية , فجهاز الاعصاب يتأثر بالتغيرات الموسمية (؟) فيقوم بتحفيز الغدة النخامية على افراز هرمونات منشطة للمناسل ( 48 )

الهرمونات الجنسية تؤدي الى تغيرات بارزة في صفات وسلوك السمك (؟)

ما هو الفيرومون ؟

التكاثر عند السمك


التكاثر عند الاسماك :-

عند معظم انواع الاسماك يحصل الاخصاب خارج جسم الام وهو ما يدعى ” بالإخصاب الخارجي “ .

في جميع الاسماك يتعلق نضوج المناسل بسلسلة من التغيرات الهرمونيه التس تشترك فيها بالإضافة الى المناسل غدد افراز داخلي من اهمها  الغده النخامية (الهيبوفيزا). يتاثر جهاز الاعصاب عند السمكه بالتغييرات الموسميه مثل التغير بدرجة الحرارة وتوافر الغذاء فيقوم بتحفيز الغده النخاميه على افراز هرمونات منشطه للمناسل.وتقوم هذه المناسل بإنتاج وإفراز الهرمونات التي تؤدي الى تغييرات بارزه في صفات الاسماك وسلوكها عند   موسم التكاثر .



تفرز انثى السمك الفيرمونات الى الماء وهي مواد يشعر بها الذكر فينجذب اليها .

في انواع كثير من من الاسماك تبرز بشكل خاص بالتغيرات السلوكيه باساليب مختلفه لوضع البيوض والاعتناء بالانسال.

التوزيع والانتشار

تنتج الثمار والبذور في النباتات الزهرية عن طريق التكاثر الجنسي. وتتكيف الثمار التكيف المناسب لنشر البذور 

تعمل البذور على انتشار النباتات وتكاثرها 

كما يمكن إكثار النباتات عن طريق التكاثر اللاجنسي


أنواع الثمار

الثمرة مبيض ناضج

يؤدي الإخصاب إلى تكون الثمار. الثمار تحمي البذور وتساعد على توزعها ، وغالبا ما تؤخر إنباتها. 

تصنف الثمار، بشكل رئيس ، بحسب عدد الكرابل ، أو عدد الأزهار التي تكون الثمرة ، وما إذ ا كانت جافة أو لحمية

البازلاء ثمرة  بسيطة . وتوت العليق نمرة

متجمعة. والأناناس ثمرة مركبة.



تركيب البذور

تشكل البذرة  جنينا لنبات يحيط به غطاء واق يسمى غلاف البذرة

فلقتين لحميتين كبيرتين تحتلان معظم (داخلها) هما ورقتا البذرة

لا تحتوي على الأندوسبيرم 

بين فلقتي بذرة الفاصوليا أجزاء ثلاثة تكون باقي الجنين : الجذير والسويقة تحت الفلقية وهي الجزء الذي يقع بين الفلقتين والسويقة فوق الفلقية وهي الجزء الذي يعلو الفلقتين تشكل السويقة فوق الفلقية والأوراق الجنينية ما يسمى الريشة 

وعلى طول الحافة المقعرة للبادرة توجد السرة  وهي الندبة التي تشير إلى المكان الذي كان يثبت البذرة في جدار المبيض

 حبة الذرة ثمرة

جدار الثمرة رقيق للغاية ، ومتحد بغلاف البذرة

لبذرة الذرة فلقة واحدة مضغوطة بالأندوسبيرم .

بذرة الذرة ذات فلقة واحدة ، لا تخزن أي مواد غذائية ، إنما تمتص المواد الغذائية من الأندوسبيرم ، وتنقلها إلى الجنين.

 تحتوي  على جنين ، وعلى ثماني فلقات إبرية الشكل

الجنين محاط بنسيج أحادي المجموعة الكروموسومية يعود إلى النبات المشيجي الأنثوي

هذا النسيج كالأندوسبيرم ثلاثي المجموعة الكروموسومية لبذور مغطاة البذور، يعمل هذا النسيج كمصدر لتغذية الجنين .



إنبات البذور

البذرة لا تنبت ، أوتبدر، ما لم تتعرض لظروف معينة في المحيط البيئي 

تأجيل عملية الإنبات يؤدى إلى بقاء النبات على قيد الحياة . 

يوجد كثير من البذور لا تنبت حتى وإن توفرت ظروف مثالية لعملية الإنبات . أمثال هذه البذور تمر في طور السبات ، ويكون معدل الأيض فيها منخفضا.

الظروف المطلوبة للإنبات

عوامل المحيط البيئي، كالماء والأكسجين ودرجة الحرارة ، تنبه عملية الإنبات . 

معظم البذور الناضجة جافة للغاية ويجب أن تمتص الماء لكي تنبت

الماء يلين غلاف البذرة وينشط الأنزيمات التي تحول النشا الموجود في الفلقات أو في الأندوسبيرم إلى سكريات بسيطة ، وهذه توفر الطاقة اللازمة لنمو الجنين .


حين يبدأ الجنين في النمو ينشق غلاف البذرة ، ويتمكن الأكسجين اللازم للتنفس الخلوي من الوصول إلى الجنين . 

ويتطلب إنبات البذور درجات حرارة تقع ضمن نطاق محدد. والبذور الصغيرة الحجم ، يحتاج الكثير منها إلى الضوء للإنبات ، وهذا تكيف يعطله طمر البذور عميقا جدا في التربة

 عملية الإنبات

يبدأ إنبات البذرة مع ظهور الجذير 

تنمو كل الجذور انطلاقا من الجذير 

بعد بروز الجذير خارج غلاف البذرة تبدأ البادرة في النمو 

تنحني السويقة تحت الفلقية ، وتمتد إلى التربة ثم تستقيم . هذه الاستقامة تسحب الفلقتين والريشة إلى الهواء الخارجي. تتفتح الأوراق الجنينية للريشة ، ثم تكون صبغ الكلوروفيل ، وتباشر عملية البناء الضوئي وبعد أن تستنفد بذرة الفاصوليا المواد الغذائية المخزونة لديها، تتقلص فلقتاها وتقعان .



تظل فلقة حبة الذرة تحت التربة ، وتنقل المواد الغذائية من الأندوسبيرم إلى الجنين النامي، ولا تنحني السويقة تحت الفلقية ولا تستطيل ، كما أن الفلقة تبقى مطمورة في الأرض . وعوضا عن ذلك ، تكون الريشة ،خلال اندفاعها عبر التربة محمية بواسطة غلاف . عندما تبرز البادرة عند سطح الأرض ، تتفتح أوراق الريشة . 

تنمو معظم الجذور انطلاقا من الجزء السفلي للساق 

بعد بروز الجذير خارج غلاف البذرة تبدأ البادرة في النمو



التكاثر اللاجنسي

شائع في مملكة النبات ، ومن الممكن أن يكون أكثر فائدة للأفراد التي تتصف بتكيف جيد مع محيطها البيئي

يمكن إنتاج العديد من الأفراد الجدد في فترة زمنية قصيرة ، مما يمكن الكائنات من الانتشار السريع ،

هناك خاصة سلبية للتكاثر اللاجنسي هي الافتقار إلى التنوع الوراثى. 

هذا الافتقار يجعل أفراد السلالة الجديدة على تطابق من الناحية الوراثية ، ويجعلها عرضة لغزو الحيوانات الضارة نفسها ، وللإصابة بالأمراض نفسها.



في الطبيعة تتكاثر النباتات بطريقة لاجنسية وبأساليب متنوعة . 

الإكثار الخضري ، أحد أنواع التكاثر اللاجنسي. والذي يتم عادة عبر أجزاء غير تكاثرية ، كالأوراق أو السوق أو الجذور.



ينتج هذا النبات نباتات جديدة انطلاقاً من السوق الجارية. يمكن أخذ نبات جديد موجود عند الساق ووضعه في كوب ماء كي تنمو وتكون جذور .



الإكثار الخضري الصناعي

غالبا ، يستخدم الإنسان التراكيب الخضرية  في عملية انتشار النباتات . ويسمى استخدام التراكيب الخضرية ، كالسوق والأبصال والبراعم ، لإنتاج نباتات جديدة ،الإكثار الخضري . تشتمل هذه الطرق على التعقيل والترقيد والتطعيم وزراعة الأنسجة .

 التعقيل

في بعض النباتات تتكون الجذور انطلاقا من قطعة من الساق ، أو تتكون بادرات نباتية انطلاقا من قطعة من الجذر. إن قطع السوق والجذور التي تؤخذ من نبات وتستخدم لإنتاج نباتات جديدة تسمى العقل . تستخدم العقل النباتية بشكل واسع لتوفير انتشار النباتات المنزلية ، وأشجار وشجيرات الزينة ، والنباتات التي تعطي محاصيل الفاكهة ، كالعنب والتين والزيتون .



الترقيد

بعض أنواع النباتات ، كالعنب ، تكون جذورا عند سوقها التي تلامس التربة . وغالبا ما يقوم الإنسان بطمر السوق بالتراب لتوفير انتشار مثل هذه النباتات . إن عملية تكوين الجذور انطلاقا من الساق تسمى الترقيد .



التطعيم

التطعيم هو دمج جزءين نباتيين أو أكثر، ليشكلا نباتا واحدا. يتم تثبيت برعم أو ساق صغيرة لنبات إلى جذور أو سوق نبات ثان . يجب أن ينطبق الكمبيوم الوعائي للجزءين كي تنجح عملية التطعيم . يمكن التطعيم من اتحاد جميع

الصفات المرغوب فيها للنباتين المزروعين . فعلى سبيل المثال ، نبات التفاح الذي ينتج الثمر الممتاز، قابل لأن يطعم بجذور نبات تفاح مقاوم للأمراض تساهم عملية التطعيم في انتشار النباتات المثمرة والأشجار الجوزية كلها، والعديد من أشجار وشجيرات الزينة .



زراعة الأنسجة

وهو عملية إنتاج نباتات جديدة من وضع قطع من النسيج في مادة زرع معقمة تحتوي على مواد غذائية .ويمكن إنتاج ملايين من النباتات المتطابقة ، من جزء ضئيل من النسيج . تستخدم هذه الطريقة في الإنتاج التجاري للسحلبيات ، والنباتات المنزلية ، والنباتات المعدة لإنتاج الأزهار، والنباتات المعدة لإنتاج الثمار، وأشجار وشجيرات الزينة ، والنباتات غير الخشية



يمكن استخدام طريقة زرع النسيج لإنتاج نبات الندى الشمسي  ذي الأوراق الدائرية . يشكل الجلي في طبق بتري بديلاً لتراب معقم لأنه يحتوي على المواد الغذائية المطلوبة



ليست هناك تعليقات:

إرسال تعليق