أنها تتكاثر عن طريق التوالد العذري. التوالد العذري – التكاثر العذري

وهناك شكل خاص من أشكال التكاثر الجنسي التوالد العذري،أو التكاثر العذراء,- تطور الكائن الحي من بويضة غير مخصبة. هذا منيعد التكاثر نموذجيًا بشكل أساسي بالنسبة للأنواع ذات دورة حياة قصيرة مع تغيرات موسمية واضحة.

يمكن أن يكون التوالد العذري أحادي الصيغة الصبغية أو ثنائي الصيغة الصبغية.

في حشرات المن، والدفنيا، والدوارات، وبعض السحالي، التوالد العذري ثنائي الصبغيات (الجسدي)،حيث تشكل بويضات الأنثى بيضًا ثنائي الصبغيات. على سبيل المثال، في برغوث الماء، تكون الإناث ثنائية الصيغة الصبغية والذكور أحادية الصيغة الصبغية. في ظل ظروف مواتية، لا يحدث الانقسام الاختزالي في برغوث الماء: يتطور البيض ثنائي الصيغة الصبغية دون إخصاب ويؤدي إلى ظهور الإناث. في السحالي الصخرية، قبل الانقسام الاختزالي، تحدث زيادة انقسامية في عدد الكروموسومات في خلايا الغدد التناسلية. تخضع الخلايا بعد ذلك لدورة الانقسام الاختزالي العادية، مما يؤدي إلى تكوين بيض ثنائي الصيغة الصبغية، والذي يؤدي، بدون إخصاب، إلى ظهور جيل جديد يتكون من الإناث فقط. وهذا يجعل من الممكن الحفاظ على عدد الأفراد في الظروف التي يصعب فيها مقابلة أفراد من جنسين مختلفين.

تم إثبات وجود التوالد العذري الطبيعي في الطيور. غالبًا ما تقوم إحدى سلالات الديك الرومي بتطوير البيض بارثينو-وراثيا، ولا يخرج منها إلا الذكور.

يمكن تحفيز التوالد العذري بشكل مصطنع. العالم السوفيتي بي إل أستوروف تجريبيا (مزعج طرق مختلفةسطح بيض دودة القز: التمسيد ميكانيكيًا بفرشاة أو الحقن بإبرة، ووضع البيض كيميائيًا في أحماض مختلفة، وتسخين البيض حراريًا) يحقق تأثير سحق البيض دون تخصيب. وفي وقت لاحق، حصل الأمريكي غريغوري بينكوس على ضفادع وأرانب بالغة من بيض غير مخصب.

في الطبيعة، يحدث التوالد العذري الطبيعي في عدد من النباتات (الهندباء، أعشاب الصقر، وما إلى ذلك) ويسمى أبوميكسيس. عادة ما يعني أبوميكسيس إما التطور من بيضة غير مخصبة، أو ظهور جنين ليس من الأمشاج على الإطلاق (على سبيل المثال، في النباتات المزهرة، يمكن أن يتطور الجنين من خلايا كيس جنينية مختلفة) -

مصدر : على ال. ليميزا إل في كامليوك إن دي ليسوف "دليل علم الأحياء لأولئك الذين يدخلون الجامعات"

التوالد العذري (من الكلمات اليونانية Parthenos - عذراء و Genesis - الأصل) هو تطور الكائن الحي من بيضة واحدة فقط دون إخصاب. هناك أشكال مختلفة من التوالد العذري في الحيوانات والنباتات.

في القرن ال 18 وصف العالم السويسري سي. بونيه ظاهرة مذهلة: عادة ما يتم تمثيل حشرات المن المعروفة في الصيف فقط من خلال إناث عديمة الأجنحة تلد صغارًا أحياء. فقط في الخريف يظهر الذكور بين حشرات المن. البيض المخصب الذي يبقى على قيد الحياة في الشتاء يؤدي إلى ظهور إناث مجنحة. وتنتشر بين النباتات الغذائية وتؤسس مستعمرات جديدة من إناث التوالد العذري عديمة الأجنحة. تم وصف دورة تطور مماثلة في العديد من الحشرات، وكذلك في القشريات الصغيرة - برغوث الماء والحيوانات المائية المجهرية - الدوارات. في بعض أنواع الدوارات والحشرات، لم يتم العثور على ذكور على الإطلاق - كانت العملية الجنسية غائبة تمامًا عنها، وجميعها ممثلة بإناث توالد عذري.

وفي النباتات، تم اكتشاف التوالد العذري لاحقًا - أولاً في نبات الهورنيا الأسترالي الشهير. هذا نبات ثنائي المسكن: في بعض العينات تتطور الأزهار باستخدام الأسدية، وفي حالات أخرى - بالمدقات. وفي حدائق كيو النباتية بالقرب من لندن، لم تنمو سوى النباتات الأنثوية ذات الزهور المدقة. ولدهشة علماء النبات، في عام ١٨٣٩، جلبوا فجأة محصولًا وفيرًا من البذور. اتضح أن التوالد العذري يحدث في النباتات في كثير من الأحيان أكثر من الحيوانات. في النباتات يطلق عليه أبوميكسيس. العديد من ممثلي Compositae وPoaceae وRosaceae والعائلات الصليبية وغيرها (على سبيل المثال، العديد من أنواع التوت والهندباء الشائعة) هم منبوذين.

هناك التوالد العذري الجسدي والتوليدي. في الحالة الأولى، تتطور البويضة من خلية ثنائية الصيغة الصبغية في الجسم، مع مجموعة مزدوجة من الكروموسومات، في الحالة الثانية، من الخلايا التي خضعت للانقسام الاختزالي، أي مع عدد النصف من الكروموسومات. التوالد العذري التوليدي شائع في الحشرات: فطائرات النحل، على سبيل المثال، تتطور من بيض غير مخصب. في بعض الأحيان يتضاعف عدد الكروموسومات أثناء نمو الجنين.

الأشكال المميزة للتوالد العذري هي التوالد العذري والتولد الأندروجيني. أثناء عملية التوالد، يتم تحفيز البويضة لتتطور عن طريق الحيوانات المنوية للفرد الذكر، حتى من نوع مختلف. ثم يذوب الحيوان المنوي دون أن يترك أثراً في سيتوبلازم البويضة، فيبدأ التطور. ونتيجة لذلك، تظهر مجموعات أحادية الجنس تتكون من الإناث فقط. تم وصف عملية التنسج الجيني في الأسماك الاستوائية الصغيرة مثل المولي فيش، ومبروك الدوع الفضي (يتطور بيضها عندما يتم تحفيزها بواسطة الحيوانات المنوية من سمك الشبوط، والأسماك وغيرها من الأسماك التي تضع بيضها في وقت واحد، وفي هذه الحالة، عندما يتم تجزئة اللاقحة، يتم تدمير الحمض النووي الأبوي دون مما يؤثر على صفات النسل)، وكذلك في بعض السلمندر. ويمكن تحفيزه بشكل مصطنع عن طريق تعريض البويضات الناضجة للحيوانات المنوية التي تم قتلها بواسطة الأشعة السينية. وبطبيعة الحال، ينتج النسل نسخًا وراثية دقيقة من الإناث.

خلال عملية الذكورة، على العكس من ذلك، لا تتطور نواة البويضة. يحدث تطور الكائن الحي بسبب دخول نواتين من الحيوانات المنوية إليه (بطبيعة الحال، يتم إنتاج ذكر واحد فقط في النسل). حصل العالم السوفيتي بي إل أستوروف على ذكور ديدان القز الذكورية عن طريق تخصيب البويضات بالحيوانات المنوية لذكر عادي، والتي تم قتل نواتها عن طريق التشعيع أو ارتفاع درجة الحرارة. قام بالتعاون مع V. A. Strunnikov بتطوير طرق للحصول بشكل مصطنع على ذرية أندروجينية من دودة القز، وهو أمر له أهمية عملية كبيرة، حيث تنتج اليرقات الذكور حريرًا أثناء تكوين الشرانق أكثر من الإناث.

التوالد العذري أكثر شيوعًا في الحيوانات السفلية. في الأشخاص الأكثر تنظيمًا، من الممكن أحيانًا تحفيزه بشكل مصطنع، من خلال تأثير بعض العوامل على البويضات غير المخصبة. تم اكتشافه لأول مرة في عام 1885 على يد عالم الحيوان الروسي أ.أ. تيخوميروف من دودة القز.

ومع ذلك، في الحيوانات العليا، لا يكتمل تطور التوالد العذري في أغلب الأحيان ويموت الجنين النامي في النهاية. لكن بعض أنواع وسلالات الفقاريات أكثر قدرة على التوالد العذري. على سبيل المثال، أنواع السحالي التوالدية معروفة. في الآونة الأخيرة، تم تطوير سلالة من الديوك الرومية التي من المرجح أن يكتمل نمو بيضها غير المخصب. ومن الغريب أن النسل في هذه الحالة يكون من الذكور (عادةً ما ينتج التوالد العذري إناثًا). من السهل حل اللغز: على سبيل المثال، إذا كان لدى الشخص وذبابة الفاكهة مجموعة من الكروموسومات الجنسية في الجنس الأنثوي XX (اثنين من الكروموسومات X)، وفي الذكر XY (الكروموسومات X و Y)، في الطيور والعكس صحيح - فالذكر لديه كروموسومان متطابقان ZZ، والأنثى لديها كروموسومات مختلفة (WZ). تحتوي نصف البويضات غير المخصبة على كروموسوم W واحد، بينما يحتوي النصف الآخر على كروموسوم Z (انظر الانقسام الاختزالي). في البويضة العذرية النامية، يتضاعف عدد الكروموسومات. لكن تركيبة WW غير قابلة للحياة، وتموت مثل هذه الأجنة، لكن تركيبة ZZ تعطي ديكًا روميًا طبيعيًا تمامًا.

في الآونة الأخيرة، حصل علماء من معهد تطوير تكنولوجيا الخلايا (ماساتشوستس بالولايات المتحدة الأمريكية) على أجنة كاملة من بيض غير مخصب من 4 من 28 قردة المكاك التجريبية. لقد تمكنوا من تحقيق مثل هذه النتائج بفضل عقار كيميائي يحدث تحت تأثيره طريقة خاصة للتكاثر - "التوالد العذري". ما هو التوالد العذري؟

التوالد العذري(التوالد العذري - من الكلمة اليونانية بارثينوس - فتاة، عذراء + تكوين - جيل) - شكل من أشكال التكاثر الجنسي الذي يحدث فيه تطور الكائن الحي من خلية تناسلية أنثوية (بيضة) دون إخصاب بواسطة خلية ذكرية (حيوان منوي).

ينبغي التمييز بين التوالد العذري والتكاثر اللاجنسيعندما لا يحدث التطور من الخلايا الجرثومية، ولكن من الخلايا الجسدية أو الأعضاء عن طريق الانقسام والتبرعم.

إنه جنسي، ولكن التكاثر من نفس الجنسوالتي نشأت أثناء تطور الكائنات الحية في أشكال ثنائية المسكن. في الحالات التي تكون فيها الأنواع المتوالدة العذرية ممثلة فقط بالإناث، فإن إحدى المزايا البيولوجية الرئيسية للتوالد العذري هي تسارع معدل تكاثر النوع، حيث أن جميع أفراد هذه الأنواع قادرون على ترك ذرية. إذا تطورت الأنثى من بيض مخصب، والذكر من بيض غير مخصب، يساهم التوالد العذري في تنظيم الأعداد والنسب بين الجنسين(على سبيل المثال، في النحل، يتطور الذكور - الطائرات بدون طيار - بالتوالد العذري، ومن المخصب - الإناث - الملكات والنحل العامل).

التوالد العذري - طبيعي طريقة طبيعية للتكاثر لبعض أنواع الحيوانات والنباتات. يحدث التوالد العذري الطبيعي الكامل في الحيوانات اللافقارية بجميع أنواعها، ولكن في أغلب الأحيان في المفصليات. ومن بين الفقاريات الأسماك وبعض أنواع البرمائيات والزواحف الأنواع الفرديةتتكاثر الطيور (الديوك الرومية) بالتوالد العذري. في الثدييات، لا تُعرف إلا حالات التوالد العذري الجنيني، وقد لوحظت حالات معزولة من التطور الكامل في الأرانب أثناء التوالد العذري الاصطناعي. في البشرهناك حالات معروفة عندما، تحت تأثير المواقف العصيبة، درجات حرارة عاليةوفي الحالات القصوى الأخرى، يمكن أن تبدأ بويضة المرأة في الانقسام، حتى لو لم يتم تخصيبها، ولكن في 99.9٪ من الحالات تموت قريبًا (وفقًا لبعض المصادر، هناك 16 حالة حبل بلا دنس معروفة في التاريخ حدثت في أفريقيا والدول الأوروبية).

قد يكون التوالد العذري إلزام، عندما يكون البيض قادرًا فقط على التطور العذري، و خياريحيث يمكن أن يتطور البيض من خلال التوالد العذري ونتيجة للإخصاب (في النحل). غالبًا ما يتناوب التكاثر من خلال التوالد العذري مع التكاثر ثنائي الجنس - ما يسمى بالتوالد العذري الدوري. لذلك، في بعض أنواع حشرات المن، يتم استبدال الأجيال ذات الإصبعين (الأشكال المجنحة) بالتوالد العذري (إناث عديمة الأجنحة)، بينما تستخدم الأجيال المختلفة أنواع مختلفةنباتات الاعلاف .

من الناحية التوالدية، يمكن أن تتطور إما بيضة خضعت للانقسام الاختزالي وتحتوي على مجموعة أحادية الصيغة الصبغية من الكروموسومات (ن) (توالد عذري أو فرداني أو انقسامي) أو بيضة من إحدى مراحل تكوين البويضات مع الحفاظ على مجموعة الكروموسوم المميزة هذا النوع - ثنائي الصيغة الصبغية (2ن) أو متعدد الصيغة الصبغية (3ن، 4ن، 5ن ونادرًا 6ن، 8ن) (التوالد العذري السلوي). في بعض أشكال التوالد العذري، يؤدي اندماج النواة الفردية للبيضة مع النواة الفردية للجسم الاتجاهي (القطبي) إلى استعادة التوالد العذري المزدوج (التوالد العذري التلقائي). يعتمد النمط الوراثي وجنس ذرية التوالد العذري وكذلك الحفاظ على تغاير الزيجوت أو فقدانه واكتساب متماثل الزيجوت وما إلى ذلك على ميزات التوالد العذري هذه.

التوالد العذري الاصطناعي في الحيواناتتم الحصول عليها لأول مرة من قبل عالم الحيوان الروسي أ.أ.تيخوميروف في عام 1886عن طريق تعريض بيض دودة القز غير المخصب لمختلف المهيجات الفيزيائية والكيميائية (محاليل الأحماض القوية، والاحتكاك، وما إلى ذلك). وفي وقت لاحق، تم الحصول على التوالد العذري الاصطناعي من قبل J. Lebon وعلماء آخرين في العديد من الحيوانات، على سبيل المثال، في اللافقاريات البحرية ( قنافذ البحروالنجوم والديدان والرخويات)، وكذلك في بعض البرمائيات (الضفادع)، وحتى في الثدييات.

التوالد العذري الاصطناعي يحدث بسببالتأثير على البيض بمحلول مفرط التوتر (التوالد العذري منخفض التوتر - التناضحي) ، وحقن بيضة بإبرة مبللة بالدملمف (ما يسمى التوالد العذري المؤلم للبرمائيات) ، والتدفئة أو التبريد المفاجئ (التوالد العذري لدرجة الحرارة) ، وكذلك عمل الأحماض القلوية، الخ.

بمساعدة التوالد العذري الاصطناعي، عادة ما يكون من الممكن الحصول على المراحل الأولية فقط من تطور الكائن الحي، ونادرًا ما يتم تحقيق التوالد العذري الكامل.

طريقة التوالد العذري الشاملتم تطويره لدودة القز في عام 1936 بواسطة B. إل أستوروف. تعتمد هذه الطريقة على تسخين قصير المدى بجرعات دقيقة (تصل إلى 46 درجة مئوية لمدة 18 دقيقة) للبيض غير المخصب المأخوذ من الأنثى. تتيح هذه الطريقة الحصول على أفراد إناث فقط، متطابقات وراثيًا مع الأنثى الأم (الأولية)، وكذلك متشابهة مع بعضها البعض، مما يعطي زيادة في إنتاج ألياف الحرير بأعلى جودة.

يشمل التوالد العذري أيضًا طرقًا غريبة لتطور الحيوانات والنباتات - التوليد والأندروجينية، حيث يتم تنشيط البويضات من أجل التطور عن طريق اختراق الحيوانات المنوية الخاصة بها أو من نوع مماثل، ولكن لا تندمج نواة البويضة والحيوانات المنوية. يتبين أن الإخصاب كاذب، ويتطور الجنين باستخدام نواة أنثوية فقط (تكوين التوليد) أو نواة ذكرية فقط (تكوين الأندروجين).

وبالتالي، إذا انتهت تجربة العلماء الأمريكيين بنجاح، أي ولادة صغار قرود المكاك بصحة جيدة، فمن المحتمل أن تبدأ التجارب على البويضات البشرية قريبًا، خاصة وأن هناك عدد كاف من المتطوعات من النساء.

الأزواج الذين يعانون من العقم والمثليات هم الأكثر اهتمامًا بهذا الأمر.ومع ذلك، يجب أن يأخذوا في الاعتبار أنه يمكن ولادة الفتيات فقط. في الوقت الحالي، لا ينوي العلماء إجراء تجارب مماثلة على البشر، نظرًا لوجود خطر جدي للإصابة بالسرطان واضطرابات التمثيل الغذائي لدى الأطفال حديثي الولادة، وأيضًا لأن لدينا جينات لا تعمل إلا إذا تم تلقيها من الأب. وفيها يتم تشفير البروتينات اللازمة لتطور الأنسجة والأعضاء. لذلك، من غير المرجح أن تتمكن المرأة من الاستغناء عن الرجل، على الأقل في المستقبل القريب، في حين أن الرجل غير قادر على التغلب على الطبيعة.

يُطلق على التوالد العذري أيضًا اسم التكاثر البكر، وهذه العملية هي سمة من سمات الأنواع التي تكون فيها دورة الحياة القصيرة مصحوبة بتغيرات موسمية واضحة.

الأندروجينية والتوليد

أثناء عملية التولد، لا تشارك الخلية الجرثومية الأنثوية في تطور كائن حي جديد، والذي يظهر نتيجة اندماج نواتين من الخلايا الجرثومية الذكرية - الحيوانات المنوية. في هذه الحالة، يوجد الذكور فقط في النسل. في الطبيعة، يحدث الأندروجين في حشرات غشاء البكارة.

أثناء التوالد، لا تندمج نواة الحيوانات المنوية مع نواة البويضة، بل يمكنها فقط تحفيز تطورها، ويحدث ما يسمى بالإخصاب الكاذب. هذه العملية مميزة للأسماك العظمية والديدان المستديرة، ويتكون النسل من الإناث فقط.

التوالد العذري فرداني وثنائي الصبغية

في التوالد العذري الفردي، يتطور الكائن الحي من بيضة أحادية الصيغة الصبغية، ويمكن أن يكون الأفراد أنثى أو ذكرًا أو كليهما، اعتمادًا على تحديد الجنس الكروموسومي للأنواع. في النمل والنحل والدبابير، نتيجة للتوالد العذري، يخرج الذكور من البيض غير المخصب، والإناث من البيض المخصب. بفضل هذا، يتم تقسيم الكائنات الحية إلى طبقات، وتسمح لك العملية بتنظيم عدد أحفاد نوع معين.

في بعض السحالي، المن، الدوارات، لوحظ التوالد العذري ثنائي الصبغيات، ويسمى أيضًا جسديًا. في هذه الحالة، يتم تشكيل البيض مضاعفا في الإناث. تتيح هذه العملية الحفاظ على عدد الأفراد إذا كان الالتقاء بأفراد من جنسين مختلفين أمرًا صعبًا.

التوالد العذري الطبيعي والاصطناعي

التوالد العذري هو دوري في الدوارات، المن والدفنيا. في الصيف توجد الإناث فقط، وتتطور عن طريق التوالد العذري، وفي الخريف يحدث التكاثر مع الإخصاب.

يمكن أن يحدث التوالد العذري بشكل مصطنع، على سبيل المثال، عن طريق تهيج سطح بيض دودة القز أو التسخين أو التعرض لأحماض مختلفة، ويمكن تحقيق تجزئة البيض دون إخصاب. كان من الممكن الحصول على الأرانب والضفادع البالغة عن طريق التوالد العذري.