شارح الدرس: الإخصاب والحمل الأحياء

في هذا الشارح، سوف نتعلَّم كيف نَصِف عملية الإخصاب، وتطوُّر الجنين بعد ذلك، ويتضمَّن ذلك ملخَّصَ كيفية تكوُّن التوائم.

يتكاثر البشر جنسيًّا؛ ما يعني أن جاميتًا ذكريًّا أحاديَّ الصيغة الصبغية يندمج مع جاميت أنثوي أحادي الصيغة الصبغية ليكوِّنا معًا زيجوتًا ثنائي الصيغة الصبغية في عملية تُسمى الإخصاب. يتحكَّم في عمليات الإخصاب وفترة الحمل التي تستغرق تسعة شهر عدد من الأجهزة التي تعمل معًا بتناغم لتهيئة الظروف المثالية للجنين النامي. في هذا الشارح، سوف نفهم عمليتي الإخصاب والحمل المدهشتين على مستوى الخلايا، ونتعرَّف على مختلف الأعضاء التي تشترك في ذلك.

مصطلح رئيسي: الإخصاب

الإخصاب هو عملية دمج حيوان منوي مذكَّر مع بويضة مؤنثة لإنتاج زيجوت.

مصطلح رئيسي: الحمل

الحمل هو مصطلح يُستخدَم لوصف الفترة الزمنية التي يتطوَّر فيها الجنين داخل رحم الأم.

قبل أن نتعرف على التطورات التي تحدث أثناء الإخصاب، نحتاج أن نكون على دراية تامة بتراكيب الجاميتات الذكرية والأنثوية أو الخلايا الجنسية.

دعونا نبدأ بإلقاء نظرة على الحيوانات المنوية. الحيوانات المنوية هي الجاميتات الذكرية، التي تتكوَّن من رأس وعنق والقطعة الوسطى وذيل، ويحيط بها غشاء بلازمي. يحتوي رأس الحيوان المنوي، كما هو موضَّح في الشكل 1، على نواة أحادية الصيغة الصبغية (أي 23 كروموسومًا، ويشمل ذلك كروموسومًا جنسيًّا واحدًا)، وتركيب يُشبه القبعة يُسمى الجسيم القِمِّي. حيث تُشير كلمة «قِمِّي» إلى موقع الجسيم القِمِّي عند أعلى جزء في رأس الحيوان المنوي. يحتوي الجسيم القِمِّي على إنزيمات تُساعد الحيوان المنوي على اختراق البويضة، وسنتعرَّف على ذلك لاحقًا في هذا الشارح. وبالنسبة للعنق، فهو يحتوي على جسم مركزي مكوَّن من اثنين سنتريول، واللذين يقومان بدور أساسي في انقسام الزيجوت المبكر بعد عملية الإخصاب. أما القطعة الوسطى، فهي تحتوي على العديد من الميتوكوندريا؛ والتي تُنتِج الطاقة التي يحتاج إليها الذيل، أو السوط، لدفع الحيوان المنوي للأمام في حركة لولبية. يبلغ الطول الكلي للحيوان المنوي البشري الواحد 50 ميكرومترًا تقريبًا.

مصطلح رئيسي: الجسيم القِمِّي

الجسيم القِمِّي هو عُضَيَّة لها تركيب يُشبه القبعة ويُغطي الجزء الأمامي من رأس الحيوان المنوي، ويحتوي على إنزيمات قادرة على إذابة غلاف البويضة.

تُسمى الجاميتات الأنثوية بالبويضات. هذه البويضات تُعد من أكبر الخلايا الموجودة في جسم الإنسان؛ حيث يبلغ قطرها حوالي 0.1 mm؛ أي إنها أكبر بكثير من الحيوان المنوي. وكما هو موضَّح في الشكل 2، يحاط الغشاء البلازمي للبويضة بطبقتين. الطبقة الأولى هي طبقة شفافة تُشبه الهلام وتسمى بالمنطقة الشفافة؛ وهي تتكوَّن من جزيئات يُطلق عليها اسم جليكوبروتينات. وكما يتضح من اسمها، فإن هذه الطبقة شفافة للغاية. أما الطبقة الثانية، والتي تُحيط بالمنطقة الشفافة، فهي طبقة خارجية من الخلايا تسمى الإكليل الشعاعي. هاتان الطبقتان تحميان البويضة وتُنظمان اندماج البويضة مع الحيوان المنوي أثناء الإخصاب كما سنعرف لاحقًا أيضًا. تحتوي البويضة على 23 كروموسومًا، من بينها كروموسوم جنسي واحد، وهو الكروموسوم X. وهناك ملاحظة مهمة علينا الانتباه إليها وهي: أن البويضة لا تحتوي أبدًا على الكروموسوم Y.

مصطلح رئيسي: البويضة

البويضة هي الخلية التناسلية الأنثوية أو الجاميت.

مصطلح رئيسي: المنطقة الشفافة

المنطقة الشفافة هي طبقة الجليكوبروتين الشفافة التي تُحيط بالبويضة.

مصطلح رئيسي: الإكليل الشعاعي

الإكليل الشعاعي هو الطبقة الخارجية التي تحتوي على خلايا وتُحيط بالمنطقة الشفافة للبويضة.

دعونا نفهم سريعًا تركيب الجهاز التناسلي الأنثوي. كما نلاحظ في الشكل 3، الأعضاء الرئيسية في الجهاز التناسلي الأنثوي هي المبيضان وقناتا فالوب والرحم. والآن دعونا نلقِ نظرة على كل هذه الأعضاء، ونفهم وظائفها.

في الإناث، يقوم المبيضان بوظيفة حيوية للغاية في عملية التكاثر، حيث إنهما ينتجان البويضات. وبجانب ذلك، فهما يعملان بمثابة غدد صماء؛ حيث يفرزان الهرمونين الأنثويين الإستروجين والبروجسترون. يتَّصل المبيضان بالرحم عن طريق قناتي فالوب، واللتين تسميان أيضًا قناتي البويضات، كما هو موضَّح في الشكل 3. يبلغ طول كل من قناتي فالوب عند البشر حوالي 1012 cm، وهما مبطنتان بأهداب تحرِّك البويضة في اتجاه الرحم.

مصطلح رئيسي: المبيضان

المبيضان (المفرد: مبيض) هما العضو التناسلي الأنثوي المسئول عن إنتاج البويضات وإفراز الهرمونات.

مصطلح رئيسي: قناتَا فالوب

تصل قناتَا فالوب المبيضين بالرحم الأنثوية. وبعد التبويض، تتحرك البويضة في قناة فالوب باتجاه الرحم. وإذا خصَّب حيوان منوي بويضة، فمن المحتَمل أن يحدث ذلك في قناة فالوب.

الرحم هي عضو مجوَّف، والتي عندما يحدث الإخصاب، يُغرس الجنين الخلوي في بطانتها الداخلية، والتي تسمى أيضًا بالبطانة الرحمية، حيث يحصل على الدعم اللازم طوال فترة نموه وتطوره. جدران الرحم مكوَّنة من عضلات تنقبض بقوة أثناء عملية المخاض. وفي الواقع، تُعد الرحم إحدى أقوى العضلات في الجسم الأنثوي. تتصل الرحم بالمهبل عن طريق قناة ضيقة تُسمى عنق الرحم. جدار المهبل به ثنايا تُتيح له التمدد والتوسع أثناء عملية الولادة. تظل هذه البطانة رطبة وزلقة بفضل عدد من الغدد الموجودة في عنق الرحم وعلى جانبي فتحة المهبل.

مصطلح رئيسي: الرحم

الرحم هي عضو مجوَّف في منطقة الحوض لدى الأنثى؛ وفيها ينمو الجنين ويتطور.

مصطلح رئيسي: المهبل

المهبل هو أنبوب عضلي في الجهاز التناسلي الأنثوي؛ وهو يمتد من الأعضاء التناسلية الخارجية إلى عنق الرحم.

لعلنا نتذكر ما تعلمناه عن دورة الطمث. بوجه عام، تتغير حالة الجهاز التناسلي الأنثوي خلال المراحل المختلفة لدورة الطمث والتي تنظمها التغيرات الهرمونية. ومن الملاحظ، قيام هرموني الإستروجين والبروجسترون، اللذين يُفرَزان بواسطة المبيضين بتهيئة بطانة الرحم خلال كل دورة. ونتيجة لذلك، يزداد سُمك الرحم والإمداد الدموي بها استعدادًا لغرس الجنين في حالة تخصيب البويضة بواسطة حيوان منوي. وعلى الرغم من أن متوسط طول دورة الطمث هو 28 يومًا تقريبًا، فإن دورات الطمث التي تقل أو تزيد على هذه المدة تكون طبيعية أيضًا. بشكل عام، من الممكن أن يتراوح طول دورة الطمث بين 21 و40 يومًا.

في منتصف دورة الطمث، أي في اليوم 14 تقريبًا، يُطلِق أحد المبيضين بويضة واحدة في عملية تُسمى التبويض. عادة، يُنتج المبيضان بويضة واحدة بالتناوب بينهما خلال دورات الطمث المتعاقبة. وعندما ينتج مبيض بويضة، تتحرك هذه البويضة في قناة فالوب باتجاه الأمبولة، كما هو موضَّح في الشكل 3. تُفرز البويضة مواد كيميائية لجذب الحيوانات المنوية باتجاه الأمبولة، والتي عادة ما يحدث فيها الإخصاب، كما سنعرف لاحقًا.

مصطلح رئيسي: التبويض

التبويض هو أحد مراحل دورة الطمث حيث تُنتج بويضة بواسطة أحد المبيضين.

أثناء التزاوج، أو الاتصال الجنسي، يتلاقى العضو التناسلي الذكري الخارجي (القضيب) مع العضو التناسلي الأنثوي الخارجي (المهبل). وعند القذف، تُطلق مئات الملايين من الحيوانات المنوية وتندفع داخل المهبل وعنق الرحم وصولًا إلى الرحم. لكن، يتمكن حوالي 200 حيوان منوي فقط من الوصول إلى قناة فالوب.

مصطلح رئيسي: التزاوج

التزاوج أو الاتصال الجنسي هو العملية الحيوية التي يتلاقى فيها العضو التناسلي الذكري الخارجي (القضيب) مع العضو التناسلي الأنثوي (المهبل).

تُفقد الملايين من الحيوانات المنوية أثناء رحلة انتقالها من المهبل إلى قناة فالوب. قد يموت الحيوان المنوي بسبب قصر فترة حياته (من 2 إلى 5 أيام تقريبًا داخل الجهاز التناسلي الأنثوي) أو بسبب ظروف قد تواجهه داخل الجهاز التناسلي الأنثوي، مثل درجة الحرارة أو الدفاعات المناعية في المهبل. قد تكون بعض الحيوانات المنوية ضعيفة الحركة، أي إنها تكون غير قادرة على السباحة عبر قناة فالوب حتى تصل إلى البويضة. ولذلك، قد يُعدُّ الذكر عقيمًا إذا كان عدد الحيوانات المنوية في سائله المنوي أقل من 10 إلى 20 مليون حيوان منوي متحرِّك لكل ملليلتر من السائل المنوي.

في النهاية، إذا تمكن حيوان منوي من الوصول إلى قناة فالوب، فإنه ينتقل بعد ذلك إلى الأمبولة. يجب أن نتذكر أن التبويض أو إنتاج البويضة يحدث مرة واحدة في كل دورة طمث. وإذا حدث التبويض، وكانت هناك بويضة موجودة في الأمبولة، ينجذب إليها الحيوان المنوي ويحدث الإخصاب.

مثال ١: تحديد مكان حدوث الإخصاب

يوضِّح الشكل المنظر الأمامي للجهاز التناسلي الأنثوي. أين تحدث عملية الإخصاب؟

الحل

يتكاثر البشر جنسيًّا؛ ما يعني أن الزيجوت البشري يتكون عندما يندمج جاميت ذكري (أو حيوان منوي) مع جاميت أنثوي (أو بويضة) بعضهما مع بعض. وتُسمى هذه العملية بالإخصاب. التزاوج هو العملية التي يتلاقى فيها العضو الجنسي الذكري (القضيب) مع العضو الجنسي الأنثوي (المهبل)، والذي يُشار إليه بالحرف (د) في الشكل المبيَّن بالأعلى. إذا حدث القذف أثناء التزاوج، تُطلق مئات الملايين من الحيوانات المنوية في الجهاز التناسلي الأنثوي. بعد ذلك، تبدأ الحيوانات المنوية رحلة للوصول إلى البويضة بهدف تخصيبها.

والآن، بعد أن عرفنا من أين تأتي الحيوانات المنوية في عملية الإخصاب، دعونا نفكر في المكان الذي تُنتَج فيه الجاميتات الأنثوية أو البويضات والمكان الذي تُطلَق منه. يُطلِق المبيضان، المشار إليهما بالحرف (هـ) في الشكل المبيَّن بالأعلى، بويضةً واحدة في كل دورة طمث. ومن ثَمَّ، تلتقط البويضة بواسطة قناة فالوب، التي يُشار إليها بالحرف (ج) في الشكل.

بعد إطلاق الحيوانات المنوية في الجهاز التناسلي الأنثوي، تندفع في عنق الرحم، المشار إليه بالحرف (أ)، وكذلك في الرحم، المشار إليه بالحرف (ب)، لتلتقي بالبويضة في قناة فالوب. في هذه المرحلة، إذا تمكن حيوان منوي واحد من الوصول إلى البويضة، فمن الممكن حدوث الإخصاب.

إذن، الجزء الذي يحدث فيه الإخصاب في الجهاز التناسلي الأنثوي هو قناة فالوب.

والآن، دعونا نفهم التطورات التي تحدث على مستوى الخلايا عندما يلتقي حيوان منوي بالبويضة.

تحدثنا مسبقًا في هذا الشارح عن الجسيم القِمِّي، الذي هو تركيب يُشبه القبعة عند رأس الحيوان المنوي، وهو يحتوي على إنزيمات محلِّلة. هذه الإنزيمات هي المسئولة عن تحليل الطبقتين اللتين تُحيطان بالبويضة.

تتواجد الحشوة خارج الخلوية حول الإكليل الشعاعي؛ وهي تتكوَّن في الأساس من مركب يُسمى حمض الهيالورونيك. لتفتيت هذه الطبقة، يُطلِق الجسيم القِمِّي إنزيم الهيالورونيديز، الذي يعمل على تكسير حمض الهيالورونيك.

بعد الإكليل الشعاعي، يجد الحيوان المنوي أمامه المنطقة الشفافة؛ وهي طبقة شفافة تُشبه الهلام وتُحيط بالبويضة، كما هو موضَّح في الشكل 4. وعند ذلك، ترتبط الجزيئات الموجودة على سطح رأس الحيوان المنوي مع الجزيئات الموجودة على سطح المنطقة الشفافة. وهذا ما يتسبَّب في بدء حدوث تفاعل الجسيم القِمِّي. يُفرز الجسيم القِمِّي إنزيم الأكروزين الذي يُحلِّل جزء من المنطقة الشفافة. بعد ذلك، يلتحم الحيوان المنوي بالغشاء البلازمي للبويضة ويندمج فيه، كما هو موضَّح في الشكل 4، ثم يحقن نواته وعضياته في سيتوبلازم البويضة.

نتيجة لهذا الاختراق، تُحفَّز البويضة، التي في هذه المرحلة تكون خلية بيضية ثانوية، على استكمال عملية الانقسام الميوزي الثاني في النهاية. ومن ثَمَّ، تُصبح البويضة بويضة ناضجة بنواة أحادية الصيغة الصبغية. بعد ذلك، تندمج النواة أحادية الصيغة الصبغية للحيوان المنوي مع نواة البويضة أحادية الصيغة الصبغية ليشكِّلا معًا زيجوت ثنائي الصيغة الصبغية يحتوي على 46 كروموسومًا، وتكتمل عملية الإخصاب. إذا كان الحيوان المنوي يحمل الكروموسوم الجنسي X، فإن الزيجوت سيكون له النمط الجيني XX وسيتطوَّر إلى جنين أنثى. أما إذا كان الحيوان المنوي يحمل الكروموسوم الجنسي Y، فإن الزيجوت سيكون له النمط الجيني XY، وسيتطوَّر إلى جنين ذكر.

بعد اختراق الحيوان المنوي للبويضة، وحدوث الإخصاب، يتغيَّر تركيب المنطقة الشفافة (الطبقة ذات اللون البرتقالي الفاتح في الشكل 4) لتصبح غير مُنفِذة لمنع دخول أي حيوان منوي آخر. وهو ما يحول دون حدوث ما يُسمَّى بتعدد الإلقاح؛ حيث تُخصَّب بويضة بأكثر من حيوان منوي. وذلك لأن الزيجوت الذي يتكوَّن بهذه الطريقة يحتوي على عدد غير طبيعي من الكروموسومات، ولا يظل عادة على قيد الحياة.

مصطلح رئيسي: تعدُّد الإلقاح

تعدد الإلقاح هو حالة يتم فيها تخصيب البويضة بأكثر من حيوان منوي.

بمجرد حدوث الإخصاب، يمر الزيجوت الناتج بعدة مراحل من النمو في واحدة من أكثر العمليات أهمية في علم الأحياء؛ والتي يتطور فيها الزيجوت إلى جنين خلوي ثم إلى جنين. دعونا نلقِ نظرة على هذه المراحل المذهلة.

كما عرفنا سابقًا، يحدث الإخصاب في الأمبولة الموجودة في قناة فالوب. وفور حدوث الإخصاب، يبدأ الزيجوت رحلته في قناة فالوب باتجاه الرحم؛ حيث تدفعه للأمام حركة الأهداب والانقباضات العضلية. أثناء هذه الرحلة، تنقسم خلايا الزيجوت انقسامًا ميتوزيًّا، كما هو موضَّح في الشكل 5. وفي هذه المرحلة، يُشار إلى كل عملية انقسام باسم «التفلُّج». وهذه هي المرحلة التي يتطور فيها الزيجوت ليصبح جنينًا خلويًّا. كل خلية داخل الجنين الخلوي تُسمى خلية بلاستيولية. وبمجرد أن يتراوح عدد الخلايا البلاستيولية الموجودة في الجنين الخلوي ما بين 8-32 خلية ملتصقة تمامًا بعضها ببعض، والذي قد يستغرق 4 أيام تقريبًا، يُشار إلى الجنين باسم التوتية.

تُواصل التوتية الانقسام والتحرُّك إلى الرحم، ثم تتحوَّل إلى كيس بلاستيولي بحلول اليوم 6. في هذه المرحلة، يخرج الكيس البلاستيولي من المنطقة الشفافة، أي الطبقة التي كانت تُحيط بالبويضة في الأصل. وكما نلاحظ في الشكل 5، يُحيط بالكيس البلاستيولي طبقة من الخلايا تُسمى الطبقة الخارجية الغذائية. داخل الطبقة الخارجية الغذائية هذه، توجد مجموعة من الخلايا تُسمى كتلة الخلايا الداخلية، بالإضافة إلى تجويف مملوء بالسائل يُسمى بتجويف البلاستيولة.

تلصق الطبقة الخارجية الغذائية نفسها ببطانة الرحم، كما هو موضَّح في الشكل 6. ويُغلف نسيج بطانة الرحم الكيس البلاستيولي، ويغرسه في بطانة الرحم. تُسمى هذه العملية بالغرس؛ وتحدث في الفترة من 6 إلى 12 يومًا بعد الإخصاب.

بمجرد حدوث الغرس، تبدأ كتلة الخلايا الداخلية في التمايز، وتتطوَّر حتى تصبح في النهاية الخلايا التي تُكوِّن أعضاء الجنين الخلوي ثم لاحقًا الجنين خلال مدة زمنية تُعرف بفترة الحمل.

مصطلح رئيسي: الجنين الخلوي

الجنين الخلوي هو مرحلة التطور المبكرة للكائن الحي. يمر الزيجوت بمرحلة التفلج ليصبح جنين خلوي، الذي يتطوَّر خلال فترة الحمل حتى يُصبح جنينًا في النهاية.

مصطلح رئيسي: الغرس

الغرس هو العملية التي يلتصق فيها الجنين الخلوي أثناء الحمل ببطانة الرحم وينغمس بين ثناياها.

مثال ٢: التعرُّف على مراحل تطوُّر الجنين الخلوي

يوضِّح الشكل مراحل التطوُّر التي تحدث بعد الإخصاب. ما اسم التركيب (أ)؟

  1. حويصلة جراف.
  2. التوتية.
  3. الزيجوت.
  4. الجنين.
  5. كيس بلاستيولي.

الحل

كما نعلم، يتكاثر البشر جنسيًّا؛ ما يعني أن الزيجوت البشري يتكوَّن عندما يندمج جاميت ذكري (أو حيوان منوي) وجاميت أنثوي (أو بويضة) معًا. هذه العملية تُسمى بالإخصاب، ويمكننا ملاحظتها ممثلة في بداية الشكل المبيَّن بالأعلى.

بمجرد تكوين الزيجوت، تبدأ الخلايا الموجودة داخله في الانقسام ميتوزيًّا. ويُشار إلى هذه العملية بالتفلج، أما بالنسبة لكل خلية موجودة داخل الزيجوت في هذه المرحلة فتُعرف بالخلية البلاستيولية. أثناء هذه العملية، تتضاعف الخلايا البلاستيولية من خليتين إلى أربع خلايا وهكذا. وبمجرد أن يتراوح عدد الخلايا البلاستيولية في الزيجوت ما بين 8 إلى 32 خلية تقريبًا، يتكوَّن تركيب متماسك يشار إليه بالتوتية. بعد ذلك، تتمايز التوتية لتكوِّن كيسًا بلاستيوليًّا له طبقة خارجية تحتوي على خلايا تُسمى بالطبقة الخارجية الغذائية، ومجموعة خلايا تُعرف باسم كتلة الخلايا الداخلية، وتجويف مملوء بالسائل يُسمى تجويف البلاستيولة.

المطلوب في هذا السؤال هو تحديد اسم التركيب (أ) الموضَّح في الشكل. وبالنظر إلى خيارات الإجابة، يمكننا على الفور استبعاد التوتية والزيجوت؛ لأننا نعرف أن هذين التركيبين لا يتطابقان مع التركيب الموضَّح في الشكل.

أما بالنسبة لحويصلة جراف، فهي تركيب مملوء بالسائل داخل المبيض وفيه تتطوَّر البويضة قبل خروجها لعملية الإخصاب. وبما أن هذا الشكل يوضِّح التطورات التي تحدث بعد انطلاق البويضة وحدوث الإخصاب، فإنه يُمكن استبعاد هذا الخيار.

يُسمى الطفل في مراحل تطوره داخل رحم الأم بالجنين، وذلك يكون بعد مرور 8 أسابيع تقريبًا من حدوث الحمل، عندما تتكوَّن أطرافه وأعضاؤه التناسلية والتراكيب الخارجية. ومن ثمَّ، يُمكننا استبعاد هذا الخيار أيضًا.

إذن، الإجابة الصحيحة هي الكيس البلاستيولي.

قبل أن نبدأ في التعرُّف على الحمل ومراحل تطور الجنين الخلوي، دعونا نتحدَّث عن ظاهرة مثيرة للاهتمام. في بعض الحالات، يُمكن غرس أكثر من جنين خلوي واحد في الرحم؛ ما ينتج عنه تعدد المواليد. وأكثر أنواع تعدد المواليد شيوعًا هو تكوُّن التوائم الثنائية. هل سبق وأن رأيت توأمًا ولاحظت أوجه التشابه بينهما؟ أو ربما تكون أنت نفسك أحد توأمين. يمكن أن تكون التوائم متطابقة أو غير متطابقة. لكن كيف تتكوَّن التوائم بالضبط، وما الذي يُحدِّد إذا ما كانت التوائم متماثلة أو غير متماثلة؟

كما علمنا سابقًا، يتكوَّن الزيجوت عندما يُخصِّب حيوان منوي بويضة. وعندما تتكوَّن التوائم، من الممكن أن يتطوَّر كلاهما من زيجوت واحد أو من اثنين زيجوت منفصلين.

في بعض الحالات، تتحرَّر بويضتان أثناء التبويض بدلًا من بويضة واحدة. إذا خصَّب كل بويضة منهما حيوان منوي مختلف كل على حدة، يتكوَّن اثنين من الزيجوت. وبما أن هذين الزيجوتين يتكوَّنان نتيجة إخصاب بويضتين مختلفتين بواسطة حيوانين منويين مختلفين، فإنهما يكونان غير متطابقين جينيًّا معًا. وعندما يُغرس هذين الزيجوتين بنجاح، ويتطور كل منهما إلى جنين، يُولد توأمان غير متطابقين. يُشار إلى التوأمين غير المتطابقين أيضًا بالتوائم المتآخية أو التوائم ثنائية اللاقحة؛ حيث إنهما يتطوَّران من زيجوتين منفصلين. تُستخدم كلمة «المتآخية» الموجودة في المصطلح لوصف الإخوة أو الأشقاء، وهو ما يفيد أن التوائم المتآخية لها نفس مستوى التشابه الوراثي الموجود بين الأشقاء العاديين.

مصطلح رئيسي: التوائم ثنائية اللاقحة

التوائم ثنائية اللاقحة، والتي تُسمى أيضًا التوائم المتآخية أو التوائم غير المتماثلة، هي توائم تتطوَّر من زيجوتين منفصلين، عندما تُخصَّب بويضتان بواسطة حيوانين منويين منفصلين.

سنفكر الآن في جنس التوائم ثنائية اللاقحة. بما أن هذه التوائم تتطوَّر من زيجوتين منفصلين، فقد تَكون من الجنس نفسه أو من جنسين مختلفين، وذلك بناءً على الكروموسومات الجنسية التي يحملها الحيوانان المنويان اللذان خَصَّبَا البويضتين.

النوع الثاني من التوائم هو التوائم أحادية اللاقحة التي تتطوَّر من زيجوت مفرد. في هذه الحالة، تُخصَّب بويضة واحدة بواسطة حيوان منوي واحد، ثم ينقسم الزيجوت الناتج إلى جنينين خلويين. وهذا قد يحدث في الفترة من 8 إلى 12 يومًا بعد الإخصاب. في أغلب الحالات، يُعتقد أن التوائم أحادية اللاقحة تتكوَّن بسبب انقسام الجنين الخلوي خلال المراحل المبكرة من التطوُّر. وبما أن الجنينين الخلويين قد تكوَّنا من زيجوت واحد، فإنهما يكونان متطابقين جينيًّا، وبناء عليه يكوِّنان توأمين متماثلين. هذان التوأمان يشتركان معًا في جميع الجينات والصفات، ودائمًا ما يكونان من نفس الجنس لأن نمطهما الجيني يُحدده الكروموسوم الجنسي الموجود في الحيوان المنوي الوحيد الذي قام بالتخصيب.

مصطلح رئيسي: التوائم أحادية اللاقحة

التوائم أحادية اللاقحة، والتي تُسمى أيضًا التوائم المتماثلة، هي توائم تتطوَّر من زيجوت مفرد ينقسم إلى جنينين خلويين منفصلين.

في الشكل 7، يمكنك ملاحظة تكوين التوائم ثنائية اللاقحة والتوائم أحادية اللاقحة.

والآن، هيَّا نتعرَّف على كيفية تطوُّر الجنين الخلوي إلى جنين بعد الغرس.

في الأسبوع الثاني بعد غرس الجنين الخلوي، تتمايز الخلايا إلى طبقات. وتتكوَّن بعض هذه الطبقات خارج الجنين الخلوي وتُسمى بالأغشية الجنينية الخارجية. تتمثل أهمية هذه الطبقات في الدعم والحماية اللتين توفرهما للجنين الخلوي أثناء تطوُّره إلى جنين أثناء فترة الحمل.

في الأسبوع الثاني، تتكوَّن طبقة تُسمى بغشاء الرهل. ويتكوَّن تجويف أو فراغ يُحيط بالجنين الخلوي يُسمى بالكيس الرهلي. هذا التجويف يمتلِئ بالسائل الرهلي، كما هو موضَّح في الشكل 8، وفي النهاية يُحيط بالجنين الخلوي بالكامل؛ حيث يَمتص الصدمات، ويحمي الجنين الخلوي من تقلُّبات درجة الحرارة، والإصابات، والحركات الحادة المفاجئة. ومن المثير للاهتمام أنه من المحتمل أن يتطور التوأمان المتآخيان في كيسين منفصلين من الأكياس الرهلية.

مصطلح رئيسي: غشاء الرهل

غشاء الرهل هو أول غشاء داخلي من الأغشية الجنينية الخارجية التي تحيط أثناء النمو بالجنين الخلوي أو الجنين.

مصطلح رئيسي: السائل الرهلي

السائل الرهلي هو السائل الذي يُحيط بالجنين الخلوي أو الجنين في غشاء الرهل. هذا السائل يحمي الجنين من الصدمات وتقلُّبات درجة الحرارة.

في اليوم 14 تقريبًا من الحمل، يبدأ غشاء جنيني خارجي آخر يُسمى غشاء السلى في التكوُّن. هذا الغشاء يمثل الطبقة الخارجية الأخيرة التي تُحيط بالجنين الخلوي النامي بأكمله. وهو يكوِّن بروزات تُشبه الأصابع تُسمى بالخملات المشيمية. هذه الخملات وجزء من بطانة الرحم تشكِّلان معًا المشيمة. حتى هذه المرحلة من الحمل، تتولَّى خلايا بطانة الرحم مسئولية تغذية الجنين الخلوي المنقسم. لكن عند الوصول إلى هذه المرحلة، تتولَّى المشيمة مسئولية إمداد الجنين الخلوي بالمغذيات والأكسجين، والتخلُّص من الفضلات التي ينتجها. يوضِّح الشكل 9 تركيب المشيمة. والآن، دعونا نلقِ نظرة عن كثَب على تركيبها.

مصطلح رئيسي: غشاء السلى

غشاء السلى هو أبعد الأغشية الجنينية الخارجية التي تُحيط بالجنين الخلوي أو الجنين أثناء النمو.

مصطلح رئيسي: الخملات المشيمية

الخملات المشيمية هي امتدادات من غشاء السلى ترتبط ببطانة رحم الأم لتكوِّن المشيمة.

مصطلح رئيسي: المشيمة

المشيمة هي عضو مؤقت يُوفِّر الدعم والتغذية للجنين أثناء نموِّه، ويُفرز الهرمونات اللازمة للحفاظ على الحمل.

ترتبط المشيمة بالجنين الخلوي النامي عن طريق الحبل السُّرِّي الموضَّح في الشكل 9. يتراوح طول الحبل السري عادة ما بين 5060 cm، وهو يحتوي على ثلاثة أوعية دموية هي: شريانان سُريان ووريد سري واحد. يتولى الشريانان السُّرِّيَّان مسئولية نقل الدم غير المؤكسج، والذي يحتوي على الكثير من ثاني أكسيد الكربون والفضلات من الجنين إلى المشيمة. أما الوريد السري، فهو ينقل الدم المؤكسج من المشيمة إلى الجنين.

مصطلح رئيسي: الحبل السري

الحبل السري هو الحبل الذي يحتوي على أوعية دموية تربط الجنين بالمشيمة أثناء النمو.

المشيمة هي عضو يحدث فيه التقاء بين الجهاز الدوري للأم والجهاز الدوري للجنين. وكما هو موضَّح في الشكل، لا تلتقي الأوعية الدموية للجهازين معًا بشكل مباشر، وكذلك لا يختلط دم الجهازين. لكن بدلًا من ذلك، يتجمَّع دم الأم في الحيز بين الخملات الموجود في المشيمة. خلال الخملات المشيمية، تُكوِّن الأوعية الدموية للجنين تراكيب متفرعة تُشبه الأشجار. ومن خلال أغشية الخملات المشيمية، يمكن أن يقوم دم الأم بتبادل الغازات والمغذيات مع الأوعية الدموية للجنين وذلك من خلال عملية الانتشار. تعمل الخملات المشيمية في المشيمة على زيادة مساحة سطح تبادل المواد بين الأم والجنين. من المهم أن نتذكر أيضًا أنه يمكن للمشيمة نقل المواد السامة، مثل الكحول والنيكوتين وغيرها من العقاقير الضارة وتوصيلها إلى الجنين أثناء النمو. وهذا قد يسبب له أمراضًا وتشوهات في النمو؛ لذلك، يجب على المرأة الحامل تجنب التعرُّض لهذه المواد السامة.

مثال ٣: فهم الدور الذي تقوم به المشيمة في عملية التبادل

يوضِّح الشكل تركيب المشيمة. ما المادة التي توجد بتركيزات عالية في الوعاء الدموي (أ)؟

  1. ثاني أكسيد الكربون.
  2. الأكسجين.
  3. الجلوكوز.
  4. الكحول.
  5. الأحماض الأمينية.

الحل

المشيمة هي عضو مؤقت يتكوَّن نتيجة ارتباط جزء من نسيج بطانة رحم الأم مع الخملات المشيمية للجنين. هذا العضو يوفر الدعم والتغذية للجنين خلال فترة الحمل. يرتبط الجنين بالمشيمة عبر الحبل السري، الذي يُزوِّد الجنين بالأكسجين والمغذيات، ويتخلَّص من الفضلات التي ينتجها، مثل ثاني أكسيد الكربون. في الشكل الموضَّح بالأعلى، تُكوِّن الأوعية الدموية الممتدة والملتفَّة معًا الحبل السري المبيَّن في الجزء السفلي من هذا الشكل.

والحبل السري يحتوي عادة على شريانين سُريَّين ووريد سري واحد. في الشكل الموضَّح في السؤال، يَظهر الشريانان السُّريان باللون الأزرق، في حين يظهر الوريد السري الوحيد باللون الأحمر. يتولى الوريد السري مسئولية نقل الدم المؤكسج من المشيمة إلى الجنين، في حين يتولى الشريانان السُّريان مسئولية نقل الدم غير المؤكسج من الجنين إلى المشيمة.

في الشكل الموضح أمامنا، يُشير (أ) إلى أحد الوعاءين الدمويين الزرقاوين الملتفَّين معًا في الحبل السري. هذا هو الشريان السري؛ ما يعني أن هذا الوعاء الدموي ينقل الدم غير المؤكسج من الجنين إلى المشيمة. والدم غير المؤكسج يحمل فضلات الجنين التي من بينها ثاني أكسيد الكربون.

إذن، الإجابة الصحيحة هي ثاني أكسيد الكربون.

بجانب الدور الذي تقوم به المشيمة في تغذية الجنين، فإنها تعمل بمثابة غدة صماء. تُفرز المشيمة الهرمونات التي تُساعد في دعم الحمل والحفاظ عليه. بمجرد أن تتَكوَّن المشيمة، تفرز هرمون يُعرف بالهرمون المنبه للمناسل المشيمي البشري أو هرمون hCG. هذا الهرمون يتولى مسئولية الحفاظ على سُمك بطانة الرحم طوال فترة الحمل لتوفير الدعم للجنين.

يضمن هرمون hCG أيضًا مواصلة الجسم الأصفر، وهو تركيب مؤقت يشبه الغدة الصماء يتكوَّن في المبيضين، إفراز البروجسترون في بداية الحمل دون أن يفقد الجسم الأصفر خصائصه كما يحدث في حالة عدم حدوث الإخصاب. في الشهر الرابع تقريبًا من الحمل، يتحلَّل الجسم الأصفر، وتتولى المشيمة وظيفة إفراز البروجسترون طوال الشهور المتبقية من الحمل. يؤدي البروجسترون دورًا مهمًّا أثناء الحمل؛ حيث إنه يمنع الرحم من الانقباض، ويزيد من تدفُّق الدم إلى الرحم. تُفرز المشيمة أيضًا الإستروجين، والذي يزيد من تكوُّن الأوعية الدموية في الرحم، والذي يُساعد على دعم الجنين النامي. وتزداد مستويات الإستروجين والبروجسترون بمعدل ثابت طوال فترة الحمل.

والآن بعد أن تعرَّفنا على المشيمة والأغشية الجنينية الخارجية، دعونا نعُد إلى مناقشتنا حول كيفية تكوُّن التوائم. بشكل عام، تشترك التوائم المتماثلة أو التوائم أحادية اللاقحة، والتي تتطوَّر من زيجوت مفرد، في مشيمة واحدة، وذلك على الرغم من أن الجنينين الخلويين يكونان مرتبطين بالمشيمة عبر حبلين سريين منفصلين. من ناحية أخرى، تَكون للتوائم ثنائية اللاقحة أو التوائم المتآخية عادة مشيمتان منفصلتان وحبلان سريان.

مثال ٤: تحديد صفات التوائم أحادية اللاقحة

ما الذي يمثل إحدى صفات التوائم أحادية اللاقحة؟

  1. لا تكون متطابقة وراثيًّا.
  2. تتكوَّن من بويضة واحدة وحيوانين منويين.
  3. تكون دائمًا من الجنس نفسه.
  4. تنمو بالحبل السري نفسه.

الحل

نحن نعلم أن الزيجوت يتكوَّن نتيجة اندماج جاميت ذكري (أو حيوان منوي) مع جاميت أنثوي (أو بويضة). وهذه العملية تُسمى بالإخصاب. للإجابة عن هذا السؤال، دعونا أولًا نصِف التوائم أحادية اللاقحة. عادة، عندما يحدث الإخصاب، يتكوَّن زيجوت مفرد يتطوَّر إلى جنين واحد. لكن في بعض الحالات، يُولد عدة أطفال من حمل واحد. وتُعد ولادة توائم هي الصورة الأكثر شيوعًا لتعدد مواليد الحمل الواحد.

التوائم أحادية اللاقحة هي التوائم التي تتطوَّر من زيجوت مفرد. هذا يعني أن الزيجوت الواحد يتكوَّن نتيجة اندماج حيوان منوي واحد مع بويضة واحدة، ثم ينقسم هذا الزيجوت إلى جنينين خلويين. وإذا غُرس الجنينان الخلويان بنجاح، فإنهما يتطوران إلى توأم أحادي اللاقحة. إذن، بالاستعانة بهذه المعلومات، يُمكننا استبعاد الخيار الذي يُشير إلى أن التوائم أحادية اللاقحة تتكوَّن من بويضة واحدة وحيوانين منويين.

عندما يتطوَّر الجنين داخل الرحم، فإنه يحصل على التغذية والدعم عن طريق عضو مؤقت يُسمى المشيمة. يرتبط الجنين بالمشيمة عبر الحبل السري الذي يَمد الجنين بالأكسجين والمغذيات ويتخلَّص من الفضلات التي ينتجها. عندما تتكوَّن التوائم أحادية اللاقحة، فإنها تشترك عادة في مشيمة واحدة، لكن يرتبط كل فرد منها بالمشيمة عبر حبل سري منفصل. لذا، يمكننا استبعاد الخيار الذي ينص على أن التوائم أحادية اللاقحة تنمو بحبل سري واحد.

والآن، دعونا نفكر في علم الوراثة المرتبط بالتوائم أحادية اللاقحة. بما أن التوائم أحادية اللاقحة تتطوَّر من بويضة واحدة وحيوان منوي واحد، فإنها تشترك في جميع الجينات، وتتطابق جينيًّا فيما بينها. في التوائم أحادية اللاقحة، يتحدَّد جنس الطفلين بناءً على الكروموسوم الجنسي الذي يحمله الحيوان المنوي الوحيد. هذا يعني أن التوائم أحادية اللاقحة دائمًا ما تكون من نفس الجنس.

إذن، الوصف الصحيح للتوائم أحادية اللاقحة هو أنها تكون دائمًا من نفس الجنس.

تختلف فترة الحمل باختلاف الكائنات الحية. على سبيل المثال، تحمل الأغنام صغارها لمدة 152 يومًا بينما تصل فترة الحمل عند الفيلة الأفريقية إلى 22 شهرًا، أي حوالي 670 يومًا. وكما ذكرنا سابقًا، تبلغ فترة الحمل عند البشر 9 شهور، أي حوالي 40 أسبوعًا أو 280 يومًا. تنقسم فترة الحمل إلى ثلاثة أجزاء. في كل ثُلث منها، ينمو الجنين تدريجيًّا، وتتطوَّر أعضائه وأجهزته. هيَّا نُحدد المراحل المختلفة لتطور الجنين أثناء الحمل.

يمثل الثُّلث الأول الفترة من الأسبوع 1 إلى الأسبوع 12 من الحمل. وخلال هذا الثُّلث (أي الثلاثة شهور الأولى)، يبدأ تكوين القلب بداية من الأسبوع الثالث. وبحلول الأسبوع 8، يكتمل نمو القلب المكون من أربع حجرات، ويكون من الممكن سماع دقات قلب الجنين من خلال الموجات فوق الصوتية في الفترة من الأسبوع 5 إلى الأسبوع 7 تقريبًا. هذا يعني أن القلب هو أحد الأعضاء التي تتكون أولًا في الجنين النامي. بعد ذلك، يبدأ الجهاز العصبي في التكوُّن، بداية من الحبل الشوكي. ثم يبدأ تكوين اليدين والعينين، وتُصبح الأعضاء التناسلية متمايزة بالكامل. في الجنين الذكر، يبدأ تكون الخصيتان في الفترة ما بين الأسبوع 5 إلى الأسبوع 6 تقريبًا، وفي الجنين الأنثى، يتكوَّن المبيضان في الأسبوع 12 تقريبًا.

يبدأ الجهاز الهيكلي في التكوُّن خلال الثُّلث الأول من الحمل أيضًا في عملية تُسمى التعظُّم الهيكلي أو تكوين العظام. هذه العملية تبدأ أثناء تطوُّر الجنين، ويُمكن أن تستمر حتى مرحلة البلوغ، وصولًا إلى عمر 25 عامًا، وتختلف من شخص لآخر.

في الثُّلث الثاني من الحمل، والذي يشمل الفترة من الأسبوع 13 إلى الأسبوع 26، تتكون أعضاء الحِس للجنين، ويستجيب الجنين لبعض التحفيز الحسي. في هذا الثُّلث، يمكن تمييز أصابع اليدين والقدمين للجنين بوضوح. في الثُّلث الثاني من الحمل، يصبح الجهاز العصبي أكثر تطوُّرًا، وعادة ما تُرصَد أولى علامات الحركة في هذه المرحلة.

أما بالنسبة للثُّلث الثالث والأخير من الحمل، والذي يبدأ من الأسبوع 27 ويستمر حتى الولادة، هو الثُّلث الأطول. في هذا الثُّلث، يكتمل نمو الدماغ بالكامل، وكذلك يكتمل نمو جميع الأعضاء الداخلية. ويكتمل نمو أعضاء الحِس كاملة في هذا الثُّلث. يُوضِّح الشكل 10 ملخصًا للثلاث أجزاء، ومراحل تطوُّر الجنين.

في نهاية الأسبوع 40 من فترة الحمل، يُصبح الطفل مكتمل النمو وجاهزًا للولادة. يشترك في عملية الولادة، والتي تُعرف أيضًا بعملية الوضع، العديد من الأجهزة في جسم الأم والتي تعمل معًا لإتاحة خروج الطفل من الرحم. هيَّا نفهم الأحداث المختلفة التي تحدث في هذه العملية.

مصطلح رئيسي: الوضع

الوضع هو عملية ولادة الأطفال.

بعد انقضاء 40 أسبوعًا، أي عندما يُصبح الطفل جاهزًا للولادة، يكون تمزق الكيس الرهلي هو أول ما يحدث. كما علمنا سابقًا، تزداد مستويات هرموني الإستروجين والبروجسترون طوال فترة الحمل بمعدل ثابت. لكن، في وقت الولادة، ينخفض مستوى البروجسترون سريعًا. وبينما كان البروجسترون يعمل على منع انقباض عضلات الرحم خلال فترة الحمل. فإن الانخفاض المفاجِئ في مستوى البروجسترون عند الولادة يتسبب في انقباض عضلات الرحم على فترات منتظمة. هذه العملية التي تنقبض فيها عضلات الرحم بشكل منتظم تُسمى بالمخاض؛ حيث يُدفع الطفل خارج الرحم عبر قناة عنق الرحم، ثم إلى خارج المهبل.

مصطلح رئيسي: المخاض

المخاض هو عملية خروج الجنين والمشيمة من الرحم عن طريق انقباضات عضلات الرحم.

ارتفاع مستوى هرمون الإستروجين الذي تنتجه المشيمة ومبيضي الأم طوال فترة الحمل يتسبَّب في تهيئة الرحم لعملية الوضع وذلك بزيادة استجابته للهرمون المُنبِّه لعضلات الرحم (الأوكسيتوسين). الأوكسيتوسين هو هرمون من الهرمونات النخامية ويفرزه تحت المهاد في المخ، ويُخزَّن في الفص الخلفي من الغدة النخامية. في وقت الولادة، تتسبب انقباضات عضلات الرحم والضغط الذي يبذله الطفل في تمدد الرحم وعنق الرحم، والذي يُحفِّز إطلاق الأوكسيتوسين من الفص الخلفي من الغدة النخامية في مجرى الدم. يُحفز الأوكسيتوسين الرحم على الانقباض أيضًا، ما يساعد على دفع الطفل للخروج من الرحم.

يفرز المبيضان والمشيمة هرمون آخر يُسمى الريلاكسين. هذا الهرمون يعمل على تليين وتوسيع عنق الرحم؛ ما يسمح للطفل بالعبور من قناة عنق الرحم حيث تدفعه انقباضات عضلات الرحم إلى خارج المهبل. عند الولادة يجب قطع الحبل السري المرتبط بالطفل، أما المشيمة، فهي تنفصل عن جدار الرحم بالكامل، ثم تُدفع للخارج بعد بضع دقائق.

الهرمونات التي تُفرزها الغدة النخامية تحفز إنتاج وإفراز الحليب من الغدد الثديية في جسم الأم. ويُمكن للطفل أن يتغذى بعد الولادة مباشرة من أول حليب يُفرَز من الغدد الثديية، والذي يُسمى باللبأ الذي يحتوي على الكثير من الأجسام المضادَّة؛ وبالتالي فهو يمنح الطفل المغذيات المهمة ويقيه من العدوى.

من المثير للاهتمام أن السيدات فوق 35 سنة من العمر تكن أكثر عرضة لحالات الحمل عالية الخطورة مقارنة بالفتيات الأصغر سنًّا. وبالمثل، يعد سن الأب أحد العوامل المهمة المؤثرة. إذ أظهرت العديد من الدراسات أن الطفل قد يُعاني من مشكلات صحية إذا كان الأب متقدمًا في العمر وقت حدوث الحمل.

في الشكل 11، يمكننا رؤية ملخص لعملية الوضع، مقسمة إلى ثلاث مراحل عامة.

دعونا نلخص النقاط الرئيسية التي تعلمناها في هذا الشارح عن الإخصاب والحمل.

النقاط الرئيسية

  • الإخصاب هو عملية اندماج جاميت ذكري (أو حيوان منوي) مع جاميت أنثوي (أو بويضة) لتكوين زيجوت.
  • يحدث الإخصاب في قناة فالوب داخل الجهاز التناسلي الأنثوي. بعد ذلك يتحرَّك الزيجوت إلى الرحم، وأثناء حركته ينقسم ميتوزيًّا لتكوين الكيس البلاستيولي.
  • ينغمس الكيس البلاستيولي في بطانة الرحم، في عملية تُسمى الغرس ليحصل على الإمداد اللازم طوال مراحل نموه وتطوُّره.
  • يتغذَّى الجنين النامي عن طريق المشيمة، التي تُساعد على تبادل المواد بين الأم والجنين.
  • تنقسم فترة الحمل إلى ثلاثة أجزاء، تتطوَّر خلالها أعضاء الجنين وأجهزته بالكامل. وفي الشهر التاسع من الحمل، يُولَد الطفل، في عملية تُسمى الوضع.

تستخدم نجوى ملفات تعريف الارتباط لضمان حصولك على أفضل تجربة على موقعنا. معرفة المزيد حول سياسة الخصوصية لدينا.