تم إلغاء تنشيط البوابة. يُرجَى الاتصال بمسؤول البوابة لديك.

شارح الدرس: طُرق التكاثر اللاجنسي الأحياء

في هذا الشارح، سوف نتعلم كيف نُفرِّق بين التكاثر الجنسي واللاجنسي، ونصِف الطُّرق المختلفة التي تتكاثر بها الكائنات الحية لاجنسيًّا.

تتكاثر جميع الكائنات الحية لتحافظ على نوعها من الانقراض. هناك العديد من الطرق المختلفة للتكاثر، مثل الولادة (كما في البشر)، ووضع البيض (كما في الزواحف)، وإنتاج البذور (كما في النباتات الزهرية). وبعض الكائنات الحية وحيدة الخلية تتكاثر ببساطة عن طريق نسخ مادتها الوراثية وانقسامها إلى اثنين.

يمكن وصف التكاثر بأنه جنسي أو لاجنسي، وهناك العديد من الكائنات الحية التي يمكنها استخدام أكثر من طريقة للتكاثر، ولديها قدرات على التكاثر الجنسي واللاجنسي. يوضح الشكل 1 الفرق بين التكاثر الجنسي واللاجنسي.

يحدث التكاثر الجنسي عادةً عندما يدمج الأبوان مادتيهما الوراثية معًا لإنتاج نسل فريد وراثيًّا. هذا النسل يكون مختلفًا عن أبويه، وعلى الأرجح يكون كل فرد منه مختلفًا أيضًا عن الآخر. وإحدى مميزات التكاثر الجنسي هي أنه يساعد على زيادة التباين الوراثي في تجمعات الكائنات الحية؛ مما يعزز قدرتها على التكيف مع التغيرات البيئية.

يحدث التكاثر اللاجنسي عندما يتم إنتاج النسل عن طريق فرد أبوي واحد فقط. وعادةً ما يكون أفراد النسل الناتج عن التكاثر اللاجنسي متطابقين وراثيًّا مع الفرد الأبوي، وكذلك فيما بينهم. يتميز التكاثر اللاجنسي بكونه أسرع بوجه عام من التكاثر الجنسي. كما أنه لا يتطلب إيجاد شريك، وهو أمر ربما يستغرق وقتًا طويلًا، ويشكل خطورةً. مع ذلك، فإن التكاثر اللاجنسي لا يُحقق مستوى التباين الوراثي نفسه الذي يتحقق نتيجة للتكاثر الجنسي. هذا يعني أن إستراتيجية التكاثر التي تعتمد على التكاثر اللاجنسي وحده قد تعرض تجمعات الكائنات الحية لمخاطر التغيرات البيئية.

مصطلح رئيسي: التكاثر اللاجنسي

التكاثر اللاجنسي هو أحد أنواع التكاثر الذي يحتاج إلى وجود فرد أبوي واحد فقط، وعند حدوثه لا يكون هناك اتحاد للجاميتات أو تغير في عدد الكروموسومات.

مثال ١: استرجاع إحدى صفات التكاثر اللاجنسي

ما الصفة المُميِّزة للتكاثر اللاجنسي؟

  1. وجود مجموعة كبيرة من الأليلات تزيد احتمال مقاومة الأمراض.
  2. إمكانية إنتاج نسل جديد بسرعة.
  3. وجود تباين في الجيل التالي.
  4. استهلاك الكثير من الوقت والطاقة.
  5. ضرورة وجود أكثر من فرد واحد.

الحل

تتكاثر جميع الكائنات الحية لتحافظ على نوعها من الانقراض، ويمكن وصف التكاثر بأنه جنسي أو لاجنسي.

يُقصد بالتكاثر الجنسي عادةً العملية التي يقوم خلالها أبوان بدمج مادتيهما الوراثية لإنتاج نسل فريد وراثيًّا. هذا النسل يكون مختلفًا عن الأبوين، وعلى الأرجح يكون أفراد النسل أيضًا مختلفين فيما بينهم. بجانب هذا، فإن إحدى مميزات التكاثر الجنسي هي أنه يساعد على زيادة التباين الوراثي في تجمعات الكائنات الحية، مما يعزز قدرتها على التكيف مع التغيرات البيئية.

أما بالنسبة للتكاثر اللاجنسي، فإنه يحدث عندما يتم إنتاج النسل عن طريق فرد أبوي واحد فقط. وعادةً ما يكون أفراد نسل التكاثر اللاجنسي متطابقين وراثيًّا مع الفرد الأبوي، وكذلك فيما بينهم. يتميز التكاثر اللاجنسي بكونه أسرع بوجه عام من التكاثر الجنسي. كما أنه لا يتطلب إيجاد شريك، وهو أمر قد يستغرق وقتًا طويلًا، ويشكل خطورةً. مع ذلك، فإن التكاثر اللاجنسي لا يُحقق مستوى التباين الوراثي نفسه الذي يتحقق نتيجة للتكاثر الجنسي. وهذا يعني أن إستراتيجية التكاثر التي تعتمد على التكاثر اللاجنسي وحده قد تجعل تجمعات الكائنات الحية عرضة لمخاطر التغيرات البيئية.

بناءً على هذه المعلومات، يمكننا أن نستنتج أن إحدى الصفات المميزة للتكاثر اللاجنسي هي إمكانية إنتاج نسل جديد بسرعة.

يحدث التكاثر اللاجنسي بطرق عديدة. هذه الطرق تشمل الانشطار الثنائي، والتبرعم، والتجدد، والتكاثر الخضري، والتكاثر بالجراثيم، والتوالد البكري، والتكاثر المُيسر في المختبر.

الانشطار الثنائي هو أحد أنواع التكاثر اللاجنسي الذي يحدث في الكائنات الحية وحيدة الخلية. أثناء الانشطار الثنائي، تتضاعف المادة الوراثية في إحدى الخلايا الأبوية؛ ومن ثم تنقسم الخلية أو تنشطر إلى خليتين بنويتين متطابقتين.

في الكائنات بدائية النواة، مثل البكتيريا، يتضمن الانشطار الثنائي تضاعف المعلومات الوراثية المخزنة في الكروموسوم الدائري أولًا، ثم انقسام الخلية إلى اثنتين. وفي الكائنات حقيقية النواة، مثل الأميبا أو البراميسيوم، تنسخ النواة نفسها أولًا عن طريق الانقسام الميتوزي، ثم تنقسم الخلية إلى خليتين أصغر حجمًا. في الظروف غير الملائمة، من الممكن أن تكوِّن الأميبا طبقة واقية صُلبة لحماية نفسها؛ ومن ثَمَّ تمر بعدة دورات من الانشطار الثنائي. وبمجرد أن تصبح الظروف ملائمة مرة أخرى، تحرر صغار كائنات الأميبا.

يوضح الشكل 2 الانشطار الثنائي في خلية بدائية النواة، وفي الأميبا حقيقية النواة.

تذكر أنه على الرغم من أننا غالبًا ما نصف التكاثر اللاجنسي للخلايا حقيقية النواة بأنه انقسام ميتوزي، فإن الانقسام الميتوزي يصف تحديدًا العملية التي تنتج فيها الخلية نسخة مطابقة من نواتها والكروموسومات التي بداخلها. أما بالنسبة للكائنات بدائية النوى، فهي لا تحتوي على نواة، ولا تخضع لعملية الانقسام الميتوزي. وتُعرف الخطوة الأخيرة حيث تنقسم الخلية الأبوية إلى خليتين بنويتين في عمليتي الانقسام الميتوزي والانشطار الثنائي باسم انقسام السيتوبلازم.

يمكن الخلط بسهولة بين عمليتي الانقسام الميتوزي والانشطار الثنائي. لكن، عندما يكون الانقسام الخلوي بغرض نمو كائن متعدد الخلايا أو استشفائه، فهو يُسمي بالانقسام الميتوزي، أما إذا كان يحدث في عملية تكاثر لاجنسي لكائن وحيد الخلية فهو يُسمَّى بالانشطار الثنائي.

مصطلح رئيسي: الانشطار الثنائي

الانشطار الثنائي هو نوع من أنواع التكاثر اللاجنسي في الكائنات الحية وحيدة الخلية، حيث يُضاعف الكائن الحي مادته الوراثية ثم ينقسم إلى اثنين (انقسام السيتوبلازم).

التبرعم هو أحد أنواع التكاثر اللاجنسي، وهو يحدث في بعض الكائنات الحية وحيدة الخلية، وبعض الكائنات الحية البسيطة متعددة الخلايا. في عملية التبرعم، يكون النسل في بداية حياته ملتصقًا بالخلية الأبوية. لكنه عادةً ما ينفصل في النهاية ليبدأ حياته ككائن مستقل.

فطر الخميرة هو اسم يُطلق على نوع من الفطريات وحيدة الخلية والتي قد تكون مألوفة بالنسبة لك حيث إنه أحد المكونات المستخدمة في صناعة الخبز. تتكاثر خلايا فطر الخميرة بالتبرعم، وهي تتسم عادةً بشكلها الدائري المُستطال قليلًا. عندما تتكاثر خلايا فطر الخميرة، يبدأ بروز صغير في النمو عند أحد طرفيها. تنسخ الخلية نواتها عن طريق الانقسام الميتوزي، وتظل إحدى النسختين داخل الخلية الأبوية، بينما تنتقل النسخة الأخرى إلى البرعم المتنامي، أو الخلية البنوية، كما هو موضح في الشكل 3.

تبقى الخلية البنوية ملتصقة بالخلية الأبوية حتى تصل إلى مرحلة النضوج. بعد ذلك، تنفصل الخلية البنوية، لتتبقى ندبة برعم مكان الالتصاق على جدار الخلية الأبوية والخلية البنوية. تظل خلايا فطر الخميرة، في بعض الأحيان متصلة معًا بعد الوصول لمرحلة النضوج مكونة بذلك مستعمرات من الخيوط المتفرعة لخلايا فطر الخميرة.

التبرعم في الكائنات الحية وحيدة الخلية يشبه الانشطار الثنائي. لكن، في الانشطار الثنائي، تنقسم خلية أبوية واحدة إلى خليتين بنويتين غير مكتملتي النضوج، وتنفصلان بعضهما عن البعض لتنمو كل منهما حتى اكتمال النضوج باعتبارهما كائنين منفصلين. في عملية التبرعم، تنبت خلية بنوية غير مكتملة النضوج من خلية أبوية ناضجة، وتنمو حتى اكتمال نضوجها دون الانفصال عن الخلية الأبوية.

مصطلح رئيسي: التبرعم

التبرعم هو أحد أنواع التكاثر اللاجنسي في بعض الكائنات الحية وحيدة الخلية ومتعددة الخلايا، حيث ينمو كائن جديد من برعم أو بروز صغير حتى يكتمل نضوجه دون الانفصال عن جسم الكائن الأم.

مثال ٢: مقارنة بين التكاثر في فطر الخميرة والبكتيريا

كيف يختلف التكاثر اللاجنسي في الخميرة عن التكاثر اللاجنسي في البكتيريا؟

  1. في الخميرة، تولِّد العملية نسلًا متعدد الخلايا.
  2. في الخميرة، تنشأ الخلايا البنوية بواسطة التوالد البكري.
  3. في الخميرة، لا يحدث نمو وانفصال للجدار خلوي.
  4. في الخميرة، تنشأ الخلية البنوية من بروز جانبي صغير في الخلية الأصلية.
  5. في الخميرة، لا يحدث الانقسام الميتوزي أثناء عملية الانشطار.

الحل

فطر الخميرة هو فطر وحيد الخلية يتكاثر بالتبرعم، في حين أن البكتيريا كائن بدائي النواة يتكاثر بالانشطار الثنائي.

التبرعم هو أحد أنواع التكاثر اللاجنسي الذي يحدث في بعض الكائنات الحية وحيدة الخلية والكائنات الحية البسيطة متعددة الخلايا. في عملية التبرعم، يبدأ النسل حياته وهو ملتصق بجسم الكائن الأم. ثم ينفصل عادة في النهاية ليواصل حياته باعتباره كائنًا مستقلًّا.

تتكاثر خلايا فطر الخميرة بالتبرعم. وعندما تتكاثر، يبدأ بروز صغير في النمو عند أحد طرفي خلية الخميرة. تنسخ الخلية نواتها عن طريق الانقسام الميتوزي، وتظل إحدى النسختين داخل الخلية الأبوية، بينما تنتقل النسخة الأخرى إلى البرعم المتنامي، أو الخلية البنوية. ومن ثَمَّ، تبقى الخلية البنوية ملتصقة بجدار الخلية الأبوية حتى تصل إلى مرحلة النضوج. في بعض الأحيان، تظل خلايا فطر الخميرة متصلة معًا بعد الوصول لمرحلة النضوج مكونةً بذلك مستعمرات من الخيوط المتفرعة لخلايا فطر الخميرة.

في الانشطار الثنائي، تُضاعف خلية أبوية واحدة المادة الوراثية بداخلها، ثم تنقسم أو تنشطر إلى خليتين بنويتين متطابقتين. وأثناء عملية الانشطار الثنائي في البكتيريا تتضاعف المعلومات الوراثية المخزنة في الكروموسوم الدائري الشكل أولًا، ثم تنقسم الخلية إلى اثنتين.

التبرعم والانشطار الثنائي هما نوعان من أنواع التكاثر اللاجنسي الذي يحدث في الكائنات وحيدة الخلية. هناك العديد من أوجه التشابه بين العمليتين. لكن الفرق الأساسي بينهما هو أنه في حالة الانشطار الثنائي، تنقسم خلية أبوية واحدة إلى خليتين بنوتين غير مكتملتي النضوج تنفصلان بعضهما عن البعض، لتنمو كل واحدة منهما ككائن مستقل حتى اكتمال نضوجها؛ وفي حالة التبرعم، تنبت خلية بنوية غير مكتملة النضوج من خلية أبوية ناضجة وتنمو حتى اكتمال نضوجها دون الانفصال عن الخلية الأبوية.

هذا يعني أن التكاثر اللاجنسي في فطر الخميرة يختلف عن التكاثر اللاجنسي في البكتيريا؛ لأنه في فطر الخميرة، تنشأ الخلية البنوية من بروز جانبي صغير في الخلية الأصلية.

يُعد كل من الهيدرا والإسفنج البحري مثالين على الحيوانات البسيطة المتعددة الخلايا التي يمكن أن تتكاثر بالتبرعم. وذلك بجانب قدرتهما على التكاثر جنسيًّا أيضًا. تعد هذه الكائنات كائنات بسيطة لأن لها تركيب واحد على المستوى الخلوي، لكنها لا تملك أنسجة أو أعضاء حقيقية.

الهيدرا هي كائنات حية صغيرة تعيش في الماء العذب. ولديها لوامس لاسعة تستعين بها للإمساك بفرائسها والتهامها. عندما تتكاثر الهيدرا بالتبرعم، ينمو نسل صغير الحجم من أحد جوانب جسم الكائن الأم. ويظل ملتصقًا به حتى يتمكن من امتصاص المُغذيات، لكي ينمو ويتطور حتى يصل إلى مرحلة النضوج. عندما يصبح نسل الهيدرا جاهزًا للعيش بمفرده، ينفصل عن جسم الأم ويتحرك بعيدًا. ويمكننا رؤية عملية تبرعم الهيدرا في الجزء السفلي الأيمن من الصورة الواردة بالأسفل.

براعم الهيدرا

ا4

تحدث عملية التجدد عندما يتجدد جزء مفقود أو تالف من جسم الكائن الحي وينمو من جديد بمفرده. تمتلك العديد من الكائنات الحية قدرة على التجدد بدرجة ما. لكن هذه القدرة على التجدد تقل عند الحيوانات الأكثر تطورًا. يمكن لجسم الإنسان أن يجدد خلايا البشرة والأوعية الدموية والخلايا العضلية في حال تعرضها للتلف. يمكن أن ينمو لبعض السحالي ذيل جديد أو حتى إصبع قدم. وكذلك، يمكن للقشريات، مثل السلطعون وسرطان البحر، استبدال طرف مفقود بالكامل بغيره.

في بعض الكائنات الحية، من الممكن أن ينمو كائن جديد تمامًا عن طريق التجدد، كما هو الحال في الهيدرا أو الإسفنجيات. وفي هذه الحالة، يُعد التجدد نوعًا من أنواع التكاثر اللاجنسي.

مصطلح رئيسي: التجدُّد

التجدد هو قدرة الكائن الحي على تجديد أو إعادة إنماء جزء تالف أو مفقود من جسمه، وهو أحيانًا ما يُعد نوعًا من أنواع التكاثر اللاجنسي.

يُعد نجم البحر أحد أمثلة الكائنات الحية التي يمكنها أن تتكاثر بالتجدد. ينتمي نجم البحر إلى فصيلة اللافقاريات التي تعيش في الماء المالح. يمتلك هذا الكائن عدة أذرع متصلة بقرص وسطي، وهو يستخدم هذه الأذرع لفتح أصداف المحار والتغذي على اللؤلؤ الموجود فيها. إذا تمزق نجم البحر، يمكن لأحد أذرعه المتصلة بقطعة من القرص الوسطي التجدد لينمو كائن جديد بالكامل، كما هو موضح في الشكل 5.

ثمة مثال آخر شائع لكائنات الحية التي تتكاثر بالتجدد، وهو الديدان المفلطحة، أو ما تُعرف أيضًا باسم البلاناريا. تتسم هذه الفصيلة من اللافقاريات بأن لديها قدرة مذهلة على التجدد. فمن الممكن أن تُقطَّع الدودة المفلطحة إلى عدة أجزاء، ويتجدد كل جزء منها ليصبح في النهاية كائن حي جديد في الظروف الملائمة. وهذا ما يوضحه الشكل 6.

يشير مصطلح التوالد البكري إلى نوع من أنواع التكاثر اللاجنسي الذي يحدث عند الحيوانات المعقدة المتعددة الخلايا. يحدث التوالد البكري عندما يتكون الجنين وينمو دون حدوث إخصاب من قبل جاميت ذكري. على سبيل المثال، يوجد نوع من السحالي الكبيرة يُعرف باسم تنين الكومودو. تلجأ أنثى تنين الكومودو، عندما لا يتوفر شريك، إلى وضع البيض الذي يفقس لينتج نسلًا، ويكون هذا النسل عبارة عن نسخ وراثية مطابقة للأم. يوجد أيضًا مثال آخر هو براغيث الماء، وهي من قشريات الماء العذب التي تتكاثر لاجنسيًّا بإنتاج نسل ينمو من بويضات غير مُخصَّبة أحادية الصيغة الصبغية.

مصطلح رئيسي: التوالد البكري

التوالد البكري يحدث عندما يتكون جنين وينمو دون حدوث إخصاب من قبل جاميت ذكري.

مثال ٣: استرجاع اسم أحد أنواع التكاثر اللاجنسي

عندما تكون الظروف مُناسِبة، تتكاثر براغيث الماء (الموضَّحة في الشكل)، وهي من قشريات المياه العذبة، لاجنسيًّا بإنتاج نسل ينمو من بيض غير مُخصَّب أحادي الصيغة الصبغية. ماذا تُسمَّى هذه العملية؟

براغيث ماء من البركة

الحل

تتكاثر جميع الكائنات الحية لتحافظ على نوعها من الانقراض. وهناك طرق متعددة ومختلفة للتكاثر، حيث إنه من الممكن وصف التكاثر بأنه تكاثر جنسي أو لاجنسي. يتطلب التكاثر الجنسي عادةً وجود أبوين؛ في حين يتطلب التكاثر اللاجنسي وجود أب واحد فقط.

يحدث التكاثر اللاجنسي بطرق متعددة؛ من بينها الانشطار الثنائي، والتبرعم، والتجدد، والتكاثر الخضري، والتكاثر بالجراثيم، والتوالد البكري، والتكاثر المُيسر في المختبر.

التوالد البكري مصطلح يشير إلى نوع من أنواع التكاثر اللاجنسي، وهو يحدث في الحيوانات المعقدة المتعددة الخلايا. يحدث التوالد البكري عندما يتكون الجنين وينمو دون حدوث إخصاب من قبل جاميت ذكري. على سبيل المثال، يوجد نوع من السحالي يُسمى بتنين الكومودو. في هذا النوع، تلجأ الأنثى إلى وضع البيض الذي يتطور ليصبح نسلًا، وهذا النسل يكون نسخًا وراثيةً مطابقةً للأم.

بناءً على ذلك، يمكننا القول إن اسم العملية التي تتكاثر بها براغيث الماء لاجنسيًّا بإنتاج نسل ينمو من بيض غير مُخصَّب أحادي الصيغة الصبغية هي التوالد البكري.

يمكن للنباتات أيضًا أن تتكاثر عن طريق التوالد البكري. ففي بعض الأحيان، يمكن للنبات إنتاج الثمار دون تلقيحها أولًا. وفي هذه الحالة، تحتوي الثمار على بذور بها أجنة تكون بمثابة نسخًا وراثية من النبات الأم.

يساهم التوالد البكري في تحديد جنس نحل العسل. من ناحية، لأنه من الممكن أن تضع النحلة الملكة بيضًا مخصبًّا، أي ناتج عن عملية تكاثر جنسي. هذا البيض المخصَّب ينمو ليكون نحلات عاملات إناث أو المزيد من الملكات. ويكون هو والنسل الناتج عنه، ثنائي الصيغة الصبغية، ويحتوي على عدد الكروموسومات النموذجي (2n).

ومن ناحية أخرى، لأنه من الممكن أن تضع الملكة بيضًا غير مخصَّب أحادي الصيغة الصبغية. هذا البيض غير المخصَّب يُنتج بالتكاثر اللاجنسي عن طريق التوالد البكري. وهو ينمو ليكون ذكور النحل. وبالمثل، يكون هذا البيض وكذلك ذكور النحل الناتجة عنه أحادي الصيغة الصبغية، ويحتوي كل منه على نصف عدد الكروموسومات الموجودة في خلايا إناث النحل ثنائية الصيغة الصبغية، كما هو موضح في الشكل 7. أما بالنسبة لحشرات المن، فما يحدث هو عكس ذلك، حيث إن هذه الحشرات يمكنها أن تنتج بيض ثنائي الصيغة الصبغية ينمو إلى إناث، عن طريق التوالد البكري.

يمكن للعلماء تحفيز التوالد البكري صناعيًّا. حيث إنه من الممكن تحفيز البويضات غير المخصبة لكائنات محددة، في بعض الأحيان، مثل الضفادع أو نجم البحر، باستخدام الطاقة الكهربية أو الإشعاع أو تعريضها لأملاح معينة أو للرج أو للوخز. نتيجة لهذا التحفيز، تتضاعف كروموسومات البويضات أحادية الصيغة الصبغية، وتصبح خلايا ثنائية الصيغة الصبغية. بعد ذلك، من الممكن أن تنمو البويضات الثنائية الصيغة الصبغية لتصبح جنينًا دون حدوث إخصاب.

يُقصد بالتكاثر بالجراثيم إنتاج الجراثيم التي يمكن أن تُستخدم في التكاثر. يمكن للعديد من الكائنات الحية المختلفة أن تتكاثر بالجراثيم، بما في ذلك النباتات اللازهرية (مثل الحزازيات والسراخس)، والفطريات متعددة الخلايا (مثل فطر عيش الغراب وفطر العفن)، وبعض أنواع الطحالب. الجرثومة هي خلية مفردة أُنتجت بواسطة الكائن الأم، ويمكنها أن تنمو لتكون نسل الكائن الحي في ظل الظروف الملائمة.

مصطلح رئيسي: التكاثر بالجراثيم

التكاثر بالجراثيم هو عملية إنتاج الجراثيم التي يمكن أن تُستخدم في التكاثر.

على سبيل المثال، عيش الغراب هو الاسم الذي نطلقه على الأجسام المثمرة لأنواع عديدة من الفطريات متعددة الخلايا. يمثل فطر عيش الغراب الأعضاء التناسلية للفطريات المطمورة تحت سطح التربة وهو ينمو فوق سطح الأرض عندما تتوفر الظروف البيئية الملائمة. هذا الفطر يتطور سريعًا وينتج عددًا كبيرًا من الجراثيم تحملها الرياح وأحيانًا الحيوانات. وبمجرد أن ينتج الجراثيم، يذبل الفطر نفسه سريعًا.

عندما تهبط الجرثومة على سطح رطب ومناسب، تبدأ في النمو أو تنبت وتكون في النهاية فطرًا جديدًا. من الممكن أن تُنتج الجراثيم عن طريق التكاثر الجنسي أو اللاجنسي. إذا كانت الجراثيم ناتجة عن عملية تكاثر لاجنسي، فإنها تنمو وتكوِّن نسلًا له تركيب وراثي مطابق لتركيب الكائن الأم، ويوضح الشكل 8 دورة حياة فطر عيش الغراب. يمثل فطر عفن الخبز نوعًا مختلفًا من الفطريات التي تتكاثر أيضًا بالجراثيم بطريقة مشابهة.

أما بالنسبة للسراخس، فهي نوع من النباتات التي تتكاثر باستخدام الجراثيم. ويشار إلى نبات السرخس الورقي الضخم الذي عادةً ما يُوصف وصفًا نموذجيًّا دقيقًا بأنه نبات جرثومي. يُنتج النبات الجرثومي جراثيم من تراكيب تُسمى بالبثرات (المفرد: بثرة) على الجانب السفلي من أوراقه. وكما هو الحال مع الجراثيم الفطرية التي ينتجها عيش الغراب، تنبت هذه الجراثيم وتنمو لتكون فردَ نسلٍ للكائن الحي عندما تهبط على سطح مناسب.

تكون الجراثيم الناتجة عن نبات السرخس أحادية الصيغة الصبغية، ما يعني أنها تحتوي على نصف عدد الكروموسومات الموجودة في خلية السرخس النموذجية أو 1n. وهذه الجراثيم أحادية الصيغة الصبغية تنمو لتصبح نباتَ نسلٍ صغيرًا يحتوي أيضًا على خلايا أحادية الصيغة الصبغية. هذا النبات الصغير الذي يحتوي على نصف الكروموسومات الموجودة في نبات السرخس يُسمى بالنبات المشيجي. ويمثل هذا الجزء من دورة حياة نبات السرخس، أي إنتاج الجراثيم ونمو النبات المشيجي، مرحلة التكاثر اللاجنسي.

في نباتات السرخس، تُمثل مرحلة التكاثر اللاجنسي جزءًا واحدًا فقط من دورة حياة النبات. وذلك لأن النبات المشيجي يتكاثر جنسيًّا عن طريق إنتاج الجاميتات، أي البويضات والحيوانات المنوية، التي تندمج معًا لإنتاج نسل. ويكون النسل الناتج عن مرحلة التكاثر الجنسي هذا نباتًا جرثوميًّا جديدًا. وبالمثل، ينمو هذا النبات الجرثومي الجديد ليكون نبات السرخس الذي نعرفه، وينتج جراثيم لتبدأ دورة الحياة من جديد.

تُسمى هذه الظاهرة حيث يمر الكائن الحي بطورين في دورة حياته وهما: طور مشيجي أحادي الصيغة الصبغية يتكاثر جنسيًّا وطور جرثومي ثنائي الصيغة الصبغية يتكاثر لا جنسيًّا، بظاهرة تعاقب الأجيال، ويوضح الشكل 9 هذه الظاهرة في دورة حياة نبات السرخس.

مثال ٤: تحديد مرحلة ما في دورة حياة نبات السرخس

يوضِّح الشكل دورة حياة نبات السرخس. حدِّد المرحلة التي تُمثِّل التكاثر من خلال الجراثيم.

الحل

نبات السرخس هو نوع من أنواع النباتات التي تمر بطوري تكاثر في دورة حياتها هما: طور مشيجي أحادي الصيغة الصبغية يتكاثر جنسيًّا، وطور جرثومي ثنائي الصيغة الصبغية يتكاثر لا جنسيًّا. وتُسمى ظاهرة التكاثر هذه بتعاقب الأجيال.

أثناء مرحلة التكاثر اللاجنسي، يتكاثر نبات السرخس باستخدام الجراثيم. ويشار إلى نبات السرخس الورقي الضخم، الذي يوصف وصفًا نموذجيًّا دقيقًا، بأنه نبات جرثومي. يُنتج النبات الجرثومي جراثيم من تراكيب تُسمى بالبثرات (المفرد: بثرة) على الجانب السفلي من أوراقه. وفي حال سقوطها على سطح مناسب، تنبت هذه الجراثيم وتنمو لتكون نسلًا جديدًا للكائن الحي يُسمى بالنبات المشيجي.

يتكاثر النبات المشيجي جنسيًّا بتكوين الجاميتات، أي البويضات والحيوانات المنوية، التي تندمج معًا لتنتج نسلًا. ويكون النسل الناتج عن مرحلة التكاثر الجنسي هذا نباتًا جرثوميًّا جديدًا. وبالمثل، ينمو هذا النبات الجرثومي الجديد ليكون نبات السرخس الذي نعرفه، وينتج جراثيم لتبدأ دورة حياة جديدة.

هذه الظاهرة حيث يمر الكائن الحي بطورين في دورة حياته وهما: طور مشيجي أحادي الصيغة الصبغية يتكاثر جنسيًّا وطور جرثومي ثنائي الصيغة الصبغية يتكاثر لا جنسيًّا، تُسمى بظاهرة تعاقب الأجيال، وهي موضحة بالتفصيل في الشكل التالي.

بناءً على هذه المعلومات، يمكننا الاستنتاج أن المرحلة التي تمثل التكاثر بالجراثيم في دورة حياة السرخس هي المرحلة الموضَّحة في خيار الإجابة (ب).

يوضح الجدول 1 بعض الكائنات الحية المختلفة التي ذكرناها حتى الآن، وطريقة التكاثر اللاجنسي التي قد يتبعها كل منها.

التكاثر الخضري هو إحدى طرق التكاثر المشابهة للتكاثر بالتجدد الذي ناقشناه سابقًا. التكاثر الخضري هو الاسم الذي يُطلق على عمليات التكاثر اللاجنسي التي تحدث في النباتات عندما يُنتج نسل من جزء أو قطعة من النبات الأبوي. وقد تشمل عملية التكاثر الخضري إنتاج نبات جديد من جذر أو جذع أو فرع مكسور. وكذلك التكاثر بالسيقان الأفقية، الشائع ظهوره عادةً في نبات الفراولة، والموضح في الشكل 10. وهذه السيقان هي سيقان معدلة متفرعة من نبات بالغ ناضج، وينمو منها جذور وأوراق، وتنمو في النهاية لتصبح نبات فراولة جديد بالغ. وللنباتات المختلفة طرقٌ مختلفةٌ من التكاثر الخضري، ومن بينها الطرق المتعلقة بالبصيلات، والدرنات والنَّبْتات.

يحتاج العلماء، في بعض الأحيان، إلى زراعة النباتات في بيئة محكومة. وذلك قد يكون لأغراض بحثية على سلالات النباتات الجديدة ذات الخواص المفيدة، مثل مقاومة مرض ما. يمكن زراعة النباتات في مختبر ما ضمن عملية تسمى زراعة الأنسجة. يُقصد بزراعة الأنسجة عملية زراعة عينة من الخلايا المأخوذة من أنسجة حية في وسط ملائم في المختبر.

مصطلح رئيسي: زراعة الأنسجة

زراعة الأنسجة هي عملية زراعة عينة من الخلايا المأخوذة من أنسجة حية في وسط ملائم في المختبر.

في عملية زراعة الأنسجة النباتية، يمكن إنتاج نبات كامل جديد من عينة صغيرة جدًّا، حتى وإن كانت بحجم خلية مفردة. ويشار عادة إلى هذا النبات الجديد بأنه نسيلة للخلية الأبوية؛ نظرًا لكونه متطابق وراثيًّا معها. توضع العينة في وسط مناسب للنمو، والذي قد يكون مادة سائلة أو هلامية. ويستخدم ماء جوز الهند أحيانًا باعتباره وسطًا مناسبًا للنمو في هذه التجارب؛ لأنه يحتوي على مزيج من المغذيات وهرمونات النمو. بمرور الوقت، تتضاعف الخلايا المأخوذة من عينة الأنسجة وتتمايز، لتنمو في النهاية وتنتج نباتًا كاملًا جديدًا من عينة الأنسجة الأصلية في ظل الظروف الملائمة.

وبما أن النبات الجديد ينمو من عينة صغيرة مأخوذة من خلية أبوية واحدة فقط، فإن زراعة الأنسجة تمثل أحد أنواع التكاثر اللاجنسي في النباتات. ويظهر فيها بوضوح مبادئ التكاثر الخضري والتجدد. يتضح لنا أيضًا من عملية زراعة الأنسجة أن الخلية الأبوية الواحدة تحتوي على المادة الوراثية والتراكيب اللازمة للتطور والنمو لإنتاج فرد جديد كامل. توضح الصورة التالية النباتات الناتجة عن عملية زراعة الأنسجة، في مراحل تطورها المختلفة، داخل أنابيب الاختبار.

نباتات صغيرة للزينة مُستنسَلة في أنابيب اختبار

ا11

يمكن لأغلب الكائنات الحية التي تتكاثر لاجنسيًّا التكاثر جنسيًّا أيضًا. وبما أن التكاثر اللاجنسي هو طريقة التكاثر الأسرع والتي لا تشترط نجاح عملية التزاوج أو اتحاد الجاميتات، فإنها تعد طريقة التكاثر الأكثر أمانًا والمتاحة دائمًا. لكن أحد عيوب التكاثر اللاجنسي هو إنتاج تجمعات كائنات حية متطابقة وراثيًّا، وهو ما يجعلها جميعها عرضةً للمخاطر البيئية نفسها. من ناحية أخرى، يتميز التكاثر الجنسي بقدرته على المساهمة في تحقيق التباين الوراثي، وإنتاجه تجمعات أكثر تنوعًا من الكائنات الحية؛ ما يجعلها أكثر قدرةً على التكيف في حالة التغيرات البيئية؛ حتى وإن كان يحتاج إلى قدر أكبر من الطاقة وغالبًا ما يكون له مخاطر أكبر. ومن ثَمَّ، يمكننا ملاحظة لماذا قد تكون قدرة بعض الكائنات الحية على التكاثر بالطريقتين مفيدة.

دعونا نلخِّص ما تعلمناه في هذا الشارح.

النقاط الرئيسية

  • يتطلب التكاثر الجنسي عادةً وجود أبوين، وينتج نسلًا فريدًا وراثيًّا.
  • يتطلب التكاثر اللاجنسي وجود أب واحد، وعادةً ما ينتج نسلًا متطابقًا وراثيًّا.
  • هناك العديد من طرق التكاثر اللاجنسى المختلفة، والتي تشمل الانشطار الثنائي، والتبرعم، والتجدد، والتكاثر بالجراثيم، والتوالد البكري، وزراعة الأنسجة.
  • يمكن للعديد من الكائنات أن تتكاثر بأكثر من طريقة. ويمكن للبعض أن يتكاثروا تكاثرًا جنسيًّا ولاجنسيًّا.

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