فيديو الدرس: التكاثر اللاجنسي | نجوى فيديو الدرس: التكاثر اللاجنسي | نجوى

فيديو الدرس: التكاثر اللاجنسي العلوم

في هذا الفيديو، سوف نتعلم كيف نصف السمات المميزة للتكاثر اللاجنسي، ونعطي أمثلة لطرق التكاثر اللاجنسي.

١٧:٢٣

نسخة الفيديو النصية

في هذا الفيديو، سوف نستعرض عملية التكاثر الحياتية. ثم سنصف السمات المميزة للتكاثر اللاجنسي. وسوف نناقش مميزاته وعيوبه. وسنتعرف بعد ذلك على الطرق الرئيسية للتكاثر اللاجنسي.

التكاثر هو العملية التي تنتج من خلالها الكائنات الحية النسل، ويسمى أيضًا السلالة. وهو إحدى العمليات المميزة لكل أشكال الحياة، ويعد عملية ضرورية لبقاء أي نوع. والكيانات البيولوجية التي لا يمكنها التكاثر بمفردها، مثل الفيروسات، لا يعتبرها معظم العلماء حية.

النوعان الرئيسيان للتكاثر هما التكاثر الجنسي واللاجنسي. يتضمن التكاثر الجنسي اتحاد اثنين من الأمشاج، عادة من أبوين مختلفين، وهو عملية تعرف باسم الإخصاب. يحدث الإخصاب عادة عندما تتحد خلية منوية من الذكر مع بويضة من الأنثى. وبسبب الطريقة التي يعاد بها ترتيب الجينات وتوريثها، النسل الناتج عن التكاثر الجنسي يختلف عن كلا الأبوين البيولوجيين. لذا فإننا نقول إن هذا النسل فريد وراثيًّا. وإذا كان لنفس الوالدين نسل آخر، فهذا النسل أيضًا سيكون فريدًا وراثيًّا، إذ يختلف عن غيره، وكذلك عن الأبوين البيولوجيين.

يؤدي إنتاج نسل فريد وراثيًّا إلى تجمعات ذات تباين وراثي أعلى، مما يؤدي بدوره إلى تجمعات أشد تحملًا في مواجهة التغيرات البيئية، مثل التغيرات المناخية القصيرة أو الطويلة الأجل أو التعرض إلى مسببات أمراض جديدة. تخيل أن فيروسًا جديدًا غزا تجمعًا سكانيًّا ذا تباين وراثي مرتفع. سيكون لدى بعض الأفراد في التجمع النمط الجيني الذي يجعلهم عرضة للإصابة بالفيروس. وسيكون هناك أفراد آخرون محظوظون بما يكفي لامتلاك النمط الجيني الذي يوفر مناعة كاملة ضد الفيروس. وسيظل لدى البعض الآخر النمط الجيني الذي يعطي مناعة جزئية.

وعلى الرغم من أن الأفراد المعرضين للإصابة والذين يمتلكون مناعة جزئية قد يصابون بالفيروس وقد يموتون، فإن التباين الوراثي المرتفع في هذا التجمع يعني أن بعض الأفراد على الأقل الذين لديهم أنماط جينية تؤدي إلى تكيفات مفيدة سيبقون على قيد الحياة. وبقاء هؤلاء الأفراد في مواجهة فيروس جديد يضمن بقاء النوع.

على عكس التكاثر الجنسي، يتطلب التكاثر اللاجنسي أحد الوالدين فقط لإنتاج النسل. وهذه الأنسال متطابقة وراثيًّا بعضها مع بعض ومع الفرد الأبوي، وغالبًا ما يشار إليها بمصطلح نسائل أو مستنسخات. عادة ما يكون التكاثر اللاجنسي أسرع من التكاثر الجنسي؛ لأنه لا حاجة إلى وقت للعثور على شريك أو للإخصاب أو للحمل. ومع ذلك، فإنه لا يزيد من التباين الوراثي، لذلك إذا تغيرت البيئة، فقد لا يكون هناك أفراد لديهم التكيفات اللازمة للتوافق مع التغير. وهذا يجعل تجمع الكائنات عرضة لتقلص الحجم أو حتى الانقراض.

هناك العديد من طرق التكاثر اللاجنسي. وإحدى أكثر هذه الطرق شيوعًا هي الانشطار الثنائي. وكلمة «ثنائي» تعني أن الناتج اثنان، والكلمة «انشطار» تعني انقسامًا، وهي تصف العملية التي تنسخ فيها أولًا الخلية الأبوية، مثل هذه الأميبا، حمضها النووي ‪(DNA)‬‏ ثم تشطر أو تقسم النواة والسيتوبلازم لإنتاج خليتين بنويتين متطابقتين وراثيًّا. الانشطار الثنائي هو الشكل الأكثر شيوعًا للتكاثر اللاجنسي الذي تستخدمه بدائيات النوى، مثل البكتيريا. ومع ذلك، يمكن استخدامه أيضًا بواسطة حقيقيات النوى الأحادية الخلية، مثل اليوجلينا أو الأميبا الموضحين في الرسم.

تذكر أننا أوضحنا سابقًا أن إحدى مميزات التكاثر اللاجنسي هي أنه أسرع من التكاثر الجنسي. على سبيل المثال، يمكن أن تجري بعض أنواع البكتيريا عملية الانشطار الثنائي كل 20 دقيقة. هذا يعني أنه في غضون 12 ساعة يمكن لبكتيريا واحدة أن تنتج أكثر من 68 مليار نسل. وهذا تكاثر سريع حقًّا.

الطريقة الثانية للتكاثر اللاجنسي تسمى التبرعم، وفيها ينشأ النسل من نتوء أو برعم مرتبط بالكائن الأبوي. تظهر البراعم في بدائيات النوى، مثل الطحالب الزرقاء، وكذلك في حقيقيات النوى، بما في ذلك الفطريات الوحيدة الخلية والكائنات المتعددة الخلايا مثل الهيدرا. تبدأ عملية التبرعم بنمو نتوء خارجي صغير من الكائن الأبوي. هذا هو البرعم. يتطور النسل الناشئ إلى مرحلة النضج وهو لا يزال مرتبطًا بالخلية الأبوية.

في بعض الأنواع، مثل الهيدرا، ينفصل النسل في النهاية عن الأم ويستقر في مكان آخر ليصبح مستنسخًا مستقلًّا. وفي أنواع أخرى، مثل الشعاب المرجانية، يظل النسل مرتبطًا بمستعمرة تتوسع بمرور الوقت. ولكن سواء انفصل النسل الجديد الناتج عن طريق التبرعم أو ظل جزءًا من مستعمرة، فإنه سيكون متطابقًا وراثيًّا بعضه مع بعض ومع الكائن الأبوي.

ثمة طريقة أخرى يمكن بها للكائنات الحية أن تتكاثر لا جنسيًّا، وهي استخدام الجراثيم، وهي خلايا تكاثر خاصة قادرة على النمو لتصبح نسلًا في ظل توافر الظروف المناسبة. عادة ما تكون الجراثيم أحادية الصيغة الصبغية، مما يعني أن لديها مجموعة واحدة من الكروموسومات. تستخدم الفطريات والطحالب، ومجموعات معينة من الطلائعيات والنباتات غير المزهرة، مثل الطحالب والسراخس، الجراثيم في التكاثر اللاجنسي. وتستخدمها أيضًا بعض الكائنات الحية في التكاثر الجنسي.

تنتج الجراثيم عادة داخل خلايا أو تراكيب تناسلية خاصة. أحد التراكيب المنتجة للجراثيم — التي ربما تكون على دراية بها — هو فطر عيش الغراب، الذي ينتج بواسطة الغزل الفطري الموجود تحت الأرض لفطريات معينة عندما تكون الظروف مناسبة للتكاثر. وعلى الرغم من أن الجراثيم الموجودة في الفطر تنتج عن طريق الاتصال الجنسي، فإن عملية النثر تشبه العملية التي تحدث في التكاثر اللاجنسي عن طريق الجراثيم.

عادة ما تطلق الجراثيم بأعداد كبيرة بواسطة الكائن الأبوي، وينطبق هذا على الفطريات. توجد مليارات أو حتى تريليونات من الجراثيم تحت قبعة الفطر، والتي يتم إطلاقها في سحب كي تتناثر بفعل الرياح. قد تقوم الكائنات الحية الأخرى بنثر جراثيمها عبر الماء أو أثناء تعلقها بالحيوانات. وتحتوي الحزازيات وأنواع معينة من الطحالب على جراثيم سوطية يمكنها السباحة بنشاط في الماء. وبمجرد استقرار الجراثيم، يمكنها البقاء على قيد الحياة لفترات طويلة من الوقت إلى أن تصبح الظروف مثالية، وعند هذه النقطة ستنبت الجراثيم وتبدأ في النمو كي تصبح أفرادًا جديدة.

يطلق على طريقة التكاثر اللاجنسي، التي تستخدمها كل من النباتات غير المزهرة والمزهرة، التكاثر الخضري. وهي تشير إلى إنتاج نسائل للنبات من أجزاء من النبات الأم، بما في ذلك الأوراق والسيقان وتراكيب تخزين الطعام تحت الأرض مثل الدرنات والبصيلات. تشتهر النباتات العصارية، مثل الصبار، بقدرتها على إنتاج النسل من خلال التكاثر الخضري. يمكن أن ينتج صبار التين الشوكي نسلًا من الفاكهة أو أجزاء من الساق تسمى الساق الورقية، والتي تسقط على الأرض. ستنبت الثمار والسيقان الورقية جذورها الخاصة، وتنمو في النهاية على شكل نسائل بجوار نباتها الأم.

إذا تكررت هذه العملية عددًا كافيًا من المرات، فإنها تؤدي إلى مستعمرات كبيرة من نسائل التين الشوكي، والتي يمكن أن تكون مشكلة كبيرة للمزارعين أو مربي الماشية. هذا هو بالضبط ما حدث في أستراليا، حيث تم إدخال نبات التين الشوكي، وهو نبات غير محلي، في نهاية القرن التاسع عشر. وبحلول عشرينيات القرن العشرين، استحوذ التين الشوكي على أكثر من 240 ألف كيلومتر مربع، وهو ما يعادل تقريبًا نفس مساحة المملكة المتحدة بأكملها! جربت الحكومة الأسترالية العديد من الأساليب للتخلص من التين الشوكي، وكان أنجحها إطلاق يرقات تتغذى على الصبار تسمى كاكتوبلاستس. استطاعت يرقات كاكتوبلاستس أن تلتهم 80 في المائة من التين الشوكي في غضون سبع سنوات فقط. لقد كانت تلك اليرقات جائعة حقًّا!

الطريقة الأخيرة للتكاثر اللاجنسي التي سنغطيها في هذا الفيديو تسمى التجدد، وهي القدرة على إعادة إنماء أجزاء الجسم التالفة أو المفقودة. غالبًا ما يستخدم التجدد بطرق غير تكاثرية. على سبيل المثال، إذا فقد نجم البحر أحد أطرافه بسبب الافتراس، فيمكنه إنماء طرف جديد مكانه. في هذا النوع من التجدد، لا ينتج نسل جديد، وهو ليس شكلًا من أشكال التكاثر.

هناك أيضًا حالات ينمو فيها جزآن أو أكثر أو قطع من كائن حي لتصبح فردًا جديدًا. ومن أجل تمييز هذه العملية عن التجدد غير التكاثري، غالبًا ما يشار إليها باسم التجزئة. والأفراد الناتجون عن طريق التجزئة سيكونون مستنسخين وراثيًّا. وتستخدم التجزئة من جانب الفطريات، ونجم البحر، والإسفنج، والديدان المفلطحة مثل البلاناريا، والديدان الحلقية.

دعونا الآن نراجع ما تعلمناه عن التكاثر اللاجنسي من خلال سؤالين تدريبيين.

أكمل الجملة الآتية. ينتج عن التكاثر اللاجنسي نسل فراغ للآباء؛ ولذلك يقلل فراغ. (أ) غير مماثل، التعبير الوراثي، (ب) مماثل وراثيًّا، التباين الوراثي، (ج) مماثل تقريبًا، الطفرات الوراثية، (د) مماثل جزئيًّا، التشابه الوراثي.

ستستخدم الكلمتان في كل اختيار لملء الفراغين. على سبيل المثال، إذا اخترنا الإجابة «مماثل تقريبًا، الطفرات الوراثية»، فسنقول إن الجملة الصحيحة يجب أن تقرأ «ينتج عن التكاثر اللاجنسي نسل مماثل تقريبًا للآباء، ولذلك يقلل الطفرات الوراثية». لملء الفراغ الأول من الجملة، نحتاج إلى معرفة العلاقة بين النسل الناتج عن التكاثر اللاجنسي وبين الآباء.

لعلك تتذكر أن التكاثر اللاجنسي لا يتطلب سوى أحد الوالدين. لذا دعونا نلق نظرة على بكتيريا واحدة تخضع للشكل الشائع للتكاثر اللاجنسي الذي يسمى الانشطار الثنائي. البكتيريا من بدائيات النوى، لذلك يطفو حمضها النووي بحرية في السيتوبلازم، غالبًا على شكل كروموسوم دائري. وعندما تتضخم البكتيريا استعدادًا للانقسام، فإنها تصنع نسخة من كروموسومها. ثم تنقسم البكتيريا إلى خليتين بكتيريتين بنويتين، تحتوي كل منهما على نسخة من الكروموسوم. نظرًا لعدم وجود والد ثان لمشاركة الجينات معه، فإن الخليتين البكتيريتين البنويتين تكونان متطابقتين وراثيًّا. أو بعبارة أخرى، هما مستنسختان. لذلك قررنا أن المصطلح الصحيح لملء الفراغ الأول هو مماثل وراثيًّا.

على عكس التكاثر اللاجنسي، يتطلب التكاثر الجنسي وجود والدين، حيث يوفر الأب البيولوجي عادة الحيوان المنوي والأم البيولوجية توفر البويضة. بعد أن يتحد الحيوان المنوي والبويضة في عملية تسمى الإخصاب، فإنهما يشكلان تركيبًا يسمى الزيجوت. وستحتوي نواة الزيجوت على مادة وراثية من كلا الوالدين البيولوجيين، ممثلة هنا بخطوط متعرجة خضراء ووردية. سوف ينقسم الزيجوت وينمو، ليصبح في النهاية نسلًا مكتملًا.

نظرًا لكيفية إعادة ترتيب الجينات ووراثتها أثناء التكاثر الجنسي، فإن هذا النسل الجديد سيكون فريدًا وراثيًّا عن أبويه البيولوجيين ومن أي نسل آخر لهذين الوالدين معًا. كل حالة من حالات التكاثر الجنسي تنتج نسلًا فريدًا وراثيًّا. وبمرور الوقت، يؤدي هذا إلى زيادة التباين الوراثي داخل تجمع الكائنات الحية، وهو ما يشير إلى الاختلافات في المادة الوراثية بين الأفراد في نفس التجمع.

في المقابل، إذا نظرنا إلى التكاثر اللاجنسي بمرور الوقت، يمكننا أن نرى أن نفس الكروموسوم ينسخ ويورث إلى كل جيل من النسل، مما يؤدي إلى تجمع من الكائنات المستنسخة ذات التباين الوراثي المنخفض. يوضح هذا المثال أن المصطلح الصحيح لملء الفراغ الثاني هو التباين الوراثي. لذا فإن الجملة الكاملة الصحيحة هي «ينتج عن التكاثر اللاجنسي نسل مماثل وراثيًّا للآباء، ولذلك يقلل التباين الوراثي».

يوضح الجدول الآتي بعض طرق التكاثر اللاجنسي والكائنات الحية التي تستخدمها. ما الذي يجب أن يحل محل الرمز (أ)؟

لتحديد ما يجب أن يحل محل الرمز (أ) في الجدول، دعونا أولًا نلق نظرة على المعلومات الموجودة بالفعل. يعطينا العمود الأول الكائن الحي، والثاني طريقة التكاثر اللاجنسي، ويقدم العمود الثالث وصفًا موجزًا لهذه الطريقة. في الصف الأول يمكننا أن نرى أن بكتيريا السالمونيلا تستخدم طريقة الانشطار الثنائي. في هذه الطريقة، تنسخ الخلية الأبوية أو تضاعف مادتها الوراثية قبل الانقسام إلى خليتين بنويتين منفصلتين. في الصف الثاني، يمكننا أن نرى أن الخميرة تستخدم التبرعم للتكاثر اللاجنسي. في هذه الطريقة، تشكل الخلية الأبوية نتوءًا، أو برعمًا، يتطور إلى فرد صغير وينفصل في النهاية.

في الصف الثالث، قيل لنا إن الديدان المفلطحة تتكاثر لا جنسيًّا عندما ينقسم الكائن الأبوي إلى جزأين وينمو كل جزء منهما إلى كائن حي جديد. يطلب منا السؤال الاستعاضة عن الرمز (أ) بالمصطلح الصحيح لطريقة التكاثر اللاجنسي هذه. وصف الطريقة (أ) مشابه لوصف الانشطار الثنائي، وكلاهما ينطوي على انقسام الكائن الأصلي إلى جزأين. ومع ذلك، في الانشطار الثنائي، يصبح هذان الجزآن خليتين منفصلتين، بينما في الطريقة (أ)، يصبح كل جزء من الأجزاء الجديدة كائنات جديدة متعددة الخلايا. هذا تمييز مهم لأن الانشطار الثنائي يستخدم فقط من جانب الكائنات الوحيدة الخلية، ولكن الديدان المفلطحة متعددة الخلايا.

يستخدم العديد من الكائنات المتعددة الخلايا، بما في ذلك الديدان المفلطحة، طريقة للتكاثر اللاجنسي تسمى التجدد. دعونا نلق نظرة على عملية التجدد في نوع من الديدان المفلطحة تسمى البلاناريا. إذا انقسمت دودة البلاناريا إلى جزأين أو أجزاء، فإن كل جزء سيعاود إنماء أو تجديد أجزاء الجسم المفقودة، كما هو موضح في المناطق الوردية المظللة من الرسم التخطيطي. والنتيجة النهائية هي نسلان مكتملان تمامًا. تتطابق عملية التجدد مع وصف الطريقة (أ) الواردة في الجدول. لذا يمكننا القول إن المصطلح الصحيح الذي يحل محل الرمز (أ) في الجدول هو التجدد.

لنستعرض الآن بعض النقاط الرئيسية الواردة في الفيديو. التكاثر عملية مميزة للحياة. والنوعان الرئيسيان للتكاثر هما التكاثر الجنسي واللاجنسي. يتطلب التكاثر اللاجنسي وجود أحد الوالدين فقط، ولا يتضمن الأمشاج أو الخلايا الجنسية. في المقابل، يتطلب التكاثر الجنسي اتحاد اثنين من الأمشاج، عادة من أبوين مختلفين. ينتج التكاثر اللاجنسي نسلًا متطابقًا وراثيًّا، وهو ما يقلل من التباين الوراثي لتجمع الكائنات الحية. من ناحية أخرى، ينتج التكاثر الجنسي نسلًا فريدًا وراثيًّا، وهو ما يؤدي إلى زيادة التباين الوراثي. عادة ما يكون التكاثر اللاجنسي أسرع من التكاثر الجنسي لأنه لا حاجة به إلى وقت للعثور على شريك أو للإخصاب أو الحمل.

هناك العديد من طرق التكاثر اللاجنسي، من بينها الانشطار الثنائي، الذي تستخدمه الكائنات الوحيدة الخلية؛ والتبرعم، الذي يمكن رؤيته في الكائنات المتعددة الخلايا أو الوحيدة الخلية؛ والتكاثر الخضري، الذي تستخدمه النباتات؛ وإنتاج الجراثيم، الذي يستخدم في الفطريات والطحالب والنباتات غير المزهرة؛ والتجدد، الذي يستخدمه نجم البحر، والإسفنج، والديدان المفلطحة، والديدان الحلقية.

انضم إلى نجوى كلاسيز

شارك في الحصص المباشرة على نجوى كلاسيز وحقق التميز الدراسي بإرشاد وتوجيه من معلم خبير!

  • حصص تفاعلية
  • دردشة ورسائل
  • أسئلة امتحانات واقعية

تستخدم «نجوى» ملفات تعريف الارتباط لضمان حصولك على أفضل تجربة على موقعنا. اعرف المزيد عن سياسة الخصوصية