تم إلغاء تنشيط البوابة. يُرجَى الاتصال بمسؤول البوابة لديك.

فيديو الدرس: طرق التكاثر اللاجنسي الأحياء

في هذا الفيديو، سوف نتعلم كيف نفرق بين التكاثر الجنسي واللاجنسي، ونصف الطرق المختلفة التي تتكاثر بها الكائنات الحية لا جنسيًّا.

٢٠:٣٣

‏نسخة الفيديو النصية

في هذا الفيديو، سوف نتعلم كيف نفرق بين التكاثر الجنسي واللاجنسي. وسنتحدث عن بعض مزايا وعيوب كلا النوعين. وبعد ذلك، سنلقي نظرة على بعض الطرق المختلفة التي تتكاثر بها الكائنات الحية لا جنسيًّا.

التكاثر عملية حيوية ينتج بها النسل عن طريق الأبوين. القدرة على تمرير المعلومات الوراثية من خلال التكاثر هي إحدى الصفات الأساسية التي تميز الكائنات الحية، مثل هذه البقرة، عن الكيانات الحيوية غير الحية، مثل البريونات، وهي بروتينات معدية تسبب أمراض المخ والجهاز العصبي المركزي. تتسبب البريونات في أن تصبح البروتينات الطبيعية الأخرى معدية أيضًا، ما يؤدي إلى ظهور حالات مثل مرض جنون البقر. ومع ذلك، فهي لا تمرر المعلومات الوراثية من خلال التكاثر، ولهذا فهي لا تعتبر كائنات حية.

النوعان الرئيسيان للتكاثر هما التكاثر الجنسي واللاجنسي. يمكن للعديد من الكائنات الحية، بما في ذلك أبسط الحيوانات والمعروفة باسم الإسفنجيات البحرية، أن تقوم بكلا النوعين من التكاثر. يقوم التكاثر الجنسي على اتحاد الجاميتات أو الخلايا الجنسية. يندمج الجاميت الذكري، الذي يسمى الحيوان المنوي، مع الجاميت الأنثوي، الذي يسمى البويضة، في عملية تسمى الإخصاب. ينتج عن الإخصاب تكون الزيجوت، الذي يحمل المادة الوراثية من الجاميتين الذكري والأنثوي الممثلين هنا بالخطين المتعرجين باللون الأزرق والوردي في النواة. ينمو الزيجوت إلى كائن جديد، وهو النسل. بالنسبة إلى الإسفنجيات البحرية، يبدأ هذا النسل الجديد حياته في صورة يرقة تسبح بحرية، ثم تستقر في النهاية وتنمو إلى إسفنج بالغ. أما بالنسبة إلى البشر، ينمو الزيجوت الناتج عن الإخصاب إلى جنين بشري، مثل الموضح هنا.

وبسبب الطريقة التي يعاد بها ترتيب الجينات ووراثتها، يكون النسل الناتج عن التكاثر الجنسي فريدًا من نوعه من الناحية الجينية، وهو ما يعني أن تركيبه الجيني سيكون مختلفًا عن التركيب الجيني للأبوين والنسل الآخر الناتج عن نفس الأبوين. في التكاثر اللاجنسي، ينتج النسل من أحد الأبوين فقط دون اتحاد الجاميتات، وهو ما يؤدي إلى أن يكون النسل مطابقًا وراثيًّا للفرد الأبوي وكذلك لأي نسل آخر ناتج عن نفس الفرد الأبوي. وغالبًا ما نشير إلى هذه الكائنات المتطابقة وراثيًّا باسم المستنسخات.

عادة ما يكون التكاثر الجنسي أبطأ من التكاثر اللاجنسي؛ فقد يستغرق وقتًا طويلًا لإيجاد شريك، ثم حدوث الإخصاب، ونمو الزيجوت إلى نسل. ومع ذلك، يتميز التكاثر الجنسي بزيادة التباين الوراثي، وهو ما يعني اختلاف التركيب الجيني للأفراد في تجمعات الكائنات الحية نفسها. وارتفاع مستوى التباين الوراثي يجعل تجمعات الكائنات الحية أكثر قدرة على التكيف مع التغيرات البيئية، مثل التغيرات المناخية قصيرة المدى أو طويلة المدى، وكذلك التكيف مع مسببات الأمراض الجديدة. وتأتي القدرة المتزايدة على التكيف من حقيقة أنه مع ارتفاع مستوى التباين الوراثي، من المرجح أن يكون لدى بعض الأفراد، على الأقل، أوجه تكيف تساعدهم على التأقلم مع التغيرات. على سبيل المثال، عند مواجهة الجفاف، من المرجح أن تحتوي التجمعات النباتية الافتراضية ذات التباين الوراثي العالي على أفراد لديهم أوجه تكيف تمكنهم من البقاء على قيد الحياة.

يمكننا هنا ملاحظة أن بعض النباتات في التجمعات الافتراضية لها جذور أعمق، وهذا أحد أوجه التكيف التي تمكن النباتات من الوصول إلى الماء، وقد لا يتوفر ذلك للنباتات ذات الجذور الضحلة. كما أن بعض النباتات الأخرى أوراقها أصغر، وهذا أحد أوجه التكيف التي تقلل من فقدان الماء أثناء النتح. ولذلك، فإن الأفراد الذين يتمتعون بأوجه التكيف هذه من المحتمل أن يكونوا أكثر قدرة على البقاء على قيد الحياة خلال الجفاف. وبقاء هذه الأفراد واستمرار تكاثرها يضمن بقاء النوع عند تحسن الظروف البيئية.

عادة ما يحدث التكاثر اللاجنسي بشكل أسرع من التكاثر الجنسي؛ لأنه لا يتطلب وقتًا لإيجاد شريك، أو للإخصاب، أو لنمو الزيجوت. على سبيل المثال، بعض أنواع البكتيريا يمكن أن تتكاثر لا جنسيًّا في 20 دقيقة فقط، وهو ما يعني أنه خلال 12 ساعة فقط يمكن للخلية البكتيرية الواحدة أن تنتج 68 مليار نسل. وهذا معدل تكاثر سريع بالطبع. ولكن من أحد عيوب التكاثر اللاجنسي أنه لا يزيد من التباين الوراثي. ولذلك، إذا حدثت التغيرات البيئية بسرعة، فقد لا يوجد أفراد لديهم أوجه تكيف تساعدهم على التأقلم مع هذا التغير. وهذا يجعل تجمعات الكائنات الحية عرضة لانخفاض عددها أو حتى انقراضها.

ثمة العديد من طرق التكاثر اللاجنسي. الانشطار الثنائي، أو بالإنجليزية «‪binary fission‬‏»، هو الطريقة الأكثر استخدامًا لدى الكائنات الحية الوحيدة الخلية. لعلنا نتذكر أن البادئة ‪bi‬‏ تعني ثنائي وكلمة ‪fission‬‏ تعني الانشطار أو الانقسام، وهو ما يشير إلى أن الانشطار الثنائي يعني انقسام الخلية الأبوية إلى خليتين بنويتين. في بدائيات النوى مثل البكتيريا، تصنع الخلية الأبوية أولًا نسخة من الحمض النووي ‪(DNA)‬‏، الذي يوجد عادة على صورة كروموسوم دائري يطفو بحرية في السيتوبلازم. بعد ذلك تخضع الخلية الأبوية لانقسام السيتوبلازم؛ لتنتج خليتين متطابقتين وراثيًّا نسميهما الخليتين البنويتين.

في حقيقيات النوى مثل الأميبا، يوجد ‪DNA‬‏ داخل نواة محاطة بغشاء. إذن، الخطوة الأولى في الانشطار الثنائي هي الانقسام الميتوزي، وفيه تنقسم الكروموسومات المتضاعفة بين نواتين جديدتين. وكما هو الحال بالنسبة إلى الانشطار الثنائي في بدائيات النوى، فإن الخطوة الأخيرة في تكاثر حقيقيات النوى أحادية الخلية هي انقسام السيتوبلازم، وهو ما يؤدي في النهاية إلى إنتاج خليتين بنويتين متطابقتين وراثيًّا.

من الطرق الأخرى الشائعة للتكاثر اللاجنسي التبرعم، وفيه ينشأ نسل جديد من بروزات في الخلية الأبوية أو الكائن الحي. يستخدم التبرعم في الكائنات الحية وحيدة الخلية، مثل الفطريات وحيدة الخلية المعروفة بالخميرة، وكذلك في الكائنات الحية البسيطة متعددة الخلايا مثل الإسفنجيات البحرية. تبدأ عملية التبرعم بنمو نتوء صغير إلى الخارج من الكائن الأم. وهذا هو البرعم. في خلايا الخميرة، تنقسم الخلية الأم ميتوزيًا لتكوين نسخة من نواتها. وتنتقل إحدى النسختين إلى البرعم، الذي ينمو إلى مرحلة النضوج في حين يظل ملتصقًا بالخلية الأم. وعندما يصل البرعم إلى مرحلة النضوج، قد تنفصل خلية الخميرة الجديدة عن الخلية الأم لتواصل حياتها بشكل مستقل. أو قد تظل ملتصقة بالخلية الأم بعد إتمام انقسام السيتوبلازم، مكونة سلاسل متفرعة من خلايا ملتصقة بشكل غير محكم لتكوين مستعمرة.

يبدو التبرعم في الكائنات الحية وحيدة الخلية متشابهًا مع الانشطار الثنائي، لكن هناك فرقًا رئيسيًّا. في الانشطار الثنائي، تنقسم خلية أبوية واحدة إلى خليتين بنويتين غير مكتملتي النضوج، وتنمو كل منهما حتى تصلان إلى مرحلة النضوج باعتبارهما كائنين منفصلين. وفي المقابل، أثناء التبرعم، تنبت خلية بنوية غير مكتملة النضوج من الخلية الأم وتصل إلى مرحلة النضوج في حين لا تزال ملتصقة بالخلية الأم، وهو ما يؤدي في النهاية إلى تكون خليتين ناضجتين تمامًا بعد الانفصال. وتستمر الخلية البنوية في النمو إما بشكل مستقل أو جزءًا من مستعمرة.

التجدد هو عملية إعادة إنماء الأجزاء التالفة أو المفقودة من الجسم. يمكن أن تخضع جميع الكائنات الحية تقريبًا لأحد أشكال التجدد، ولكن تقل القدرة على التجدد كلما أصبحت الكائنات الحية أكثر تطورًا. على سبيل المثال، يمكن للكائنات الحية البسيطة، مثل السحالي، تجديد ذيولها أو حتى سيقانها، في حين أن الكائنات الحية الأكثر تعقيدًا، مثل البشر، يمكنها أن تصلح خلايا العضلات والجلد التالف، بل يمكنها أيضًا تجديد الكبد، ولكنها لا تستطيع إعادة إنماء الأطراف بالكامل. في هذه الأمثلة وفي معظم حالات التجدد، لا ينتج نسل جديد، ومن ثم فالتجدد ليس شكلًا من أشكال التكاثر.

ومع ذلك، توجد حالات ينمو فيها جزآن أو أكثر من الكائن الحي ليصبح كل منهما فردًا جديدًا. يوضح الشكل مثالًا على هذه العملية في نوع من الديدان المفلطحة يسمى «البلاناريا». إذا قسمت البلاناريا إلى جزأين، فإن كلًّا منهما سيجدد الجزء المفقود من جسمه، والمظلل باللون الوردي. وفي النهاية ينتج نسلين متطابقين وراثيًّا. هذه الصورة من صور التكاثر بالتجدد عادة ما تسمى «التجزؤ»، ويمكن أن تحدث أيضًا في الفطريات ونجوم البحر والإسفنجيات والديدان المقسمة.

إحدى طرق التكاثر اللاجنسي الأخرى التي تشبه التجدد تعرف باسم «التكاثر الخضري». وهو يشير إلى إنتاج نسائل نباتية من أجزاء من النبات الأبوي. يمكن أن تنمو هذه النسائل من الأجزاء المقطوعة من النبات الأبوي، كما يظهر هنا في صبار الكمثرى الشائك. تسقط الثمار وأجزاء خاصة تسمى السيقان الورقية وحيدة السلامية على الأرض وتبدأ في إنماء جذورها، حتى تتطور في النهاية إلى نسل جديد بجوار النبات الأبوي. إذا تكررت هذه العملية عدة مرات، فستؤدي إلى ظهور مستعمرات كبيرة من نسائل صبار الكمثرى الشائك، وهو ما قد يمثل مشكلة كبيرة للمزارعين ومربي الماشية.

من الطرق الشيقة الأخرى للتكاثر اللاجنسي «التوالد البكري». ويشير إلى إنتاج جنين من بويضة لم يخصبها جاميت ذكري. يحدث التوالد البكري في النباتات، واللافقاريات مثل الديدان الأسطوانية والحشرات والقشريات، وفي عدد كبير من أصناف الفقاريات بما فيها الزواحف والبرمائيات والأسماك، ولكن لم يثبت بعد حدوثه في الثدييات. آليات التوالد البكري معقدة وتختلف اختلافًا كبيرًا بين الأنواع. دعونا نلق نظرة على أحد أمثلة الحشرات التي تسمى حشرات المن.

يمثل هذا النوع الشائع من آفات الحدائق التوالد البكري الدوري، وهو ما يعني أنه ينتقل عبر جيل يتكاثر جنسيًّا ينتج عادة في فصل الخريف، وأيضًا عبر أجيال متعددة تتكاثر لا جنسيًّا تنتج في فصلي الربيع والصيف. تبدأ العملية ببويضة غير مخصبة ثنائية الصيغة الصبغية موجودة داخل أنثى المن الناضجة. ثم تنمو البويضة غير المخصبة إلى جنين وتفقس في النهاية في صورة غير مكتملة النضوج تسمى الحورية في حين لا تزال داخل الأم. تحتوي الحورية على جنينها النامي، وهو ما يعني أنه عندما تلد الأم بعد بضعة أيام، تكون الحورية حاملًا بالفعل. في التوالد البكري، يمكن أن تنتج الأنثى ما يصل إلى 12 حورية في اليوم، وتمثل هذه مستنسخات وراثية عادة ما تكون جميعها إناثًا.

تستمر دورة التوالد البكري طوال فصلي الربيع والصيف، حيث تنمو الحوريات إلى إناث ناضجة تلد المزيد من الحوريات، وهو ما ينتج عنه ما لا يقل عن 10 إلى 40 جيلًا يتكاثر لا جنسيًّا كل سنة. في فصل الخريف، تنتج ذكور وإناث الحوريات. وبمجرد أن تنضج، يحدث التزاوج فيما بينها لتبدأ مرحلة التكاثر الجنسي من دورة الحياة هذه. إن التعاقب بين مرحلتي التكاثر الجنسي واللاجنسي إستراتيجية مفيدة لحشرات المن والعديد من الكائنات الحية الأخرى. إذ يمكنها زيادة تجمعاتها سريعًا خلال مرحلة التكاثر اللاجنسي، وإحداث تباين وراثي خلال مرحلة التكاثر الجنسي، وهو ما يسمح لها بالاستفادة من كلا نوعي التكاثر.

لعلنا نتذكر أن الجراثيم هي خلايا تناسلية خاصة يمكنها أن تنتج نسلًا في ظل ظروف بيئية معينة. عادة ما تكون الجراثيم أحادية الصيغة الصبغية، وهو ما يعني أنها تحتوي على مجموعة واحدة من الكروموسومات، وتنتج من خلال عملية تكوين الجراثيم. يمكن استخدام الجراثيم في التكاثر الجنسي أو اللاجنسي في الكائنات الحية مثل الحزازيات والسراخس، والفطريات، ومجموعات معينة من الطلائعيات مثل الطحالب.

ربما تكون قد لاحظت وجود الزغب الأبيض أو الرمادي أو الأسود على قطعة خبز أو فاكهة أثناء إعدادك للطعام. هذا الزغب هو في الواقع أحد أنواع الفطريات المسماة «فطر عفن الخبز» وينتمي إلى الجنس ‪Rhizopus‬‏. مثل العديد من الفطريات، يتكون الجسم الرئيسي لفطر عفن الخبز من خيوط فطرية متفرعة، أي خيوط تنمو داخل الركيزة وخلالها، والركيزة في هذه الحالة هي قطعة الخبز. تشكل الخيوط الفطرية شبكة تسمى الغزل الفطري، وهي تدعم الفطر وتسمح له بامتصاص السكر والنشا الذي يحتاج إليه للبقاء على قيد الحياة.

في التكاثر اللاجنسي، تتكون تراكيب سوداء بصلية الشكل، تسمى الحوافظ الجرثومية، عند أطراف بعض الخيوط الفطرية الخاصة التي تسمى حاملات الحوافظ الجرثومية. وبداخل كل حافظة جرثومية، نراها هنا مكبرة، تنتج الجراثيم عن طريق الانقسام الميتوزي. معظم الأنواع تنتج الجراثيم بأعداد كبيرة، ولا يستثنى من ذلك فطر عفن الخبز. يمكن أن تحتوي كل حافظة جرثومية على 50000 جرثومة، وبذلك فإن قطعة خبز عفنة واحدة ستحتوي على مليارات أو حتى تريليونات من الجراثيم. عندما تنفتح الحوافظ الجرثومية، تتحرر الجراثيم وتنتشر في الهواء. وتعتمد الكائنات الحية الأخرى المنتجة للجراثيم على الحيوانات أو الماء لنشر جراثيمها. بل إنه يوجد أنواع معينة من الطحالب والبكتيريا لها جراثيم تتحرك بأسواط يمكنها السباحة بنشاط إلى مناطق جديدة. عند هبوط الجراثيم في بيئة ملائمة، فإنها تنبت منتجة خيوطًا فطرية جديدة مطابقة وراثيًّا للفطريات الأم.

ثمة طريقة اصطناعية للتكاثر اللاجنسي تعرف باسم زراعة الأنسجة، وتقوم على أخذ عينة من خلايا الأنسجة الحية مثل أوراق النبات. وتوضع هذه الخلايا في بيئة معملية خاضعة للتحكم، وعادة ما تكون في وسط مناسب للنمو يحتوي على المغذيات الأساسية للبقاء والنمو. كما يمكن إضافة هرمونات إلى وسط النمو لتحفيز نمو الخلايا. في بعض الحالات، يمكن أن ينتج عن زراعة الأنسجة أفراد جدد مطابقون وراثيًّا لخلايا العينة، مثل هذه النبتات، التي يمكن زراعتها واستخدامها في الأبحاث، ومن ثم التحكم في الاختلافات الجينية.

في مثل هذه الحالات، تعتبر زراعة الأنسجة صورة من صور التكاثر اللاجنسي. ولأن زراعة الأنسجة تعتمد على بعض المسارات الحيوية مثل تلك التي يعتمد عليها التكاثر الخضري والتجدد، فإن إنتاج أفراد جدد بالكامل يتم عادة باستخدام عينات من النباتات، ومع ذلك توجد أمثلة على كائنات حية دقيقة وحيوانات بسيطة نمت من عينات من الخلايا.

والآن، دعونا نراجع بعض النقاط الأساسية التي تناولناها في هذا الفيديو. تخضع جميع الكائنات الحية للتكاثر، الذي يمكن أن يكون جنسيًّا أو لا جنسيًّا. يقوم التكاثر الجنسي على اتحاد جاميتات ذكرية وأنثوية، عادة ما تأتي من أبوين. ويميل التكاثر الجنسي أن يكون أبطأ من التكاثر اللاجنسي، لكنه يتميز بزيادة التباين الوراثي داخل تجمعات الكائنات الحية؛ لأن النسل الناتج عن طريق التكاثر الجنسي يكون فريدًا وراثيًّا. يقوم التكاثر اللاجنسي على فرد أبوي واحد فقط، ولا يحدث به إخصاب. وعادة ما يكون أسرع من التكاثر الجنسي، لكنه يميل إلى تقليل التباين الوراثي داخل تجمعات الكائنات الحية، وذلك لأنه ينتج نسلًا متطابقًا وراثيًّا. من طرق التكاثر اللاجنسي الانشطار الثنائي، والتبرعم، والتجدد، والتكاثر الخضري، والتوالد البكري، والتكاثر بالجراثيم، وزراعة الأنسجة.

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