أهداف التعلم

• تتعرف على أهمية التكاثر وتميز بين التكاثر اللاجنسي والجنسي.
• تصف دورة حياة البلازموديوم والفوجير كأمثلة على تعاقب الأجيال.
• تصف تركيب الزهرة وتكوين حبوب اللقاح والبويضات والإخصاب المزدوج وتكوين البذرة والثمرة.
• تصف الجهازين التناسليين في الإنسان وتكوين الأمشاج والدورة الشهرية ونمو الجنين وتعدد المواليد وأطفال الأنابيب.

شرح الدرس

أهمية التكاثر وقدرات التكاثر

وظيفة التكاثر أقل أهمية للفرد من باقي الوظائف الحيوية، لكنها تؤمن استمرار النوع. وتختلف قدرات التكاثر باختلاف البيئة والمخاطر وطول العمر: فالأحياء المائية تنتج نسلًا أكثر من اليابسة، والطفيلية أكثر من الحرة تعويضًا للفاقد، والبدائية أو قصيرة العمر أكثر من المتقدمة طويلة العمر التي تلقى رعاية من الآباء.

التكاثر اللاجنسي

انفصال جزء من الجسم (خلية أو مجموعة خلايا) لينمو فردًا جديدًا يشبه الأصل تمامًا، ويعتمد على الانقسام الميتوزي فيتساوى عدد الصبغيات في الأبناء والأصل. ومن صوره:

• الانشطار الثنائي: تنقسم النواة ميتوزيًّا ثم تنشطر الخلية إلى خليتين، كالأميبا والبراميسيوم والبكتيريا. وفي الظروف غير الملائمة تفرز الأميبا غلافًا كيتينيًّا تنقسم داخله عدة مرات.
• التبرعم: برعم جانبي كما في الخميرة (تهاجر نواة إلى البرعم) وفي الإسفنج والهيدرا (ينمو من انقسام الخلايا البينية).
• التجدد: تعويض الأجزاء المفقودة كما في الهيدرا والبلاناريا ونجم البحر، وتقل القدرة عليه بارتقاء الحيوان.
• التكاثر بالجراثيم: خلايا وحيدة ذات جدار سميك تنمو فردًا كاملًا كما في عفن الخبز وعيش الغراب والسراخس، ويمتاز بسرعة الإنتاج وتحمل الظروف القاسية.
• التوالد البكري: نمو البويضة دون إخصاب، كما في نحل العسل (تنتج الملكة بيضًا غير مخصب يكون ذكورًا أحادية المجموعة الصبغية n، وبيضًا مخصبًا يكون الملكة والشغالات 2n).
• زراعة الأنسجة: إنماء أجزاء أو خلايا نباتية في وسط غذائي به هرمونات نباتية (كلبن جوز الهند) حتى نبات كامل، مما يثبت أن الخلية النباتية تحمل المعلومات الوراثية كاملة، ويستخدم لإكثار نباتات نادرة أو ممتازة.

التكاثر الجنسي

يتطلب غالبًا فردين، ويعتمد على الانقسام الميوزي لتكوين الأمشاج (n) التي تندمج عند الإخصاب في لاقحة (2n) تنمو جنينًا. يرث الابن مادة وراثية من الأبوين فيجمع صفاتهما، وهو أكثر تكلفة في الوقت والطاقة، لكنه يوفر تنوعًا وراثيًّا يعين الأجيال على مواجهة التغيرات البيئية. وصوره:

• الاقتران: كطحلب الاسبيروجيرا (سلمي بين خيطين وجانبي بين خليتين متجاورتين). تتكون لاقحة جرثومية سميكة الجدار (2n) تنقسم ميوزيًّا إلى 4 أنوية تتحلل ثلاثة منها وتنقسم الرابعة لتكوين خيط جديد.
• الأمشاج: المشيج الذكري صغير متحرك بذيل ويُنتج بأعداد كبيرة، والأنثوي ساكن مستدير غني بالغذاء قليل العدد. والإخصاب خارجي (الأسماك العظمية والضفادع) أو داخلي (الأسماك الغضروفية والزواحف والطيور والثدييات).

تعاقب الأجيال

• بلازموديوم الملاريا: تلدغ أنثى بعوضة الأنوفيليس الإنسان فتصب الأسبوروزيتات التي تتجه إلى الكبد وتتكاثر لاجنسيًّا بالتقطع فتنتج الميروزيتات التي تصيب كريات الدم الحمراء وتكرر دورات لاجنسية، وتتحرر كل يومين مع مواد سامة فتظهر أعراض الملاريا (حرارة ورعشة وعرق غزير). وتتحول بعض الميروزيتات إلى أطوار مشيجية تنتقل إلى البعوضة حيث تتحد الأمشاج وتتكون لاقحة تصير كيس بيض ينتج أسبوروزيتات تذهب للغدد اللعابية. فيتعاقب جيل جنسي (في البعوضة) وأجيال لاجنسية.
• الفوجير (السراخس): يبدأ بالنبات الجرثومي (2n) الذي تنتج حوافظه جراثيم (n) بالانقسام الميوزي، تنبت في تربة رطبة طورًا مشيجيًّا قلبيًّا (n) يحمل الأنثريديا (مناسل مذكرة) والأرشيجونيا (مؤنثة). تسبح الأمشاج الذكرية المهدبة إلى البويضة فتتكون اللاقحة (2n) ثم نبات جرثومي جديد. فيتعاقب طور جرثومي لاجنسي وطور مشيجي جنسي.

التكاثر في النباتات الزهرية

الزهرة الكاملة أربعة محيطات: الكأس (سبلات خضراء تحمي)، التويج (بتلات تحمي وتجذب الحشرات)، الطلع (أسدية: خيط ومتك فيه أربعة أكياس لقاح)، المتاع (كربلة أو أكثر: مبيض فيه بويضات وقلم وميسم).

• حبوب اللقاح: خلايا جرثومية أمية (2n) في أكياس اللقاح تنقسم ميوزيًّا إلى 4 جراثيم صغيرة (n)، تتحول كل منها إلى حبة لقاح بنواتين: أنبوبية ومولدة.
• البويضة: داخلها خلية جرثومية أم (2n) تنقسم ميوزيًّا إلى 4 خلايا (n) تتحلل 3 وتنمو واحدة هي الكيس الجنيني. تنقسم نواته ميتوزيًّا ثلاث مرات إلى 8 أنوية: نواتان قطبيتان في الوسط، وفي جهة النقير بويضة (خلية البيضة) وخليتان مساعدتان، وفي الطرف الآخر ثلاث خلايا سمتية.
• التلقيح: نقل اللقاح من المتك إلى الميسم: ذاتي أو خلطي (بالهواء أو الحشرات أو الماء أو الإنسان).
• الإخصاب المزدوج: تنبت حبة اللقاح بأنبوبة تخترق الميسم والقلم حتى النقير، وتنقسم المولدة إلى نواتين ذكريتين: واحدة تندمج مع البيضة فتتكون الزيجوت (2n) ثم الجنين، والثانية تندمج مع النواتين القطبيتين فتتكون نواة الإندوسبرم (3n) (الاندماج الثلاثي).
• البذرة والثمرة: بعد الإخصاب تذبل أجزاء الزهرة ويتحول المبيض إلى ثمرة وأغلفة البويضة إلى القصرة. البذور إندوسبرمية (كالقمح والذرة والخروع) أو تخزن الغذاء في الفلقتين (كالفول والبسلة). الثمرة الكاذبة يتشحم فيها جزء غير المبيض كالتخت في التفاح. والأثمار العذري تكوين ثمرة بلا بذور دون إخصاب كالموز والأناناس، ويمكن صناعيًّا بمنشطات كإندول حمض الخليك.

الجهاز التناسلي الذكري

خصيتان في كيس الصفن (حرارتهما أقل من الجسم تناسب تكوين الحيوانات المنوية) تتكونان من أنيبيبات منوية بينها خلايا بينية تفرز التستوستيرون، وخلايا سرتولي لتغذية الحيوانات المنوية. ثم البربخ (تخزين) والوعاء الناقل والحوصلتان المنويتان (فركتوز) والبروستاتا وغدتا كوبر (سائل قلوي) والقضيب.

تكوين الحيوان المنوي: أربع مراحل: التضاعف (ميتوزي للخلايا الجرثومية 2n فتعطي أمهات المني)، والنمو (خلايا منوية أولية 2n)، والنضج (انقسام ميوزي أول فخلايا منوية ثانوية n ثم ثانٍ فأربع طلائع n)، والتشكل النهائي. وتركيب الحيوان المنوي: رأس بها نواة وجسم قمي يفرز الهيالويورنيز، عنق فيه سنتريولان، قطعة وسطى فيها ميتوكوندريا، ذيل.

الجهاز التناسلي الأنثوي

مبيضان (آلاف البويضات في مراحل نمو، ينضج منها بعد البلوغ عدد قليل بمعدل بويضة شهريًّا بالتبادل بين المبيضين)، وقناتا فالوب (قمع وأهداب توجه البويضة نحو الرحم)، والرحم (كيس عضلي مبطن بغشاء غدي يتكون فيه الجنين)، والمهبل. وتشمل مراحل تكوين البويضة: التضاعف في الجنين، والنمو، والنضج (انقسام ميوزي أول يعطي خلية بيضية ثانوية وجسمًا قطبيًّا، وينتهي الثاني لحظة دخول الحيوان المنوي).

الدورة الشهرية (28 يومًا تقريبًا)

1. نضج البويضة: يفرز الفص الأمامي للنخامية FSH فتنضج حويصلة جراف (نحو 10 أيام) وتفرز الإستروجين الذي ينمّي بطانة الرحم.
2. التبويض (اليوم 14): يفرز LH فتنفجر حويصلة جراف وتتحرر البويضة، ويتكون الجسم الأصفر الذي يفرز البروجسترون والإستروجين فتزداد سماكة بطانة الرحم وإمدادها الدموي (نحو 14 يومًا).
3. الطمث: إذا لم تخصب البويضة يضمر الجسم الأصفر فينخفض الهرمونان وتتهدم البطانة ويخرج الدم عدة أيام. وإذا حدث إخصاب بقي الجسم الأصفر فتتوقف الدورة، ثم تحل المشيمة محله في إفراز البروجسترون بعد الشهر الرابع، وتحلل الجسم الأصفر قبل ذلك يسبب الإجهاض.

الإخصاب والحمل ونمو الجنين

تُخصب البويضة (جاهزة نحو يومين بعد التبويض) في الثلث الأول من قناة فالوب بحيوان منوي واحد تفتح إنزيمات الجسم القمي لعدد من الحيوانات المنوية غلافها، ثم يحيط بها غلاف يمنع دخول آخر. تنقسم اللاقحة بعد يوم إلى خليتين ثم أربع وتصير توتية ثم بلاستوسيست يغرس في بطانة الرحم نهاية الأسبوع الأول. وينشأ حول الجنين غشاء الرهل (الأمنيون) بسائله الذي يحميه من الجفاف والصدمات، وغشاء السلى (الكوريون) الذي تخرج منه خملات تكون المشيمة حيث يتلامس دم الأم والجنين دون اختلاط، فتنتقل الغذاء والأكسجين والماء بالانتشار ويتخلص الجنين من الإخراج، ويصله بها الحبل السري. وتنقل المشيمة أيضًا الكحول والنيكوتين والفيروسات فتضر الجنين.

مراحل النمو ثلاث: الثلث الأول (بدء الجهاز العصبي والقلب وتميز العينين واليدين والجنس)، الأوسط (يكتمل القلب ويتكون الهيكل العظمي وتكتمل أعضاء الحس)، الأخير (يكتمل المخ ويبطؤ النمو). وفي الولادة تنقبض عضلات الرحم ويخرج الجنين ثم تنفصل المشيمة، ويغذى بلبن الأم بتنبيه هرموني من النخامية.

وسائل منع الحمل وتعدد المواليد وأطفال الأنابيب

• منع الحمل: الأقراص الهرمونية (تمنع التبويض)، واللولب (يمنع استقرار البويضة المخصبة)، والواقي الذكري، والتعقيم الجراحي (ربط قناتي فالوب أو الوعاءين الناقلين).
• التوائم المتآخية: من بويضتين مخصبتين بحيوانين منويين، جنينان مختلفان وراثيًّا بمشيمتين. التوائم المتماثلة: من بويضة مخصبة واحدة تنقسم مبكرًا، متطابقة وراثيًّا بمشيمة واحدة، وقد يولدان ملتصقين (توأم سيامي).
• أطفال الأنابيب: تؤخذ بويضة وتخصب خارج الجسم بحيوان منوي من الزوج وتربى حتى البلاستوسيست ثم تعاد إلى رحم الزوجة.
• الاستنساخ: زرع نواة خلية جسدية في بويضة منزوعة النواة كما في النعجة دوللي.

أسئلة للتدريب

1. قارن بين التكاثر اللاجنسي والتكاثر الجنسي.
2. اشرح دورة حياة بلازموديوم الملاريا.
3. اشرح كيف تتكون نواة الإندوسبرم ونواة الزيجوت.
4. وضح دور الهرمونات في الدورة الشهرية.
5. قارن بين التوائم المتآخية والتوائم المتماثلة.