Ժամանակակից աշխարհում ընդունված է դարձել այն ամենը, ինչ մեզ շրջապատում է, անվանել տեխնիկական տերմիններով։ Վերարտադրման մեխանիզմը … Այսպես են գիտնականները «մկրտել» նոր կյանքի ծննդյան հրաշքը։
Հրաշք, որի ցանկացած բաղադրիչ այնքան ներդաշնակ է, բազմազան և միևնույն ժամանակ անփոխարինելի, որ երբեմն մնում է միայն զարմանալ։ Հազարամյակներ շարունակ մարդկությունը տարակուսել է ձվի և հավի գերակայության հարցը, և բնությունը վաղուց ունի բոլոր հարցերի պատասխանը: Ռացիոնալիզմը և լուծումների բազմազանությունը առանձին տեսակների կայունությունը պահպանելու և միևնույն ժամանակ վայրի բնության մեջ բազմազան հատկություններ ձեռք բերելու հարցում աննման են:
Կյանքի գենետիկական հիմքը
Այս սարքերից մեկը սերունդների հերթափոխն է։ Կենդանիների և բույսերի տեսակների բազմազանությունը ձեռք է բերվում գենետիկական նյութի տարբեր համակցությունների ստեղծմամբ: Սերունդների փոփոխությունը շրջակա միջավայրի փոփոխվող պայմանների պայմաններում տեսակների պահպանման հատուկ ձև է, որը հիմնականում հանդիպում է շատ բույսերի և ցածր անողնաշարավորների մոտ: Այն ներկայացնում է սեռական և անսեռ վերարտադրության փոփոխությունը։
Ինչո՞վ է պայմանավորված վերարտադրության այս կամ այն մեթոդի գործարկումը և ի՞նչ նպատակներ են դրանք հետապնդում։ Այս հարցին պատասխանելու համար անհրաժեշտ է ավելի խորը հասկանալ, թե ինչ է սեռական և անսեռ վերարտադրությունը և ինչպես են դրանք տարբերվում, ինչ առավելություններ և թերություններ են դրանք բերում կենսաբանական տեսակի համար։
Սեռական վերարտադրություն
Սեռական վերարտադրման գործընթացը ներառում է երկու անհատների նոր կյանքի ստեղծմանը մասնակցություն, որոնք յուրաքանչյուրն ինքնին իրենց քրոմոսոմների առանձին շարքի կրողներն են ԴՆԹ-ի պարուրաձև կրկնակի շղթայում: Գենետիկական նյութի այս եզակի հավաքածուն արտահայտվում է այս անհատի և միայն նրա մեջ որոշակի հատկանիշների առկայությամբ, որոնք նա մասամբ փոխանցում է իր սերունդներին:
Երբ երկու անհատներ մասնակցեն սեռական վերարտադրության գործընթացին, որոնցից յուրաքանչյուրը տեսակի պոտենցիալ ժառանգորդին տալիս է իր քրոմոսոմների կեսը, հաջորդ սերունդը կունենա երկու ծնողական օրգանիզմների բնութագրերը: Այդ իսկ պատճառով սերունդների հերթափոխը նկատվում է ինչպես պարզ, այնպես էլ բարդ կյանքի ձևերում, որոնք բազմանում են սեռական վերարտադրության միջոցով։
Ի՞նչ ներդրում ունի սեռական վերարտադրությունը տեսակների գենոֆոնդում
Նույնիսկ համեմատաբար փոքր պոպուլյացիայի դեպքում գենետիկական նյութի համակցությունների շարքը կարող է անսահման լայն լինել: Բազմացման այս տեսակը վարում է տեսակների պոպուլյացիայի գենետիկական ֆոն բազմազանություն ներմուծելու քաղաքականություն։ Բազմազանությանը կարելի է հասնել նաև որոշակի պոպուլյացիայի շրջանակներում տվյալ տեսակի նոր նմուշների օգտագործման միջոցով, որոնք տարբեր են:ուղիները կարող են թափանցել դրսից: Կամ, ինչպես, օրինակ, բույսերում կամ որոշ կոելենտերատներ, քամու, ջրի կամ միջատների օգտագործմամբ «տան առաքմամբ» սեռական բջիջների հաշվին։
Սեռական վերարտադրման կարևոր կետը դրանում հիմնականում առողջ և ամենաուժեղ անհատների մասնակցության հնարավորության մատնանշումն է: Այսպիսով, վերարտադրության այս տեսակը թույլ է տալիս իրականացնել բնական ընտրություն, ինչը նպաստում է այս տեսակի օգտին աշխատող հատկությունների ամրագրման հնարավորությանը:
Ասեքսուալ վերարտադրությունը որպես անհատների թվի բազմապատկիչ բանաձեւ
Սերունդների փոփոխությունը տեսակի մեծացման և պահպանման համար օգտագործվող համակարգ է, որում կարևոր դեր է խաղում անսեռ բազմացումը։ Դրա առավելություններից կարելի է վստահորեն նշել պոպուլյացիայի քանակն արագորեն մեծացնելու ունակությունը, երբ տեղի են ունենում տվյալ կենսաբանական տեսակի համար բարենպաստ բնապահպանական պայմաններ: Պոպուլյացիայի գենետիկական ֆոնդի պահպանում և ընդլայնում արդեն իսկ գոյություն ունեցող գենային համակցությունների բազմակի կլոնավորման միջոցով, ինչը զգալիորեն մեծացնում է տեսակների հնարավորությունը այս համակցությունների մասնակցության հետագա սեռական վերարտադրության մեջ:
Ֆենոտիպերի փոփոխություն տարբեր թագավորություններում
Ջրիմուռներում սերունդների փոփոխությունը կախված է ջերմաստիճանի ֆոնից, ջրի քիմիական բաղադրությունից (հատկապես դրանում աղի կոնցենտրացիան), ամենօրյա լուսային շրջանի տևողությունից, լուսավորության ինտենսիվությունից և եղանակների փոփոխությունից։. Այս բոլոր գործոնները կարգավորում են որոշակի վերարտադրողական բջիջների արտադրությունը։ Որոշ բույսեր արտադրում են սպորներ, որոնք հիմք են հանդիսանում անսեռվերարտադրվում են և կոչվում են սպորոֆիտներ։ Բույսերը, որոնք արտադրում են գամետներ՝ սեռական վերարտադրության համար (սեռական բջիջ՝ միջուկում քրոմոսոմների մեկ հավաքածուով), կոչվում են գամետոֆիտներ։ Կան ջրիմուռներ, որոնք արտադրում են երկու տեսակի սեռական բջիջներ (գամետներ և սպորներ), և դրանք համապատասխանաբար կոչվում են գամետոսպորոֆիտներ։ Այս բոլոր տեսակների ջրիմուռները կարող են տարբերվել միմյանցից թե՛ մորֆոլոգիական, թե՛ կենսաբանական: Այսպիսով, Porphyra Tenera կարմիր ջրիմուռը սպորոֆիտի տեսքով նման է թելերի, որոնք ճյուղավորվում են մեկ շարքով, ներթափանցում ենթաշերտի մեջ, որոնք կարող են լինել կրային ապարներ կամ փափկամարմինների պատյաններ։
Այս տեսակի սպորոֆիտները ապրում են մեծ խորություններում, նախընտրում են ցածր լույս: Սեռական վերարտադրության համար բջիջների (գամետոֆիտների) արտադրության մեջ ներգրավված անհատները ապրում են թիթեղների տեսքով մակընթացության և հոսքի գոտում ծանծաղ խորություններում ինտենսիվ լուսավորության ներքո: Կարմիր ջրիմուռները, լինելով ավելի բարձր կազմակերպված, ցուցադրում են զարգացման ամենատարբեր և ամենաբարդ ցիկլերը, որոնցում կյանքի ցիկլի ընթացքում տեղի է ունենում նույն տեսակի օրգանիզմների գոյության տարբեր ձևերի փոփոխություն՝ հետերոմորֆ զարգացում:
:
Ո՞ւմ բնորոշ է վերարտադրությունը գամետոսպորոֆիտների միջոցով
Գամետոսպորոֆիտները բնորոշ են կանաչ, շագանակագույն և կարմիր ջրիմուռների շատ տեսակների: Նրանց մեջ սերունդների հերթափոխը նկատվում է երկու տեսակի՝ սպորների և գամետների վերարտադրողական բջիջների արտադրության մեջ, որոնք առաջանում են տարբեր ժամանակներում և շրջակա միջավայրի պայմանների փոփոխության պատճառով։ Ֆենոտիպում գծերի դրսևորումների միջև համապատասխանությունը և դրանց համապատասխանությունըշրջակա միջավայրի փոփոխությունները՝ հիմնական էվոլյուցիոն գործոնը, որն ապահովում է ընտրության շարժիչ ձև:
Սերունդների փոփոխություն բույսերի և կենդանիների մեջ. որո՞նք են երկու տարբեր թագավորությունների նմանությունները
Դասակարգումը, որը կենդանի աշխարհը բաժանում է 4 թագավորությունների, մեծապես պարզեցնում է կենսաբանական գիտության ընկալումը դրա ուսումնասիրության վաղ փուլերում։ Սակայն ավելի խորը ընթացքի դեպքում պարզ է դառնում, որ առկա դասակարգման մեջ կան բազմաթիվ միջանկյալ դեպքեր։ Այսպիսով, սերունդների հերթափոխը կոլենտերատներում առանձնահատուկ հետաքրքիր բնույթ է կրում։ Կյանքի ցիկլում սեռական և անսեռ բազմացման սերունդներն ունեն այլ տեսք, վարում են արմատապես տարբեր կենսակերպ, ապրում են տարբեր վայրերում և սնվում տարբեր կերպ։ Մետագենեզում տեղի է ունենում կյանքի ձևերի փոփոխություն՝ պոլիպներ և մեդուզաներ։ Սուբստրատի վրա ամրացված պոլիպները վարում են նստակյաց կենսակերպ։ Պոլիպներին բնորոշ է անսեռ բազմացումը՝ մոր օրգանիզմից բողբոջելով գենետիկ բաղադրությամբ նույնանման դուստր անհատներ, որոնք նույնպես իրենց կյանքն են անցկացնում պոլիպների տեսքով։ Սնուցումն իրականացվում է ջրի զանգվածների զտմամբ, որի հոսանքով բերվում են մանրադիտակային օրգանական մասնիկներ, որոնք կերակուր են ծառայում օրգանիզմի համար։
Պոլիպները կարող են կազմակերպել հսկայական համայնքներ: Նմանապես, սերունդների փոփոխությունը կոելենտերատներում երկար ժամանակ ստեղծում է պոլիպների գաղութային ձևեր՝ կորալային խութերի տեսքով: Երբ առաջանում են որոշակի պայմաններ, որոնք անհատական են յուրաքանչյուր տեսակի համար (ջերմաստիճանի փոփոխություն, ժամանակտարիներ, ստորջրյա հոսանքների փոփոխություններ, լուսնի փուլ, միգրացիայի ժամանակ և այլն), պոլիպների բողբոջում փոքր մեդուզա։ Մեդուզաները շարժուն են, հեշտությամբ շարժվում են ջրի սյունակում և գիշատիչներ են իրենց կերակրման ձևով։ Մեծանալով մինչև սեռական պատրաստության տարիքը՝ մեդուզաները սեռական վերարտադրության միջոցով շարունակում են տեսակի զարգացման ցիկլը։ Շարժվող թրթուրները զարգանում են բեղմնավորված բջիջներից, որոնք նստում են հատակին, միանում ենթաշերտին, կորցնում շարժունակությունը և վերածվում պոլիպի։ Սերունդների փոփոխությունը մի տեսակի կյանքի ցիկլ է, որն անընդհատ փակվում է՝ վերադառնալով իր սկզբնական փուլին, բայց տարբեր քրոմոսոմներով, հետևաբար՝ տարբեր նիշերով։
Մամուռները բազմանում են նաև սեռական ճանապարհով
Սերունդների փոփոխություն նկատվում է բարձր բույսերում, այդ թվում՝ մամուռներում։ Բույսերի այս բաժանման կյանքի ցիկլի բնորոշ առանձնահատկությունն այն է, որ կյանքի գերիշխող ձևը գամետոֆիտն է՝ տերևանման ելքերով և ռիզոիդներով կանաչ բազմամյա բույսի տեսքով, որը մենք դիտարկում ենք։ Մամուռներում սերունդների փոփոխությունն ապահովում է սպորոֆիտը, որը զարգացման ցիկլի անսեռ փուլն է, որը ներկայացված է ցողունի վրա սպորներով փոքրիկ տուփով, որը կապված է գամետոֆիտի հետ ոտքերով, որի միջոցով տեղի է ունենում սպորների ֆիզիոլոգիական մատակարարումը: Սպորոֆիտը կարճ կյանք ունի և չի կարող ինքնուրույն արմատանալ։ Չորանում է հասունացումից հետո և սպորների ցան։
Ինչու կենսաբանության մեջ 1+1=3
Նշելով վերը նշվածը՝ կարող ենք եզրակացնել, որ վերարտադրության երկու մեթոդներն էլ ունեն իրենց էվոլյուցիոն նշանակությունը։ Սերունդների հերթափոխը գործընթաց էբնական ընտրության շնորհիվ ֆենոտիպում դրսևորվող անհրաժեշտ հատկանիշների համախմբման և ավելորդներից հրաժարվելու ապահովում. Միայն անսեռ բազմացման դեպքում ինքնաբուխ մուտացիաները «կենթարկվեն դատաստանին» բնական ընտրության, իսկ սեռական վերարտադրության դեպքում, բացի մուտացիաներից, ֆենոտիպում կհայտնվեն երկու ծնողների նշանները։.
Ինչո՞ւ էվոլյուցիոն կենսաբանության մեջ, երբ խոսում ենք սեռական վերարտադրության մասին, երկու միավորների գումարը հավասար չէ երկուսի (1+1≠2): Քանի որ բեղմնավորման արդյունքում երեխան ստանում է գեների մի շարք, որը նույնական չէ ոչ մի ծնողի: Անհատը չի կրի մայրական կամ հայրական գեն, այլ կզարգանա ծնողներից ստացված տեղեկատվության հիման վրա: Նա կլինի երրորդ, եզակի և անկրկնելի գենոտիպի կրողը, ուստի կենսաբանները մի փոքր այլ կերպ են լուծում մաթեմատիկական օրինակը։ Հենց սա է ապահովում բույսերի և կաթնասունների սերունդների հերթափոխը, որտեղ գենետիկական նյութի յուրաքանչյուր նոր վերածնման հետ այն դառնում է ավելի բարդ, էլեգանտ և կատարյալ։
