آموزش زیست با Bioverse

تولید مثل در جانداران

نقش دستگاه تولید مثلی : …

ویژگی هایی که موجودات زنده را از موجودات غیرزنده متمایز می‌کند عبارتند از:رشد _ تغذیه _ حرکت _ تنفس _ پاسخ به محرک و تولید مثل

پنج ویژگی اول در جهت بقای فرد اما تولید مثل در جهت بقای نسل عمل می‌کند.

جانداران به روش های متفاوتی تولید مثل می‌کنند.

تولید مثل دو نوع جنسی و غیرجنسی دارد.بعضی جانداران هر دو نوع تولید مثل را انجام می‌دهند.بعضی جانداران مثل باکتری ها و مخمر (نوعی قارچ تک سلولی)فقط به روش غیرجنسی تولید مثل می‌کنند.بعضی جانداران مثل پستانداران فقط تولید مثل جنسی دارند.در حالی که برخی از جانداران هر دو نوع تولید مثل را دارند مثل اکثر گیاهان و برخی بی مهره ها.

تفاوت تولید مثل جنسی و غیرجنسی

تولید مثل غیرجنسی

این نوع تولید مثل هم در جانداران تک سلولی و هم در جانداران پرسلولی مشاهده می‌شود.

1-تقسیم دوتایی یا دو نیم شدن

◆در باکتری ها مشاهده می‌شود.

◆در این فرایند ابتدا ماده ژنتیک باکتری (بعد از دو برابر شدن) دو نیم شده و سپس باکتری از وسط به دو نیم تقسیم می‌شود.در این حالت هر نیمه،یک یاخته کامل است که بعد از رشد می‌تواند به همین روش تکثیر شود.

◆اگر بخواهیم تعداد باکتری ها را پس از n مرحله تقسیم به دست آوردیم،باید 2n را محاسبه کنیم.در انتها باید تعداد باکتری های اولیه را نیز در این عدد ضرب کنیم.

مثال 1)اگر باکتری x هر 20 دقیقه یکبار تقسیم شود،پس از 2 ساعت چه تعداد باکتری خواهیم داشت؟

مثال 2)باکتری E.Coli هر 10 دقیقه یکبار تقسیم می‌شود.اگر 5 باکتری را در محیطی با شرایط ایده‌آل قرار دهیم،پس از 90 دقیقه چه تعداد باکتری خواهیم داشت؟  

2-جوانه زدن

◈در این روش بخشی از سطح یاخته برآمده می‌شود.این برآمدگی به تدریج بزرگ شده و جوانه ایجاد می‌کند.

◈هر جوانه می‌تواند جانداری جدید ایجاد کند.

◈جوانه ها می‌توانند از بدن والد جدا شده و مستقل زندگی کنند یا همچنان به بدن والد متصل باقی بمانند.

◈مخمر ها،اسفنج ها و بعضی آغازیان با این روش تولید مثل می‌کنند.

3-قطعه قطعه شدن

◉در این روش بخشی از بدن جاندار جدا شده و می‌تواند بطور مستقل جاندار جدیدی ایجاد کند.

◉گیاه خزه،سیب زمینی و ستاره دریایی به این روش تولید مثل می‌کنند.

4-هاگ زایی

※بعضی از جانداران مثل قارچ ها که می‌توانند کپک نام و کپک میوه را ایجاد کنند،با تولید یاخته هایی به نام هاگ تکثیر می‌شوند.

※هاگ ها،یاخته هایی کوچک،سبک و مقاوم هستند که در هاگدان تشکیل می‌شوند.

※هاگ ها در اندام هایی به نام هاگدان تولید می‌شوند و پس از رسیدن با پاره شدن دیواره هاگدان آزاد می‌شوند.اگر هاگدان پاره شود،هاگ ها همراه آب و هوا پخش می‌شوند.هاگ ها اگر در شرایط مناسب قرار گیرند،رشد می‌کنند و می‌توانند جانداری مانند والد خود به وجود آورند.

※معمولا کپک ها ابتدا به شکل لکه های کوچک روی نان یا میوه دیده می‌شوند.اما با گذشت زمان این لکه ها بزرگتر شده و سرانجام همه سطح آن را می‌پوشانند.

تولید مثل غیرجنسی گیاهان

بعضی گیاهان می‌توانند به روش غیرجنسی تولید مثل کنند.افراد حاصل از این نوع تولید مثل کاملا همانند گیاه والد خود هستند.

در تولید مثل غیرجنسی بخش های رویشی گیاه،مانند ساقه ها،ریشه ها و برگ ها نقش دارند.

بعضی گیاهان بخش های ویژه‌ای برای تولید مثل غیرجنسی دارند که با آنها تکثیر می‌شوند.مثل جوانه های روی لبه برگ نوعی گیاه.

قلمه زدن،پیوند زدن،خوابانیدن و جدا کردن از روش های تولید مثل غیرجنسی گیاهان است.

تولید مثل جنسی

تولید گامت نر و ماده،اساس تولید مثل جنسی است.

گامت ها (سلول های جنسی) در اندام های تولید مثلی تولید می‌شوند.

جاندار نر،گامت نر و جاندار ماده،گامت ماده تولید می‎‌کند.

گامت:یک سلول ویژه برای تولید مثل است که برای تولید جاندار جدید،باید با گامت دیگری از جنس مخالف ترکیب شود.

سلول تخم (زیگوت)

اولین سلول جاندار جدید است که با تقسیم های متوالی و تغییراتی که پیدا می‌کند،در نهایت جانداری مشابه والدین را ایجاد می‌کند.

از آنجایی که سلول تخم از ترکیب دو گامت نر و ماده به وجود می‌آید،پس برای اینکه تعداد کروموزوم های جاندار جدید،ثابت بماند و زیاد نشود،باید تعداد کروموزوم های هر گامت،نصف سلول اولیه‌ای باشد که از آن بوجود آمده باشد.

تفاوت های گامت های نر و ماده

1-گامت های ماده بزرگترند.

2-فقط گامت های نر حرکت می‌کنند.

3-تعداد گامت های نر بسیار بیشتر است.

گامت های نر و ماده نمی‌توانند حاصل تقسیم میتوز باشند.زیرا اگر چنین بود کروموزوم های یک نوع جاندار ثابت نبوده و در هر نسل دو برابر می‌شد.

تقسیم میوز (کاستمان)

سلول های جنسی (گامت ها) از تقسیمی به وجود می‌آیند که منجر به نصف شدن تعداد کروموزوم های سلول اولیه یا والد می‌شود.این تقسیم،تقسیم میوز نام دارد.تعداد کروموزوم های حاصل از تقسیم میوز نصف سلول اولیه است.

برای تولید گامت ها،سلول ها ابتدا تقسیم میوز انجام می‌دهند تا کروموزوم هایشان نصف شوند سپس گامت ها لقاح انجام می‌دهند و پس از لقاح تعداد کروموزوم های سلول تخم دوباره مشابه والدشان می‌گردد.مثلا گیاه نخود 12 کروموزوم دارد.ابتدا بر اثر تقسیم میوز گامت نر و ماده 6 کروموزومی به وجود می‌آیند؛یعنی سلول های 6 کروموزومی ایجاد می‌کند.حال پس از لقاح گامت نر و ماده گیاه نخود سلول حاصل 12 کروموزوم می‌شود.

مقدار DNA در میوز،میتوز قبل از تقسیم،دو برابر می‌شود.یعنی کروماتین ها همانندسازی می‌کنند و مضاعف می‌شوند.

در تقسیم میوز از یک سلول اولیه،4 سلول ایجاد می‌شود و گامت ها حاصل تقسیم میوز هستند.

مراحل تقسیم میوز

تقسیم میوز از دو تقسیم متوالی میوز 1 و میوز 2 تشکیل شده است:

میوز 1:طی میوز 1 تعداد کروموزوم ها نصف می‌شود.

1-پروفاز 1

◉کروماتین ها فشرده،کوتاه و ضخیم شده و به کروموزوم تبدیل می‌شوند.

◉کروموزوم های همتا از طول کنار هم قرار می‌گیرند و ساختاری به نام چهارپایه یا تتراد ایجاد می‌کنند.

◉تشکیل و اتصال رشته های پروتئینی به هر تتراد

◉تخریب پوشش هسته و شبکه آندوپلاسمی

2-متافاز 1

※تتراد ها در وسط سلول ردیف می‌شوند و هر تتراد از دو طرف به رشته های پروتئینی متصل است.

3-آنافاز 1

◆رشته های پروتئینی کوتاه می‌شوند.

◆کروموزوم های همتا (که هنوز مضاعف هستند) از هم جدا شده و به دو قطب سلول می‌روند.

4-تلوفاز 1

◼رشته های پروتئینی از بین می‌روند.

◼پوشش هسته و شبکه آندوپلاسمی تشکیل می‌شوند.

◼پیچ و تاب کروموزوم ها باز شده و به کروماتین تبدیل می‌شوند.

بعد از میوز 1 معمولا تقسیم سیتوپلاسم صورت می‌گیرد و دو سلول که نصف سلول اولیه کروموزوم دارد تولید می‌شود.اما همچنان کروموزوم ها مضاعف هستند.

در پایان میوز 1،دو سلول داریم که هرکدام بطور جداگانه مراحل میوز 2 را می‌گذرانند.

میوز 2

طی میوز 2 مانند تقسیم میتوز تعداد کروموزوم ها تغییر نمی‌کند.

1-پروفاز 2

●کروماتین ها فشرده،کوتاه و ضخیم شده و به کروموزوم تبدیل می‌شوند.

●تخریب پوشش هسته و شبکه آندوپلاسمی

●تشکیل اتصال رشته های پروتئینی به هر کروموزوم مضاعف 

2-متافاز 2

⁜کروموزوم های مضاعف در وسط سلول ردیف می‎‌شوند.

3-آنافاز 2

◄رشته های پروتئینی کوتاه می‌شوند.

◄دو مولکول دنای هر کروموزوم مضاعف،از هم جدا شده و هر مولکول دنا به یک قطب سلول می‌روند.

4-تلوفاز 2

◉رشته های پروتئینی از بین می‌روند.

◉پوشش هسته و شبکه آندوپلاسمی مجددا تشکیل می‌شود.

◉پیچ و تاب کروموزوم های غیرمضاعف باز شده و به کروماتین تبدیل می‌شوند.

در نهایت تقسیم سیتوپلاسم هم انجام شده و دو سلول،به چهار سلول تبدیل می‌شوند.

لقاح:ترکیب گامت نر و ماده که منجر به تشکیل سلول تخم می‌شود.

انواع لقاح:

1-لقاح خارجی:

▼در این نوع،ترکیب گامت نر و ماده در خارج از بدن فرد ماده صورت می‌گیرد.مانند بعضی از مهره داران مثل ماهی ها و دوزیستان و بسیاری از بی مهرگان

▼لقاح خارجی فقط در آب امکان پذیر است تا امکان حرکت و به هم رسیدن گامت ها فراهم شود.

▼لقاح خارجی روشی مطمئن برای تولید جاندار است زیرا به علت شرایط محیطی،امکان برخورد موثر گامت ها و انجام لقاح کمتر است.

▼بنابراین برای یک لقاح خارجی موفق باید:تعداد گامت ها زیاد باشد_اطراف تخمک بوسیله یک لایه ژله‌ای محافظ پوشیده شده باشد_اندوخته غذایی گامت ها زیاد باشد.

▼لقاح خارجی روشی مقرون به صرفه نیست.زیرا در این لقاح تعداد گامت ها بسیار زیاد است و تاولید و تهیه و ذخیره غذایی کافی برای هر یک از تخمک ها برای جانور موجب مصرف ماده و انرژی زیاد می‌شود.

2-لقاح داخلی:

☆در این نوع لقاح،ترکیب شدن گامت نر و ماده در داخل بدن فرد ماده صورت می‌گیرد.مانند:خزندگان،پرندگان و پستانداران

☆برای آن که شانس لقاح افزایش یابد می‌بایست از نظر مکانی و زمانی شرایطی فراهم شود تا امکان لقاح به حداکثر برسد.مثلا در پرندگان و پستانداران دوره جنسی وجود دارد.به این معنی که در هر ماه تنها در مدت زمان مشخصی شرایط لقاح وجود دارد.

☆در لقاح داخلی علاوه بر افزایش امکان لقاح،به دلیل تولید کمتر تخمک،انرژی کمتری مصرف می‌شود.تغذیه و حفاظت از جنین به نحو مطلوب تری صورت می‌گیرد.احتمال زنده ماندن سلول تخم بیشتر است.

در جانوران تخم گذار،جنین درون تخم رشد می‌کند و از اندوخته غذایی آن استفاده می‌کند،ولی در جانوران بچه زا،جنین درون رحم مادر رشد می‌کند و از خون مادر تغذیه می‌کند.در بیشتر پستانداران بخشی از بدن مادر به رشد و نمو جنین اختصاص دارد،این بخش رحم نام دارد.در رحم مادر،ساختاری به نام جفت بوجود می‌آید که مسئول ارتباط بین گردش خون مادر و جنین است.بند ناف با رگ های خونی بین جنین و دستگاه گردش خون مادر ارتباط برقرار می‌کند و مواد مغذی و اکسیژن را به جنین می‌رساند و مواد دفعی را به بدن مادر می‌برد.

تولید مثل در انسان

وظایف غدد جنسی در انسان ترشح هورون های جنسی و تولید گامت (سلول های جنسی) می‌باشد. در انسان اسپرم ها (گامت نر) در بیضه ها و تخمک ها (گامت ماده) در تخمدان ها تولید می‌شوند.

اسپرم ها بعد از سن بلوغ بطور مداوم در بیضه ها تولید می‌شوند و این عمل تا کهنسالی ادامه می‌یابد.تخمک ها در دوران جنینی به تعداد مشخصی تولید می‌شوند و بعد از بلوغ معمولا در هر ماه یک تخمک از تخمدان آزاد می‌شود،این عمل معمولا در حدود سن 50 سالگی متوقف می‌شود.

▽گاهی اوقات احتمال دارد در زنان در یک ماه بیش از یک تخمک آزاد شود و به جای یک لقاح مثلا دو لقاح رخ دهد که در این صورت دوقلو ها غیرهمسان (دوتخمکی) خواهند بود؛چون از دو تخمک و دو اسپرم جداگانه ایجاد شده‌ اند.

▽بعضی وقت ها هم احتمال دارد که یک سلول تخم از یک اسپرم و یک تخمک ایجاد شده باشد اما در حین رشد و تقسیم،دو جنین از آن یک سلول ایجاد شوند،که در این حالت دوقلو ها همسان هستند،یعنی از هر نظر شبیه هم خواهند بود،چون از یک سلول تخم منشأ گرفته اند.