زیست‌شناسی/تولید مثل

الفبای زیست فناوری

تولید مثل

زیست شناسی

زیست‌شناسی

مقدمه

توليد مثل مهم ترين ويژگي موجودات زنده مي باشد كه آن‌ها را از موجودات بي جان متمايز مي‌كند. توليد مثل يعني عملي كه باعث توليد جانداران جديد از هم نوعان خود مي‌شود. توليد مثل ابتدا در تراز مولكولي و سپس در تراز سلولي و در نهايت در تراز جاندار صورت مي‌گيرد. يعني قبل از همه مولكول هاي داخل سلول مثل مواد ژنتيكي و... مضاعف مي‌شوند، سپس سلول ها تقسيم مي شوند و در پايان جاندار جديد به وجود مي آيد.

روش هاي توليد مثل در جانداران

توليد مثل در جانداران به دو روش صورت مي گيرد و ميزان شباهت فرزندان به والدين به نوع توليد مثل بستگي دارد.

1. توليد مثل غيرجنسي: در اين نوع توليد مثل فقط يك والد شركت دارد و اين والد يك نسخه از تمامي

ژن هاي خود را به فرزندان خود منتقل مي كند. افرادي كه به روش توليد مثل غيرجنسي به وجود مي آيند يك كلون هستند يعني از نظر ژنتيكي كاملا مانند والدين خود هستند. اين روش توليدمثل در بين جانداران ساده مثل باكتري ها و تك سلولي ها شايع مي‌باشد اما برخي گياهان و جانوران نيز در كنار توليد مثل جنسي توليد مثل غير جنسي هم دارند.

1. توليد مثل جنسي: در اين روش توليد مثل به وجود آمدن فرزندان نياز به وجود دو جنس نر و ماده دارد.

در هر كدام از اين جنس ها سلول هاي ويژه اي به نام گامت توليد مي‌شود كه هر كدام نصف ژن‌هاي لازم براي ايجاد يك فرد را دارا مي‌باشند بنابراين براي توليد يك فرزند بايد گامت‌هاي نر و ماده با يكديگر تركيب شوند و سلولي را به وجود آورند كه تمامي ژن هاي لازم براي ايجاد يك فرد جديد را دارا باشد. و از رشد اين سلول فرزندي با صفات ژنتيكي مخصوص به خود به وجود مي آيد. اين روش توليد مثل در بين جانداران پيشرفته مثل جانوران و گياهان شايع مي باشد.

روش‌هاي توليد مثل غيرجنسي

1. رويشي

1. هاگزايي

توليد مثل رويشي

در اين روش پيكر جاندار والد يا بخشي از بدن آن رشد كرده و جاندار جديدي را به وجود مي آورد. اين روش توليد مثل خود به روش هاي گوناگوني انجام مي شود كه عبارتند از:

الف- دونيم شدن: اين روش كه مخصوص باكتري ها و جانداران تك سلولي است، سلول چه پروكاريوت باشد و چه يوكاريوت از وسط به دو نيمه تقسيم مي شود.

ب- جوانه زدن: در اين روش برآمدگي كوچكي در بدن جاندار ايجاد مي شود و كم كم به جاندار مستقلي تبديل مي شود. جاندار جديد گاهي چسبيده به جاندار والد باقي مي ماند و گاهي هم از آن جدا مي شود.مثل هیدر

ج- قطعه قطعه شدن: در اين روش پيكر جاندار خود به خود به دو يا چند بخش تقسيم مي شود و هر كدام از اين بخش هاي جدا شده به جاندار كاملي تبديل مي شود. مثل جلبك اسپيروژير يا خزه ها وقتي كه رشد مي كنند قسمت هاي قديمي تر آن ها از بين رفته و قسمت هاي جديد تر به صورت جانداران مستقل از هم در مي آيند. و يا قطعه قطعه شدن برخي از جانوران مثل كرم ها و شقايق دريايي

نكته‌ها:

-1 در گياهان مي توان توليد مثل رويشي را به صورت هاي مصنوعي نيز انجام داد. كه خود اين كار به روش هاي گوناگوني انجام مي شود.از جمله قلمه زدن ، خوابانيدن و پيوند زدن

-2 بعضي از گياهان با ساقه ي زير زميني زياد مي شوند يعني ساق هي بدون كلروفيلي كه در زير زمين قرار دارد. انواع ساقه هاي زيرزميني عبارتند از:

الف- ريزوم : ساقه اي كه به صورت افقي در خاك رشد مي كند. مثل سرخس يا زنبق

ب- غده : ساقه ي زيرزميني كه اندوخته ي غذايي زيادي دارد. مثل سيب زميني

ج- بنه: ساقه ي زيرزميني شبيه پياز مثل زعفران

د- پياز: ساقه اي بسيار كوتاه با برگ هاي ضخيم و گوشتي مثل پياز خوراكي

هاگ زايي

اين روش توليد مثل غير جنسي به وسيله‌ي هاگ ها صورت مي گيرد.

هاگ يك سلول ويژه ي توليد مثل است كه تمام ژن هاي لازم براي ايجاد يك فرد را دارا مي باشد و بدون اين كه با سلول ديگري تركيب شود مي تواند رشد كند و جاندار جديدي را ايجاد كند.

هاگ ها در داخل اندامي به نام هاگدان توليد مي‌شوند و پس از توليد و آزاد شدن با كمك آب و باد در جاهاي مختلف پخش مي‌شوند.

هاگ ها را عموما جانداراني توليد مي كنند كه خود نمي تواننددر محيط حركت كنند و پراكنده شوند. مثل قارچ ها، خزه ها و سرخس ها

توليد مثل جنسي

روشي از توليد مثل كه انجام آن وابسته به وجود دو جنس نر ماده مي باشد. در اندام هاي توليد مثلي جنس نر و ماده سلول هاي مخصوصي به نام گامت به وجود مي آيند.گامت ها سلول هاي ويژه اي براي توليدمثل مي باشند كه نصف ژن‌هاي لازم براي ايجاد يك فرد را دارا مي باشند و براي ايجاد فرد جديد بايد با گامت ديگري از همان نوع ولي از جنس مخالف تركيب شوند. فرآيند تركيب شدن گامت هاي نر و ماده را لقاح مي گويند. در اثر عمل لقاح سلول تخم به وجود مي آيد كه تمام ژن هاي لازم براي ايجاد يك فرد را دارا مي باشد. سلول تخم در شرايط مناسب رشد كرده و با تقسيمات پي در پي خود جاندار جديدي را مشابه والدين ايجاد مي كند.

توجه: برخي موجودات زنده مثل كرم‌ها وگياهان اندام هاي جنسي نر و ماده را با هم دارند. به اين جانوران دوجنس مي گويند.

توليد مثل جنسي در گياهان مختلف به سه روش صورت مي گيرد.

1 -توليد مثل جنسي در گياهان بدون دانه: گياهان بدون دانه مثل سرخس ها و خزه ها تشكيل گل نم يدهند بلكه به جاي آن اندام توليدمثلي ديگري بر روي آن ها به وجود مي آيد به نام هاي آركگن و آنتريدي.

آركگن اندام توليدمثلي ماده و آنتريدي اندام توليدمثلي نر مي باشد. در داخل آركگن گامت هاي ماده و در داخل آنتريدي گامت هاي نر به وجود مي آيند. گامت هاي نر كه تاژك دارند در محيط هاي مرطوب با كمك آب خود را به گامت ماده در داخل آركگن رسانده و با آن تركيب مي شوند. يعني عمل لقاح در داخل آركگن انجام مي شود و باعث تشكيل سلول تخم مي شود. سلول تخم هم با تقسيمات پي در پي خود گياه جديدي را به وجود مي آورد.

-2 توليد مثل جنسي در گياهان بازدانه مثل كاج ها و سروها: اين گياهان دانه توليد مي كنند اما دانه ي آ نها در داخل قسمتي به نام ميوه محصور نمي شود. در نتيجه اين گياهان هم توليد گل نم يكنند بلكه به جاي گل توليد مخروط مي كنند. مخروط ها در حقيقت برگ هاي تغيير شكل يافته به نام پولك هستند.

در بازدانگان دو نوع مخروط توليد مي شود: مخروط هاي نر و مخروط هاي ماده

مخروط هاي نر از نظر اندازه كوچك هستند و در زير پولك‌هاي آن ها كيسه هاي گرده تشكيل مي‌شوند، در داخل كيسه هاي گرده هم دانه هاي گرده به وجود مي آيند.

مخروط هاي ماده بزرگ تر هستند و در بالاي پولك هاي آ نها تخمك ها به وجود مي‌آيند، در داخل تخمك نيز گامت ماده به وجود مي آيد.

دانه هاي گرده پس از رسيدن با كمك دو بال خود و به وسيله ي عوامل محيطي مثل باد و آب روي مخروط ماده منتقل شده رشد كرده و خود را به گامت ماده مي رسانند و در نهايت گامت نر با گامت ماده تركيب شده سلول تخم را به وجود مي آورد و از رشد سلول تخم دانه به وجود مي آيد.

3 -توليد مثل جنسي در گياهان نهان دانه:اندام توليد مثلي در گياهان نهان دانه گل ها م يباشند و دانه در داخل گل ها به وجود مي آيد و همزمان با رشد دانه اطراف آن به وسيله ي ميوه احاطه ميشود ، به همين دليل اين گياهان نهان دانه ناميده مي شوند.

توليد مثل در جانوران

در توليد مثل جنسي ابتدا بايد گامت هاي نر و ماده با يكديگر تركيب شوند و سپس از رشد و نمو سلول تخم حاصل از لقاح جانور جديد به وجود م يآيد. پس توليد مثل جنسي در جانوران داراي دو مرحله مي باشد:

1. لقاح

1. رشد سلول تخم و تبديل آن به جاندار جديد

لقاح

لقاح در جانوران به دو صورت انجام ميشود :

الف - لقاح خارجي: اين نوع لقاح در بين جانوراني شايع مي باشد كه يا در آب زندگي مي كنند يا براي توليدمثل به آب بر م يگردند. مثل ماهي ها و دوزيستان.

در اين روش والدين تعداد بسيار زيادي گامت نر(اسپرم) و گامت ماده(تخمك) را همزمان در داخل آب رها مي كنند، تعداد اندكي از اين گامت ها به صورت كاملا" تصادفي با يكديگر برخورد مي كنند و لقاح بين آن ها انجام مي شود.از عواملي كه باعث مي شود تا والدين همزمان گامت هاي خود را در داخل آب رها كنند مي توان دماي آب و طول روز و ... را نام برد. در اين روش تخمك ها بايد داراي دو ويژگي مهم باشند يكي اينكه داراي پوسته ي محافظ و محكمي باشند تا جنين را از عوامل نامساعد محيطي حفظ كند و ديگري اينكه مقدار زيادي اندوخته ي غذايي باشند.

ب- لقاح داخلي: اين نوع لقاح در بين جانوران خشكي زي و تعداد اندكي از جانوران آبزي مثل سخت پوستان دريايي و يك نوع كوسه ماهي انجام مي شود.

در اين روش گامت ماده از بدن جانور ماده خارج نمي شود بلكه گامت هاي نر بوسيل هي جانور نر وارد دستگاه توليدمثلي جانور ماده مي شود و لقاح در بدن جانور ماده صورت مي گيرد.در نتيجه تغذيه و حفاظت از جنين به وسيله ي جانور ماده انجام مي شود.

نكته 1- در لقاح داخلي شانس لقاح بين گامت ها بسيار بيش تر از لقاح خارجي ميباشد.

نكته 2- در لقاح خارجي چون شانس لقاح كم م يباشد بايد تعداد گامت هاي رها شده در آب بسيار بيشتر باشد. بنابراين والدين مخصوصا والد ماده بايد ماده و انرژي بيش تري مصرف كنند.

رشد سلول تخم

در لقاح خارجي رشد سلول تخم در خارج از بدن جانور ماده و در محيط آب صورت مي گيرد. بنابراين تمام مواد لازم براي رشد جنين بايد در داخل تخمك فراهم شده باشد و همچنين تخمك بايد ديواره محكمي داشته باشد تا جنين را محافظت كند.

در لقاح داخلي دو حالت وجود دارد كه عبارتند از:

الف- در پرندگان و خزندگان كه به عنوان جانوران تخم گذار معروفند پس از انجام لقاح سلول تخم، همراه با مقدار زيادي اندوخته ي غذايي و پوسته ي محافظ آهكي از بدن جانور ماده خارج مي شود و در خارج از بدن رشد ميكند.

ب- در پستانداران كه به عنوان جانوران بچه زا معروفند رشد سلول تخم در بدن جانور ماده صورت ميگيرد بدين ترتيب كه پس از انجام لقاح و تشكيل جنين، به مدت چند روز جنين از اندوخته ي غذايي داخل تخمك استفاده م يكند سپس با تشكيل اندامي به نام جفت با خون مادر رابطه برقرار كرده و غذا و اكسيژن را از خون مادر گرفته و مواد زايد خود را به مادر مي دهد. جفت از طريق بند ناف به بدن جنين متصل مي شود.