التوالد العذري: ما يتكون ، الأنواع ، الكائنات الحية - مادة الاحياء - 2026

و التوالد العذري هو إنتاج الجنين من الأمشاج الإناث دون مساهمة الوراثية من الأمشاج الذكور، مع أو بدون تنمية في نهاية المطاف إلى الكبار. في معظم الحالات لا توجد مشاركة للأمشاج الذكرية في عملية التكاثر.

ومع ذلك ، هناك حالة معينة من التوالد العذري تسمى تكوين الجمنازيوم ، والتي تكون مشاركتهم فيها ضرورية. في هذه الحالة ، يدخل الحيوان المنوي البويضة وينشطها لبدء تطوير كائن حي جديد.

Poeciliopsis gracilis ، نوع من الأسماك من أمريكا الوسطى ، يتكاثر بالتوالد العذري. تصوير كوليتي ، ت. تم التقاطها وتحريرها من موقع fishbase.de

التوالد العذري ظاهرة شائعة جدًا بين النباتات والحيوانات. هناك تقديرات أنه يمكن أن يحدث في ما يصل إلى 1٪ من العدد الإجمالي للأنواع المعروفة.

إنها طريقة تكاثر يمكن أن تحدث عمليًا في جميع المجموعات الكبيرة من الحيوانات والنباتات. ربما يكون الاستثناء هو الأصناف الأكثر تطورًا ، مثل عاريات البذور والثدييات ، حيث لا توجد سجلات موثوقة لحدوثها.

ما هو التوالد العذري؟

يشير أبسط مفهوم للتوالد العذري إلى أنه تطور خلية البويضة في فرد جديد دون حدوث إخصاب. ومع ذلك ، فإن الأجنة المنتجة بدون إخصاب في العديد من الحيوانات تعاني من معدل وفيات مرتفع.

في بعض الحالات الأخرى ، يكون توافق الأمشاج الذكري ضروريًا فقط لتنشيط التطور. لذلك ، يمكن القول أن التوالد العذري يتكون من "إنتاج جنين من مشيج أنثى دون أي مساهمة وراثية من مشيج ذكر مع أو بدون تطور نهائي في شخص بالغ".

أنواع

اعتمادًا على الآليات الخلوية المعنية ، يمكن أن يكون التوالد العذري من عدة أنواع ، بما في ذلك:

- التكوّن المفصلي

يُطلق عليه أيضًا التوالد العذري الاختياري ، ويسمى بهذه الطريقة عندما يحدث تطور البويضات غير المخصبة من حين لآخر وبشكل تلقائي. هذا النوع من التوالد العذري شائع جدًا في الحيوانات.

وفقا لبعض المؤلفين ، هو النوع الحقيقي الوحيد من التوالد العذري. قد يتضمن تكوين الأمشاج في عملية التكوُّن المفصلي الانقسامات الانتصافية أو لا. اعتمادًا على وجود أو عدم وجود الانقسام الاختزالي ، يمكن تقسيم هذا التوالد العذري بدوره إلى:

التوالد العذري

وتسمى أيضًا ameiotic أو ثنائية الصبغيات. في هذا هناك قمع للانقسام الاختزالي. يتطور النسل من بيض غير مخصب ، من خلال الانقسام الانقسامي.

إنه يؤدي إلى ظهور كائنات متطابقة وراثيا مع الأم. يحدث هذا النوع من التوالد العذري عادة في الروتيفر ومعظم مجموعات المفصليات.

التوالد العذري التلقائي

يسمى أيضا الانتصافي أو أحادي العدد. في هذه العملية ، يتم الحفاظ على الانقسام الاختزالي. تحدث استعادة الحالة ثنائية الصبغة عن طريق تكرار أو اندماج الأمشاج التي تنتجها الأم. يحدث هذا النوع من التوالد العذري كثيرًا في الحشرات.

- التوليد

التوليد هو نوع خاص من التكاثر الجنسي. في هذا ، من الضروري أن تخترق الحيوانات المنوية البويضة لتنشيط التطور الجنيني.

ولكن ، على عكس الإخصاب الطبيعي ، لا يحدث اندماج نواة الذكور والإناث. بعد اندماج الأمشاج ، تتحلل كروموسومات الحيوانات المنوية داخل سيتوبلازم البويضة أو يمكن طردها من البيضة الملقحة.

سيتطور الجنين النسائي فقط على حساب نواة البويضة. وبسبب هذا ، فإن الجراء الوراثي جميعهم هم إناث متطابقة مع الأم.

يمكن أن يحدث هذا النوع من التكاثر عندما تتزاوج الإناث المولدة للجينات مع ذكور ثنائيي الجنس من نفس النوع أو الأنواع ذات الصلة. بعض المؤلفين لا يعتبرونه توالد العذري المناسب.

- التهجين

وهي طريقة تكاثر "نصفية". في هذا ، يتزاوج آباء من أنواع مختلفة وينتجون أنواعًا هجينة. نصف الجينوم ينتقل عن طريق الاتصال الجنسي ، بينما النصف الآخر ينتقل عن طريق الاتصال الجنسي.

تندمج الحيوانات المنوية في نواة البويضة ، ويتم التعبير عن جينات الأب في الأنسجة الجسدية ، لكن يتم استبعادها بشكل منهجي من الخط الجرثومي. الأم وحدها هي التي ستنقل الجينوم إلى الجيل القادم.

يحدث هذا النوع من التوالد العذري عادة في أنواع الأسماك من جنس Poeciliopsis ، وقد لوحظ أيضًا في النمل الصحراوي Cataglyphis hispanica.

أنواع أخرى

يفضل بعض المؤلفين تصنيفًا أكثر نفعية لهذا النوع من التكاثر ، ويفرقون التوالد العذري إلى نوعين آخرين:

-التوالد العذري الجغرافي

يتميز بالتعايش بين شكل ثنائي الميول الجنسية وشكل التوالد الفطري ، في نوع واحد أو في أنواع متقاربة نسبيًا ، ولكن لها توزيع جغرافي مختلف.

تميل الكائنات الحية الوراثية إلى احتلال نطاقات مختلفة من أقاربها الذين يتكاثرون جنسيًا. تميل الكائنات اللاجنسية إلى أن يكون لها توزيعات أعلى في خطوط العرض أو الارتفاع ، على الجزر ، في البيئات الجافة ، أو في الموائل المضطربة.

وقد لوحظ هذا النوع من التوالد العذري في بعض أنواع النباتات والديدان والقشريات والحشرات والسحالي.

- التوالد العذري الدوري

يمكن أن تتكاثر الكائنات الحية عن طريق الاتصال الجنسي والتوالد العذري. خلال بعض فترات السنة ، يتم إنتاج الإناث فقط عن طريق التوالد العذري.

ومع ذلك ، في فترات أخرى ، ستنتج الإناث كلاً من الإناث والذكور الذين سيتكاثرون جنسياً.

أصل الأنساب الوراثي

في الأنواع ثنائية الجنس حيث يتم إنتاج النسل عن طريق التوالد العذري ، سينتجون عمومًا إناثًا متكاثرة. يمكن أن تختلف هذه السلالات الناشئة أحادية الجنس اختلافًا كبيرًا من الناحية الظاهرية والوراثية عن نظرائهم المخنثين. هناك العديد من الآليات التي يمكن أن تؤدي إلى ظهور هذه الأنساب التوالد.

من تلقاء نفسها

يحدث فقدان التفاعل الجنسي من خلال الطفرات في الجينات التي تثبط الانقسام الاختزالي ، وتعديل تحريض الجنس حسب الظروف البيئية ، وتنظيم التعبير الهرموني.

في الحالات القصوى ، يمكن أن تعمل الطفرة عن طريق "إصلاح" النمط الجيني لسلالة التوالد العذري تمامًا ، والتي يمكن أن تنتج ذكورًا وإناثًا متكاثرًا.

عن طريق التهجين

التهجين هو الطريقة الأكثر شيوعًا لإنتاج سلالات التوالد الفطري في الحيوانات ، ويمكن ملاحظته في القواقع والحشرات والقشريات ومعظم الفقاريات أحادية الجنس.

وهي تنشأ من تهجين نوعين من المخنثين لهما نسبة عالية من تغاير الزيجوت وأليلات نموذجية للأنواع الأبوية. في هذه ، يمكن أن يكون الانقسام الاختزالي عائقًا ، مما يؤدي إلى فقدان النشاط الجنسي.

أصل معدي

يحدث عن طريق التهجين بين الإناث التوالد العذري والذكور من نفس الأنواع أو ذات الصلة الوثيقة. يُعتقد أنه السبب الرئيسي لتعدد الصبغيات في الكائنات ثنائية الجنس.

يسمح التدفق الجيني بين الأنساب الجنسية والتوالد العذري بانتشار الجينات بطريقة معدية. وبسبب هذا ، يمكن أن تنشأ الكائنات الجنسية بدورها ، أو تنشئ خطًا جديدًا للتكاثر العذري.

أصل معدي

Wolbachia pipientis هو نوع من البكتيريا من فصيلة Proteobacteria الذي يحمل حوالي 20٪ من جميع أنواع الحشرات.

وهي مسؤولة عن التلاعب التناسلي في مضيفيها ، مثل عدم التوافق السيتوبلازمي ، وتأنيث الذكور الوراثية ، وموت الذكور ، والتوالد العذري. يصيب المفصليات والنيماتودا.

ينتقل عن طريق الوالدين. هذه البكتيريا قادرة على إحداث التوالد العذري في الدبابير الطفيلية من جنس Trichogramma وكذلك في العث ومفصليات الأرجل الأخرى.

من ناحية أخرى ، تؤثر بكتيريا Xiphinematobacter ، وهي بكتيريا أخرى ، على الديدان الخيطية Dorylaimida ، مما يسبب أيضًا التوالد العذري.

أصل متعدد الأسباب

في العديد من الأنواع ، يتم إنشاء الأنساب التوالد العذري بواسطة آلية واحدة. ومع ذلك ، في الأنواع الأخرى يمكن أن تنشأ من خلال آليات مختلفة. على سبيل المثال ، غالبًا ما يكون للأنساب التوالد العذري من ostracods أصل مزدوج.

تنشأ الحيوانات المستنسخة ثنائية الصبغيات من الفقدان التلقائي للجنس ، في حين تنشأ النسخ متعددة الصبغيات من التهجين بين الذكور والإناث من نفس النوع أو الأنواع ذات الصلة.

مثال آخر هو حالة من Rhopalosiphum padi. في هذا النوع ، يمكن أن تنشأ الأنساب التوالد العذري من ثلاثة أصول مختلفة: عفوية أو هجينة أو معدية.

الكائنات الحية التي يحدث فيها التوالد العذري

الروتيفر

من بين الروتيفيرا ، هناك أنواع تتكاثر فقط عن طريق التوالد العذري الأنثوي وأنواع تتناوب مع هذا التوالد بالتكاثر الجنسي العادي.

تتحكم البيئة في الانتقال بين التكاثر اللاجنسي والتكاثر الجنسي. يرجع نجاح أنواع الروتيفر التي فقدت التكاثر الجنسي تمامًا ، وفقًا لبعض المؤلفين ، إلى تراكم الطفرات خلال فترات التكاثر التوالدي الأسي.

هذا ، إلى جانب التهجين "الانقسامي" ، سيسمح بإنتاج تنوع وراثي كافٍ للتكيف مع الظروف البيئية المختلفة. بهذه الطريقة سيتم القضاء على ميزة كبيرة للتكاثر الجنسي.

الرخويات

تم الإبلاغ عن التوالد العذري لبعض أنواع الرخويات بطنيات الأقدام. من بين هذه الأنواع Potamopyrgus antipodarum و Tarebia granifera وجميع أنواع جنس Melanoides.

جميع ممثلي الجنس الأخير ، باستثناء العرق ثنائي الصيغة الصبغية من M. tuberculata ، متعدد الصيغ الصبغية.

القشريات

تم توثيق هذا النوع من التكاثر لمجموعات عديدة من القشريات ، بما في ذلك notostracos و conchostracos و anostracos و cladocerans و decapods و ostracods.

في Cladocera الشكل النموذجي للتكاثر هو التوالد العذري الدوري. تتكاثر الإناث بالتوالد من الربيع إلى الصيف.

عندما تكون الظروف البيئية معاكسة ، تتكاثر الكائنات الحية عن طريق الاتصال الجنسي ، من أجل تكوين بيض مشفر يمكنه البقاء على قيد الحياة لفترات طويلة في حالات السكون.

قشريات Cladocera Daphnia longispina مع بيض التوالد. تصوير رولاند بيرك / مكتبة الصور / جيتي إيماج. مأخوذة وتحرير من موقع thinkco.com

السرطانات الرخامية (Procambarus fallax forma virginalis) هي القشريات الوحيدة المعروفة لعشاري الأرجل التي تتكاثر فقط عن طريق التوالد العذري.

الفقاريات

بين الأسماك الغضروفية ، يحدث التوالد العذري على الأقل في شعاع النسر ، وقرش الحمار الوحشي ، وقرش رأس المطرقة. تم الإبلاغ عن التهجين في الأسماك العظمية لأنواع من جنس Poecilliopsis.

يمكن لبعض الأسماك الأخرى أن تتناوب مع التكاثر الجنسي والتكاثر العذري. تتكاثر العديد من أنواع السحالي عن طريق التوالد العذري. يُعتقد أن التهجين هو السبب الرئيسي لهذا النوع من التكاثر فيها.

تم الإبلاغ أيضًا عن تكوّن المفصل العضلي في مجموعات أخرى من الزواحف ، وخاصة الثعابين والثعابين الأخرى. في الطيور ، لوحظ التوالد العذري التلقائي في الدجاج والديك الرومي وبعض أنواع السمان.

في الثدييات ، جينومات الأم والأب ضرورية لنمو الجنين الطبيعي. وبسبب هذا ، لا يحدث التوالد العذري بشكل طبيعي في هذه الكائنات الحية.

تم تحقيق ذلك تجريبيا في المختبر. ومع ذلك ، غالبًا ما يؤدي التوالد العذري المستحث إلى تطور غير طبيعي.

النباتات

تقدم العديد من أنواع النباتات أنماطًا محددة جيدًا من التوالد العذري الجغرافي ، حيث توجد الأشكال التوالدية العذرية أكثر نحو المناطق الباردة. وفي الوقت نفسه ، فإن الأشكال الجنسية أكثر استوائية من أقرانهم اللاجنسيين.

المراجع

1. C. Simon، F. Delmonte، C. Rispe، T. Crease (2003). العلاقات التطورية بين التوالد العذري وأقاربهم الجنسيين: الطرق المحتملة للتوالد العذري في الحيوانات. المجلة البيولوجية لجمعية لينيان.
2. شولتز ، أ براباند ، إل. توللي ، أ. ريمان ، ب. ميتمان ، سي لوكهاوب ، إف ستويروالد ، ج. فوغت (2003). التوالد العذري في جراد البحر الدخيل. طبيعة.
3. يو ميتفوخ (1978). مقالة مراجعة التوالد العذري. مجلة علم الوراثة الطبية.
4. NB Tcherfas (1971). التكاثر الطبيعي والاصطناعي للأسماك. في: منظمة الأغذية والزراعة 1971 ندوة / جولة دراسية في اتحاد الجمهوريات الاشتراكية السوفياتية حول الانتقاء الجيني وتهجين الأسماك المستزرعة. 19 أبريل - 29 مايو 1968. محاضرات. ممثل منظمة الأغذية والزراعة / برنامج الأمم المتحدة الإنمائي (TA) ، تم الاسترجاع من fao.org/.
5. باير ، ل.لينود ، هـ.دراس ، إس آرون (2013). التهجين من خلال التوالد العذري في اثنين من النمل الصحراوي Cataglyphis. علم البيئة الجزيئية.
6. RKK Koivisto ، HR Braig (2003). الكائنات الحية الدقيقة والتوالد العذري. المجلة البيولوجية لجمعية لينيان.