ต้นกำเนิดของการสืบพันธุ์แบบอาศัยเพศ ทิศทางวิวัฒนาการของการสืบพันธุ์แบบอาศัยเพศ การเกิดขึ้นของสิ่งมีชีวิตใหม่ในระหว่างการสืบพันธุ์แบบอาศัยเพศ

การสืบพันธุ์คือการสืบพันธุ์โดยสิ่งมีชีวิตที่มีสิ่งมีชีวิตที่คล้ายคลึงกัน ต้องขอบคุณเขาที่ทำให้ชีวิตมีความต่อเนื่อง มีสองวิธีในการสร้างสิ่งมีชีวิตใหม่: การสืบพันธุ์แบบไม่อาศัยเพศและการสืบพันธุ์แบบอาศัยเพศ ภาวะไร้เพศซึ่งมีสิ่งมีชีวิตเพียงชนิดเดียวเท่านั้นที่มีส่วนร่วม เกิดขึ้นโดยการแบ่งเซลล์ครึ่งหนึ่ง การสร้างสปอร์ การแตกหน่อ หรือการเจริญเติบโตของพืช เป็นลักษณะเฉพาะของสิ่งมีชีวิตดึกดำบรรพ์เป็นหลัก ในการสืบพันธุ์แบบไม่อาศัยเพศ สิ่งมีชีวิตใหม่จะเป็นสำเนาของพ่อแม่ การสืบพันธุ์แบบอาศัยเพศเกิดขึ้นด้วยความช่วยเหลือของเซลล์เพศที่เรียกว่าเซลล์สืบพันธุ์ ส่วนใหญ่เกี่ยวข้องกับสิ่งมีชีวิตสองชนิดซึ่งก่อให้เกิดบุคคลใหม่ที่แตกต่างจากผู้ปกครอง สัตว์หลายชนิดมีลักษณะเฉพาะคือการสลับการสืบพันธุ์แบบไม่อาศัยเพศและการสืบพันธุ์แบบอาศัยเพศ

ประเภทของการสืบพันธุ์แบบอาศัยเพศ

การสืบพันธุ์แบบอาศัยเพศมีประเภทต่อไปนี้:

กะเทย;
กระเทย;
parthenogenesis หรือการสืบพันธุ์แบบบริสุทธิ์

การสืบพันธุ์แบบแยกส่วน

การสืบพันธุ์แบบแยกส่วนนั้นมีลักษณะเฉพาะด้วยการหลอมรวมของเซลล์สืบพันธุ์เดี่ยวซึ่งเรียกว่าการปฏิสนธิ การปฏิสนธิส่งผลให้ไซโกตซ้ำมีข้อมูลทางพันธุกรรมจากทั้งพ่อและแม่ การสืบพันธุ์แบบแยกส่วนนั้นมีลักษณะเฉพาะคือการมีกระบวนการทางเพศ

ประเภทของกระบวนการทางเพศ

กระบวนการทางเพศมีสามประเภท:

ไอโซกามี. โดดเด่นด้วยความจริงที่ว่าเซลล์สืบพันธุ์ทุกตัวสามารถเคลื่อนที่ได้และมีขนาดเท่ากัน
แอนนิโซกามีหรือเฮเทอโรกามี Gametes มีขนาดแตกต่างกัน มี Macrogametes และ Microgametes แต่เซลล์สืบพันธุ์ทั้งสองสามารถเคลื่อนไหวได้
อูกามี่. มีลักษณะพิเศษคือมีไข่ขนาดใหญ่ที่ไม่สามารถเคลื่อนไหวได้และตัวอสุจิขนาดเล็กที่สามารถเคลื่อนไหวได้

กระเทย

การเกิดพาร์ทีโนเจเนซิส

สิ่งมีชีวิตบางชนิดสามารถพัฒนาจากเซลล์ที่ไม่ได้รับการผสมพันธุ์ได้ การสืบพันธุ์แบบอาศัยเพศนี้เรียกว่าการแบ่งส่วน ด้วยความช่วยเหลือของมด ผึ้ง ตัวต่อ เพลี้ยอ่อน และพืชบางชนิดสามารถสืบพันธุ์ได้ ประเภทของการแบ่งส่วนคือการสืบพันธุ์ โดดเด่นด้วยการสืบพันธุ์ของตัวอ่อนที่บริสุทธิ์ แมลงปีกแข็งและแมลงปีกแข็งบางชนิดสืบพันธุ์โดยใช้การสืบพันธุ์ Parthenogenesis ช่วยให้มั่นใจได้ว่าขนาดประชากรจะเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็ว

การขยายพันธุ์พืช

พืชก็เหมือนกับสัตว์ที่สามารถสืบพันธุ์ได้ทั้งแบบอาศัยเพศและแบบอาศัยเพศ ความแตกต่างก็คือการสืบพันธุ์แบบอาศัยเพศในแองจิโอสเปิร์มเกิดขึ้นผ่านการปฏิสนธิสองครั้ง มันคืออะไร? ในการปฏิสนธิสองครั้งซึ่งค้นพบโดย S.G. Navashin อสุจิสองตัวมีส่วนร่วมในการปฏิสนธิของไข่ หนึ่งในนั้นรวมตัวกับไข่ สิ่งนี้จะสร้างไซโกตซ้ำ อสุจิตัวที่สองจะหลอมรวมกับเซลล์ส่วนกลางแบบดิพลอยด์เพื่อสร้างเอนโดสเปิร์มทริปพลอยด์ที่มีสารอาหารอยู่

ความหมายทางชีวภาพของการสืบพันธุ์แบบอาศัยเพศ

การสืบพันธุ์แบบอาศัยเพศทำให้สิ่งมีชีวิตทนทานต่อการเปลี่ยนแปลงและสภาวะแวดล้อมที่ไม่เอื้ออำนวย และทำให้สิ่งมีชีวิตมีชีวิตรอดมากขึ้น สิ่งนี้อำนวยความสะดวกโดยความหลากหลายของลูกหลานที่เกิดจากการรวมตัวกันของพันธุกรรมของสิ่งมีชีวิตทั้งสอง

บทคัดย่อ: การสืบพันธุ์แบบไม่อาศัยเพศและการสืบพันธุ์แบบอาศัยเพศ

การแนะนำ

ความสามารถในการสืบพันธุ์ซึ่งก็คือการผลิตบุคคลรุ่นใหม่ในสายพันธุ์เดียวกันเป็นหนึ่งในลักษณะสำคัญของสิ่งมีชีวิต ในระหว่างกระบวนการสืบพันธุ์ สารพันธุกรรมจะถูกถ่ายโอนจากรุ่นพ่อแม่ไปยังรุ่นถัดไป ซึ่งรับประกันการสืบพันธุ์ของลักษณะเฉพาะไม่เพียงแต่ในสายพันธุ์ที่กำหนดเท่านั้น แต่ยังรวมถึงลักษณะเฉพาะของพ่อแม่ด้วย สำหรับสายพันธุ์หนึ่งๆ ความหมายของการสืบพันธุ์คือการแทนที่ตัวแทนที่ตายไป ซึ่งรับประกันความต่อเนื่องของการดำรงอยู่ของสายพันธุ์นั้น นอกจากนี้ภายใต้สภาวะที่เหมาะสม การสืบพันธุ์ทำให้สามารถเพิ่มจำนวนชนิดพันธุ์ทั้งหมดได้

ก่อนที่จะถึงขั้นที่สามารถสืบพันธุ์ได้ บุคคลใหม่แต่ละคนจะต้องผ่านการเติบโตและการพัฒนาหลายขั้นตอน บุคคลบางคนเสียชีวิตก่อนถึงระยะสืบพันธุ์ (หรือวุฒิภาวะทางเพศ) อันเป็นผลมาจากการทำลายโดยสัตว์นักล่า โรคภัยไข้เจ็บ และเหตุการณ์สุ่มต่างๆ ดังนั้นสายพันธุ์จึงสามารถอยู่รอดได้ก็ต่อเมื่อแต่ละรุ่นมีลูกหลานมากกว่าพ่อแม่ที่มีส่วนร่วมในการสืบพันธุ์ ขนาดประชากรผันผวนขึ้นอยู่กับความสมดุลระหว่างการสืบพันธุ์และการสูญพันธุ์ของแต่ละบุคคล มีกลยุทธ์การขยายพันธุ์ที่แตกต่างกันจำนวนหนึ่ง แต่ละกลยุทธ์มีข้อดีและข้อเสียที่แตกต่างกัน ทั้งหมดนี้จะอธิบายไว้ในบทคัดย่อนี้

และจุดประสงค์ของงานของฉันคือเพื่อพิจารณาการสืบพันธุ์บางประเภท

การสืบพันธุ์แบบไม่อาศัยเพศและการสืบพันธุ์แบบอาศัยเพศ

การสืบพันธุ์มีสองประเภทหลัก - แบบไม่อาศัยเพศและทางเพศ การสืบพันธุ์แบบไม่อาศัยเพศเกิดขึ้นโดยไม่มีการก่อตัวของเซลล์สืบพันธุ์และเกี่ยวข้องกับสิ่งมีชีวิตเพียงชนิดเดียว การสืบพันธุ์แบบไม่อาศัยเพศมักจะให้กำเนิดลูกหลานที่เหมือนกัน และแหล่งที่มาของการเปลี่ยนแปลงทางพันธุกรรมเพียงแหล่งเดียวก็คือการกลายพันธุ์แบบสุ่ม

ความแปรปรวนทางพันธุกรรมเป็นประโยชน์ต่อสายพันธุ์ เนื่องจากเป็นแหล่งที่มาของ "วัตถุดิบ" สำหรับการคัดเลือกโดยธรรมชาติ และดังนั้นสำหรับวิวัฒนาการ ลูกหลานที่ปรับตัวเข้ากับสภาพแวดล้อมได้มากที่สุดจะมีข้อได้เปรียบในการแข่งขันกับสมาชิกสายพันธุ์เดียวกัน และจะมีโอกาสรอดชีวิตและถ่ายทอดยีนไปสู่รุ่นต่อไปได้มากขึ้น ด้วยเหตุนี้สายพันธุ์จึงสามารถเปลี่ยนแปลงได้ กล่าวคือ กระบวนการเก็งกำไรจึงเป็นไปได้ ความแปรปรวนที่เพิ่มขึ้นสามารถทำได้โดยการผสมยีนของบุคคลสองคนที่แตกต่างกัน ซึ่งเป็นกระบวนการที่เรียกว่าการรวมตัวกันใหม่ของยีน ซึ่งเป็นลักษณะสำคัญของการสืบพันธุ์แบบอาศัยเพศ ในรูปแบบดั้งเดิม มีการพบการรวมตัวกันทางพันธุกรรมอีกครั้งในแบคทีเรียบางชนิด

การสืบพันธุ์แบบไม่อาศัยเพศ

ในการสืบพันธุ์แบบไม่อาศัยเพศ ลูกหลานจะมาจากสิ่งมีชีวิตเดียวโดยไม่มีเซลล์สืบพันธุ์ผสมกัน ไมโอซิสไม่เกี่ยวข้องกับกระบวนการสืบพันธุ์แบบไม่อาศัยเพศ (เว้นแต่เราจะพูดถึงสิ่งมีชีวิตในพืชที่มีรุ่นสลับกัน) และลูกหลานก็เหมือนกันกับพ่อแม่ ลูกที่เหมือนกันซึ่งสืบเชื้อสายมาจากพ่อแม่คนเดียวกันเรียกว่าโคลนนิ่ง สมาชิกของโคลนเดียวกันสามารถมีความแตกต่างทางพันธุกรรมได้ก็ต่อเมื่อมีการกลายพันธุ์แบบสุ่มเกิดขึ้น สัตว์ชั้นสูงไม่สามารถสืบพันธุ์แบบไม่อาศัยเพศได้ แต่เมื่อเร็วๆ นี้ มีความพยายามหลายครั้งในการโคลนนิ่งสัตว์บางชนิดด้วยวิธีเทียม เราจะดูพวกเขาในภายหลัง

แผนก

การสร้างสปอร์ (การสร้างสปอร์)

สปอร์เป็นหน่วยสืบพันธุ์เซลล์เดียว โดยทั่วไปมีขนาดเล็กมาก ประกอบด้วยไซโตพลาสซึมและนิวเคลียสจำนวนเล็กน้อย การก่อตัวของสปอร์พบได้ในแบคทีเรียโปรโตซัวตัวแทนของพืชสีเขียวทุกกลุ่มและเชื้อราทุกกลุ่ม สปอร์อาจมีประเภทและหน้าที่แตกต่างกันไป และมักก่อตัวในโครงสร้างพิเศษ

บ่อยครั้งที่สปอร์ก่อตัวขึ้นในปริมาณมากและมีน้ำหนักเล็กน้อย ซึ่งทำให้พวกมันแพร่กระจายได้ง่ายขึ้นโดยลม เช่นเดียวกับสัตว์ซึ่งส่วนใหญ่เป็นแมลง เนื่องจากขนาดที่เล็ก สปอร์จึงมีสารอาหารสำรองเพียงเล็กน้อยเท่านั้น เนื่องจากสปอร์จำนวนมากไปไม่ถึงตำแหน่งที่เหมาะสมสำหรับการงอก การสูญเสียสปอร์จึงสูงมาก ข้อได้เปรียบหลักของสปอร์ดังกล่าวคือความสามารถในการสืบพันธุ์และแพร่กระจายสายพันธุ์ได้อย่างรวดเร็ว โดยเฉพาะเชื้อรา

พูดอย่างเคร่งครัด สปอร์ของแบคทีเรียไม่ได้ทำหน้าที่ในการสืบพันธุ์ แต่เพื่อความอยู่รอดภายใต้สภาวะที่ไม่เอื้ออำนวย เนื่องจากแบคทีเรียแต่ละตัวผลิตสปอร์เพียงตัวเดียวเท่านั้น สปอร์ของแบคทีเรียอยู่ในกลุ่มที่ต้านทานได้มากที่สุด ตัวอย่างเช่น มักจะทนต่อการบำบัดด้วยน้ำยาฆ่าเชื้อที่มีฤทธิ์รุนแรงและการต้มในน้ำได้

กำลังเบ่งบาน

การแตกหน่อเป็นรูปแบบหนึ่งของการสืบพันธุ์แบบไม่อาศัยเพศซึ่งบุคคลใหม่จะเกิดขึ้นในรูปแบบของผลพลอยได้ (ตา) บนร่างกายของผู้ปกครองแล้วแยกออกจากมันกลายเป็นสิ่งมีชีวิตอิสระซึ่งเหมือนกันโดยสิ้นเชิงกับ พ่อแม่. การแตกหน่อเกิดขึ้นในสิ่งมีชีวิตกลุ่มต่างๆ โดยเฉพาะในซีเลนเตอเรต เช่น ไฮดรา (รูปที่ 1) และในเชื้อราเซลล์เดียว เช่น ยีสต์ ในกรณีหลัง การแตกหน่อจะแตกต่างจากฟิชชัน (ซึ่งพบได้ในยีสต์ด้วย) เนื่องจากส่วนที่เป็นผลทั้งสองมีขนาดต่างกัน

รูปแบบการแตกหน่อที่ผิดปกติอธิบายไว้ในพืชอวบน้ำไบรโอฟิลลัม ซึ่งเป็นซีโรไฟต์ที่มักปลูกเป็นไม้ประดับในบ้าน: พืชขนาดเล็กที่มีรากเล็ก ๆ พัฒนาไปตามขอบใบ (รูปที่ 2); ในที่สุด “ตา” เหล่านี้จะร่วงหล่นและเริ่มดำรงอยู่เป็นพืชอิสระ

การสืบพันธุ์แบบแยกส่วน (fragmentation)

การแยกส่วนคือการแบ่งบุคคลออกเป็นสองส่วนหรือมากกว่า ซึ่งแต่ละส่วนจะเติบโตและก่อตัวเป็นบุคคลใหม่ การแตกตัวเกิดขึ้น เช่น ในสาหร่ายเส้นใย เช่น สไปโรไจรา เกลียวสไปโรไจราสามารถแยกออกเป็นสองส่วนได้ทุกที่

นอกจากนี้ ยังพบการแตกตัวในสัตว์ชั้นล่างบางชนิด ซึ่งแตกต่างจากรูปแบบที่มีการจัดระเบียบสูง ตรงที่ยังคงรักษาความสามารถที่สำคัญในการสร้างใหม่จากเซลล์ที่มีความแตกต่างค่อนข้างต่ำ ตัวอย่างเช่น ร่างกายของนีเมอร์ทีน (กลุ่มของหนอนดึกดำบรรพ์ ซึ่งส่วนใหญ่เป็นสัตว์ทะเล) จะถูกฉีกออกเป็นหลายส่วนอย่างง่ายดาย โดยแต่ละส่วนสามารถให้กำเนิดบุคคลใหม่อันเป็นผลมาจากการงอกใหม่ ในกรณีนี้ การฟื้นฟูเป็นกระบวนการปกติและได้รับการควบคุม อย่างไรก็ตาม ในสัตว์บางชนิด (เช่น ปลาดาว) การฟื้นฟูจากแต่ละส่วนจะเกิดขึ้นหลังจากการแตกหักโดยไม่ตั้งใจเท่านั้น สัตว์ที่มีความสามารถในการงอกใหม่ทำหน้าที่เป็นวัตถุสำหรับการศึกษาทดลองกระบวนการนี้ มักใช้หนอนพลานาเรียที่มีชีวิตอิสระ การทดลองดังกล่าวช่วยให้เข้าใจกระบวนการสร้างความแตกต่าง

การขยายพันธุ์พืช

การขยายพันธุ์พืชเป็นรูปแบบหนึ่งของการขยายพันธุ์แบบไม่อาศัยเพศโดยส่วนที่ค่อนข้างใหญ่และมักจะมีความแตกต่างกันจะถูกแยกออกจากพืชและพัฒนาเป็นพืชอิสระ โดยพื้นฐานแล้วการขยายพันธุ์พืชจะคล้ายกับการแตกหน่อ บ่อยครั้งที่พืชสร้างโครงสร้างที่ออกแบบมาเพื่อจุดประสงค์นี้โดยเฉพาะ: หัว, เหง้า, เหง้า, สโตลอนและหัว โครงสร้างเหล่านี้บางส่วนยังทำหน้าที่กักเก็บสารอาหาร ช่วยให้พืชสามารถอยู่รอดได้ในสภาวะที่ไม่เอื้ออำนวย เช่น ความหนาวเย็นหรือความแห้งแล้ง อวัยวะจัดเก็บช่วยให้พืชอยู่รอดได้ในฤดูหนาวและผลิตดอกและผลในปีถัดไป (พืชล้มลุก) หรืออยู่รอดได้นานหลายปี (พืชยืนต้น) อวัยวะเหล่านี้เรียกว่าอวัยวะที่อยู่เหนือฤดูหนาว ได้แก่ หัว หัว เหง้า และหัว

อวัยวะที่อยู่เหนือฤดูหนาวอาจเป็นลำต้น ราก หรือหน่อทั้งหมดก็ได้ แต่ในทุกกรณี สารอาหารที่มีอยู่จะถูกสร้างขึ้นส่วนใหญ่ในระหว่างกระบวนการสังเคราะห์ด้วยแสงที่เกิดขึ้นในใบของปีปัจจุบัน สารอาหารที่ได้จะถูกถ่ายโอนไปยังอวัยวะจัดเก็บและมักจะถูกแปลงเป็นวัสดุกักเก็บที่ไม่ละลายน้ำบางชนิด เช่น แป้ง เมื่อเกิดสภาวะที่ไม่เอื้ออำนวยส่วนเหนือพื้นดินของพืชจะตายและอวัยวะจำศีลใต้ดินจะเข้าสู่สภาวะอยู่เฉยๆ ในช่วงต้นฤดูปลูกถัดไป สารอาหารจะถูกระดมด้วยความช่วยเหลือของเอนไซม์: ตาตื่นขึ้นและกระบวนการของการเจริญเติบโตและการพัฒนาเริ่มต้นขึ้นเนื่องจากสารอาหารที่เก็บไว้ หากมีหน่อแตกหน่อมากกว่าหนึ่งอัน เราก็สามารถสรุปได้ว่ามีการสืบพันธุ์เกิดขึ้น

ในบางกรณีมีการสร้างอวัยวะพิเศษขึ้นเพื่อทำหน้าที่ในการสืบพันธุ์ เหล่านี้คือส่วนที่ดัดแปลงของลำต้น - หัวมันฝรั่ง, หัวหัวหอม, หัวกระเทียม, หัวในซอกใบของบลูแกรสส์, ยอดอ่อน ฯลฯ สตรอเบอร์รี่สืบพันธุ์ด้วย "หนวด" (รูปที่ 3) รากที่แปลกประหลาดจะเกิดขึ้นที่โหนดของหน่อและหน่อที่มีใบจะเกิดขึ้นจากตาที่ซอกใบ ต่อจากนั้นปล้องก็ตายและโรงงานใหม่จะสูญเสียการเชื่อมต่อกับต้นแม่

ในทางปฏิบัติทางการเกษตรมีการใช้การขยายพันธุ์พืชอย่างกว้างขวาง

การโคลนนิ่งพืชและสัตว์ชั้นสูง

ดังที่ได้กล่าวไปแล้ว การได้รับลูกหลานที่เหมือนกันผ่านการสืบพันธุ์แบบไม่อาศัยเพศเรียกว่าการโคลนนิ่ง ในช่วงต้นอายุหกสิบเศษ มีการพัฒนาวิธีการที่ทำให้สามารถโคลนพืชและสัตว์ชั้นสูงบางชนิดได้สำเร็จ วิธีการเหล่านี้เกิดขึ้นจากความพยายามที่จะพิสูจน์ว่านิวเคลียสของเซลล์ที่เจริญเต็มที่แล้ว มีข้อมูลทั้งหมดที่จำเป็นในการเข้ารหัสคุณลักษณะทั้งหมดของสิ่งมีชีวิต และความเชี่ยวชาญพิเศษของเซลล์นั้นเกิดจากการเปิดและปิดเซลล์บางชนิด ยีนและไม่ใช่การสูญเสียบางส่วนไป ความสำเร็จครั้งแรกเกิดขึ้นโดยศาสตราจารย์ สจ๊วตจากมหาวิทยาลัยคอร์เนล ซึ่งแสดงให้เห็นว่าโดยการปลูกเซลล์รากแครอทแต่ละเซลล์ (ส่วนที่กินได้) ในตัวกลางที่มีสารอาหารและฮอร์โมนที่เหมาะสม กระบวนการแบ่งเซลล์สามารถเกิดขึ้นได้ ซึ่งนำไปสู่การก่อตัวของต้นแครอทใหม่

หลังจากนั้นไม่นาน Gurdon ซึ่งทำงานที่มหาวิทยาลัยอ็อกซ์ฟอร์ด ก็สามารถทำการโคลนสัตว์มีกระดูกสันหลังได้สำเร็จเป็นครั้งแรก สัตว์มีกระดูกสันหลังไม่ก่อตัวเป็นโคลนนิ่งภายใต้สภาพธรรมชาติ อย่างไรก็ตาม ด้วยการย้ายนิวเคลียสที่นำมาจากเซลล์ในลำไส้ของกบไปไว้ในไข่ซึ่งนิวเคลียสของตัวเองเคยถูกทำลายโดยการฉายรังสีอัลตราไวโอเลตมาก่อน เกอร์ดอนจึงสามารถเลี้ยงลูกอ๊อดได้ จากนั้นจึงกลายเป็นกบ ซึ่งเหมือนกับบุคคลที่รับนิวเคลียสไป

การทดลองประเภทนี้ไม่เพียงพิสูจน์ว่าเซลล์ที่แตกต่าง (เฉพาะทาง) มีข้อมูลทั้งหมดที่จำเป็นสำหรับการพัฒนาสิ่งมีชีวิตทั้งหมด แต่ยังช่วยให้เราคาดหวังได้ว่าวิธีการที่คล้ายกันนี้สามารถใช้ในการโคลนสัตว์มีกระดูกสันหลังในระยะการพัฒนาที่สูงขึ้นรวมถึงมนุษย์ด้วย การโคลนสัตว์ที่ต้องการ เช่น วัวผสมพันธุ์ ม้าแข่ง ฯลฯ อาจให้ผลกำไรพอๆ กับการโคลนพืช ซึ่งตามที่ระบุไว้ได้ดำเนินการไปแล้ว อย่างไรก็ตาม การใช้วิธีการโคลนนิ่งกับมนุษย์มีความเกี่ยวข้องกับปัญหาทางศีลธรรมที่ร้ายแรง ตามทฤษฎีแล้ว เป็นไปได้ที่จะสร้างสำเนาที่เหมือนกันทางพันธุกรรมของชายหรือหญิงคนใดคนหนึ่งจำนวนเท่าใดก็ได้ เมื่อดูเผินๆ อาจดูเหมือนว่านักวิทยาศาสตร์หรือศิลปินที่มีพรสวรรค์สามารถทำซ้ำได้ในลักษณะนี้ อย่างไรก็ตาม เราต้องจำไว้ว่าระดับของอิทธิพลที่กระทำต่อการพัฒนาโดยสิ่งแวดล้อมนั้นยังไม่ชัดเจนนัก แต่เซลล์โคลนใดๆ จะต้องผ่านการพัฒนาทุกขั้นตอนอีกครั้ง เช่น ในกรณีของบุคคล ระยะของเอ็มบริโอ ทารกในครรภ์ ทารก ฯลฯ .

การสืบพันธุ์แบบอาศัยเพศ.

ในการสืบพันธุ์แบบอาศัยเพศ ลูกเกิดจากการหลอมรวมของสารพันธุกรรมจากนิวเคลียสเดี่ยว โดยปกติแล้วนิวเคลียสเหล่านี้จะอยู่ในเซลล์สืบพันธุ์พิเศษ - gametes; ในระหว่างการปฏิสนธิ เซลล์สืบพันธุ์จะหลอมรวมเป็นไซโกตซ้ำ ซึ่งในระหว่างการพัฒนาจะผลิตสิ่งมีชีวิตที่โตเต็มที่ Gametes เป็นเซลล์เดี่ยว - ประกอบด้วยโครโมโซมหนึ่งชุดที่เกิดจากไมโอซิส พวกเขาทำหน้าที่เป็นตัวเชื่อมโยงระหว่างรุ่นนี้และรุ่นถัดไป (ในระหว่างการสืบพันธุ์แบบอาศัยเพศของพืชดอกไม่ใช่เซลล์ แต่เป็นนิวเคลียสที่ผสาน แต่โดยปกติแล้วนิวเคลียสเหล่านี้จะเรียกว่า gametes)

ไมโอซิสเป็นขั้นตอนสำคัญในวงจรชีวิตที่เกี่ยวข้องกับการสืบพันธุ์แบบอาศัยเพศ เนื่องจากจะทำให้ปริมาณของสารพันธุกรรมลดลงครึ่งหนึ่ง ด้วยเหตุนี้ ในหลายชั่วอายุคนที่สืบพันธุ์แบบอาศัยเพศ จำนวนนี้จึงคงที่ แม้ว่าจำนวนนี้จะเพิ่มขึ้นเป็นสองเท่าในแต่ละครั้งระหว่างการปฏิสนธิก็ตาม ในระหว่างไมโอซิสอันเป็นผลมาจากความแตกต่างแบบสุ่มของโครโมโซม (การกระจายอย่างอิสระ) และการแลกเปลี่ยนสารพันธุกรรมระหว่างโครโมโซมที่คล้ายคลึงกัน (การข้าม) การรวมกันของยีนใหม่จะปรากฏในเซลล์สืบพันธุ์เดียว และการสับดังกล่าวจะเพิ่มความหลากหลายทางพันธุกรรม การหลอมรวมของนิวเคลียสเดี่ยวที่มีอยู่ในเซลล์สืบพันธุ์เรียกว่าการปฏิสนธิหรือซินกามี มันนำไปสู่การก่อตัวของไซโกตซ้ำ นั่นคือเซลล์ที่มีชุดโครโมโซมหนึ่งชุดจากผู้ปกครองแต่ละคน การรวมกันของโครโมโซมสองชุดในไซโกต (การรวมตัวกันทางพันธุกรรม) นี้แสดงถึงพื้นฐานทางพันธุกรรมของการเปลี่ยนแปลงภายในความจำเพาะ ไซโกตเติบโตและพัฒนาเป็นสิ่งมีชีวิตที่โตเต็มที่ในรุ่นต่อไป ดังนั้นในระหว่างการสืบพันธุ์แบบอาศัยเพศในวงจรชีวิต การสลับระหว่างระยะไดพลอยด์และฮาพลอยด์จึงเกิดขึ้น และในสิ่งมีชีวิตต่าง ๆ ระยะเหล่านี้ก็มีรูปแบบที่แตกต่างกัน

โดยทั่วไปแล้วเซลล์สืบพันธุ์จะมีสองประเภท คือ ตัวผู้และตัวเมีย แต่สิ่งมีชีวิตดึกดำบรรพ์บางชนิดจะผลิตเซลล์สืบพันธุ์เพียงชนิดเดียวเท่านั้น ในสิ่งมีชีวิตที่ผลิตเซลล์สืบพันธุ์ได้ 2 ประเภท สามารถผลิตได้โดยพ่อแม่ฝ่ายชายและหญิง ตามลำดับ หรืออาจเป็นได้ว่าบุคคลคนเดียวกันนั้นมีทั้งอวัยวะสืบพันธุ์ชายและหญิง ชนิดที่มีตัวผู้และตัวเมียแยกกันเรียกว่าต่างหาก สัตว์และมนุษย์ส่วนใหญ่เป็นเช่นนั้น ในบรรดาไม้ดอกก็มีสายพันธุ์ที่แตกต่างกันเช่นกัน หากในพืชชนิดเดียวกัน ดอกไม้ตัวผู้และตัวเมียถูกสร้างขึ้นบนพืชชนิดเดียวกัน เช่น ในแตงกวาและเฮเซล ดังนั้นในสายพันธุ์ที่แตกต่างกันพืชบางชนิดจะมีเฉพาะตัวผู้และบางชนิดจะมีดอกตัวเมียเท่านั้นเช่นในฮอลลี่หรือต้นยู

กระเทย

การเกิดพาร์ทีโนเจเนซิส

Parthenogenesis เป็นหนึ่งในการปรับเปลี่ยนการสืบพันธุ์แบบอาศัยเพศโดยเซลล์สืบพันธุ์เพศหญิงจะพัฒนาเป็นบุคคลใหม่โดยไม่ต้องปฏิสนธิโดยเซลล์สืบพันธุ์เพศชาย การสืบพันธุ์แบบ Parthenogenetic เกิดขึ้นทั้งในอาณาจักรสัตว์และพืช และมีข้อได้เปรียบในการเพิ่มอัตราการสืบพันธุ์ในบางกรณี

การแบ่งส่วนมีสองประเภท - เดี่ยวและซ้ำขึ้นอยู่กับจำนวนโครโมโซมในเซลล์สืบพันธุ์เพศหญิง ในแมลงหลายชนิด รวมทั้งมด ผึ้ง และตัวต่อ สิ่งมีชีวิตหลายวรรณะเกิดขึ้นภายในชุมชนหนึ่งอันเป็นผลมาจากการเกิดพาร์ทีโนเจเนซิสเดี่ยว ในสายพันธุ์เหล่านี้ ไมโอซิสเกิดขึ้น และเซลล์สืบพันธุ์เดี่ยวจะเกิดขึ้น ไข่บางชนิดได้รับการปฏิสนธิและพัฒนาเป็นตัวเมียซ้ำ ในขณะที่ไข่ที่ไม่ได้รับการผสมพันธุ์จะพัฒนาเป็นตัวเมียเดี่ยวที่อุดมสมบูรณ์ ตัวอย่างเช่น ในผึ้งน้ำผึ้ง ราชินีจะวางไข่ที่ปฏิสนธิ (2n = 32) ซึ่งพัฒนาเป็นตัวเมีย (ราชินีหรือคนงาน) และไข่ที่ไม่ได้รับการผสมพันธุ์ (n = 16) ซึ่งผลิตตัวผู้ (โดรน) ที่สร้างสเปิร์มโดยการแบ่งเซลล์ และไม่ใช่ไมโอซิส พัฒนาการของผึ้งทั้ง 3 ชนิดนี้มีลักษณะเป็นแผนผังแสดงไว้ในรูปที่ 1 4. กลไกการสืบพันธุ์ในแมลงสังคมนี้มีความสำคัญในการปรับตัวเนื่องจากช่วยให้คุณสามารถควบคุมจำนวนลูกหลานของแต่ละประเภทได้

ในเพลี้ยอ่อนการเกิดพาร์ทีโนเจเนซิสแบบดิพลอยด์เกิดขึ้นซึ่งโอโอไซต์ตัวเมียได้รับไมโอซิสในรูปแบบพิเศษโดยไม่มีการแยกโครโมโซม - โครโมโซมทั้งหมดผ่านเข้าไปในไข่และร่างกายขั้วโลกไม่ได้รับโครโมโซมเดียว ไข่จะพัฒนาในร่างกายของแม่ เพื่อให้ตัวเมียเกิดมาอย่างสมบูรณ์ แทนที่จะฟักออกจากไข่ กระบวนการนี้เรียกว่าความมีชีวิตชีวา มันสามารถดำเนินต่อไปได้หลายชั่วอายุคน โดยเฉพาะอย่างยิ่งในช่วงฤดูร้อน จนกระทั่งเซลล์ใดเซลล์หนึ่งเกิด nondisjunction ที่เกือบจะสมบูรณ์ ส่งผลให้เซลล์หนึ่งมีคู่ออโตโซมทั้งหมดและโครโมโซม X หนึ่งโครโมโซม จากเซลล์นี้ตัวผู้จะพัฒนาแบบ parthenogenetic เพศชายในฤดูใบไม้ร่วงและเพศหญิง parthenogenetic เหล่านี้ผลิตเซลล์สืบพันธุ์เดี่ยวผ่านไมโอซิสที่มีส่วนร่วมในการสืบพันธุ์แบบอาศัยเพศ ตัวเมียที่ปฏิสนธิจะวางไข่ซ้ำ ซึ่งจะวางไข่ในฤดูหนาว และในฤดูใบไม้ผลิพวกมันจะฟักเป็นตัวเมียที่สืบพันธุ์แบบพาร์ทีโนเจเนอเรชันและให้กำเนิดลูกหลานที่มีชีวิต หลายชั่วอายุคนจะตามมาด้วยรุ่นที่เป็นผลมาจากการสืบพันธุ์แบบอาศัยเพศตามปกติ ซึ่งทำให้เกิดความหลากหลายทางพันธุกรรมในประชากรผ่านการรวมตัวกันอีกครั้ง ข้อได้เปรียบหลักที่การแบ่งส่วนให้กับเพลี้ยอ่อนคือการเติบโตอย่างรวดเร็วของประชากรเนื่องจากสมาชิกที่โตเต็มที่ทั้งหมดสามารถวางไข่ได้ สิ่งนี้มีความสำคัญอย่างยิ่งในช่วงเวลาที่สภาพแวดล้อมเอื้ออำนวยต่อการดำรงอยู่ของประชากรจำนวนมาก เช่น ในช่วงฤดูร้อน

Parthenogenesis แพร่หลายในพืชซึ่งมีรูปแบบต่างๆ หนึ่งในนั้นคือ apomixis คือ parthenogenesis ซึ่งจำลองการสืบพันธุ์แบบอาศัยเพศ Apomixis พบได้ในพืชดอกบางชนิด โดยเซลล์รีโอวุลแบบดิพลอยด์ ไม่ว่าจะเป็นนิวเซลลัสเซลล์หรือเมกะสปอร์ จะพัฒนาไปเป็นเอ็มบริโอที่ทำงานได้โดยไม่ต้องใช้เซลล์สืบพันธุ์เพศชาย ออวุลที่เหลือจะก่อตัวเป็นเมล็ด และรังไข่จะพัฒนาเป็นผล ในกรณีอื่น ๆ จำเป็นต้องมีละอองเรณูซึ่งกระตุ้นการเกิดพาร์ทีโนเจเนซิสแม้ว่ามันจะไม่งอกก็ตาม เม็ดละอองเกสรทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงของฮอร์โมนที่จำเป็นสำหรับการพัฒนาของเอ็มบริโอ และในทางปฏิบัติกรณีดังกล่าวเป็นเรื่องยากที่จะแยกแยะจากการสืบพันธุ์แบบอาศัยเพศที่แท้จริง

การปฏิสนธิเกิดขึ้นในลักษณะเฉพาะในพืชดอก หลังจากการปฏิสนธิ ออวุลจะผลิตเมล็ดที่มีเอ็มบริโอและมีสารอาหารเพียงพอ การจัดหาสารอาหารในเมล็ดเกิดขึ้นได้อย่างไร?

ในพืชดอกจะมีการปฏิสนธิสองครั้ง ในระหว่างการผสมเกสร เม็ดละอองเกสรจะตกลงบนรอยมลทินของเกสรตัวเมียและงอก ( ข้าว. 57) ก่อตัวเป็นท่อละอองเรณู มันถูกสร้างขึ้นจากเซลล์พืชและเติบโตอย่างรวดเร็วไปถึงรังไข่ ที่ปลายท่อเรณูจะมีเซลล์อสุจิ 2 เซลล์

* ต่างจากสเปิร์มที่เคลื่อนไหวได้ของพืชชั้นล่าง สเปิร์มของพืชดอกนั้นไม่สามารถเคลื่อนที่ได้และสามารถเจาะเข้าไปในไข่ได้ทางท่อละอองเกสรเท่านั้น

ท่อละอองเรณูจะเติบโตเข้าไปในออวุล ปลายจะแตก และอสุจิจะเข้าสู่ถุงเอ็มบริโอ หนึ่งในนั้นหลอมรวมกับไข่ เซลล์ซ้ำเกิดขึ้น - ไซโกต อสุจิตัวที่สองจะหลอมรวมกับนิวเคลียสทุติยภูมิซ้ำของถุงเอ็มบริโอ เป็นผลให้เซลล์ถูกสร้างขึ้นด้วยโครโมโซมสามชุดซึ่งเอนโดสเปิร์มถูกสร้างขึ้นผ่านไมโทสซ้ำ - เนื้อเยื่อที่มีสารอาหาร

การปฏิสนธิสองครั้งในพืชดอก

ความลับของเพศ [ชายและหญิงในกระจกแห่งวิวัฒนาการ] Butovskaya Marina Lvovna

กลไกการสืบพันธุ์แบบอาศัยเพศ

ในสัตว์ที่สืบพันธุ์แบบอาศัยเพศ มีเซลล์สืบพันธุ์เพียงสองประเภทเท่านั้นที่ผลิตในอวัยวะสืบพันธุ์ - ตัวผู้ (เล็กและเคลื่อนที่ได้) และตัวเมีย (ใหญ่และไม่สามารถเคลื่อนที่ได้) ไม่ว่าในกรณีใดเซลล์สืบพันธุ์จะมีลักษณะเป็นสื่อกลาง โดยจะรวมคุณสมบัติของเซลล์สืบพันธุ์เพศชายและเพศหญิงเข้าด้วยกัน

เหตุใดกระบวนการวิวัฒนาการจึงสร้างสองเพศ - ชายและหญิง? ทำไมไม่สาม, สี่หรือมากกว่านั้น? แล้วทำไมเซลล์เพศถึงมีขนาดปานกลางไม่ได้? L. Miele, R. Trivers และคนอื่นๆ ให้คำอธิบายต่อไปนี้ ความจริงก็คือการสืบพันธุ์แบบอาศัยเพศเกิดขึ้นภายใต้อิทธิพลของรูปแบบพิเศษของการคัดเลือกโดยธรรมชาติ (การคัดเลือกทางเพศ) ซึ่งบุคคลที่ผลิตเซลล์เพศขนาดกลางจะถูกกำจัดออกจากประชากรดั้งเดิมอย่างต่อเนื่อง (รูปที่ 1.2) สิ่งนี้เกิดขึ้นเนื่องจากบุคคลที่ผลิตเซลล์สืบพันธุ์ขนาดเล็กได้รับการคัดเลือกเฉพาะเมื่อมีเงื่อนไขว่าพวกเขามีความสัมพันธ์ทางเพศกับบุคคลที่มีเซลล์สืบพันธุ์ขนาดใหญ่และในทางกลับกัน การเลือกขนาดเซลล์สืบพันธุ์เกิดขึ้นร่วมกับการเลือกคู่นอน

ข้าว. 1.2. วิวัฒนาการของการแบ่งแยกเพศผ่านการเลือกขนาดเซลล์สืบพันธุ์แบบก่อกวน แกนแอบซิสซาแสดงขนาดของเซลล์สืบพันธุ์ และแกนกำหนดแสดงความถี่ของการเกิดเซลล์สืบพันธุ์ประเภทผู้ปกครอง (ข้อมูลจาก Mealey. 2000).

สมมติว่ามีสัตว์สายพันธุ์หนึ่งที่สืบพันธุ์แบบอาศัยเพศ โดยบางคนผลิตเซลล์สืบพันธุ์ที่มีขนาดใหญ่และอุดมด้วยสารอาหาร บางชนิดผลิตเซลล์สืบพันธุ์ขนาดเล็กและเคลื่อนที่ได้ และบางชนิดก็ผลิตเซลล์สืบพันธุ์ที่เป็นสื่อกลาง บุคคลที่สร้างเซลล์สืบพันธุ์ขนาดเล็กสามารถผลิตเซลล์สืบพันธุ์ได้มากกว่าบุคคลที่สร้างเซลล์สืบพันธุ์ขนาดใหญ่หรือขนาดกลางอย่างมีนัยสำคัญ พวกมันสามารถแพร่พันธุ์ได้บ่อยกว่าผู้ผลิตเซลล์สืบพันธุ์ขนาดใหญ่และขนาดกลาง ดังนั้น ค่อยๆ เพิ่มสัดส่วนของประชากรสายพันธุ์นี้ที่ผลิตเซลล์สืบพันธุ์ขนาดเล็กและขาดสารอาหาร

อย่างไรก็ตาม เซลล์สืบพันธุ์ที่มีขนาดเล็กมีข้อเสียเปรียบที่สำคัญประการหนึ่ง นั่นคือ เมื่อรวมกับเซลล์สืบพันธุ์ที่มีขนาดเท่ากัน ทำให้ไซโกตแทบไม่มีโอกาสรอดชีวิตเลย แม้ว่า "ตัวเมียโปรโต" ดังกล่าวจะผสมพันธุ์บ่อยกว่า "ตัวเมียโปรโต" ที่สร้างเซลล์สืบพันธุ์ขนาดใหญ่ แต่ความสำเร็จในการทิ้งลูกหลานยังต่ำอยู่ ในประชากรที่มีประชากรจำนวนมากในตระกูลโปรโตเพศผู้ โปรโตตัวเมียจะได้รับข้อได้เปรียบที่สำคัญ ท้ายที่สุดแล้ว พวกเขามี "สุภาพบุรุษ" มากมาย และโอกาสที่จะรอดชีวิตจากไข่ขนาดใหญ่ที่ปฏิสนธินั้นมีมากที่สุด เป็นผลให้เวกเตอร์การเลือกในประชากรเปลี่ยนไปในทิศทางที่แตกต่างกัน - บุคคลที่สร้างเซลล์สืบพันธุ์ขนาดใหญ่เริ่มถูกเลือก เมื่อเทียบกับพื้นหลังนี้ gametes ขนาดกลางจะไม่ได้รับผลประโยชน์ใด ๆ ไม่ว่าในกรณีใดและค่อยๆ ถูกชะล้างออกจากประชากร

จากหนังสือ Therapeutic Cynology แนวทางทางทฤษฎีและการปฏิบัติจริง (พร้อมภาพประกอบ) ผู้เขียน ซับโบติน เอ.วี

ข้อกำหนดเบื้องต้นสำหรับการเกิดขึ้นของวิทยาการรักษา การวิเคราะห์แบบสหวิทยาการ วิธีการบำบัดสุนัขที่เรานำเสนอมีลักษณะแบบสหวิทยาการ นั่นคือเหตุผลที่เราต้องการอธิบายปัญหานี้จากมุมที่ต่างกันเนื่องจากดูเหมือนจะไม่เป็นเช่นนั้น

จากหนังสือ Therapeutic Cynology แนวทางทางทฤษฎีและการปฏิบัติจริง ผู้เขียน ซับโบติน เอ.วี

ข้อกำหนดเบื้องต้นสำหรับการเกิดขึ้นของวิทยาการรักษา การวิเคราะห์แบบสหวิทยาการ วิธีการบำบัดสุนัขที่เรานำเสนอมีลักษณะแบบสหวิทยาการ นั่นคือเหตุผลที่เราต้องการอธิบายปัญหานี้จากมุมที่ต่างกัน เนื่องจากเป็นไปไม่ได้

จากหนังสือ Breeding Dogs ผู้เขียน ซอตสกาย่า มาเรีย นิโคลาเยฟนา

บทที่ 1 บทบาทของการสืบพันธุ์แบบอาศัยเพศในการวิวัฒนาการ วิธีการสืบพันธุ์ การสืบพันธุ์เป็นกระบวนการทางชีวภาพที่สำคัญที่สุดที่รับประกันการบำรุงรักษาและเพิ่มจำนวนสายพันธุ์ ความเป็นไปได้ของการแพร่กระจาย และท้ายที่สุดคือความสำเร็จของการต่อสู้เพื่อการดำรงอยู่ ในโลกของสัตว์

จากหนังสือชีววิทยา [ หนังสืออ้างอิงฉบับสมบูรณ์สำหรับการเตรียมตัวสอบ Unified State ] ผู้เขียน เลิร์นเนอร์ จอร์จี ไอซาโควิช

วิธีการสืบพันธุ์ การสืบพันธุ์เป็นกระบวนการทางชีววิทยาที่สำคัญที่สุดที่รับประกันการดูแลรักษาและเพิ่มจำนวนชนิด ความเป็นไปได้ของการตั้งถิ่นฐานใหม่ และท้ายที่สุดคือความสำเร็จของการต่อสู้เพื่อการดำรงอยู่ ในโลกของสัตว์มีหลายวิธีในการสืบพันธุ์

จากหนังสือกำเนิดสมอง ผู้เขียน Savelyev Sergey Vyacheslavovich

สาเหตุของความผิดปกติของพัฒนาการของทารกในครรภ์ พัฒนาการของมดลูกทั้งหมดของลูกสุนัขจากเซลล์เดียว - ไซโกต - จนกระทั่งเกิดเกิดขึ้นในช่วงเวลาสั้น ๆ สองเดือนซึ่งเกือบ 1/4 เกิดขึ้นในช่วงระยะเวลาของการหายไปในเรื่องนี้ ในการพัฒนาของทารกในครรภ์

จากหนังสือยีนกับพัฒนาการของร่างกาย ผู้เขียน เนย์ฟัคห์ อเล็กซานเดอร์ อเล็กซานโดรวิช

จากหนังสือ The Birth of Complexity [ชีววิทยาวิวัฒนาการวันนี้: การค้นพบที่ไม่คาดคิดและคำถามใหม่] ผู้เขียน มาร์คอฟ อเล็กซานเดอร์ วลาดิมิโรวิช

§ 38. เงื่อนไขในการเกิดขึ้นของสมองสัตว์เลื้อยคลาน ศูนย์สมองที่เชื่อมโยงไม่สามารถเกิดขึ้นได้โดยบังเอิญ ต้นทุนด้านพลังงานในการรักษาศูนย์กลางการเชื่อมโยงของสมองและต้นทุนในการเปลี่ยนแปลงกลยุทธ์ด้านพฤติกรรมนั้นสูงมากเสมอ (ดูบทที่ 1) มันต้องมีเหตุอะไรแบบนี้แน่ๆ

จากหนังสือในโลกที่มองไม่เห็น ผู้เขียน บลิงกิ้น เซมยอน อเล็กซานโดรวิช

§ 44. เงื่อนไขสำหรับการเกิดขึ้นของสมองของนก หากเราคำนึงถึงสัณฐานวิทยาของนก เงื่อนไขสำหรับความเชี่ยวชาญของพวกมันจะค่อนข้างชัดเจน อวัยวะรับความรู้สึกหลักของนกโบราณคือการมองเห็น ความรู้สึกสัมผัสแบบเอทมอยด์ซึ่งพัฒนาขึ้นอย่างดีในสัตว์เลื้อยคลานนั้นเกิดขึ้นในนกสมัยใหม่อยู่แล้ว

จากหนังสือชีววิทยา ชีววิทยาทั่วไป ชั้นประถมศึกษาปีที่ 11 ระดับพื้นฐานของ ผู้เขียน ซิโวกลาซอฟ วลาดิสลาฟ อิวาโนวิช

4. กลไกของความแตกต่างอื่นๆ กรณีต่างๆ มากมายที่เราแทบไม่รู้อะไรเลยเกี่ยวกับกลไกของความแตกต่างจัดอยู่ในหมวดหมู่นี้ บางทีสิ่งที่ได้รับการศึกษามากที่สุดในตอนนี้ก็คือความแตกต่างหลักระหว่างเอ็มบริโอของสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมกับเอ็มบริโอเองและ

จากหนังสือสถานะปัจจุบันของนโยบายชีวมณฑลและสิ่งแวดล้อม ผู้เขียน โคเลสนิค ยู.

การผจญภัยของโปรโตซูน (แบบจำลองของการเกิดขึ้นของสิ่งมีชีวิตที่ซับซ้อนจากสิ่งมีชีวิตที่เรียบง่าย) ลองทำความเข้าใจว่าในระหว่างวิวัฒนาการสิ่งมีชีวิตที่ซับซ้อนสามารถเกิดจากสิ่งมีชีวิตที่เรียบง่ายได้อย่างไร ในการทำเช่นนี้ฉันอยากจะเสนอแบบจำลองทางจิตที่ตลกให้กับผู้อ่าน

จากหนังสือมานุษยวิทยาและแนวคิดทางชีววิทยา ผู้เขียน

ความลึกลับของการเกิดเนื้องอกเนื้อร้าย เนื้องอกมะเร็งเป็นโรคที่มีมาแต่โบราณมาก นี่เป็นหลักฐานจากการค้นพบของนักบรรพชีวินวิทยา (พบร่องรอยของเนื้องอกต่าง ๆ ในสัตว์ที่มีชีวิตอยู่เมื่อหลายพันล้านปีก่อน) ในปาปิริ Ebers และใน

จากหนังสือพฤติกรรม: แนวทางวิวัฒนาการ ผู้เขียน คูร์ชานอฟ นิโคไล อนาโตลีวิช

3. ข้อกำหนดเบื้องต้นสำหรับการเกิดขึ้นของคำสอนของ Charles Darwin จำได้ไหม ใครเป็นผู้เขียนทฤษฎีวิวัฒนาการข้อแรก มีการค้นพบทางชีววิทยาอะไรบ้างในกลางศตวรรษที่ 19 ในช่วงกลางศตวรรษที่ 19 มีการค้นพบใหม่มากมายในวิทยาศาสตร์ธรรมชาติ

จากหนังสือเพศและวิวัฒนาการของธรรมชาติของมนุษย์ โดย ริดลีย์ แมตต์

2.2. สมมติฐานเกี่ยวกับต้นกำเนิดของสิ่งมีชีวิตบนโลก นักคิดหลายคนคิดเกี่ยวกับคำถามเหล่านี้ตลอดหลายศตวรรษที่ผ่านมา เช่น บุคคลสำคัญทางศาสนา ศิลปิน นักปรัชญา และนักวิทยาศาสตร์ เนื่องจากขาดข้อมูลทางวิทยาศาสตร์เชิงลึก พวกเขาจึงถูกบังคับให้สร้างสิ่งมหัศจรรย์ที่สุดขึ้นมา

จากหนังสือของผู้เขียน

4.1. ประเภทของการสืบพันธุ์ ในกระบวนการวิวัฒนาการของสิ่งมีชีวิตยังมีวิวัฒนาการของวิธีการสืบพันธุ์ซึ่งมีความหลากหลายที่พบในสิ่งมีชีวิตชนิดต่างๆ ตัวเลือกการสืบพันธุ์ทั้งหมดสามารถแบ่งออกเป็นสองประเภทที่แตกต่างกันโดยพื้นฐาน - แบบไม่อาศัยเพศและ

จากหนังสือของผู้เขียน

8.7. การควบคุมกระบวนการสืบพันธุ์และพฤติกรรมทางเพศ การควบคุมระบบประสาทของกระบวนการสืบพันธุ์และพฤติกรรมทางเพศมีความซับซ้อนมาก บทบาทของระบบไฮโปทาลามัส-ต่อมใต้สมองในกฎระเบียบนี้มีความชัดเจนเป็นพิเศษ ไฮโปทาลามัสผ่านการหลั่ง

จากหนังสือของผู้เขียน

การสืบพันธุ์แบบอาศัยเพศมีอะไรที่เหมือนกันกับการฉีดวัคซีน บัดนี้ คนรอบรู้ที่กระสับกระส่ายจะเริ่มกระสับกระส่ายด้วยความกระวนกระวายใจ เพราะว่าฉันไม่ได้พูดอะไรเกี่ยวกับภูมิคุ้มกันเลย พวกเขาจะบอกว่าวิธีปกติในการต่อสู้กับโรคไม่ใช่การมีเพศสัมพันธ์ แต่เป็นแอนติบอดี การฉีดวัคซีน หรืออะไรทำนองนั้น

รายงานทางชีววิทยา. การสืบพันธุ์แบบอาศัยเพศ. อูกามี่

ก่อนที่จะถึงขั้นที่สามารถสืบพันธุ์ได้ บุคคลใหม่แต่ละคนจะต้องผ่านการเติบโตและการพัฒนาหลายขั้นตอน บุคคลบางคนเสียชีวิตก่อนถึงระยะสืบพันธุ์ (หรือวุฒิภาวะทางเพศ) อันเป็นผลมาจากการทำลายโดยสัตว์นักล่า โรคภัยไข้เจ็บ และเหตุการณ์สุ่มต่างๆ ดังนั้นสายพันธุ์จึงสามารถอยู่รอดได้ก็ต่อเมื่อแต่ละรุ่นมีลูกหลานมากกว่าพ่อแม่ที่มีส่วนร่วมในการสืบพันธุ์ ขนาดประชากรผันผวนขึ้นอยู่กับความสมดุลระหว่างการสืบพันธุ์และการสูญพันธุ์ของแต่ละบุคคล มีกลยุทธ์การขยายพันธุ์ที่แตกต่างกันจำนวนหนึ่ง ซึ่งแต่ละกลยุทธ์มีข้อดีและข้อเสียที่แตกต่างกันออกไป

การสืบพันธุ์แบบไม่อาศัยเพศและการสืบพันธุ์แบบอาศัยเพศ

การสืบพันธุ์แบบอาศัยเพศ

ประเภทของกระบวนการทางเพศ

กระบวนการทางเพศมีหลายประเภท: isogamy, anisogamy, oogamy

ใน isogamy การรวมตัวของ gametes (copulating) จะไม่แตกต่างกันทางสัณฐานวิทยา กระบวนการนี้แพร่หลายในสาหร่าย เช่นเดียวกับเชื้อราชั้นล่างและโปรโตซัวหลายชนิด (ไรโซพอด เรดิโอลาเรียน เกรการีนตอนล่าง) แต่ไม่มีในสัตว์หลายเซลล์ ใน isogamy gametes ที่มีคุณสมบัติทางชีวเคมีและสรีรวิทยาต่างกันจะรวมตัวกัน

Anisogamy เป็นกระบวนการทางเพศประเภทหนึ่งที่มีการรวมตัวกันของ gametes ที่มีขนาด รูปร่าง หรือพฤติกรรมต่างกัน กระบวนการนี้เป็นลักษณะเฉพาะของเซลล์สืบพันธุ์ในสาหร่ายยูดารินา

Anisogamy ไปถึงระดับสูงสุดในพืชและสัตว์หลายเซลล์: การปฏิสนธิของไข่ที่อยู่นิ่งกับอสุจิที่เคลื่อนไหวได้ กระบวนการนี้เรียกว่า oogamy แล้ว เมื่อในระหว่างการปฏิสนธิ gametes จะรวมกันเป็นไซโกต ซึ่งมีขนาด รูปร่าง และพฤติกรรมต่างกันอย่างมาก อูกามีเป็นลักษณะเฉพาะของสัตว์หลายเซลล์ทุกชนิด ทั้งพืชชั้นต่ำและพืชชั้นสูงทั้งหมด

ตามกฎแล้วใน oogamy ผู้ปกครองสองคนมีส่วนร่วมซึ่งแต่ละคนมีส่วนร่วมในการก่อตัวของสิ่งมีชีวิตใหม่โดยแนะนำเซลล์สืบพันธุ์เพียงเซลล์เดียว - gamete (ไข่หรือสเปิร์ม) ซึ่งมีโครโมโซมจำนวนครึ่งหนึ่งมากกว่าที่ไม่เกี่ยวกับเพศ อันนั่นคือ โซมาติกเซลล์ของผู้ปกครอง อันเป็นผลมาจากการรวมกันของ gametes ไข่ที่ปฏิสนธิจะเกิดขึ้น - ไซโกตซึ่งมีความโน้มเอียงทางพันธุกรรมของพ่อแม่ทั้งสองเนื่องจากการที่ลูกหลานพัฒนาการผสมผสานของยีนใหม่ที่ไม่มีลักษณะเฉพาะของผู้ปกครอง

การสืบพันธุ์แบบอาศัยเพศเป็นสิ่งประดิษฐ์โปรโตซัวอีกชนิดหนึ่งที่มีผลกระทบอย่างมากต่อสิ่งมีชีวิตที่ซับซ้อนมากขึ้น ควรสังเกตว่ากระบวนการทางเพศและการสืบพันธุ์เป็นสองปรากฏการณ์ที่แตกต่างกันซึ่งสามารถแยกออกจากกันได้ การสืบพันธุ์คือการเกิดขึ้นของบุคคลใหม่ๆ กระบวนการทางเพศคือการสร้างการผสมผสานของยีนใหม่ที่เกิดจากบุคคลสองคนที่แตกต่างกัน การสืบพันธุ์โดยไม่มีกระบวนการทางเพศเป็นลักษณะเฉพาะของสิ่งมีชีวิตเหล่านั้นที่สืบพันธุ์โดยการแบ่งอย่างง่าย: เมื่ออะมีบาแบ่งตัวหรือไฮดราตัวใหม่แตกหน่อ จะไม่พบการกระจายตัวของยีน ในสิ่งมีชีวิตเซลล์เดียวมักเป็นเช่นนั้น

บทนำสู่การศึกษาพัฒนาการของสัตว์___________________________________________ 21

นอกจากนี้ยังมีกระบวนการทางเพศที่ไม่มีการสืบพันธุ์ แบคทีเรียสามารถถ่ายทอดยีนจากบุคคลหนึ่งไปยังอีกบุคคลหนึ่งได้โดยใช้วิลลี่ทางเพศชนิดพิเศษที่เรียกว่า เลื่อยทางเพศหรือ ฟิมเบรีย(รูปที่ 1.12) การถ่ายทอดนี้เกิดขึ้นโดยไม่ขึ้นอยู่กับการสืบพันธุ์ โปรโตซัวยังสามารถกระจายยีนได้โดยอิสระจากการสืบพันธุ์ ตัวอย่างเช่น ในพารามีเซีย การสืบพันธุ์เกิดขึ้นโดยการแบ่งเป็นสองอย่างง่ายๆ และกระบวนการทางเพศเกิดขึ้นโดย การผันคำกริยา(รูปที่ 1.13) พารามีเซียสองตัวเชื่อมต่อกันด้วยปาก และมีสะพานไซโตพลาสซึมปรากฏขึ้นระหว่างพวกมัน ในพารามีเซียทั้งสองนั้น มาโครนิวเคลียส (ซึ่งควบคุมกระบวนการเมแทบอลิซึม) จะถูกทำลาย ในขณะที่ไมโครนิวเคลียสผ่านไมโอซิส ตามด้วยไมโทซิส; ไมโครนิวเคลียสเดี่ยวแปดตัวเกิดขึ้น ซึ่งทั้งหมดถูกทำลาย ยกเว้นหนึ่งนิวเคลียส ไมโครนิวเคลียสที่เหลือจะแบ่งตัวอีกครั้งและก่อตัวเป็นไมโครนิวเคลียสสองตัวซึ่งอยู่นิ่งและเคลื่อนที่ ไมโครนิวเคลียสที่อพยพแต่ละตัวจะเคลื่อนที่ไปตามสะพานไซโตพลาสซึมไปยังคอนจูเกตใกล้เคียง และรวมเข้ากับไมโครนิวเคลียสที่อยู่กับที่ ("ปฏิสนธิ") เนื่องจากนิวเคลียสซ้ำใหม่ปรากฏขึ้นในทั้งสองเซลล์ เมื่อคู่ที่ผันกันแยกจากกัน นิวเคลียสซ้ำนี้จะแบ่งตัว ทำให้เกิดไมโครนิวเคลียสใหม่และมาโครนิวเคลียสใหม่ ในกรณีนี้พารามีเซียจะไม่แพร่พันธุ์ แต่จะเกิดเฉพาะกระบวนการทางเพศเท่านั้น

ในยูคาริโอตที่มีเซลล์เดียวจะมีการสังเกตการรวมกันของปรากฏการณ์อิสระทั้งสองนี้กระบวนการทางเพศและการสืบพันธุ์ด้วย ในกรณีนี้เราพูดถึงเรื่องการสืบพันธุ์แบบอาศัยเพศ ในรูป 1.14 แสดงวงจรชีวิตของคลาไมโดโมแนส ( คลามีโดโมนาส- สิ่งมีชีวิตนี้มักจะอยู่ในรูปแบบเดี่ยวเช่นเซลล์สืบพันธุ์ของสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมเช่น โครโมโซมแต่ละตัวใน Chlamydomonas นั้นเป็นเอกพจน์ อย่างไรก็ตาม แต่ละบุคคลในแต่ละสายพันธุ์จะถูกแบ่งออกเป็นสองกลุ่มตามพฤติกรรมการผสมพันธุ์ - บวกและ ลบ.เมื่อบุคคลจากกลุ่มต่างๆ มาพบกัน ไซโตพลาสซึมของพวกมันจะรวมกันและนิวเคลียสจะหลอมรวมกันเป็นไซโกตแบบดิพลอยด์ ไซโกตนี้เป็นเซลล์ซ้ำเพียงเซลล์เดียวในวงจรชีวิตของคลาไมโดโมนาส และในที่สุดก็ทำให้เกิดไมโอซิส และก่อตัวเป็นเซลล์ใหม่สี่เซลล์ ที่นี่เรากำลังเผชิญกับการสืบพันธุ์แบบอาศัยเพศ เนื่องจากในระหว่างกระบวนการไมโอซิส โครโมโซมจะถูกกระจายออกไป และในขณะเดียวกันก็มีบุคคลจำนวนมากเกิดขึ้น โปรดทราบว่าด้วยการสืบพันธุ์แบบอาศัยเพศของโปรโตซัวประเภทนี้ gametes มีลักษณะทางสัณฐานวิทยาเหมือนกัน - ความแตกต่างระหว่างสเปิร์มและไข่ยังไม่เกิดขึ้น

ด้วยการเกิดขึ้นของการสืบพันธุ์แบบอาศัยเพศในวิวัฒนาการ ความก้าวหน้าจึงเกิดขึ้นในสองประการ ประการแรก กลไกของไมโอซิสเกิดขึ้น (รูปที่ 1.15) โดยที่ชุดโครโมโซมดิพลอยด์ลดลงเหลือสถานะเดี่ยว (กระบวนการนี้จะกล่าวถึงรายละเอียดในบทที่ 22) ประการที่สอง มีกลไกเกิดขึ้นเพื่อให้บุคคลสองประเภทซึ่งมีเพศต่างกันสามารถจดจำกันและกันได้ การรับรู้เกิดขึ้นเริ่มแรกในระดับของเยื่อแฟลเจลลาร์ (รูปที่ 1.16; Goodenough. Weiss. 1975; Bergman et al.. 1975) การเกาะติดกันของแฟลเจลลาทำให้สามารถสร้างการสัมผัสระหว่างพื้นที่พิเศษบนเยื่อหุ้มเซลล์ได้ พื้นที่พิเศษเหล่านี้มีส่วนประกอบเฉพาะสำหรับบุคคลประเภทต่างๆ เนื่องจากไซโตพลาสซึมของบุคคลเหล่านี้รวมกัน หลังจากการเกาะติดกันของแฟลเจลลา บวก-แต่ละบุคคลเริ่มต้นการหลอมรวม ก่อตัวเป็น "ท่อปฏิสนธิ" คล้ายกับท่อที่เราพบในสเปิร์ม ท่อนี้สัมผัสและผสานกับพื้นที่พิเศษบนพื้นผิว ลบ-บุคคล ที่น่าสนใจคือกลไกแบบเดียวกับที่ใช้ต่อท่อนี้

Gilbert S. ชีววิทยาพัฒนาการ: ใน 3 ฉบับ T. I: การแปล จากอังกฤษ - อ.: มีร์ 2536 - 228 หน้า

22________________ บทที่ 1_______________________________________________________________________________

การเกิดพอลิเมอไรเซชันของโปรตีนแอคติน - ยังทำหน้าที่ในการก่อตัวของผลพลอยได้ในตัวอสุจิและไข่ของเม่นทะเล ในบทต่อไป เราจะเห็นว่าการรับรู้และการรวมตัวของอสุจิและไข่มีความคล้ายคลึงกับกระบวนการที่อธิบายไว้ในคลาไมโดโมแนสอย่างมาก

ยูคาริโอตที่มีเซลล์เดียวนั้นมีลักษณะที่ชัดเจนโดยองค์ประกอบพื้นฐานของกระบวนการพัฒนาซึ่งเป็นลักษณะของสิ่งมีชีวิตที่ซับซ้อนกว่าของสัตว์ประเภทอื่น: 1) กระบวนการสังเคราะห์ในเซลล์ถูกควบคุมที่ระดับการถอดเสียง, การแปลและหลังการแปล; 2) มีกลไกที่รับประกันการปล่อย RNA ผ่านทางเปลือกนิวเคลียร์ 3) โครงสร้างของยีนและโครโมโซมแต่ละตัวที่มีอยู่ในยูคาริโอตที่มีเซลล์เดียวนั้นได้รับการเก็บรักษาไว้ตลอดวิวัฒนาการของยูคาริโอตทั้งหมด 4) ไมโทซิสและไมโอซิสมีความก้าวหน้ามากขึ้นในกระบวนการวิวัฒนาการ 5) การสืบพันธุ์แบบอาศัยเพศรวมถึงความร่วมมือระหว่างเซลล์แต่ละเซลล์ ซึ่งมีความสำคัญมากยิ่งขึ้นในสิ่งมีชีวิตหลายเซลล์