Nykymaailmassa on tullut tapana kutsua kaikkea ympäröivää teknisillä termeillä. Lisääntymismekanismi… Näin tiedemiehet "kastivat" uuden elämän syntymisen ihmeen.
Ihme, jossa mikä tahansa komponentti on niin harmoninen, monipuolinen ja samalla korvaamaton, että joskus voi vain yllättyä. Monien vuosituhansien ajan ihmiskunta on ihmetellyt munan ja kanan ensisijaisuutta, ja luonnolla on pitkään ollut vastaus kaikkiin kysymyksiin. Ratkaisujen rationalismi ja monimuotoisuus yksittäisen lajin vakauden ylläpitämisessä ja samalla villieläinten erilaisten ominaisuuksien hankkimisessa on vertaansa vailla.
Elämän geneettinen perusta
Yksi näistä laitteista on sukupolvien vuorottelu. Eläin- ja kasvilajien monimuotoisuus saavutetaan luomalla erilaisia geneettisen materiaalin yhdistelmiä. Sukupolvien vuorottelu on erityinen lajinsuojelun muoto muuttuvissa ympäristöolosuhteissa, jota esiintyy pääasiassa monissa kasveissa ja alemmissa selkärangattomissa. Se edustaa seksuaalisen ja aseksuaalisen lisääntymisen muutosta.
Mikä aiheuttaa yhden tai toisen lisääntymismenetelmän käyttöönoton ja mitä tavoitteita niillä tavoitellaan? Tähän kysymykseen vastaamiseksi on ymmärrettävä tarkemmin, mitä sukupuolinen ja aseksuaalinen lisääntyminen ovat ja miten ne eroavat toisistaan, mitä etuja ja haittoja ne tuovat biologiselle lajille.
Seksuaalinen lisääntyminen
Sukupuolisen lisääntymisen prosessiin kuuluu kahden yksilön osallistuminen uuden elämän luomiseen, jotka kumpikin ovat itsessään oman kromosomisarjansa kantajia DNA:n kierteisessä kaksoisjuosteessa. Tämä ainutlaatuinen geneettisen materiaalin joukko ilmenee tiettyjen ominaisuuksien läsnäolossa tässä yksilössä ja vain hänessä, jotka hän siirtää osittain jälkeläisilleen.
Kun sukupuoliseen lisääntymisprosessiin osallistuu kaksi yksilöä, joista kukin antaa lajin mahdolliselle seuraajalle sen puolikkaan kromosomisarjan, seuraavalla sukupolvella on molempien vanhempien organismien ominaisuudet. Siksi sukupolvien vuorottelua havaitaan sekä yksinkertaisissa että monimutkaisissa elämänmuodoissa, jotka lisääntyvät seksuaalisen lisääntymisen kautta.
Mikä osuus seksuaalisella lisääntymisellä on lajin geenipooliin
Jopa suhteellisen pienessä populaatiossa geneettisen materiaalin yhdistelmien joukko voi olla äärettömän laaja. Tämäntyyppinen lisääntyminen noudattaa politiikkaa, jonka mukaan lajipopulaatioiden geneettiseen taustaan lisätään monimuotoisuutta. Monimuotoisuutta voidaan saavuttaa myös käyttämällä vakiintuneessa populaatiossa tietyn lajin uusia yksilöitä, jotka ovat erilaisia.tavat voivat tunkeutua ulkopuolelta. Tai kuten esimerkiksi kasveissa tai joissakin koelenteraateissa, sukusolujen kustannuksella "kotiintoimituksella" tuulen, veden tai hyönteisten avulla.
Tärkeä kohta seksuaalisessa lisääntymisessä on osoittaa, että pääasiassa terveet ja vahvimmat yksilöt voivat osallistua siihen. Näin ollen tämäntyyppinen lisääntyminen mahdollistaa luonnollisen valinnan toteuttamisen, mikä os altaan mahdollistaa tämän lajin hyödyksi toimivien ominaisuuksien kiinnittämisen.
Aseksuaalinen lisääntyminen yksilöiden lukumäärän kertoimena
Sukupolvien vuorottelu on lajin kasvattamiseen ja ylläpitämiseen käytetty järjestelmä, jossa aseksuaalisella lisääntymisellä on tärkeä rooli. Sen eduista voidaan mainita turvallisesti kyky kasvattaa populaation kokoa nopeasti tietylle biologiselle lajille suotuisten ympäristöolosuhteiden vallitessa. Populaatioiden geneettisen rahaston säilyttäminen ja vahvistaminen jo olemassa olevien geeniyhdistelmien moninkertaisella kloonauksella, mikä lisää merkittävästi lajin mahdollisuuksia osallistua näiden yhdistelmien lisääntymiseen seksuaalisessa lisääntymisessä.
Fenotyyppien vuorottelu eri v altakunnissa
Sukupolvien vuorottelu levissä riippuu lämpötilataustasta, veden kemiallisesta koostumuksesta (erityisesti suolapitoisuudesta siinä), vuorokauden valojakson kestosta, valaistuksen voimakkuudesta ja vuodenaikojen vaihtelusta. Kaikki nämä tekijät säätelevät tiettyjen sukusolujen tuotantoa. Jotkut kasvit tuottavat itiöitä, jotka ovat aseksuaalien perustalisääntymiselle, ja niitä kutsutaan sporofyyteiksi. Kasveja, jotka tuottavat sukusoluja seksuaalista lisääntymistä varten (sukupuolisolu, jonka ytimessä on yksi kromosomisarja) lisääntymistä varten, kutsutaan gametofyyteiksi. On leviä, jotka tuottavat molempia sukusoluja (sukusoluja ja itiöitä), ja niitä kutsutaan vastaavasti gametosporofyyteiksi. Kaikkien näiden tyyppien levät voivat erota toisistaan sekä morfologisesti että biologisesti. Siten sporofyytin muodossa oleva punalevä Porphyra Tenera näyttää yhteen riviin haarautuneilta langoilta, jotka tunkeutuvat substraattiin, mikä voi olla kalkkipitoisia kiviä tai nilviäisten kuoria.
Tämän lajin sporofyytit elävät suurissa syvyyksissä, pitävät heikosta valosta. Yksilöt, jotka osallistuvat solujen tuotantoon sukupuolista lisääntymistä varten (gametofyytit), elävät levyjen muodossa ebb and flow -vyöhykkeellä matalassa syvyydessä voimakkaassa valaistuksessa. Punalevät, jotka ovat organisoituneempia, osoittavat monipuolisimpia ja monimutkaisimpia kehityssyklejä, joissa saman lajin organismien eri olemassaolomuodot muuttuvat elinkaaren aikana - heteromorfinen kehitys.
Kenelle on ominaista lisääntyminen gametosporofyyttien kautta
Gametosporofyytit ovat tyypillisiä monille viher-, ruskea- ja punalevälajeille. Heissä havaitaan sukupolvien vuorottelua molempien sukusolujen: itiöiden ja sukusolujen tuotannossa eri aikoina ja ympäristöolosuhteiden muutoksista johtuen. Johdonmukaisuus fenotyypin piirteiden ilmentymien ja vastaavien välilläympäristön muutokset - tärkein evoluutiotekijä, joka tarjoaa valinnan liikkeellepanevan muodon.
Sukupolvien vuorottelu kasveissa ja eläimissä: mitä yhtäläisyyksiä on kahdella eri v altakunnalla
Luokittelu, joka jakaa elävän maailman 4 v altakuntaan, yksinkertaistaa suuresti biologian käsitystä sen tutkimuksen alkuvaiheessa. Syvemmällä kurssilla käy kuitenkin selväksi, että olemassa olevassa luokituksessa on monia välitapauksia. Näin ollen sukupolvien vuorottelu coelenteraateissa on erityisen kiinnostavaa. Elinkaaren aikana sukupuoliset ja aseksuaaliset lisääntymissukupolvet ovat eri näköisiä, elävät radikaalisti erilaista elämäntapaa, elävät eri paikoissa ja syövät eri tavalla. Metageneesissä elämänmuodot vaihtelevat: polyypit ja meduusat. Substraattiin kiinnittyneet polyypit johtavat istuvaan elämäntapaan. Polyypeille on tunnusomaista suvuton lisääntyminen synnyttämällä äidin elimistöön uusia geneettisesti koostumukseltaan identtisiä tytäryksilöitä, jotka myös viettävät elämänsä polyyppien muodossa. Ravitsemus toteutetaan suodattamalla vesimassoja, joiden virralla tuodaan mikroskooppisia orgaanisia hiukkasia, jotka toimivat kehon ravinnoksi.
Polyypit voivat muodostaa v altavia yhteisöjä. Samoin sukupolvien vuorottelu coelenteraateissa luo pitkäksi aikaa koloniaalisia polyyppien muotoja koralliriuttojen muodossa. Kun esiintyy tietyt olosuhteet, jotka ovat yksilöllisiä kullekin lajille (lämpötilan muutos, aikavuodet, muutokset vedenalaisissa virtauksissa, kuun vaihe, muuttoaika jne.), polyypit silmu pienet meduusat. Meduusat ovat liikkuvia, liikkuvat helposti vesipatsassa ja ovat saalistajia ravintotavoiltaan. Sukupuolivalmiusikään asti meduusat jatkavat lajin kehityskiertoa seksuaalisen lisääntymisen kautta. Hedelmöitetyistä soluista kehittyvät liikkuvat toukat, jotka asettuvat pohjalle, kiinnittyvät alustaan, menettävät liikkuvuutensa ja kasvavat polyypiksi. Sukupolvien vuorottelu on lajin elinkaarta, joka sulkeutuu aina ja palaa alkuperäiseen vaiheeseensa, mutta jolla on erilainen kromosomisarja ja siksi eri merkit.
Sammaleet lisääntyvät myös seksuaalisesti
Sukupolvien vuorottelua havaitaan korkeammissa kasveissa, mukaan lukien sammalissa. Tämän kasvijaon elinkaaren ominainen piirre on se, että hallitseva elämänmuoto on gametofyytti vihreän monivuotisen kasvin muodossa, jossa on lehtimäisiä kasvaimia ja juurakoita, joita havaitsemme. Sukupolvien vuorottelu sammalissa tarjoaa sporofyytti, joka on kehityssyklin aseksuaalinen vaihe, jota edustaa pieni laatikko itiöineen varressa, joka on yhdistetty gametofyyttiin jaloilla, jonka kautta tapahtuu itiöiden fysiologinen saanti. Sporofyytin elinikä on lyhyt, eikä se voi juurtua itsestään. Kuivuu kypsymisen ja itiöiden ihottuman jälkeen.
Miksi biologiassa 1+1=3
Yllä olevan perusteella voimme päätellä, että molemmilla lisääntymismenetelmillä on oma evoluutionaalinen merkityksensä. Sukupolvien vuorottelu on prosessivarmistetaan välttämättömien ominaisuuksien lujittaminen ja fenotyypissä ilmenneiden tarpeettomien hylkääminen luonnonvalinnan vuoksi. Vain aseksuaalisessa lisääntymisessä spontaanit mutaatiot "alistetaan luonnollisen valinnan tuomiolle", ja sukupuolisessa lisääntymisessä fenotyyppiin ilmestyy mutaatioiden lisäksi molempien vanhempien merkit.
Miksi evoluutiobiologiassa, kun puhutaan sukupuolisesta lisääntymisestä, kahden yksikön summa ei ole yhtä suuri kuin kaksi (1+1≠2)? Koska hedelmöittymisen seurauksena lapsi saa joukon geenejä, jotka eivät ole identtisiä kenenkään vanhemman kanssa. Ihminen ei kanna äidin tai isän geeniä, vaan kehittyy vanhemmilta tulleen tiedon perusteella. Hän on kolmannen, ainutlaatuisen ja jäljittelemättömän genotyypin kantaja, joten biologit ratkaisevat matemaattisen esimerkin hieman eri tavalla. Tämä varmistaa sukupolvien vuorottelun kasveissa ja nisäkkäissä, joissa geneettisen materiaalin jokaisen uuden uudestisyntymisen myötä siitä tulee monimutkaisempi, tyylikkäämpi ja täydellisempi!
