რეპროდუქცია არის ორგანიზმების უნარი, გაამრავლონ საკუთარი სახის. გამრავლება ყველა ცოცხალი არსების ერთ-ერთი მთავარი მახასიათებელია, ამიტომ აუცილებელია განაყოფიერების ბიოლოგიური მნიშვნელობის გაგება. ეს საკითხი ახლა შესწავლილია მაღალ დონეზე, ძირითადი ეტაპებიდან მოლეკულურ და გენეტიკურ მექანიზმებამდე.
რა არის განაყოფიერება
განაყოფიერება არის ბუნებრივი ბიოლოგიური პროცესი ორი ჩანასახის უჯრედის: მამრობითი და ქალის შერწყმის შედეგად. მამრობითი გამეტები ეწოდება სპერმატოზოვას, ხოლო ქალის გამეტებს კვერცხუჯრედებს.
სასქესო უჯრედების შერწყმის შემდეგ შემდეგი ნაბიჯი არის ზიგოტის წარმოქმნა, რომელიც შეიძლება ჩაითვალოს ახალ ცოცხალ ორგანიზმად. ზიგოტი იწყებს გაყოფას მიტოზით, იზრდება მისი შემადგენელი უჯრედების რაოდენობა. ემბრიონი ვითარდება ზიგოტიდან.
არსებობს დიდი რაოდენობით კვერცხების სახეობები და დაწურვის მეთოდები. ყველა მათგანი დამოკიდებულია განხილული ცოცხალი ორგანიზმის ტაქსონომიურ კუთვნილებაზე, ასევე მისი ევოლუციური განვითარების ხარისხზე.
რა არის განაყოფიერების ბიოლოგიური მნიშვნელობა
რეპროდუქცია არის მთავარი ადაპტაცია გამრავლებისთვის. სახეობების მომავალი დამოკიდებულია ამ სახეობის რეპროდუქციულ უნარებზე, ამიტომ სხვადასხვა ცხოველებსა და მცენარეებს აქვთ ადაპტაციის საკუთარი გზები მთელი პროცესის ხარისხის გასაუმჯობესებლად.
მაგალითად, მგლები და ლომები ყოველთვის იცავენ თავიანთ შთამომავლებს პოტენციური მტაცებლებისგან. ეს ზრდის ლეკვების გადარჩენის კოეფიციენტს და უზრუნველყოფს მათ ადაპტირებას ცხოვრების პირობებთან მომავალში. თევზი დიდი რაოდენობით დებს კვერცხებს, რადგან წყლის გარემოში გარეგანი განაყოფიერების შანსი საკმაოდ დაბალია. შედეგად, ათასობით პოტენციური ფრადან მხოლოდ რამდენიმე ასეული ვითარდება.
განაყოფიერების ბიოლოგიური მნიშვნელობა იმაში მდგომარეობს, რომ სხვადასხვა ორგანიზმების ორი ჩანასახი უჯრედები ერწყმის ერთმანეთს და ქმნიან ზიგოტას, რომელიც ატარებს ორივე მშობლის გენეტიკურ მახასიათებლებს. ეს ხსნის ნათესავების ერთმანეთის უმსგავსობას. და ეს კარგია, რადგან ნებისმიერი პოპულაციის გენოფონდის შეცვლა ევოლუციური ადაპტაციური მექანიზმია. შთამომავლობა, თაობიდან თაობას, მშობლებზე უკეთესი ხდება. გარემოს თანდათანობითი ცვლილების პირობებში (კლიმატის ცვლილება, ახალი გარე ფაქტორების გაჩენა) ადაპტაციური უნარები ყოველთვის შესაბამისია.
და რა ბიოლოგიური მნიშვნელობა აქვს განაყოფიერებას ბიოქიმიურ დონეზე? მოდით შევხედოთ:
- ეს არის კვერცხის საბოლოო ფორმირება.
- ეს არის მომავალი ემბრიონის სქესის განსაზღვრა მამაკაცის გამეტების მიერ მოტანილი შესაბამისი გენების გამო.
- ბოლოს და ბოლოს, განაყოფიერება თამაშობს როლსქრომოსომების დიპლოიდური ნაკრების აღდგენისას, ვინაიდან ჩანასახები ინდივიდუალურად ჰაპლოიდურია.
აყვავებული მცენარეების გამრავლება
მცენარეებს აქვთ გარკვეული რეპროდუქციული მახასიათებლები ცხოველებთან შედარებით. განსაკუთრებულ ყურადღებას ითხოვენ ანგიოსპერმების წარმომადგენლები, რომლებსაც ახასიათებთ ორმაგი განაყოფიერება (აღმოაჩინა რუსმა მეცნიერმა ნავაშინმა 1898 წელს).
სტრუქტურები, რომლებიც განსაზღვრავენ სქესს აყვავებულ მცენარეებში, არის მტვრიანები და ბუშტები. მტვრიანებში მწიფდება მტვერი, რომელიც შედგება დიდი რაოდენობით მარცვლებისგან. ერთი მარცვალი შეიცავს ორ უჯრედს: ვეგეტატიურ და გენერაციულ. მტვრის მარცვალი დაფარულია ორი ნაჭუჭით, გარედან კი ყოველთვის აქვს გამონაზარდები და ჩაღრმავებები.
ბოსტნე არის მსხლის ფორმის სტრუქტურა, რომელიც შედგება სტიგმის, სტილისა და საკვერცხისგან. საკვერცხეში წარმოიქმნება ერთი ან მეტი კვერცხუჯრედი, რომლის შიგნითაც ქალის ჩანასახები მომწიფდება.
როდესაც მტვრის მარცვალი ხვდება ბუშტის სტიგმას, მცენარეული უჯრედი იწყებს მტვრის მილის ფორმირებას. ეს არხი შედარებით გრძელია და მთავრდება კვერცხუჯრედის მიკროპილასთან. ამავდროულად, გენერატორი უჯრედი იყოფა მიტოზით და წარმოქმნის ორ სპერმატოზოვას, რომლებიც მტვრის მილის მეშვეობით შედიან კვერცხუჯრედის ქსოვილში.
რატომ ორი სპერმა? რით განსხვავდება მცენარეებში განაყოფიერების ბიოლოგიური მნიშვნელობა ცხოველებში ერთი და იგივე პროცესისგან? ფაქტია, რომ კვერცხუჯრედის ემბრიონის ტომარა წარმოდგენილია შვიდი უჯრედით, რომელთა შორის არის ჰაპლოიდი.ქალის გამეტი და დიპლოიდური ცენტრალური უჯრედი. ორივე შეერწყმება შემომავალ სპერმას და წარმოქმნის ზიგოტს და ენდოსპერმას, შესაბამისად.
ორმაგი განაყოფიერების ბიოლოგიური მნიშვნელობა მცენარეებში
თესლის ფორმირება ანგიოსპერმებში გამრავლების მნიშვნელოვანი მახასიათებელია. ნიადაგში სრულად დასამწიფებლად მას სჭირდება დიდი რაოდენობით საკვები ნივთიერებები, რომელიც მოიცავს სხვადასხვა ფერმენტებს, ნახშირწყლებს და სხვა ორგანულ/არაორგანულ კომპონენტებს.
ანგიოსპერმებში ენდოსპერმი ტრიპლოიდურია, ვინაიდან ემბრიონის ტომრის დიპლოიდური ცენტრალური უჯრედი შეერწყა ჰაპლოიდურ სპერმას. ეს არის მცენარეებში განაყოფიერების ბიოლოგიური მნიშვნელობა: ქრომოსომების სამმაგი ნაკრები ხელს უწყობს ენდოსპერმის ქსოვილის მასის ზრდის მაღალ მაჩვენებელს. შედეგად, თესლი იღებს უამრავ საკვებ ნივთიერებას და ენერგიის მარაგს აღმოსაჩენად.
თესლების სახეობები
ენდოსპერმის ბედიდან გამომდინარე, არსებობს თესლის ორი ძირითადი ტიპი:
- ერთფეროვანი მცენარეების თესლი. მათში აშკარად ჩანს კარგად განვითარებული ენდოსპერმა, რომელიც უფრო დიდ მოცულობას იკავებს. კოტილედონი შემცირებულია და წარმოდგენილია ფარის სახით. ამ ტიპის თესლი დამახასიათებელია მარცვლეულის ყველა წარმომადგენლისთვის.
- ორფოთლიანი მცენარეების თესლი. აქ ენდოსპერმა ან არ არსებობს, ან რჩება ქსოვილის მცირე დაგროვების სახით პერიფერიაზე. ასეთი თესლის კვების ფუნქციას ასრულებს ორი დიდი კოტილედონი. მცენარეების მაგალითები: ბარდა, ლობიო, პომიდორი, კიტრი,კარტოფილი.
დასკვნა
რა თქმა უნდა, შეცდომა იქნებოდა ასეთ განაყოფიერებას ორმაგი ვუწოდოთ, რადგან ახლა ჩვენ ვიცით ამ პროცესის ძირითადი მახასიათებლები და ფუნქციები. როდესაც ცენტრალური უჯრედი ერწყმის სპერმას, არ წარმოიქმნება ზიგოტი და შედეგად გენეტიკური ნაკრები სამმაგი ხდება. ყოველივე ამის შემდეგ, თესლი არ შედგება ორი დამოუკიდებელი ემბრიონისგან.
თუმცა, ორმაგი განაყოფიერების ბიოლოგიური მნიშვნელობა მართლაც დიდია. თესლს გაღივებისას დიდი რაოდენობით ესაჭიროება ორგანული და არაორგანული ნივთიერებები და ეს პრობლემა წყდება ტრიპლოიდური ენდოსპერმის წარმოქმნით.
