Mūsdienu pasaulē ir kļuvis ierasts visu, kas mūs ieskauj, dēvēt tehniski. Vairošanās mehānisms … Tā zinātnieki "kristīja" jaunas dzīvības piedzimšanas brīnumu.
Brīnums, kurā jebkura sastāvdaļa ir tik harmoniska, daudzveidīga un tajā pašā laikā neaizstājama, ka dažkārt var tikai pārsteigt. Daudzus gadu tūkstošus cilvēce ir bijusi neizpratnē par jautājumu par olu un vistas pārākumu, un dabai jau sen ir atbilde uz visiem jautājumiem. Risinājumu racionālisms un daudzveidība, saglabājot atsevišķas sugas stabilitāti un vienlaikus iegūstot dažādas pazīmes savvaļas dzīvniekiem, ir nepārspējami.
Dzīvības ģenētiskais pamats
Viena no šīm ierīcēm ir paaudžu maiņa. Dzīvnieku un augu sugu daudzveidība tiek panākta, veidojot dažādas ģenētiskā materiāla kombinācijas. Paaudžu maiņa ir īpašs sugu saglabāšanas veids mainīgos vides apstākļos, kas galvenokārt sastopams daudzos augos un zemākajos bezmugurkaulniekus. Tas atspoguļo seksuālās un aseksuālās vairošanās izmaiņas.
Kas izraisa vienas vai otras pavairošanas metodes ieviešanu un kādus mērķus tās tiecas? Lai atbildētu uz šo jautājumu, ir nepieciešams dziļāk izprast, kas ir seksuālā un bezdzimuma vairošanās un kā tās atšķiras, kādas priekšrocības un trūkumus tās sniedz bioloģiskai sugai.
Seksuālā pavairošana
Seksuālās pavairošanas process ietver divu indivīdu piedalīšanos jaunas dzīves radīšanā, kas katrs pats par sevi ir sava individuālā hromosomu kopuma nesēji DNS spirālveida dubultā virknē. Šis unikālais ģenētiskā materiāla kopums izpaužas kā šajā indivīdā un tikai viņā noteiktas iezīmes, kuras viņa daļēji nodod saviem pēcnācējiem.
Kad seksuālās vairošanās procesā piedalās divi indivīdi, no kuriem katrs piešķir potenciālajam sugas pēctecim savu pusi hromosomu komplekta, nākamajai paaudzei būs abu vecāku organismu īpašības. Tāpēc paaudžu mija ir vērojama gan vienkāršās, gan sarežģītās dzīvības formās, kas vairojas dzimumvairošanās ceļā.
Kādu ieguldījumu seksuālā vairošanās sniedz sugas genofondam
Pat salīdzinoši nelielā populācijā ģenētiskā materiāla kombināciju kopums var būt bezgalīgi plašs. Šis pavairošanas veids īsteno politiku, lai sugu populācijas ģenētiskajā fonā ieviestu daudzveidību. Daudzveidību var panākt arī, iedibinātā populācijā izmantojot jaunus noteiktas sugas īpatņus, kas ir atšķirīgi.veidi var iekļūt no ārpuses. Vai, piemēram, augos vai dažos koelenterātos, uz dzimumšūnu rēķina "ar piegādi mājās", izmantojot vēju, ūdeni vai kukaiņus.
Svarīgs punkts dzimumvairošanā ir norādīt pārsvarā veselu un spēcīgāko indivīdu iespēju tajā piedalīties. Tādējādi šis pavairošanas veids ļauj īstenot dabisko atlasi, kas veicina iespēju fiksēt pazīmes, kas darbojas šīs sugas labā.
Aseksuāla vairošanās kā īpatņu skaita reizinātāja formula
Paaudžu maiņa ir sistēma, ko izmanto, lai palielinātu un uzturētu sugu, kurā svarīga loma ir aseksuālai vairošanai. No tās priekšrocībām var droši atzīmēt spēju strauji palielināt populācijas lielumu, kad rodas konkrētai bioloģiskai sugai labvēlīgi vides apstākļi. Populācijas ģenētiskā fonda saglabāšana un palielināšana, vairākkārt klonējot jau esošās gēnu kombinācijas, kas būtiski palielina sugas iespēju piedalīties šīm kombinācijām turpmākajā dzimumvairošanā.
Fenotipu maiņa dažādās karaļvalstīs
Paaudžu maiņa aļģēs ir atkarīga no temperatūras fona, ūdens ķīmiskā sastāva (īpaši sāls koncentrācijas tajā), diennakts gaismas perioda ilguma, apgaismojuma intensitātes un gadalaiku maiņas. Visi šie faktori regulē noteiktu reproduktīvo šūnu veidošanos. Daži augi ražo sporas, kas ir aseksuāla pamatsvairošanos, un tos sauc par sporofītiem. Augus, kas ražo gametas seksuālai reprodukcijai (dzimuma šūna ar vienu hromosomu komplektu kodolā), sauc par gametofītiem. Ir aļģes, kas ražo abu veidu dzimumšūnas (gametas un sporas), un tās attiecīgi sauc par gametosporofītiem. Visu šo veidu aļģes var atšķirties viena no otras gan morfoloģiski, gan bioloģiski. Tātad sarkanā aļģe Porphyra Tenera sporofīta formā izskatās kā pavedieni, kas sazarojas vienā rindā, iekļūstot substrātā, kas var būt kaļķakmens ieži vai gliemju čaumalas.
Šīs sugas sporofīti dzīvo lielā dziļumā, dod priekšroku vājam apgaismojumam. Personas, kas iesaistītas seksuālās reprodukcijas šūnu (gametofītu) ražošanā, dzīvo plākšņu veidā bēguma un bēguma zonā seklā dziļumā intensīvā apgaismojumā. Sarkanās aļģes, būdamas sakārtotākas, demonstrē visdažādākos un sarežģītākos attīstības ciklus, kuros dzīves cikla laikā notiek vienas sugas organismu dažādās eksistences formas izmaiņas - heteromorfā attīstība.
Kam raksturīga vairošanās caur gametosporofītiem
Gametosporofīti ir raksturīgi daudzām zaļo, brūno un sarkano aļģu sugām. Tajos vērojama paaudžu maiņa abu veidu reproduktīvo šūnu veidošanā: sporas un gametas, kas notiek dažādos laikos un vides apstākļu izmaiņu dēļ. Konsekvence starp pazīmju izpausmēm fenotipā un atbilstošāizmaiņas vidē – galvenais evolūcijas faktors, kas nodrošina atlases virzītājspēku.
Paaudžu maiņa augos un dzīvniekos: kādas ir divu dažādu karaļvalstu līdzības
Klasifikācija, kas sadala dzīvo pasauli 4 valstībās, ievērojami vienkāršo bioloģijas zinātnes uztveri tās izpētes sākumposmā. Tomēr, padziļināti veicot kursu, kļūst skaidrs, ka esošajā klasifikācijā ir daudz starpgadījumu. Tādējādi paaudžu maiņai koelenterātos ir īpaši interesants raksturs. Dzīves cikla laikā seksuālās un aseksuālās vairošanās paaudzes atšķiras no izskata, piekopj radikāli atšķirīgu dzīvesveidu, dzīvo dažādās vietās un ēd atšķirīgi. Metaģenēzē notiek dzīvības formu maiņa: polipi un medūzas. Polipi, kas piestiprināti pie pamatnes, vada mazkustīgu dzīvesveidu. Polipiem raksturīga aseksuāla vairošanās, no mātes organisma izdalot jaunus pēc ģenētiskā sastāva identiskus meitas indivīdus, kuri arī savu dzīvi pavada polipu veidā. Uzturs tiek veikts, filtrējot ūdens masas, ar kuru strāvu tiek atnestas mikroskopiskas organiskās daļiņas, kas kalpo par barību ķermenim.
Polipi var organizēt milzīgas kopienas. Tāpat paaudžu maiņa koelenterātos uz ilgu laiku rada koloniālas polipu formas koraļļu rifu veidā. Kad rodas noteikti apstākļi, kas katrai sugai ir individuāli (temperatūras maiņa, laiksgadi, izmaiņas zemūdens straumēs, Mēness fāze, migrāciju laiks u.c.), polipi pumpuri mazās medūzas. Medūzas ir kustīgas, viegli pārvietojas ūdens stabā un barošanās veidā ir plēsēji. Izaugušas līdz dzimumgatavības vecumam, medūzas turpina sugas attīstības ciklu dzimumvairošanās ceļā. No apaugļotām šūnām attīstās kustīgie kāpuri, kas nosēžas apakšā, piestiprinās pie substrāta, zaudē kustīgumu un izaug par polipu. Paaudžu maiņa ir sugas dzīves cikls, kas vienmēr aizveras, atgriežoties sākotnējā stadijā, taču ar atšķirīgu hromosomu kopu un līdz ar to ar atšķirīgām rakstzīmēm.
Sūnas vairojas arī seksuāli
Augstākajos augos, tostarp sūnās, novērojama paaudžu maiņa. Raksturīga šīs augu nodaļas dzīves cikla iezīme ir fakts, ka dominējošā dzīvības forma ir gametofīts zaļa daudzgadīga auga formā ar lapām līdzīgiem izaugumiem un sakneņiem, ko mēs novērojam. Sūnās paaudžu maiņu nodrošina sporofīts, kas ir attīstības cikla aseksuāla stadija, ko attēlo neliela kastīte uz kātiņa ar sporām, kas ar pēdām savienota ar gametofītu, caur kuru notiek fizioloģiskā sporu piegāde. Sporofītam ir īss dzīves ilgums, un tas pats par sevi nevar iesakņoties. Izžūst pēc nogatavināšanas un sporu izsitumiem.
Kāpēc bioloģijā 1+1=3
Izsakot iepriekš minēto, varam secināt, ka abām reprodukcijas metodēm ir sava evolucionāra nozīme. Paaudžu maiņa ir processnodrošinot nepieciešamo īpašību nostiprināšanos un nevajadzīgo, kas izpaužas fenotipā, noraidīšanu dabiskās atlases dēļ. Tikai aseksuālās vairošanās gadījumā spontānas mutācijas tiks “pakļautas dabiskās atlases spriedumam”, un seksuālās vairošanās gadījumā fenotipā papildus mutācijām parādīsies abu vecāku indivīdu pazīmes.
Kāpēc evolūcijas bioloģijā, runājot par dzimumvairošanos, divu vienību summa nav vienāda ar divi (1+1≠2)? Jo apaugļošanās rezultātā bērns saņem tādu gēnu kopumu, kas nav identisks nevienam vecākam. Indivīdam nebūs mātes vai tēva gēnu, bet tas attīstīsies, pamatojoties uz informāciju, kas nākusi no vecākiem. Viņa būs trešā, unikālā un neatkārtojamā genotipa nesēja, tāpēc biologi matemātisko piemēru risina nedaudz savādāk. Tieši tas nodrošina paaudžu miju augos un zīdītājiem, kur ar katru jaunu ģenētiskā materiāla atdzimšanu tas kļūst sarežģītāks, elegantāks un perfektāks!
