Бұл мақалада келесі сұрақтарға жауап аласыздар:
1) Организмдердің көбеюінің қандай түрлері бар?
2) Жынысты және жыныссыз көбеюдің ерекшеліктері не?
Көбеюдің әртүрлі формалары белгілі, бірақ олардың негізгі екі түрі — жыныссыз және жынысты көбею кең тараған.
Жынысты көбею деп екі жыныстық клетканың (аналық және аталық) қосылысының негізінде организмнің дамуы мен ұрпақтың алмасуын айтамыз. Жыныстық клеткалар жыныс бездерінде дамиды. Жыныссыз көбею соматикалық клеткалардан (дене жасушалары) жаңа түрлердің дамуымен сипатталады.
Жыныссыз көбею
- Есіңде сақта!
Жыныссыз көбейген кезде жыныс жасушалары - гаметалар түзілмейді. Жыныстық көбею кезінде барлығы өзгеше өтеді. Жыныс үдерісінің негізгі айырмашылық ерекшелігі - гаметалар қалыптастыру.
Жыныссыз көбею — ағзалардың жыныстық қарым-қатынассыз және жыныстық жасушалардың қатысуынсыз көбеюі. Ұрпақ таратудың өте ертеде қалыптасқан жолы болғандықтан жыныссыз көбею көбінесе біржасушалы ағзаларда кеңінен таралған бірақ кейбір көп жасушалы ағзаларға да тән: саңырауқұлақтарда, өсімдіктерде, жануарларда жатады. Ең алғашқы тірі ағзалар — біржасушалы прокариоттар осылай көбейді. Осылайша көптеген қарапайым клеткалар митоздық бөліну арқылы көбейеді.
Жыныссыз көбеюдің нәтижесінде түрлердің биологиялық қасиеттері ұрпақтан ұрпаққа беріліп, сақталып отырады. Жаңа организм дамитын болғандықтан , оның тұқымқуалайтын белгілері аналыққа ұқсас болады.
Жыныссыз көбеюдің бірнеше жолы бар:
- жай бөліну
- көптік бөліну немесе шизогония (ядро бірнешеге бөлініп, майда жасушалар түзу)
- спорта түзілу
- бүршіктену
- фрагментация (особь екіге немесе бірнеше бөлікке бөлінуі)
Біржасушалы өсімдіктер мен жануарларда (амеба, кебісше, кейбір балдырлар) ядро митоз арқылы екіге бөлінеді де , оның әрқайсысынан организм өсім жетіледі. Бұны жай бөліну деп атайды. Жаңа пайда болған клеткалардың аналық клеткадан айырмашылықтары болмайды, хромосомдар саны да бірдей болады.
Көптеген өсімдіктерде (балдырлар, мүктер, папоротниктер, саңырауқұлақтар) тіршілік даму циклінің белгілі бір кезеңінде споралар түзеді. Бұл арнайы клеткалар , олар тығыз қабықшалармен қапталады да, протопласты сыртқы ортаның қолайсыз жағдайынан (суық , шөл, құрғап кетуден) сақтайды. Спора түзілуі арқылы нағыз жыныссыз көбеюі жүреді. Қолайлы жағдай туғанда споралардың қабықшалары жарылып, митоз арқылы бірнеше рет бөлініп, одан жаңа организм өсіп жетіледі.
Кейбір саңырауқұлақтар мен жануарларда ата-аналық жеке дарақтардың денелерінен бүршік бөлініп, одан кейін жаңа организм дамиды. Бұндай көбеюді өркендеу деп атайды. Мысалы, ащытқыларда және кейбір инфузорияларда. Көп клеткаларда (тұшы су гидрасы) өркен дененің қос қабырғалардың клеткаларынан тұрады. Көп клеткалы жануарларда жыныссыз көбею дененің екіге бөліну нәтижесінде жүреді (медузалар, жұмыр құрттар) немесе дененің бірнеше бөлімге бөлінуі арқылы жүреді (жалпақ құрттар, тікентерілер). Өсімдіктерде вегетативті көбею кең таралған, яғни дененің бөлімдерге бөлінуі (қалемше, мұртша, түйнек).
Жыныссыз көбеюде әрбір ересек ағза жарық дүниеге ұрпақ шығара алатындықтан, ұрпақтары да әлдекайда көп болады. Бірақ бұл жолмен көбейген кезде өзгергіштің төмен болуы — негізгі кемшілік. Анығырақ айтқанда, ұрпақ өзінің жалғыз тегіне ғана ұксап, оның өз түріндегі өзге дарақтардың пайдалы сапасын мұра етуге үмкіндігі болмайды. Жыныссыз көбеюдегі генетикалық өзгергіштіктің бірден-бір көзі кездейсоқ мутациялар болып есептеледі.
Жынысты көбею
Жынысты көбеюде ұрпақ санының артуы арнайы жыныс клеткалары гаметалар (жұмыртқа немесе сперматозоид) арқылы іске асырылады. Жынысты көбеюдің жыныссыз көбеюге қарағанда үлкен эволюциялық мәні болады. Ұрпақтардың генотипті гендердің комбинациясына байланысты ата-ананың екеуіне де тән болады. Нәтижесінде организмдердің қоршаған ортаға бейімделу мүмкіндігі артады, тұқым қуалау ақпараты сақталады да ұрпақтан ұрпаққа беріліп отырады. Жынысты көбеюдің мәні ұрпақ ата-аналардың тұқымқуалайтын генетикалық материалдарының қосылу барысында пайда болады. Содан жаңа организм түзіледі. Ал партеногенез кезінде жаңа организм тек жұмыртқа клеткасынан дамиды, онда кроссинговер және хромосомдардың тәуелсіз ажырауы нәтижесінде гендердің жаңа комбинациясы пайда болады.
Табиғатта кейіннен тараған жыныстың көбеюдің ерекше түр өзгерісі кездеседі, оны партеногенез деп атайды. Оның мәні — ұрықтанбаған жұмыртқа клеткасынан жаңа организмнің дамуы. Мысалы, дафния ұрықтанбаған жұмыртқа клеткасынан партеногенетикалық аналықтар дамиды. Ұрықтанған жұмыртқалар қыстап шығып, көктемде партеногенез жолымен көбейе алатын аналықтар қайтадан өсіп жетіледі. Күзде аталықтар да пайда болады. Бұл құбылыс бал арада, жабайы арада, құмырсқаларда, өсімдіктерде кездеседі.
Бал араларында партеногенез басқаша жүреді, ұрықтанбаған жұмыртқа клеткасынан тек аталықтар (трутни), ал ұрықтанғандарынан тек аналықтар (аналық ара) мен жетілмеген аналықтап (жұмысшы ара) дамиды. Кейбірде партеногенездің жасанды түрін байқауға болады. Мысалы, ұрықтанбаған бақаның жұмыртқасын инемен шаншып алса, одан ересек бақа алуға болады. Ол тек бір ғана жыныс клеткасынан (жұмыртқа клеткасынан) дамиды да, тек аналық белгілеріне ие болады.
- Өсімдіктердің ұрықтану ерекшеліктері
Жоғары сатыдағы гүлді өсімдіктерде 2 жұп гаметалар бір мезгілде қосылады. Гүлді өсімдіктердің көбею мүшелері келесідей: гүланалық (аналық мүше) және аталық (аталық мүше). Гаметалар осы мүшелерде пісіп жетіледі. Пісіп жетілген тозаң дәні қауызбен капталған болады және екі гаплоидты (жынысты және өсімді) жасушасы болады. Жалпы алғанда тозаң ұрықтану үдерісіне жақсы бейімделген. Егер өсімдік желмен тозаңданатын болса, онда өсімдік тасымалды жеңілдету және ұрықтану мүмкіндігін арттыру үшін құрғақ, жеңіл тозаңды көп өндіреді. Егер бунақденелілер тозандандыратын өсімдік болса, онда тасымалдаушылардың (көбелек, түкті ара, шыбын, т.б.) денесіне жабысу үшін әдетте тозаң кедір-бұдырлы болып келеді. Тозаңның қауызы да гүлдің гүланалық аузына тұтылатындай болып құрылады. Ұрықтану соңынан тозаң тұтікшесінде өну үдерісі басталады. Мұны өсімді жасуша іске асырады. Жынысты жасуша бір рет митоз жолымен бөлінеді. Соның нәтижесінде ұрықтануға қатысатын екі гаплоидты аталық жасуша пайда болады. Аналық жыныс жасушасы аналық аузындағы жатын ішінде болады, бұлар «ұрық қапшығы» деп аталады. Ұрық қапшығындағы сегіз ядроның біреуі жұмыртқа жасуша болып шығады, екі ядросы қосылып, «косарланған орталық жасуша» түзеді, ал қалған ядролардан қосалқы жасушалар калыптасады, олар ұрықтануға қатыспай, тіршілігін жояды.
Сонымен, гүлді өсімдіктердің ұрық қапшығында гаплоидты (жалғыз-жалғыздан) жұмыртқа жасуша, диплоидты (қосарланған) орталық жасуша және тағы бес гаплоидты ядро немесе жасушалар қамтылады, соңғыларды ескермесе де болады. Ұрықтану мезетінде аталық жасушаның біреуі жұмыртқа жасушаға, екіншісі диплоидты орталық жасушаға қосылады. Қосылу нәтижесінде жұмыртқа жасуша және аталық жасушадан — қосарланған зигота, ал орталық жасуша және екінші аталық жасушадан үшплоидты эндосперм (тұқымның қоректік заттар қоры) түзіледі. Қосарлы ұрықтану ретіндегі мұндай күрделі үрдіс өсімдіктерге икемді материалды үнемдеуге мүмкіндік береді.
- Жануарлардың ұрықтану ерекшеліктері
Гүлді өсімдіктерге қарағанда ұрықтану үдерісі жануарларда өте оңай. Мұнда екі гамета: жұмыртқа жасушасы және сперматозоид қосылады. Алайда бұл жерде гаметогенез процесі кездеседі. Гаметогенез – жыныс жасушаларының жыныс бездеріндегі даму процесі. Гаплоидты гаметалар жыныс бездерінің диплоидты жасушаларынан түзіледі. Еркектің аталық безі және әйелдің жұмыртқаларының жасушаларында да денеміздегі барлық қалған жасушалардағыдай диплоидты хромосомалар жиынтығы болады. Жыныс бездерін шартты түрде төрт аймаққа бөлінеді:
- Көбею аймағы — онда митоз өтеді және жыныс бездерінің диплоидты жасушалары көбірек болады.
- Өсу аймағы — митоз және мейоз аралығындағы интерфаза кезеңі, бұл кезеңде ДНҚ өздігінен көшірмелену әдісімен екі еселенеді. Осы аймақтың соңында әрбір диплоидты жасушаның құрамында 2 хроматидтен тұратын хромосома болады, ол бөлінуге дайын тұрады.
- Пісіп жетілу аймағы — мейоз жүреді, соның нәтижесінде жыныс безінің, диплоидты аналық жасушасынан қосылуға, яғни ұрыктануға жарамды хромосомалар жинағы бар төрт гаплоидты жасуша қалыптасады.
- Қалыптасу аймағы — сперматозоидтардың құйрығы қалыптасып, ядро жасушасының ұшына орнын ауыстырады; жұмыртқа жасушаның қабығын еріту үшін ядроның алдына лизосомалар жинақталады; құйрық негізіне митохондриялар жиналып, оның қозғалысын жеткілікті мөлшеріндегі АТФ қамтамасыз етеді. Цитоплазманың жұмыртқа жасушаларында коректік заттар қоры жинақталады. Екі сперматозоидтың бірден енуіне кедергі келтіру үшін оны «сәулелі тәж» түзетін қосалқы жасушалар тобы қаптайды.
Сперматогенез (аталық жыныс жасушаның дамуы, шәует түзу) және овогенез (жұмыртқа жасушалардың дамуы) үдерістері де жануарлардың ұрықтану процесінде орын алады.
Жыныс жасушалары дайын болған кезде ұрықтану іске асады. Жұмыртқа жасушаның ішіне тек сперматозоидтың ядросы енеді, ал жасушаның көп бөлігі: цитоплазма және сперматозоид құйрығы сыртта қалады. Ұрықтану соңынан сперматозоидтың ядролық материалы және жұмыртқа жасушалар зиготаның ортақ бір ядросына бірігеді. Кейде жануарларда бірден гаметалардың бірнеше жұптарының қосылуы мүмкін. Мысалы, балықтарда және қосмекенділерде осылай өтеді. Аталықтар шәует шашқаннан кейін сперматозоидтар көптеген уылдырықтарға кездеседі. Мұндай үдерістердің іштей ұрықтану кезінде де болуы мүмкін. Жыландар және кесірткелер әдетте бірнеше жұмыртқа туады. Ірі қағанақты жануарларда бұл үдеріс — сирек, ал ұсақ жануарларда жиірек өтеді. Әдетте пілдер ешқашан екіден тумайды, ал тышқантектес кемірушілерде әдетте бірден көп болады. Адамда да бір жұмыртқалы (әр жынысты немесе біріне-бірі ұқсамайтын) егіздердің болуы мүмкін.
Қолданылған деректер:
- Биология: Жалпы білім беретін мектептің, 9-сыныбына арналған оқулық, 2-басылымы. М. Гильманов, А. Соловьева, Л. Әбшенова. — Алматы: Атамұра, 2009.
- Қасымбаева Т.,»Тіршіліктану»,10-11,2003,92 б.
- Оқушылардың қысқаша анықтамалығы. 5-11 сынып. Алматы. Алматыкітап баспасы, 2011.