مستخدم:Asmaa Salah Abdallah/ملعب
تتناول هذه المقالة الحديث عن الجنس فى الكائنات الحية التى تتكاثر بشكل جنسي، للإطلاع على ميكانيكية حدوث الجنس يرجى قراءة الإتصال الجنسي، وللمصطلحات الأخري المرتبطة به وإستخدامته يُرجى قراءة التوضيح.
التكاثر الجنسي يتضمن عملية دمج وخلط للسمات الجينية، حيث تندمج خلايا متخصصة تُعرف بإسم الجاميتات أو الأمشاج لإنتاج نسل يرث الصفات المُدمجة من الأبوين. فمن المحتمل أن يحدث الإندماج بين جاميتات متطابقة تمامًا في الشكل والوظيفة ويُسمى في هذه الحالة التكاثر الجنسي بين الجاميتات المُتطابقة أو الأيزوجامي _Isogamy_ ولكن في كثيرٍ من الحالات يحدث دمج بين جاميتات مُتباينة الشكل والنوع وتعرف هذه العملية بالتكاثر الجنسي بين الجاميتات المُتباينة أو الأنيزوجامي _anisogamy_.
وتكمن فائدة الجميتات المُنتَجة من الكائن الحي في تعريف نوعه بالإضافة إلى نقل الصفات الوراثية للأبناء، فيُنتج الذكور جاميتات صغيرة تعرف بالحيوانات المنوية فى علم الحيوان أو حبوب اللقاح في علم النبات. أما الإناث فإنها تقوم بإنتاج جاميتات كبيرة الحجم تُعرف بالبويضات أو خلايا البيض. وتُعرف الكائنات الفردية التي تُنتج كل من الجاميتات المُذكرة والمؤنثة بكونها خنثى.[1] فنجد أن الإختلافات البدنية أو الجسدية بين النوعين دائمًا ماترتبط إرتباطًا وثيقًا بإختلاف نوع الجنس الخاص بالكائن الحي، ويُمكن أن يعكس التشكل الجنسي أو إزدواج الهيئة هذا مُختلف الضغوط التناسلية التى يختبرها الجنسين. فعلى سبيل المثال، يُمكّن إختيار تزاوج الصفوة والإنتقاء الجنسي من تسريع عملية التطور الخاص بالإختلافات الجسدية بين الجنسين.
عُرف على مر الزمان عبر البشر والثدييات أن الذكور تحمل الكروماسومات الجينية XY وهو مايميزها عن الإناث التى تحمل الكروماسومات الجينية XX، وتُعد تلك الفروقات جزء من نظام تحديد الجنس، فالفارق الوحيد بين الجنسين جينيًا هنا هو حمل الذكور لـلكروموسوم Y. وهناك أيضًا حيوانات لديها نُظم أخرى لتحديد الجنس، مثل نظام تحديد جنس ZW في الطيور، ونظام تحديد الجنس X0 في الحشرات، وكذلك نُظم تحديد الجنس البيئي غير المُعتمد على الجينات. [2]
المحتويات:[عدل]
1. نظرة عامة.
2. التطور.
3. التكاثر الجنسي.
3.1 التكاثر الجنسي فى الحيوانات.
3.2 التكاثر الجنسي فى النباتات.
3.3 3. التكاثر الجنسي فى الفطريات.
4. تحديد الجنس.
4.1 تحديد الجنس القائم على المحتوي الجيني.
4.2 تحديد الجنس القائم على أسس غير جينية.
5. إزدواج الشكل الجنسي.
6. أنظر أيضًا.
نظرة عامة[عدل]
الجاميتات المُذكرة مُمثَّلة في الحيوانات المنوية تُخصب وتُلقح
الجاميتات المؤنثة مُمثَّلة بالبويضات، فواحدة من خصائص الحياة الأساسية هى عملية التكاثر والقدرة على إنتاج أفراد جديدة، ويُعد الجنس جانب من جوانب هذه العملية. فقد تطورت الحياة من مراحل بسيطة إلى مراحل أكثر تعقيدًا ولذلك توجد أليات للتكاثر. ففي البداية كانت عملية التكاثر تقتصر على عملية تكرار تَهدف إلى إنتاج أفراد جديدة تحتوي على معلومات وراثية مشابهة تمامًا للأبوين أو الأفراد الأصلية المُورِّثة، ويُسمى هذا النمط من التكاثر بالتكاثر اللاجنسي، ويميز هذا النوع من التكاثر عدد كبير من الكائنات الحية خاصة الكائنات وحيدة الخلية، بينما يندر وجود مثل هذا النمط من التكاثر في الكائنات عديدة الخلية. [3] ويختلف الأمر في حالة التكاثر الجنسي، حيث يرث الأبناء المحتوي الجيني من فردين أبويين مختلفيين جينيًا، ولقد طًور التكاثر الجنسي من خلال عملية تطور طويلة. فيمكننا أخذ البكتريا على سبيل الإيضاح، فإننا نجد أن البكتريا تتكاثر لاجنسيًا ولكنها أيضًا تخضع لعملية يتم من خلالها نقل جزء من المادة الوراثية من الفرد المُتبرع إلى مستلمٍ آخر.[4]
فالتمييز الأساسي بين التكاثر الجنسي واللاجنسي هو الطريقة التي تتم بها معالجة المادة الجينية، فعادة قبل التكاثر اللاجنسي تقوم الخلية بمضاعفة المحتوي الجيني الخاص بها ومن ثم تقوم بعملية الإنقسام. وتسمى هذه العملية من إنقسام الخلايا بالإنقسام الميتوزي. بينما فى حالة التكاثر الجنسي توجد أنواع من الخلايا المميزة التى تنقسم قبل مضاعفة المحتوى الجيني الخاص بها، ويسمى هذا النوع من إنقسام الخلايا بالإنقسام الإختزالي _الميوزي_ وتسمي الخلايا الناتجة عن الإنقسام الميوزي بالجاميتات وتحتوي علي نصف المحتوي الوراثي الخاص بالخلية الأم. وتُعد الجاميتات خلايا مُعدة تمامًا لأداء عملية التكاثر الجنسي الخاص بالكائنات الحية.[5]كما يتضمن الجنس الترتيبات المُمكّنة لعملية التكاثرالجنسي والتي طُوّرت جنبًا إلى جنب مع نظام التكاثر، بدءًا من الجاميتات المُتماثلة _أيزوجامي_ والتقدم إلى النظم التي لديها أنواع مختلفة من الجاميتات، مثل تلك التي تنطوي على إناث تمتلك جاميتات كبيرة _البيضة_ وذكور لديها جاميتات صغيرة _الحيوانات المنوية_.[6]
وفي الكائنات الحية معقدة التركيب، تُعد أعضاء الجنس أجزاء تشارك في إنتاج وتبادل الأمشاج في التكاثر الجنسي. فنجد بالعديد من الأنواع، ولا سيما الحيوانات أنّ لها تخصص جنسي، حيث تنقسم إلى أفراد من الذكور والإناث. وعلى العكس من ذلك، هناك أيضا أنواع لا يوجد فيها تخصص جنسي، ويشتمل الأفراد أنفسهم على كل من الأعضاء التناسلية الذكورية والأنثوية، ويطلق علي الفرد اسم الخنثى ويوصف بالمُخنث ونجد ذلك متكررًا جدًا في النباتات.[7]
التطور[عدل]
من المحتمل أن يكون التكاثر الجنسي قد تطور أولًا قبل بليون عامًا من الأن داخل أسلاف حقيقيات النواة أحادية الخلية.[8] ولايزال السبب خلف تطور الجنس والأسباب التي جعلته باقيًا حتي الأن محل نقاش دائر، وتتضمن بعض من النظريات المعقولة أن الجنس يخلق تباينًا بين النسل، كما يُساعد في نشر الصفات المفيدة ومحو الصفات والسمات عديمة النفع، وكذلك يعمل على تسهيل إصلاح الحمض النووي الخاص بالخلايا الجرثومية.
وتُعد عملية التكاثر الجنسي عملية مميزة لحقيقيات النواة والكائنات المالكة لنواة وميتوكوندريا. فبالإضافة إلى الحيوانات والنباتات والفطريات وغيرهم من حقيقيات النواة مثل طفيلي الملاريا الذين يستخدمون عملية التكاثر الجنسي، توجد بعض البكتريا التى تستخدم الإقتران لنقل المواد الوراثية بين الخلايا، وبرغم إختلاف هذه الطريقة عن التكاثر الجنسي المتعارف عليه إلا أنه يُنتج عنه أيضًا خلط في الصفات الوراثية.
| الأيزوجامي: | الأنيزوجامي: |
1. أمشاج متحركة 2. أمشاج ساكنة. 3. أمشاج مقترنة. |
1. أمشاج متحركة. 2. مشيج مؤنث ساكن ومشيج مذكر متحرك. 3. أمشاج ساكنة . |
فالسمة المميزة للتكاثر الجنسي في حقيقيات النوى هي الفرق بين الأمشاج والطبيعة المزدوجة للإخصاب، ولا يزال من الممكن اعتبار تعدد أنواع الأمشاج داخل الأنواع نوعًا من أشكال التكاثر الجنسي.ومع ذلك لايُعرف جاميت ثالث في الحيوانات متعددة الخلايا.[9][10] [11]
وفي حين أن تطور تاريخ الجنس يرجع إلى بدائيات النواة أو المرحلة المبكرة من حقيقيات النواة[12] فقد كان من المحتمل أن يكون الأصل فى تحديد الجنس جينيًا فى وقت مبكر إلى حدٍ ما في حقيقيات النواة ( أنظر تطور الأمشاج المتباينة_ الأنيزوجامي_). نظام تحديد الجنس ZW يشارك به في أجناس الطيور وبعض الأسماك والقشريات، ويتم إستخدام نظام XY لتحديد الجنس من قبل معظم الثدييات [13] وبعض الحشرات[14] والنباتات مثل نبات سيلينة عريضة الأوراق، [15] وُجد نظام تحديد الجنس X0 في بعض أنواع الحشرات تحديدًا.
لا توجد جينات مشتركة بين نظام تحديد الجنس ZW الخاص بالطيور ونظام تحديد الجنس الجيني XY الخاص بالثدييات[13]. وبالمقارنة بين الدجاج والبشر، وُجد أن كروموسوم Z يظهر مماثل لكروموسوم 9 الجسدي في الإنسان، بدلًا من الكروماسوم X أو Y مما يلفت الإنتباه إلى الإقتراح بأن نظامي تحديد الجنس ZY و XY لاتشترك ف الأصل ولكن كروموسومات الجنس مستمدة من صبغيات جسمية من السلف المشترك للطيور والثدييات.وقد قارنت ورقة علمية فى عام 2004 بين كروموسوم Z للدجاج مع المادة الوراثية الخاصة ب خلد الماء X واقترح أن النظامين ذات الصلة.[16]
التكاثر الجنسي[عدل]
المقالة الرئيسية: التكاثر الجنسي.
للإطلاع على المزيد: الأيزوجامي و الأنيزوجامي.
التكاثر الجنسي في حقيقيات النواة عملية تُشكل فيها الكائنات الحية ذرية تجمع بين الصفات الوراثية من كلا الوالدين، حيث يتم نقل الكروموسومات من جيل إلي أخر من خلال هذه العملية، فتحوي كل خلية من خلايا النسل علي نصف عدد الكروموسومات من الأب والنصف الأخر من الأم.[16] حيث يتكون المحتوي الجيني _DNA_ الخاص بالفرد من مجموعة من الجينات تتمثل بشكل كروموسومات، من خلال إتحاد واحد من كروموسومات الفرد الأول من الأبوين مع كروموسوم أخر من الفرد الأبوي الثاني لينتج كائن حي جديد تحتوي خلاياه على عدد مزدوج من الكروموسومات_ إثنان كروموسوم (2ن)_ مساوي لعدد كروموسومات الموجودة بالخلايا الجسدي لأي من الأبوين وتسمي هذه المرحلة "ديبلويد _Diploid_" وتسمي الخلايا حينئذ بالخلايا ثنائية الكروموسومات بينما تسمي مرحلة إحتواء الخلية على نص المحتوي الوراثي أو شريط واحد من الكروموسوم بمرحلة الـ "هابلويد (ن) _Haploid_" وتسمى الخلية حينئذ بالخلية أحادية الكروموسومات، ويمكن لأي خلية تتواجد في مرحلة الديبلويد (2ن) أن تُكون خلايا تحتوي علي كروموسوم واحد (ن) أي تكون خلايا في مرحلة الهابلويد عن طريق عملية الإنقسام الإختزالي _الميوزي_ حيث تنتج خلايا تحتوي بشكل عشوائي علي واحد من كروموسومات الخلية الأم (2ن) كما يحدث في مراحل تكوين الأمشاج _الجاميتات_[17].
كما يتضمن الإنقسام الإختزالي مرحلة مُمَيّزة تعرف بعملية العبور، حيث يتم بهذه المرحلة تبادل مناطق من الحمض النووي بين أنواع
| دورة حياة الكائنات الحية التي تتكاثر جنسيًا من خلال مراحلتي تكوين الخلايا أحادية الكروماسوات وتكوين خلايا ثنائية الكروموسومات |
متطابقة من الكروموسومات، لتشكيل زوج جديد من الكروموسومات المختلطة. وتساعد كلًا من عمليتي العبور والإخصاب على إعادة تجميع المجموعات الكروموسومات المفردة (ن) وتكوين أزواج من الكروموسومات جديدة (2ن) مما يؤدي إلى إحتواء النسل الجديد من الكائنات الحية علي مجموعة جديدة من الصفات الوراثية مختلفة عن كلا الأبوين.
وفي العديد من الكائنات الحية، يتم قصر وجود مرحلة الخلايا أحادية الكروموسومات بها فقط علي تكوين خلايا الجاميتات المتخصصة بإعادة التركيب والمساعدة في تكوين كائن حي جديد خلاياه ثنائية الكروموسومات حيث يحتوي على عدد الكروموسومات كاملًا (2ن)، وفي كائنات أخرى تسطيع الأمشاج أن تخضع لإنقسام الخلية لإنتاج كائنات عديدة الخلية تحتوي خلاياها علي نصف عدد الكروموسومات (ن).
وقد تكون الأمشاج متماثلة من جهة الشكل الخارجي وخاصة فى الحجم وتعرف بإسم الأيزوجامي وقد تُظهر الجاميتات تباينًا في الشكل والجوانب الأخري وتعرف بإسم الأنيزوجامي[18]. وج الحرت العادة بالإجماع على أن تسمى الأمشاج الكبيرة بويضة وتُعرف بالأمشاج المؤنثة وتعتبر الكائنات المنتجة لها إناث.
بينما تسمي الأمشاج الأصغر بالحيوانات المنوية أو النطفة وتُعرف بالأمشاج المُذكرة وتعتبر الكائنات المنتجة لها ذكورًا. وقد يحدث أن تُنتج فئة من الكائنات الحية كلًا من الأمشاج المُذكرة والمؤنثة وتُعرف مثل هذه الكائنات بأنها خنثى، وفي بعض حالات الخنوثة يكون الكائن الحي قادرٌ على الإخصاب الذاتي وإنتاج ذرية من تلقاء نفسه، من دون الإحتياج إلى كائن حي آخر.[19]
1. التكاثر الجنسي فى الحيوانات:
للمقالة المفصلة: التكاثر الجنسي فى الحيوانات.
تُمضي معظم الحيوانات التى تتكاثر جنسيًا حياتها ككائنات حية ذو خلايا مالكة لمحتوي كروموسومي كامل(2ن) ومقتصر بها وجود خلايا مالكة لنصف عدد الكروموسومات (ن) على خلايا الأمشاج _الجاميتات_ فقط.[20] وتعتبر أمشاج الحيوانات متباينة فمنها الأمشاج المؤنثة والأمشاج المذكرة ويُعبر عن كلًا منهما بالبويضات والحيوانات المنوية. ويحدث إندماج بين الأمشاج لتشكيل الأجنة التى تتطور إلى كائن حي جديد.
وتُعد الأمشاج المذكرة المُمثلة بالحيوانات المنوية المُنتجة داخل الخصية خلايا صغيرة تحتوي على سوط يُمكنها من الإندافاع.[21] كما تُعد الحيوانات المنوية خلايا مُختزلة للغاية، تفتقر إلى العديد من المحتويات الخلوية الضرورية للنمو الجنيني. والحيوانات المنوية مُخصصة للحركة والسعي إلى البويضات والإندماج معاها ضمن عملية الإخصاب.
وتُعد الأمشاج المؤنثة المُمثلة بالبوضات أو خلايا البيض المُنتجة داخل المبايض خلايا كبيرة ساكنة لاتتحرك وتحتوي على العناصر الغذائية والمكونات الخلوية اللازمة لنمو الجنين.[22] وغالبًا ما ترتبط خلايا البيض مع الخلايا الأخرى التي تدعم تطور الجنين، وتشكيل البويضة. ولكن فى الثدييات يتم تطور الجنين المُخصب داخل الأنثي حيث يتلقى غذائه مباشرة من الأم.
تتنقل الحيوانات في العادة بحثًا عن شريك من الجنس الأخر للتزاوج. ويمكن للحيوانات التى تعيش فى الماء أن تحدث عملية الأخصاب الخاص بها خارجيًا، حيث تقوم بإطلاق كل من البويضات والحيوانات المنوية فى الماء ويحدث الإندماج بينهما في الماء.[23] بينما تعتمد معظم الحيوانات التي تعييش خارج الماء على عملية الإخصاب الداخلي، فيجب أن تُنقل الحيوانات المنوية من الذكور إلى الإناث لتحقيق عملية الإخصاب الداخلي.
وفي معظم الطيور، تتم كلًا من عملتي التبرز أو التغوط والتكاثر من خلال فتحة خلفية واحدة تسمي بفتحة المذرق، ويتم الإتصال بين الإناث والذكور عن طريق هذا المذرق لنقل الحيوانات المنوية وتُعرف هذه العملية بتقبيل المذرق.[24] بينما يستخدم معظم الحيوانات الأرضية أعضاء جنسية متخصصة لنقل الحيوانات المنوية تسمي بالأعضاء المُنغرسة وهو مصطلح عام لجهاز خارجي عضوي للذكر متخصص في تقديم الحيوانات المنوية أثناء الجماع. ففي البشر والثدييات الأخرى يًعرف هذا العضو بالقضيب، الذي يدخل في الجهاز التناسلي الأنثوي المُسمى بالمهبل لتحقيق التلقيح فيما يُعرف إجمالًا بالجماع او الإتصال الجنسي. ويحتوي القضيب على أنبوب يسري به السائل المنوي الحاوي للحيوانات المنوية المسافرة إلى الأنثى. بينما يتصل المهبل بالرحم في إناث الثدييات، ويُعد الرحم عضو مُدعم قوي لعملية تطوير ونمو الجنين المخصب ضمن عملية الحمل.
وبسبب حركتهم المستمرة، فقد ينطوي السلوك الجنسي للحيوان على ممارسة الجنس القسري وإستخدام أساليب تلقيح رَضْحِيّة وجارحة. فعلى سبيل المثال، بعض أنواع الحشرات تقوم بتلقيح الإناث من خلال جرح في تجويف البطن وهي عملية تضر بصحة المرأة.
|
الأزهار هي الأعضاء الجنسية للنباتات الزهرية، وعادة ماتحتوي على كلًا من أجزاء التأنيث والتذكير. |
2. التكاثر الجنسي فى النباتات:
للمقالة المُفصلة: التكاثر الجنسي في النباتات
وتحتوي النباتات كما الحيوان على أمشاج مذكرة ومؤنثة علي قدر من النمو والتطور.[25] حيث تُغلف الأمشاج المذكرة بغطاء صلب ويُعرف تكوين كل من الغطاء بالأمشاج بحبوب اللقاح. بينما تتوجد الأمشاج المؤنثة داخل بويضات ماإن يتم تخصيبها من قبل حبوب اللقاح إلا وتعطي بذورًا. وتشبه البذور البيض فهي تحتوي علي التغذية الضرورية لنمو الجنين النباتي، حيث تُعرف البذرة فى الأوساط العلمية بكونها جنين ساكن.
تعطي أغلب النباتات أزهارًا، وتعتبر الأزهار في هذه الحالة هي الأعضاء الجنسية للنبات. وعادة ما تكون الزهور خنثى حيث تُنتج كلًا من الأمشاج المُذكرة والمؤنثة.
وتوجد أعضاء التأنيث فى مركز الزهرة وتسمي بالمتاع أو المِدقة، ويُعد المحيط الداخلي للزهرة، ويتكون المتاع الواحد من كربلة واحدة أو عدد من الكرابل المُدمجة سويًا، وتتكون الكربلة الواحدة من مبيض وقلم وميسم. وقد ينتج عن دمج أكثر من كربلة واحدة تكون متاع واحد مُركب. وتحتوي الكرابل على البويضات التى تتحول وتتطور إلي بذور عقب الإخصاب.
وتعرف أعضاء التذكير فى الزهرة بإسم الأسدية، وهو مُحيط يلي محيط المتاع من جهة الخارج، ويتكون السُداء الواحد من خيط طويل يعرف بخيط المئبر _خيط المُتك_ ينتهي بالمئبر _المُتك_ المُطلق لحبوب اللقاح، وتكون خيوط المئبر مُرتبة بين محيط المتاع والتويج. وعندما تهبط وتستقر حبوب اللقاح على ميسم الكربلة فإن حبوب اللقاح تُنبت لإنتاج أنبوب اللقاح الذي ينمو خلال أنسجة القلم الخاص بالكربلة لنقل وإصال الأنوية المشيجية المذكرة إلى البويضة لإتمام عملية الإخصاب وإنتاج البذور.
تُعد المخاريط الصَنَوْبَرِيّة هي الأعضاء الجنسية فى الصنوبر والصنوبريات الأخرى وتنقسم أيضًا إلى أعضاء مؤنثة وأخرى مذكرة، وتُعد المخاريط الصنوبرية المؤنثة أكثر متانة وأكبر حجمًا من غيرها المذكرة كما تحتوي بداخلها على خلايا البيض، بينما تُعد المخاريط الصنوبرية المذكرة أصغر حجمًا من سابقتها وتُنتج حبوب اللقاح الذي يتم تناقله بين النباتات بواسطة الرياح إلى أن يستقر هابطًا علي المخاريط الصنوبرية المؤنثة. ومن ثم تتكون البذور بداخل المخاريط الصنوبرية المؤنثة عقب عملية التلقيح كما حدث في النباتات الزهرية.
ونظرًا لأن النباتات غير متحركة وساكنة، فإنها تعتمد على الطرق السلبية غير الذاتية لنقل حبوب اللقاح إلى النباتات أخرى.ويوجد العديد
من النباتات، بما في ذلك الصنوبريات والأعشاب التي تقوم بإنتاج حبوب لقاح خفيفة الوزن التي تحملها الرياح إلى النباتات المجاورة. وتُنتج بعض النباتات الأخرى حبوب لقاح أثقل حجمًا وأكثر لزوجة من سابقتها وتكون مخصصة للنقل عن طريق الحشرات، حيث تقوم النباتات بجذب الحشرات أو الحيوانات مثل الطيور الطنانة والخفافيش عن طريق الرحيق الذي نتتجه الأزهار ومن ثم تقوم الحيوانات بنقل حبوب اللقاح للأزهار الأخري المؤنثة لإتمام عملية التلقيح والتكاثر الجنسي لإنتاج البذور.
| : الإناث يسارًا والذكور يمينًا
المخاريط هي أعضاء الجنس من الصنوبر وغيرها من الصنوبريات. |
|||
3. التكاثر الجنسي فى الفطريات
للمقالة المفصلة: التزاوج في الفطريات.
تتكاثر معظم الفطريات جنسيًا، حيث تتميز الفطريات بوجود مراحل إختزالية أحادية الكروموسومات ومراحل ثنائية الكروموسومات بدورة حياتها، وعادة ماتكون أمشاج الفطريات متماثلة _أيزوجامي_ ومفتقرة إلى تخصص الأمشاج عن طريق تميّزها إلى أمشاج مذكرة أو مؤنثة. تنمو الفطريات أحادية الكروموسومات في إتصال مع بعضها البعض ومن ثم يحدث دمج بين خلاياهم، وفي بعض الحالات يكون الدمج بين الخلايا غير متساوي أو متماثل وفي هذه الحالة يُمكننا إعتبار الخلية التي تتبرع فقط بنواة بدون مرافقة المواد الخلوية "ذكرا".[26]
بعض الفطريات بما في ذلك خميرة الخبز تُظهر أنواع من التزاوج التي تخلق إزدواجية مماثلة لأدوار الذكور والإناث. فنجد أن الخميرة المُتشابهة في نوع الدور الذي تلعبه من حيث الذكورة والأنوثة لايمكنهم الإندماج سويًا لتكوين خلايا ثنائية الكروماسومات وإنما يحدث تزاوج وإندماج فقط بين الأنواع متباينة الأدوار في الخميرة.[27]
وفي بعض أنواع الخميرة يكون التزاوج فيما بينها أكثر تعقيدًا.[28]
وتنتج الفطريات عش الغراب كجزء من عملية التكاثر الجنسي، حيث تتكون الخلايا ثنائية الكروموسومات (2ن) داخل عش الغراب ومن ثم تتحول إلى جراثيم أحادية الكروموسومات (ن) في مراحل متأخرة، وتعتبر هذه الجراثيم هي النسل الناتج عن التكاثر الجنسي للفطر. ويساعد إرتفاع عش الغراب عن سطح الأرض على نشر هذه الجراثيم فى مختلف الأنحاء.
· تحديد الجنس:
للمقالة المفصلة: نظام تحديد الجنسي.
يُعتبر النظام الجنسي الأساسي هو أن كل الكائنات الحية خُنثى، حيث تقوم بإنتاج كلًا من الأمشاج المُذكرة والمؤنثة، وهذا ينطبق على بعض الحيوانات على سبيل المثال القواقع وغالبية النباتات الزهرية.[29] ومع ذلك نجد في كثيرٍ من الحالات أن التخصص في الجنس قد تطور بحيث أن بعض الكائنات لا تنتج إلا أمشاج مذكرة فقط أو أمشاج مؤنثة فقط. ويُعد السبب البيولوجي لتطور الكائن الحي إلى جنس واحد أو أخر هو تحديد الجنس.
فنجد في غالبية الأنواع المتخصصة جنسيًا أن الكائنات الحية إما أن تكون ذكور منتجة للأمشاج المذكرة فقط أو إناث مُنتجة للأمشاج المؤنثة فقط. وتشيع الإستثناءات، فعلي سبيل المثال نجد الدودة الربداء الرشيقة قد تكون خُنثي وقد تكون مذكرة وهو نظام يعرف ب أندروديويسي _androdioecy_.
وأحيانا يكون تطور الكائن الحي قد وصل إلى مرحلة وسطية بين الذكور والإناث وتسمي هذه الحالة intersex أو الحالة الجامعة بين الذكورة والأنوثة، فيجب عدم الخلط بين الخنوثة والـ intersex، ففي بعض الأحيان يُطلق على الأفراد المختلطين "خنثى". ولكن، على عكس الخنوثة البيولوجية، فالأفراد الجامعة بين الذكورة والأنوثة حالات غير عادية وعادة تكون غير خصبة سواءً عُمِلت كأنثي أو ذكر.
1. تحديد الجنس القائم على المحتوي الجيني:
وفقًا لنظم تحديد الجنس الجينية، فإنه يتم تحديد جنس الكائن الحي من خلال الجينوم الذي يرثه. ويعتمد تحديد الجنس الجيني عادة على كروموسومات جنسية موروثة غير متماثلة تحمل خصائص وراثية تؤثر على التنمية والتطور الخاصة بالكائن الحي؛ ويمكن تحديد الجنس إما عن طريق وجود كروموسوم الجنس أو عن طريق عدد كروموسومات الجنس التي يمتلكها الكائن الحي. ولأن تحديد الجنس الجيني عادة مايُحدد من قبل التشكيلات الصبغية فهو عادة مايؤدي إلى 1:1 للتعبير عن نسبة إنتاج نسل مذكر إلى نسل مؤنث.
| مثل البشر والثدييات الأخرى
فإن ذبابة الفاكهة المشتركة لديها نظام تحديد الجنس XY |
فنجد البشر والثدييات الأخرى لديها نظام تحديد الجنسXY ، حيث يحمل الكروموسوم Y العوامل المسؤولة عن تحفييز تطور الصفات الأساسية والثانوية الذكورية فى الكائن الحي المذكر. ويكون الجنس الإفتراضي عند غياب الكروموسوم Y هو الإناث، لذلك نجد أن الثدييات الحاملة للكروموسومات XX هم الإناث بينما الثدييات الحاملة للكروموسومين XY هم الذكور. وفي البشر، يتم تحديد الجنس البيولوجي من قبل خمسة عوامل موجودة عند الولادة وهم وجود أو عدم وجود كروموسوم Y الذي يحدد وحده الجنس الجيني للفرد، ونوع الغدد التناسلية، والهرمونات الجنسية، والتشريح الداخلي للجهاز التناسلي مثل الرحم في الإناث، والأعضاء التناسلية الخارجية.[30]
وقد تم العثور على الجنس XY في الكائنات الحية الأخرى، بما في ذلك ذبابة الفاكهة المشتركة وبعض النباتات.[29] ووجد في بعض الحالات، بما في ذلك ذبابة الفاكهة، أن عدد الكروموسومات X هو الذي يحدد الجنس بدلًا من وجود كروموسوم Y.
وفي الطيور، التي لديها نظام تحديد الجنس ZW، فالعكس هو الصحيح والساري بينهم حيث نجد أن كروموسوم W يحمل العوامل المسؤولة عن تحفييزو تطوير الصفات الأساسية والثانوية للإناث، ويكون الجنس الإفتراضي عند غياب الكروموسوم W هو الذكور.[31] وفي هذه الحالة نجد أن التركيبي الجيني ZZ للأفراد يُعبر عن الذكور بينما ZW يُعبر عن المحتوي الجيني للإناث.
كذلك نجد أن معظم الفراشات والعث لديها أيضًا نظام تحديد الجنس ZW، وفي كلًا من نظامي تحديد الجنس ZW و XY ، نجد أن الكروموسوم الجنسي الحامل للعوامل الحرجة التي تحمل علي عاتقها تحديد الجنس الإفتراضي في كثير من الأحيان أصغر بكثير، وتحمل أكثر قليلًا من الجينات اللازمة لتحريك تطور الجنس معين.[32]
و تستخدم العديد من الحشرات نظام تحديد الجنس استنادًا إلى عدد الكروموسومات الجنسية. وهذا ما يسمى بنظام تحديد الجنسX0، حيث يشير 0 إلى عدم وجود كروموسوم الجنس. وجميع الكروموسومات الأخرى في هذه الكائنات ثنائية مما يعني أن الكائن الحي قد يرث واحد أو أثنين من الكروموسوم X. فعلى سبيل المثال نجد في الصراصير الحلقية أن الحشرات المالكة لكروموسوم أحادي (X0) تنمو لتصير ذكورًا بينما تنمو الحشرات المالكة للكروموسومات الثنائية(XX) لتصير إناثًا.[33]
وتستطيع أغلب الديدان الشريطية التابعة للدودة الربداء الرشيقة أن تُخصب نفسها ذاتيًا لكونها خنثى، كما تحتوي علي المحتوي الجيني XX ، ولكن قد يحدث من حين لأخر شذوذ في التوزيع الجيني عند إنتاج النسل مما يؤدي إلى ظهور أفراد يكون المحتوي الجينيى الخاص بهم أحادى الكروموسوم X . هؤلاء الأفراد يكون المحتوى الجيني الخاص بهم X0 وهم الذكور الخصبة (ونصف ذريتهم من الذكور).[34]
بينما الحشرات الأخرى، بما في ذلك نحل العسل والنمل، يستخدام نظام تحديد الجنس أحادي الكروموسومات.[35] وفي هذه الحالة، يكون الأفراد ذو المحتوي الجينيى الثنائي من الإناث عمومًا، بينما الأفراد ذو المحتوى الجيني الأحادي هم من الذكور والذين يتطورون وينمون من البيض غير المخصب. ويؤدي نظام تحديد الجنس هذا إلى نسب جنسية متحيزة للغاية، حيث أن جنس النسل يتحدد بالإخصاب بدلًا من تشكيل الصبغيات خلال الانقسام الاختزالي _الميوزي_.
2. تحديد الجنس القائم على أسس غير جينية:
بالنسبة للعديد من الأنواع، لا يتم تحديد الجنس عن طريق الصفات الموروثة جينيًا، ولكن بدلًا من ذلك يتم تحديد الجنس عن طريق العوامل البيئية التي شُهدت أثناء التنمية والتطور أو في وقت لاحق في الحياة. فيمتلك العديد من الزواحف نظامًا لتحديد الجنس إعتمادًا على درجة الحرارة، فتُحدد درجة الحرارة التي يختبرها الجنين أثناء نموه جنس الكائن الحي، فعلي سبيل المثال السلاحف، حيث يتم إنتاج الذكور عند تحضين الأجنة في درجات حرارة أقل من المُستخدمة لإنتاج الإناث، وهذا الفرق في درجات الحرارة الحرجة يمكن أن يكون أقل من 1-2 درجة مئوية.
و يستطيع العديد من الأسماك تغيير الجنس الخاص بهم على مدى حياتهم، وهي ظاهرة تسمى الخنوثة المتسلسلة. فعلى سبيل المثال سمك المهرج، تكون الأسماك الأصغر حجمًا من الذكور، وتصبح الأسماك المهيمنة والأكبر في المجموعة من الإناث.
بينما نجد بين أسماك عائلة الراسيس أن العكس هو صحيح، فمعظم الأسماك في البداية تكون إناث ولكن تصبح ذكورًا عندما تصل إلى حجم معين. والخنوثة المتسلسلة تسمح بإنتاج كلا النوعين من الأمشاج على مدى حياة الكائنات الحية المميزة لهم، فمُجمَل الأمر أن الأفراد المُمَيّزة بالخنوثة المتسلسلة إما أن يكونوا إناثًا أو ذكورًا في أي وقت لكن ليس من المحتمل أن يكونوا مخنثين.
في بعض السرخسيات يُعتبر الجنس الافتراضي هو كون النبات مُخنث، ولكن السرخسيات التي تنمو في تربة التي دُعمت سابقًا بثنائيات الجنس ومُتأثرة بالهرمونات المتبقية يتطور وينمو أفرادها ليصيروا ذكورًا بدلًا عن ثنائيات الجنس.[36]
|
سمك المهرج، تكون الأسماك الأصغر حجمًا من الذكور بينما تصبح الأسماك المهيمنة والأكبر في المجموعة من الإناث |
· إزدواج الشكل الجنسي:
|
يعتبر طائر التَدْرُج متباين ومزدوج الشكل جنسيًا |
للمقالة المفصلة: إزدواج الشكل الجنسي.
يمتلك العديد من الحيوانات وبعض النباتات إختلافات بين الذكور والإناث في الحجم والمظهر، وهي ظاهرة تسمى بإزدواج الشكل الجنسي. وتشمل الإختلافات بين الجنسين في البشر عمومًا زيادة حجم الرجال عن النساء وزيادة شعر الجسد في الرجال، بينما النساء لديهن ثديين، وفخذين أكبر حجمًا مقارنة بالرجال كما تعلو نسبة الدهون في أجسامهن. وفي أنواعٍ أخرى، قد تكون الاختلافات أكثر تطرفًا وقوة، مثل الإختلافات في اللون أو وزن الجسم.
وغالبا ما ترتبط إزدواجات الأشكال الجنسية في الحيوانات على الإختيار والإنتقاء الجنسي ويعني التنافس بين أفراد الجنس الواحد للتزاوج مع الجنس الآخر،[37] فعلى سبيل المثال، يتم إستخدام قرون الغزلان عند الذكور في القتال بينهم، حتى يستطيع الفائز الوصول إلى الإناث للتكاثر معهن. و في كثير من الحالات تكون الذكور من الأنواع أكبر من الإناث. وتميل أنواع الثدييات ذات الحجم الجنسي المتطرف إلى أنظمة تزاوج متعددة الزيجات، ويفترض أن يرجع ذلك إلى إنتقائه بسبب النجاح في التنافس مع الذكور الآخرين مثل فيل البحر، وهناك أمثلة أخرى تثبت أن السبب في ذلك يعود إلى تفضيلات الإناث التي تقود التشكل الجنسي، كما هو الحال في الذباب مسوِّق العين.[38]
في الحيوانات الأخرى بما في ذلك معظم الحشرات والعديد من الأسماك، تلاحظ كبر حجم الإناث مقارنة بالذكور. وهذا قد يكون مرتبطًا بقدرتهم على إنتاج خلايا البيض، الأمر الذي يتطلب المزيد من التغذية إذا ماقُرن بالمتطلبات الغذائية للذكور لإنتاج الحيوانات المنوية، فالإناث الأكبر حجمًا قادرة على إنتاج المزيد من البيض.[39]
فعلى سبيل المثال، نجد أن إناث العناكب الأرملة السوداء الجنوبية عادة ما تكون مرتين أكبر حجمًا من ذكور نفس النوع.[40]
وفي بعض الأحيان، يصل إزدواج الشكل الجنسي ألى حد التطرف، فقد يصل الحال إلى إختزال دور الذكور على العيش كطفيليات تعتمد على الأنثى، كما هو الحال في أسماك أبو الشص، وفي بعض الأنواع النباتية أيضًا يظهر إزدواج الشكل الجنثي حيث نجد إناثًا أكبر بكثير من الذكور، كما هو الحال في بعض الطحالب.[41] وهناك بعض الأدلة على أنه في أجناس الطحلب حشيشة الكبد _[42] liverwort Sphaerocarpos_، قد يرتبط إزداج الشكل الجنسي بالكروموسومات الجنسية،[42][43] أو الإشارات الكيميائية من الإناث.[44]
و في الطيور، فإن الذكور غالبًا ما يكون مظهرها نابضًا بالحيوية وغني بالألوان، وربما يكون لها ميزات مثل الذيل الطويل عند ذكرالطاووس ويُعتقد أن مثل ذلك يضع الكائن الحي في وضع غير مؤات، فعلى سبيل المثال تجعل الألوان الزاهية الطيور أكثر وضوحًا للحيوانات المفترسة. إلا أن أحد التفسيرات المقترحة لتلك الحالة هي فرضية الإعاقة.[45] وتقول هذه الفرضية أنه من خلال أن يُظهر أنه يستطيع البقاء على قيد الحياة مع مثل هذه المعوقات، فإن الذكر يعلن عن اللياقة الجينية الخاصة به للإناث والتي ستعود بالفائدة على نسله النسائي أيضًا،بالرغم من أنهن لن يكن مرهونن بهذه العوائق.
- ^ William K. Purves, David E. Sadava, Gordon H. Orians, H. Craig Heller (2000).https://books.google.com.eg Life: The Science of Biology. Macmillan_Publishers p. 736. International_Standard_Book_Number 0716738732 Retrieved March 23,2018.
A single body can function as both male and female. Sexual reproduction requires both male and female haploid gametes. In most species, these gametes are produced by individuals that are either male or female. Species that have male and female members are called dioecious (from the Greek for 'two houses'). In some species, a single individual may possess both female and male reproductive systems. Such species are called monoecious ("one house") or hermaphroditic.
- ^ Watkinson, S.C.; Boddy, L.; Money, N. (2015). eg/bookseThe Fungi. Elsevier Science. p. 115 ISBN 978-0-12-382035-8. Retrieved Feb 18, 2018.
- ^ Raven, P. H.; et al. Biology of Plants (7 th ed.). NY: Freeman and Company Publishers.
- ^ Holmes, R. K.; et al. (1996). Genetics: Conjugation (4 th ed.). University of Texas.
- ^ Freeman, Scott (2005).Biological Science (3rd ed.). Pearson Prentice Hall.
- ^ Dusenbery, David B. (2009). Living at Micro Scale. Cambridge, Massachusetts: Harvard University Press.
- ^ Beukeboom, L., and other (2014). The Evolution of Sex Determination. Oxford University Press.
- ^ p:Book Review for Life: A Natural History of the First Four Billion Years of Life on Earth Jupiter Scientific. Retrieved 7 April 2008.
- ^ Schaffer, Amanda (updated 27 September 2007) Pas de Deux: Why Are There Only Two Sexes? ,Slate)
- ^ Hurst, Laurence D. (1996). "Why are There Only Two Sexes?". Proceedings: Biological Sciences. 263 (1369): 415–422. Doi:510.1098/rspb.1996.0063 JSTOR 50723
- ^ Haag, E. S. (2007). "Why two sexes? Sex determination in multicellular organisms and protistan mating types". Seminars in Cell and Developmental Biology. 18 (3): 348–9. Doi:10.1016/j.semcdb.2007.05.009. PMID17644371
- ^ Bernstein H and Bernstein C (2013). Evolutionary Origin and Adaptive Function of Meiosis. In Meiosis: Bernstein C and Bernstein H, editors. Chapter 3: pages 41-75 ISBN 978-953-51-1197-9 InTech http://www.intechopen.com/books/meiosis/evolutionary-origin-and-adaptive-function-of-meiosis
- ^ أ ب Wallis MC, Waters PD, Graves JA (2008). "Sex determination in mammals--before and after the evolution of SRY". Cell. Mol. Life Sci. 65 (20): 3182–95. Doi:10.1007/s00018-008-8109-z. PMID 18581056
- ^ Kaiser VB, Bachtrog D (2010)..Evolution of sex chromosomes in insects"/ Annu. Rev. Genet. 44: 91–112. doi:102209-163600. PMC 4105922 PMID 21047257
- ^ Guttman DS, Charlesworth D (1998). "An X-linked gene with a degenerate Y-linked homologue in a dioecious plant". Nature. 393 (6682): 263–6. doi:10.1038/30492. PMID 9607762.
- ^ Grützner, F.; Rens, W.; Tsend-Ayush, E.; El-Mogharbel, N.; O'Brien, P. C. M.; Jones, R. C.; Ferguson-Smith, M. A.; Marshall, J. A. (2004). "In the platypus a meiotic chain of ten sex chromosomes shares genes with the bird Z and mammal X chromosomes". Nature 432 (7019): 913–917. doi:10.1038/nature03021 PMID 15502814