Көбею жолдары

Көбеюдің әдістері мен формалары. Көбеюге қабілеттілік — тірі организмдерге тән негізгі қасиеттердің бірі. Көбеюге байланысты генетикалық материалдың ата-аналарынан ұрпақтарына берілетіні айтылады. Бұл кезде сол түр особьтарына тэн белгілер ғана емес, сондай-ақ тек ата-аналарының өздеріне тэн айқын белгілер де жарыққа шығады. Көбеюдің үлкен биологиялық мәні бар. Ол белгілі бір организм түрінің ұрпақ алмастыруын жүзеге асырумен қатар, ұрпақтар арасындағы сабақтастықты, жалпы тіршіліктің үздіксіздігін қамтамасыз етеді. Тірі табиғатта көбеюдің негізгі екі әдісін ажыратады: жыныссыз және жынысты.

Жыныссыз көбею

Жыныссыз көбею кезінде ұрпақ тек бір особьтың бір немесе бірнеші соматикалық жасушаларынан дамып жетіледі. Мұның нәтижесінде бір-біріне айна қатесіз ұқсас, біркелкі особьтар _ тұзіледі. Оларды клон деп атайды. Кездейсоқ мутациялардың әсерінен бір клондагы особьтар әр-түрлі генетикалық өзгерістерге ие болуы мүмкін. Мұндай өзгерістердің бірнеше ұрпақ бойы тұқым қуалауы түрінің өзгеріштігіне және эволюцияға себеп болады. Жыныссыз көбею табиғатта кең таралған құбылыс. Мұның бірнеше формалары бар.

Жай бөліну – бір жасушалы организмдерге тән көбею формасы. Түрлі қарапайымдар не көлденеңінен, не ұзыннан екіге бөлініп өзара ұқсас екі жасуша түзіледі. Бұл кезде жасушаның құрылым компоненттері де теңдей екіге ажырайды немесе алдын ала олардың екі еселенуі жүреді.

Көптік бөліну немесе шизогония. Мұнда ядро бірнешеге бөлініп, артынша цитоплазмада да бірнешеге ажырап, көптеген майда жасушалар түзіледі. Мысалы, безгек плазмодиі адамның бауыр және қан жасушаларында осылай көбейеді. Ол организмдердің көптік бөлінуге қабілетті стадиясын шизонт деп, ал үрдістің өзін шизогония деп атайды. Мұндай бөліну бірнеше қайтара жүруі мүмкін. Көбею қарқындылығының жоғары болуы бұл паразиттердің таралуга бейімделуі, яғни тіршілік үшін күресі деп түсіндіріледі.

Спора түзілу – арнайы жасушалар – споралар арқылы жүретін көбею формасы. Спора – көбеюді қамтамасыз ететін сыртынан қалың қабықпен қапталған тіршілік циклы стадияларының бірі. Мысалы, қарапайымдар типіндегі споралыларда, бірқатар төменгі және жоғарғы сатыдағы өсімдіктерде спора түзіледі. Бактериялардың спорасы көбеюді емес тек қолайсыз орта жағдайларында тіршілігін сақтап қалуды қамтамасыз етеді.

Бүршіктену – бактерияларда, ашытқы саңырауқұлағында және бірқатар төменгі сатыдағы көп жасушалыларда: губкалар, ішекқуыстылар, кейбір құрттарда байқалатын көбею формасы. Көп жасушалы организмнің денесінен өсіп шыққан жасушалар тобы (бүршік) ұлғайып жетіле келе аналық организмнен бөлініп кетеді де өз алдына жеке тіршілігін бастайды. Кей жағдайда ондай бүршіктер бөлінбей жалғасқан күйде қалып колонияларды түзейді.

Фрагментация – кезінде особь екіге немесе бірнеше бөліктерге (фрагменттерге) ажырап, әр бөліктен жаңа особь дамып жетіледі. Бұл құбылыс теңіз жұлдыздарында, гидрада, жауын құртында т.б. кездеседі. Көпжасушалы жануарларда байқалатын бүршіктену мен фрагментацияны жалпы атпен вегативті көбею деп те атайды. Вегетативті көбеюдің ерекше формасы ретінде жануарлар дүниесінде кездесетін полиэмброния қарастырылады. Дамуының ең бастапқы кезеңінде ұрық бірнеше бөлініп, әр жеке бөліктен өз алдына жеке организм дамып жетіледі. Мұны соналардан, кейбір сүтқоректілерден байқауға болады. Сондай-ақ, адамда бір жұмыртқалық егіздердің дүниеге келуі полиэмбронияның мысалы болып табылады.

Жыныстық көбею

Жыныстық көбеюдің ерекшелігі сол, бұл үрдіс гаплоидты хромосома жиынтықтары бар арнайы құрылысты аталық және аналық жыныс жасушаларының қатысуымен жүреді. Ұрықтану нәтижесінде жыныс жасушалары немесе гаметалар қосылып диплоидты жиынтығы бар зигота түзіледі. Зиготадан дамып жетілетін организм әдетте өз ата-аналарынан біршама ерекше белгілерімен ажыратылады. Өйткені гаметадағы хромосомалар мен гендердің жаңа үйлесімдері ұрпақтарында белгілердің жаңа үйлесімдерін жарыққа шығарады. Мұның өзі бір түр особьтарының алуан түрлілігіне себеп болып, тіршілік үшін күресте сұрыптауға сол материал даярлайды. Олай болса, жыныстық көбеюдің биологиялық мәні тек езін-өзі ұдайы өндіруде ғана емес, сонымен)катар, түрлердің тарихи дамуын қамтамасыз етуінде. Жыныстық көбею біржасушалылар мен көпжасушалыларда түрліше бағытта жүреді.

Коньюгация – бактерияларға, қарапайым типіндегі инфузориялар класының өкілдеріне тэн ерекше көбею формасы. Коньюгация кезінде екі особь өздерінің тұқым қуалау материалы бар ядроларымен алмасады. Особьтар санына еш өзгеріс болмайды, бірақ ары қарай жүретін жыныссыз көбею нэтижесінде ата-аналарынан өзгеше жаңа особьтар түзіледі. Өйткені алмасқан ядродағы гендер арқылы белгілер мен қасиеттердің жаңа үйлесімдері пайда болады. Коньюгация құбылысы бактерияларда да байқалады. Екі бактериялық жасушалардың арасында, мысалы инфузория кебісшесі, протоплазмалық көпіршік түзіліп, сол арқылы бір жасушадан екіншіге ДНҚ жіпшесінің кесіндісі ауысады. Бір особта макронуклеус еріп, микронуклеус екіге бөлінеді: одан тұрақты жэне көшпелі ядролар пайда болады. Екінші особында да осындай үрдіс жүреді. Біреуіндегі көшпелі ядросы көпіршік арқылы келесі особьқа көшіп, тұрақты ядромен қосылып синкарион түзіледі. Екіншісінде де осындай үрдіс жүріп, алмасулар болады. Кейіннен пайда болған синкарионнан екі ядро пайда болады: макронуклеус және микронуклеус. Сөйтіп екі особтың арасында генетикалық ақпарат алмасуы жүргеннен кейін, жасуша тең екіге бөлінеді. Бұл жағдай комбинативтік өзгергіштіктің бірден-бір себебі.

Копуляция – бір жасушалы организмдерге тән жыныстық көбею әдісі. Бұл организмдердің бір-бірінен біршама айырмашылықтары бар аталық және аналық особьтары жыныс жасушалары ретінде, өзара қосылып, нәтижесінде зигота түзіледі. Жыныстық көбею эволюциясының алғашқы кезеңдерінде гаметаларда айтарлықтай айырмашылық байқалмаған (изогамия), олар бірте-бірте мөлшері жағынан бір-бірінен алшақтап ірі және майда гаметалар түзіле бастаған (анизогамия). Эволюция процесінің ең соңында аналық гамета ұлғайып, өсіп қозғалмайтын жұмыртқа жасушасына дейін күрделеніп, аталық гаметаға қозғалуға қабілетті, өте майда сперматозоидтарға айналған. Бұл ерекшелік овогамия деген атпен белгілі. Көп жасушалы организмдердің жьныс жасушалары жыныс бездерінде – гонадаларда дамып жетіледі. Жыныс жасушаларының екі типін ажыратады: аталық сперматозоидтар және аналық- жұмыртқа жасушасы. Сперматозоидтар аталық жыныс бездерінде, ал жұмыртқа жасушасы аналық жыныс бездерінде дамып жетіледі. Жыныс жасушаларының немесе гаметалардың жұмыртқа жасушасы мен сперматозоидтарға сай особьтардың аналық және аталық болып жіктелуі жыныстық диморфизмді көрсетеді. Ендеше, жыныстық диморфизм дара жынысты организмдерде байқалады. Олардың аталықтары мен аналықтары сыртқы түрі, мінез қылықтары және басқа көптеген белгілері боңынша бір-бірінен ажыратылады.

Жыныстық диморфизм жұмыр құрттарға, буынаяқтыларға және көпшілік омыртқалы жануарларга тән жагдай. Аналықтары әдетте дене мөлшерімен, пішіндерімен, боялу ерекшеліктерімен аталықтарынан оңай ажыратылады. Адамда да жыныстық диморфизм айқын байқалады. Дененің салмағы, бойдың биіктігі, каңқа сүйектерінің мөлшері, бұлшық еттердің орналасуы, дауыс ыргағы т.б. көптеген белгілер әйел және еркек жыныстарында түрліше дамып жетіледі. Жыныстық диморфизм, Дарвиннің айтуынша, табиги немесе жыныстық сұрыпталуының нәтижесі. Егер осы екі гаметалар аталық және аналық жыныс бездері бар бір организмде калыптасып жетілсе, оларды гермафродиттер немесе қос жыныстылар деп атайды, ал мұндай құбылыс гермафродитизм делінеді. Гермафродиттердің қатарына қарапайымдар, ішекқуыстылар, жалпақ құрттар т.б. бірқатар балықтар, кейбір кесірткелер жатады. Гермафродитизм жыныстық көбеюдің ең қарапайым формасы. Бұл жағдай организмдердің паразиттік тіршілік етуге, отырықшы не жартылай отырықшы жағдайға бейімделуі болып табылады. Гермафродитизмнің бір артықшылыгы қолайсыз орта жағдайларына байланыссыз организмнің өздігінен ұрықтануына мүмкіндік туады. Эмбриогенездің бұзылуына байланысты адамда да гермафродитизм байқалады. Бұл, әрине, патологиялық жағдай. Кейбір гермафродит адамдарда сонымен қатар жыныс хромосомалары бойынша мозаицизмді кедестіруге болады. Ондай адамның бірқатар сомалық жасушаларында ХХ-жұптары, екінші жасушаларында ХУ-жұп хромосомалары кездеседі.

Ұрықтану

Ұрықтану деп – сперматозоидтың жұмыртқа жасушасымен қосылып, нәтижесінде зигота түзілумен аяқталатын процесті айтады. Ұрықтанудан соң жүретін екі жағдайды атап өту қажет: біріншісі – жұмыртқа жасушасының активтенуі, яғни ары қарай дамуға кірісуі, екіншісі – синкариогамияның жүруі. Бұл гаплоидты аталық және аналық ядролардың (пронуклеустердің) қосылуынан диплоидты ядросы (хромосомалары) бар синкарионның түзілуі. Бұдан кейін бөлшектену басталады.

Партеногенез. Организмдердің ұрықтанбаған жұмыртқа жасушасынан дамып жетілуін – партеногенез деп атайды. Түзілген жаңа особь өзінің дамып жетілуі үшін жұмыртқа жасушасындагы генетикалық материал мен қорек заттарын пайдаланады (гиногенез). Табиғатта бұл құбылыс паразиттік тіршілік ететін жалпақ құрттарда, төменгі сатыдағы шаян тәрізділерде, бірқатар насекомдарда жэне кесірткелер мен жыландардың кейбір түрлерінде байқалады. Мысалы, аналық ара ұрықтанған жэне ұрықтанбаған екі түрлі жұмыртқа салуы мүмкін. Бұл кезде ұрықтанған жұмыртқалардан аналық және жұмысшы аралар, ал ұрықтанбағандарынан аталық особьтар дамып жетіледі. Сирек жағдайда жаңа ұрпақтардың дамып жетілуі тек сперматозоидтың ядролық материалына байланысты жүреді. Бұл андрогенез құбылысы. Табиғи партеногенезбен қатар қазіргі кезде жасанды гіартеногенез жұмыстары кеңінен жүргізілуде. Мұның халық шаруашылығында маңызы зор.

Жыныс жасушаларының құрылысы. Жыныс жасушалары организмнің жыныстық көбеюін қамтамасыз етуге арнайы бағытталған жасушалар линиясын түзейді. Бүлардың ядроларында организм дамуына қажетті және ұрпақтан ұрпаққа берілетін тұқым қуалау ақпаратсы орналасқан. Жыныс жасушалары вегативті полюсінде «ұрықтық плазма» деп аталатын РНҚ – ға бай айрықша цитоплазма бөлігі бар бластомерлерден түзіледі деген пікір айтылады. Сомалық жасушалармен салыстырганда гаметалардың бірқатар ерекшеліктері бар. Ең негізгісі – ядроларында гаплоидты хромосомалар жиынтығының болуы. Ұрықтану кезінде гаметалардың қосылуына байланысты түзілген зиготада сол организм түріне тән хромосомалардың диплоидты жиынтығы қалпына келеді. Мысалы, әрқайсысында 23 хромосомасы бар сперматозоид пен жұмыртқа жасушасы қосылып, адамның сомалық жасушаларына тән 46 хромосомасы бар зигота түзіледі. Гаметалардың келесі бір ерекшелігі олардың көлемі мен пішіндерінің, қүрамындагы ядро-цитоплазма мөлшерінің түрліше болуы. Жұмыртқа жасушасы кәдімгі сомалық жасушалардан анагұрлым үлкен, қозғалу қабілеті жоқ домалақ не сопақшалау келген ірі жасушалар. Көлемдерінің үлкен болуы ондагы қорек заттары қорының мол болуында. Олардың құрамында болатын май гликоген және фосфопротеиндер ұрық дамуының алғашқы кезеңінде жұмсалатын қорек заттары. Жұмыртқадағы сары уыз – осы фосфопротеиндер. Кейбір жұмыртқаларда осы сары уыздың мөлшері өте көп болады (балықтар, қосмекенділерде, рептилилерде, құстарда). Сары уыздың жүмыртқа ішінде таралып орналасуы әр түрлі организмдерде түрліше. Осыган байланысты жұмыртқалардың бірнеше типін ажыратады.

Сүтқоректілердің жұмыртқа жасушасында қоректік заттар жоқтың қасы. Өйткені ұрық жатыр ішінде дамып жетілуіне байланысты қорек заттарын аналық организмінен қабылдайды. Адамның жұмыртқа жасушасының диаметрі 100-300 мкм шамасында болады. Жұмыртқа жасушасы бірнеше қабықшамен қапталған. Олар қорғаныш қызметін атқарумен қатар зат алмасуды реттейді, ал сүтқоректілерде жатыр қабырғасына бекіп орналасу жүзеге асырылады. Жұмыртқа жасушасында цитоплазмалық сегрегация кұбылысы тән. Ұрықтанудан соң бөлшектенуге кіріспеген зиготада заңды түрде цитоплазманың жасуша ішінде таралып орналасуы жүреді. Құрамы әр түрлі бластомерлерге түсіп, даму барысында әр түрлі ұлпалар мен мүшелердің қалыптасуына бастама береді.

Сперматозоидтар – өте майда, қозғалмалы жасушалар. Адам сперматозоидтарының мөлшері – 50-70 мкм. Мұның қызметі ал мұндай құбылыс гермафродитизм делінеді. Гермафродиттердің қатарына қарапайымдар, ішекқуыстылар, жалпақ құрттар т.б. бірқатар балықтар, кейбір кесірткелер жатады. Гермафродитизм жыныстық көбеюдің ең қарапайым формасы. Бұл жағдай организмдердің паразиттік тіршілік етуге, отырықшы не жартылай отырықшы жагдайга бейімделуі болып табылады. Гермафродитизмнің бір артықшылығы қолайсыз орта жагдайларына байланыссыз организмнің өздігінен ұрықтануына мүмкіндік туады. Эмбриогенездің бұзылуына байланысты адамда да гермафродитизм байқалады. Бұл, әрине, патологиялық жағдай. Кейбір гермафродит адамдарда сонымен қатар жыныс хромосомалары бойынша мозаицизмді кедестіруге болады. Ондай адамның бірқатар сомалық жасушаларында ХХ-жұптары, екінші жасушаларында ХУ-жұп хромосомалары кездеседі.

Көбею жолдары — Овогенез және сперматогенез сатылары

Гаметогенез – жыныс жасушаларының түзілу процесі. Аталық жыныс бездерінде сперматозоидтардың түзілуі – сперматогенез деп, ал аналық жыныс бездерінде жұмыртқа жасушасының түзілуі – овогенез деп аталады.

Сперматогенез. Аталақ бездерінің түрлі аймақтарында жүретін бұл үрдіс бірнеше кезеңнен тұрады. Оның алғашқысы көбею аймағы. Бұл аймақта ұрықтық дамудан басталып организмнің жынысты жетілуіне дейін қарқынды түрде митоздық бөліну жүріп жатады. Мұның нәтижесінде жасушалардың саны артып, жыныс бездерінің де көлемі ұлғаяды. Көбею аймағындағы түзілген диплоидты хромосомалар жиынтығы бар жасушалар сперматогонийдер деп аталады. Олар ядролары ірі, цитоплазмасы мол жасушалар. Көбею аймағыида түзілген бұл жасушалардың біразы келссі өсу аймағына өтеді. Өсу, әдетте, жынысты жетілуден кейін болатын жағдай. Өсу аймағында жүретін екінші кезеңде диплоидты жиынтығы сақталған жасушаларда цитоплазма молайып, оның құрамындағы қорек заттарының қоры жиналып, ДНҚ – ның екі еселенуі жүреді. Бұл жасушалар бірінші реттік сперматоциттер деп аталады. Келесі кезең пісіп жетілу аймағында жүретін мейоздық екі бөлінумен сипатталады. Мейоздық бірінші бөлінудің нәтижесінде әр бірінші реттік сперматоциттерден екі екінші реттік сперматоциттер, ал мейоздық екінші бөлінудің соңында әрқайсысынан екі-екіден төр| сперматид түзіледі. Сперматидтердегі хромосома жиынтығы — гаплоидты (п). Өйткені мейоздың нэтижесінде хромосомалар санының редукциясы (азаюы) жүріп, болашақ гаметаларда олардың саны екі есе кемиді. Ұрықтану кезінде мұндай гаметалар қосылып зиготада алғашқы диплоидты жиынтық қалпына келеді.

Сперматогенездің ерекшелігі сол, мұнда төртінші – қалыптасу аймағы бар. Бұл аймақта сперматидтердің құрылысы өзгеріп, күрделенеді, құйрығы пайда болып, нағыз сперматозоидтарға айналады. ; Көпшілік жоғарғы сатыдағы жабайы жануарларда сперматогенез жылдың белгілі бір мезгілдерімен байланысты болса, бірқартар үй жануарларында және адамда үздіксіз және жыл бойы жүретін үрдіс.

Овогенез. Овогенез бен сперматогенез негізінде бір-біріне ұқсас келетін кезеңдер мен аймақтардан тұрады. Әр кезеңдегі өтетін жагдайлар, байқалатын құбылыстар, тіпті нәтижелері де ұқсас. Сонда да болса овогенездің өзіндік ерекшеліктері бар. Біріншіден, овогенездегі өсу кезеңі сперматогенезге қарағанда айтарлықтай ұзақ, бұл кезде болашақ жұмыртқа жасушасында ұрықтың дамуына, қажетті қорек заттарының қоры жинақталады. Екіншіден, сперматогенездегі мейоздық бөлінуде түзілген жас жасушалярга цитоплазма біркелкі бөлінеді, ал овогенезде мейоздық әр бөліну сайын цптоплазма толығымен бір жасушада қалып отырады. Сондықтан түзілген цитоплазмасы жоқ бағыттаушы денелер біраз уақыттан кейін тіршілігін жояды. Олай болса, пісіп жетілу кезенінін соңында овогенезде бір ғана жұмыртқа жасушасы түзіледі, ал сперматогенезде төрт сперматилтер түзіледі. Үшіншіден сперматогенездегі қалыптасу кезеңі овогенезде жоқ. Ер адамдар өмірінің жыныстық қабілеті бар кезеңінде барлығы 500 млд-тай сперматозоид түзе алады. Ал әйел жынысында эмбриогенездің 5- айында 6000000 ізашар жұмыртқа жасушалары түзілсе, жынысты жетілудің алғашқы кезеңінде жыныс бездерінде 100 мыңға жуық овоциттер қалыптасады, Жынысты жетілу кезеңінен бастап гаметогенез аяқталғанға дейін 300-400 овоциттер түзіледі. Жыныстық жетілу орташа 12 жастан басталып, климакс орташа 45 жаста болады деп алсақ жұмыртқажасушаның түзілу уақыты, яғни бала көтеру уақыты (45-12=33) 33 жылды құрайды. Жұмыртқа жасуша әр ай сайын түзілетіндіктен (33×12=396) репродуктивті уақытында орташа алғанда 400 жуық жұмыртқа жасуша түзіледі.

Ұқсас материалдарды қарай кетіңіз:

Көбею жолдары