Көбею - тірі ағзалардың ортақ қасиеті

Көбею - тірі ағзалардың ортақ қасиеті

Ғаламшардағы тіршілік иелері сан алуан жолдармен көбейеді. Алайда көбею жолдарының барлығын екі үлкен топқа бөлуге болады. Ол: жыныссыз және жынысты жолмен көбею. Жыныссыз көбею - көбеюдің ертеректегі жолы. Ең алғашқы тірі ағзалар - біржасушалы прокариоттар осылай көбейді. Жыныссыз көбейген кезде жыныс жасушалары - гаметалар түзілмейді. Бұл үдеріске бір аналық дарақ немесе жасуша қатысады (сөз біржасушалылар туралы болған кезде).

Жыныссыз үдерістің бір үлкен артықшылығы бар - түрдің кез келген дарағы ұрпақ қалдыра алатындықтан, өйткені түрдің кез келген дарағы ұрпак калдыра алды. Демек «Әріптесін кездестіре алмайды» деген кауіп те болмайды; сондай-ақ 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 тіпті әлеуеттік мүмкіндігі болмайды.

Жыныстық көбею кезінде барлығы өзгеше өтеді. Жыныс үдерісінің негізгі айырмашылық ерекшелігі - гаметалар қалыптастыру. Бұл арнаулы бағытталған жыныс жасушалары ежелден қосылу үдерісі - ұрықтану үпгін жаралған. Ұрықтану үшін екі дарактың болуы міндетті емес, қызтекелік және қыздықты (ұрықтанбай көбею) көбею түрінде ерекшелігі бар. Бірақ мұнда да гаметалар міндетті түрде дамиды.

Жыныстық үдеріс кезінде мүлде ұрпақсыз қалу қауіп-қатері көп екені сөзсіз. Өйткені ұрықтанудың орындалу тәртібі күрделі, ол тұтас дарақ болмаса да дарақ гаметаларының болуын қажет етеді. Бірақ нәтижесі жыныссыз көбею үдерісінен шындап ерекшеленеді. Ұрпактарының барлығы жеке болады, олардың әрқайсысында ата-аналарынық ғана емес, кез келген ата тектерінен алуан түрлі белгілері мен барлық қасиеттері қайталанбас жаңа үйлесім де пайда болады. Жынысты кебею үдерісі эволюциялық жолмен жыныссыз көбеюден әлдеқайда кеш пайда болды және едәуір жас үдеріс. Алайда жоғары сатыдағы жануарларда пайда болып үлгерген екен деп ойламаңдар. Жыныстық жолмен көбею бактериялардан сан алуан түрде әлдеқашан бұрын белгілі болды.

Жыныссыз көбею — өсімдіктер мен жан-жануарлар организмдерінің бір бөлімінен өзі тәрізді жаңа организмнің өсіп шығуы; 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.

Жыныссыз көбеюдің екі жолы бар: 1) вегетативтік өніп-өсу, 2) споралану.

Жыныссыз көбеюдің нәтижесінде түрлердің биологиялық қасиеттері ұрпақтан ұрпаққа беріліп, сақталып отырады. Жыныссыз көбеюде бір ата-аналық дарабас тұқым қуалау белгілері бойынша өзіне ұқсас екі немесе одан да көп жаңа дарабасқа бастама береді. Жыныссыз көбею гаметалардың түзілуінсіз, бір клеткалы және төменгі сатыдағы организмдердің бөлінуі немесе бүршіктенуі нәтижесінде, сондай-ақ әрі қарай жеке өмір сүруге қабілетті спора түзу арқылы жүзеге асады. Жаңа организмнің дамуына бастама беретін арнайы клеткалар (споралар) түзілуін – жыныссыз көбею және вегетативтік көбею деп бөліп қарайды. Олар негізінен өсімдіктерде кеңінен таралған. Олардың айырмашылығы: біріншісінде көбею тек бір клеткадан (цитогония), ал екіншісінде көп клеткадан немесе клеткалар топтарынан түзіледі. Бөліну арқылы бір клеткалы организмдер көбейеді. Әр дарабас өзіне ұқсас екі немесе одан да көп клеткаларға бөлінеді. Клетканың бөлінуінің алдында ДНҚ-ның репликациясы болып өтеді. Көп жағдайда бір-біріне өте ұқсас клеткалар түзетін бинарлы бөліну байқалады. Бұл жолмен бактериялар, көптеген қарапайымдар, оның ішінде амебалар, парамеция және кейбір бір клеткалы балдырлар (мысалы, евглена) бөлінеді. Көптік бөліну (шизогония), организмнің ядросы алдымен бірнеше қайтара бөлініп, соңынан ядро санына қарай өте көп дарабастар пайда болуы арқылы жүзеге асады. Мысалы, оған адамдағы безгек ауруын қоздырушы безгек плазмодийі жатады. Бүршіктену арқылы көбейгенде жаңа дарабас алғашында аналық организмінен өскін ретінде түзіліп, соның нәтижесінде оған өте ұқсайтын жеке организм болып бөлініп түседі. Бүршіктену ішекқуыстыларда, мысалы, гидра және бір клеткалы саңырауқұлақтарда кездеседі. Дарабастардың екі немесе бірнеше бөліктерге бөлінуі арқылы көбеюі талшықты балдырларға, теңіз құрттарына тән. Олардың әр бөлігінен жаңа дарабас түзіледі. Спора арқылы көбейетін түрлерде, жаңа организм ата-анасының біреуінің тұқым қуалайтын негізі бар арнайы клетка – спорадан дамиды. Спораның түзілуі бактерияларда, қарапайымдарда, саңырауқұлақтарда және өсімдіктердің барлық түрлерінде кездеседі. Споралар өзінің құрылымы және қызметі бойынша әр түрлі болуы мүмкін. Дәнді өсімдіктердің микроспоралары (тозаң түйіршіктері) және мегаспоралары (ұрық қапшығы), тозаң қапшығы және ұрық бастама деп аталатын спорангияда түзіледі. Споралар өте көп мөлшерде түзіледі және олар жеңіл болғандықтан жел, жануарлар және жәндіктер арқылы оңай таралады. Жыныссыз көбею. структуралық-физиологиялық құрылымы төмен сатыдағы жануарларда, мысалы, адамның паразиттерінде кездеседі. Паразитті тіршілік ететін түрлерде Жыныссыз көбею олардың санының өсуіне ғана емес, сондай-ақ қолайсыз жағдайда тіршілігін сақтап қалуға да көмектеседі. Мұндай жағдай сүтқоректілердің кейбір түрлеріне де тән. Мысалы, сауыттылардың (Dasypodіdae) эмбриондық дамуының ерте кезінде бөлінуге қабілетті ұрық дискісі бірнеше дарабастарға бастама беретіні анықталған. Мұндай сирек құбылыс адамда да кездеседі (мысалы, бір жұмыртқалы егіздер). Тіршіліктің даму процесінде Жыныссыз көбею жынысты көбеюден ерте пайда болған. Жыныссыз көбеюдегі генетикалық өзгергіштіктің бірден-бір көзі кездейсоқ мутациялар болып есептеледі.

Өсімдіктердің ұрықтану ерекшеліктері

Жоғары сатыдағы гүлді өсімдіктерде 2 жұп гаметалар бір мезгілде қосылады. Гүлді өсімдіктердың: кебею мүшелері: гүланалық (аналық мүше) және аталық (аталық мүше). Гаметалар осы мүшелерде пісіп жетіледі. Пісіп жетілген тозаң дәні қауызбен капталған 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 мумкіндігін 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. Әр алуан түрге жататын өсімдіктер гүланалық аузымен химиялық және механикалық үйлесімсіздіктерден будандаса алмайды. 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 (спермий) пайда болады. Аналық жыныс жасушасы аналық аузындағы жатын ішінде болады, бұлар «ұрық қапшығы» деп аталады. Дұрысырақ айтқанда ұрық қапшығынын, ішінде сегіз гаплоидты ядро қалыптасатын өте үлкейіп өскен бір жасуша деуге болады. Сегіз ядроның біреуі жұмыртқажасуша болып шығады, екі ядросы қосылып, «косарланған орталық жасуша» түзеді, ал қалған ядролардан қосалкы жасушалар калыптасады, олар үрықтануға қатыспай, тіршілігін жояды.

Сонымен, гүлді өсімдіктердің ұрық қапшығында гаплоидты (жалғыз-жалғыздан) жұмыртқажасуша, диплоидты (қосарланған) орталық жасуша және тағы бес гаплоидты ядро немесе жасушалар қамтылады, соңғыларды ескермесе де болады. Ұрықтану мезетінде аталық жасушаның біреуі жұмыртқажасушаға, екіншісі диплоидты орталық жасушаға қосылады. Қосылу нәтижесінде жұмыртқажасуша 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. Ұрықтың түзілуі сенімсіз болса, гүлді өсімдіктер қоректік заттарды биосинтездеуге энергия шығындамайды.

Жануарлардың ұрықтану ерекшеліктері

Гүлді өсімдіктерге қарағанда ұрықтану үдерісі жануарларда өте оңай. Мұнда екі гамета: жұмыртқажасушасы және сперматозоид қосылады. Алайда гаметогенез - жыныс жасушаларының түзілу жолы туралы біраз баяндауға тура келеді. 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 матрицалық жолмен өздігінен көшірмелену әдісімен екі еселенеді. Осы аймақтың соңында әрбір диплоидты жасушаның құрамында 2 хроматидтен тұратын хромосома болады, яғни 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; жұмыртқажасушаның қабығын еріту үшін ядроның алдына лизосомалар жинақталады; құйрық негізіне митохондриялар жиналып, оның қозғалысын жеткілікті мөлшеріндегі АТФ қамтамасыз етеді. Цитоплазманың жұмыртқажасушаларында коректік заттар қоры жинақталады. Екі сперматозоидтың бірден енуіне кедергі келтіру үшін оны «сәулелі тәж» түзетін қосалқы жасушалар тобы қаптайды.

Овогенез бен сперматогенезді салыстыру

Жыныс жасушалары дайын болған кезде ұрықтану іске асады. Жұмыртқажасушаның ішіне тек сперматозоидтың ядросы енеді, ал жасушаның көп бөлігі: цитоплазма және сперматозоид құйрығы сыртта қалады. Ұрықтану соңынан сперматозоидтың ядролық материалы және жұмыртқажасушалар 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.

Партеногенез кезінде сперматозоидтың қатысынсыз өздігінен бөліне бастайды да ұрыққа бастама береді. Мысалы, бақбақ осы жолмен пайда болады. Атап айтқанда олардың гүлдері, сондықтан да өзара ұқсас, өйткені оларға тек аналықтың генетикалық материалы ғана тиді. Кейбір қызылша, темекінің кейбір түрлері осылай көбейеді. Жануарлардан бітелерді және дафнияны атауға болады. Бірақ жоғары жаратылымды жануарларда (мысалы, омыртқалылар) бұл үдерістің қалыпты жағдайларда болуы мүмкін емес.

Гаметогенез (gametogenesis; грек, gametos  — жыныс, жыныс клеткасы; genesis — шығу тегі) — жыныс жасушаларының жыныс бездеріндегі (ен, жүмыртқалық) даму процесі.

Аталық жыныс жасушалары — сперматозоидтардың даму процесін сперматогенез (спермиогенез), ал аналық жыныс жасушалары — овоциттердің дамуын ''овогенез'' деп атайды.

Сперматогенез процесі аталық жыныс безінің (ен) ирек тұқымдық өзекшелері қабырғаларында жүреді. Ол төрт: көбею, өсу, жетілу және қалыптасу кезендерінен тұрады.

Көбею кезеңінде жас жыныс клеткалары үздіксіз митоздық бөліну арқылы көбейіп, сперматогониялар (алғашқы аталық жыныс жасушалары) түзіледі. Олардың біраз бөлігі митоз арқылы бөлініп, одан әрі көбейе береді. Ал қалған бөлігі бөлінуін тоқтатып, сперматогенездің келесі өсу кезеңіне өтеді.Өсу кезеңінде сперматогониялар келесі кезеңдердегі бөліну процестеріне қажетті заттармен (ДНҚ, протеиндермен) қорланып, үлкейіп өседі де, біріншілік сперматоциттерге айналады.Жетілу кезеңі жыныс жасушаларының қатарынан екі рет бөлінуімен ерекшеленеді.

Бірінші бөліну нәтижесінде екіншілік сперматоциттер, ал екінші рет бөлінуден соң, екіншілік сперматоцитерден ядроларында хромосомалардың гаплоидты (сыңар хромосомалар) жиынтығы болатын сперматидалар пайда болады.

Қалыптасу кезеңінде сперматидалардан сперматозоидтар түзіледі. Әрбір біріншілік сперматоциттен төрт сперматозоид жетіледі.

Овогенез аналық жыныс безінің (жұмыртқалықтың) фолликулды аймағында (жыныс жасушаларының даму процесі жүретін жұмыртқалықтың аймағы) жүреді. Овогенез процесінде овоциттер үш даму кезендерінен: көбею, өсу және жетілу кезеңдерінен өтеді. Аталған кезендерде кезегімен әртүрлі даму сатыларындағы аналық жыныс жасушалары: овогониялар, біріншілік овоциттер, екіншілік овоциттер және пісіп жетілген овоциттер (жүмыртқа жасушалары) дамиды. Әрбір біріншілік овоциттен тек бір ғана жүмыртқа жасушасы (овоцит) пісіп жетіледі. Овоцитпен қатар, кейіннен кері ыдырап кететін 3 бағыттауыш денешіктер де пайда болады.