ในโลกสมัยใหม่ เป็นเรื่องปกติที่จะเรียกทุกสิ่งที่อยู่รอบตัวเราในแง่เทคนิค กลไกการสืบพันธุ์ … นี่คือวิธีที่นักวิทยาศาสตร์ "อุปถัมภ์" ปาฏิหาริย์แห่งการกำเนิดชีวิตใหม่
ปาฏิหาริย์ที่องค์ประกอบใด ๆ ที่กลมกลืนกัน หลากหลาย และในขณะเดียวกันก็ไม่สามารถถูกแทนที่ได้ ซึ่งบางครั้งใครก็ต้องประหลาดใจเท่านั้น เป็นเวลาหลายพันปีแล้วที่มนุษยชาติเคยสับสนกับคำถามเกี่ยวกับความเป็นอันดับหนึ่งของไข่และไก่ และธรรมชาติก็มีคำตอบสำหรับคำถามทุกข้อมานานแล้ว การหาเหตุผลเข้าข้างตนเองและความหลากหลายของวิธีแก้ปัญหาในการรักษาความมั่นคงของสัตว์แต่ละชนิดและในขณะเดียวกันการได้มาซึ่งลักษณะที่หลากหลายของสัตว์ป่าก็หาตัวจับยาก
พื้นฐานทางพันธุกรรมของชีวิต
หนึ่งในอุปกรณ์เหล่านี้คือการหมุนเวียนของรุ่น ความหลากหลายของสัตว์และพันธุ์พืชเกิดขึ้นได้จากการสร้างสารพันธุกรรมที่หลากหลาย การหมุนเวียนของรุ่นเป็นรูปแบบพิเศษของการอนุรักษ์ชนิดพันธุ์ในสภาพสิ่งแวดล้อมที่เปลี่ยนแปลงไป ซึ่งส่วนใหญ่พบในพืชหลายชนิดและสัตว์ไม่มีกระดูกสันหลังตอนล่าง มันแสดงถึงการเปลี่ยนแปลงของการสืบพันธุ์แบบอาศัยเพศและการสืบพันธุ์แบบไม่อาศัยเพศ
อะไรทำให้เกิดการเปิดตัววิธีการทำซ้ำอย่างใดอย่างหนึ่งและเป้าหมายอะไรที่พวกเขาติดตาม? ในการตอบคำถามนี้ จำเป็นต้องเข้าใจให้ลึกซึ้งยิ่งขึ้นว่าการสืบพันธุ์แบบอาศัยเพศและการสืบพันธุ์แบบไม่อาศัยเพศคืออะไร และมีความแตกต่างกันอย่างไร ข้อดีและข้อเสียของสิ่งมีชีวิตสายพันธุ์นั้นเป็นอย่างไร
การสืบพันธุ์แบบอาศัยเพศ
กระบวนการสืบพันธุ์แบบอาศัยเพศเกี่ยวข้องกับการสร้างชีวิตใหม่ของบุคคลสองคน ซึ่งแต่ละคนต่างก็เป็นพาหะของชุดโครโมโซมที่มีลักษณะเป็นเกลียวคู่ของดีเอ็นเอ สารพันธุกรรมชุดพิเศษนี้แสดงออกต่อหน้าบุคคลนี้ และเฉพาะในตัวเธอ ที่มีลักษณะบางอย่างซึ่งเธอส่งต่อไปยังลูกหลานของเธอบางส่วน
เมื่อบุคคลสองคนมีส่วนร่วมในกระบวนการสืบพันธุ์แบบอาศัยเพศ ซึ่งแต่ละคนให้โครโมโซมคนละชุดกับผู้สืบสกุลที่มีศักยภาพ คนรุ่นต่อไปจะมีลักษณะเฉพาะของสิ่งมีชีวิตของผู้ปกครองทั้งสอง นั่นคือเหตุผลที่สังเกตได้จากรูปแบบชีวิตที่เรียบง่ายและซับซ้อนซึ่งสืบพันธุ์ผ่านการสืบพันธุ์แบบอาศัยเพศ
การสืบพันธุ์แบบอาศัยเพศมีส่วนช่วยอะไรในแหล่งรวมยีนของสายพันธุ์
แม้ในประชากรที่มีค่อนข้างน้อย ชุดของสารพันธุกรรมผสมกันก็สามารถกว้างได้อย่างไม่จำกัด การสืบพันธุ์ประเภทนี้ดำเนินตามนโยบายในการแนะนำความหลากหลายในภูมิหลังทางพันธุกรรมของประชากรสปีชีส์ ความหลากหลายยังสามารถทำได้โดยการใช้ในกลุ่มตัวอย่างที่จัดตั้งขึ้นของตัวอย่างใหม่ของสายพันธุ์ที่กำหนด ซึ่งมีความแตกต่างกันวิธีสามารถเจาะจากภายนอก หรือยกตัวอย่างเช่น ในพืชหรือลำไส้บางชนิด ที่เซลล์สืบพันธุ์ "ส่งถึงบ้าน" โดยใช้ลม น้ำ หรือแมลง
จุดสำคัญในการสืบพันธุ์แบบอาศัยเพศคือการบ่งชี้ความเป็นไปได้ของการมีส่วนร่วมในบุคคลที่มีสุขภาพดีและแข็งแกร่งที่สุด ดังนั้น การสืบพันธุ์ประเภทนี้ทำให้สามารถดำเนินการคัดเลือกโดยธรรมชาติ ซึ่งมีส่วนช่วยในการแก้ไขลักษณะการทำงานเพื่อประโยชน์ของสายพันธุ์นี้
การสืบพันธุ์แบบไม่อาศัยเพศเป็นสูตรคูณจำนวนคน
การสลับกันของรุ่นคือระบบที่ใช้ในการเพิ่มและรักษาสายพันธุ์ ซึ่งการสืบพันธุ์แบบไม่อาศัยเพศมีบทบาทสำคัญ จากข้อดีของมัน เราสามารถสังเกตได้อย่างปลอดภัยถึงความสามารถในการเพิ่มขนาดประชากรอย่างรวดเร็วเมื่อสภาพแวดล้อมเอื้ออำนวยต่อสายพันธุ์ทางชีวภาพที่กำหนดเกิดขึ้น การอนุรักษ์และเพิ่มประสิทธิภาพกองทุนพันธุกรรมของประชากรผ่านการโคลนนิ่งหลายชุดของยีนที่มีอยู่แล้ว ซึ่งเพิ่มโอกาสที่สปีชีส์จะมีส่วนร่วมในการสืบพันธุ์แบบอาศัยเพศต่อไปอย่างมีนัยสำคัญ
การสลับฟีโนไทป์ในอาณาจักรต่างๆ
การหมุนเวียนของสาหร่ายรุ่นต่อรุ่นขึ้นอยู่กับพื้นหลังของอุณหภูมิ องค์ประกอบทางเคมีของน้ำ (โดยเฉพาะความเข้มข้นของเกลือในนั้น) ระยะเวลาของแสงรายวัน ความเข้มของแสง และการเปลี่ยนแปลงของฤดูกาล. ปัจจัยทั้งหมดเหล่านี้ควบคุมการผลิตเซลล์สืบพันธุ์บางชนิด พืชบางชนิดผลิตสปอร์ซึ่งเป็นพื้นฐานของเพศการสืบพันธุ์และเรียกว่าสปอโรไฟต์ พืชที่ผลิต gametes สำหรับการสืบพันธุ์แบบอาศัยเพศ (เซลล์เพศที่มีโครโมโซมชุดเดียวในนิวเคลียส) สำหรับการสืบพันธุ์เรียกว่า gametophytes มีสาหร่ายที่ผลิตเซลล์สืบพันธุ์ทั้งสองชนิด (เซลล์สืบพันธุ์และสปอร์) และเรียกว่าแกมีโทสปอโรไฟต์ สาหร่ายทุกประเภทเหล่านี้อาจแตกต่างกันทั้งทางสัณฐานวิทยาและทางชีววิทยา ดังนั้นสาหร่ายสีแดง Porphyra Tenera ที่มีลักษณะเป็นสปอโรไฟต์จึงดูเหมือนเป็นเส้นๆ แตกแขนงเป็นแถวๆ หนึ่ง ทะลุเข้าไปในซับสเตรต ซึ่งอาจเป็นหินปูนหรือเปลือกหอยได้
สปอโรไฟต์ของสายพันธุ์นี้อาศัยอยู่ที่ความลึกมาก ชอบแสงน้อย บุคคลที่เกี่ยวข้องกับการผลิตเซลล์เพื่อการสืบพันธุ์แบบอาศัยเพศ (gametophytes) อาศัยอยู่ในรูปแบบของแผ่นเปลือกโลกในบริเวณที่ลดลงและการไหลที่ระดับความลึกตื้นภายใต้แสงจ้า สาหร่ายสีแดงซึ่งมีการจัดระเบียบสูงขึ้น แสดงให้เห็นถึงวัฏจักรการพัฒนาที่หลากหลายและซับซ้อนที่สุด ซึ่งมีการเปลี่ยนแปลงในรูปแบบต่าง ๆ ของการดำรงอยู่ของสิ่งมีชีวิตชนิดเดียวกันในช่วงวงจรชีวิต - การพัฒนาที่แตกต่างกัน
ใครมีลักษณะการสืบพันธุ์ผ่านเซลล์สืบพันธุ์ได้
Gametosporophytes เป็นเรื่องปกติของสาหร่ายสีเขียว สีน้ำตาลและสีแดงหลายสายพันธุ์ มีการสังเกตการสลับกันของรุ่นในการผลิตเซลล์สืบพันธุ์ของทั้งสองประเภท: สปอร์และ gametes เกิดขึ้นในเวลาที่ต่างกันและเนื่องจากการเปลี่ยนแปลงของสภาพแวดล้อม ความสอดคล้องระหว่างการแสดงออกของลักษณะในฟีโนไทป์และความสอดคล้องการเปลี่ยนแปลงของสิ่งแวดล้อม - ปัจจัยวิวัฒนาการหลักที่ให้รูปแบบการขับเคลื่อนของการเลือก
การหมุนเวียนของรุ่นพืชและสัตว์: อะไรคือความคล้ายคลึงกันของสองอาณาจักรที่แตกต่างกัน
การจำแนกซึ่งแบ่งโลกของสิ่งมีชีวิตออกเป็น 4 อาณาจักร ทำให้การรับรู้ของวิทยาศาสตร์ชีวภาพง่ายขึ้นอย่างมากในช่วงแรกของการศึกษา อย่างไรก็ตาม ด้วยหลักสูตรเชิงลึกมากขึ้น เป็นที่ชัดเจนว่าในการจัดประเภทที่มีอยู่มีหลายกรณีกลาง ดังนั้น การสลับกันของรุ่นต่างๆ ในซีเลนเทอเรตจึงมีลักษณะที่น่าสนใจเป็นพิเศษ ในวงจรชีวิต การสืบพันธุ์แบบอาศัยเพศและการสืบพันธุ์แบบไม่อาศัยเพศรุ่นต่อรุ่นมีลักษณะที่แตกต่างกัน มีวิถีชีวิตที่แตกต่างกันอย่างสิ้นเชิง อาศัยอยู่ในที่ต่างๆ และรับประทานอาหารต่างกัน ใน metagenesis มีการหมุนเวียนของรูปแบบชีวิต: ติ่งและแมงกะพรุน Polyps ที่ติดอยู่กับพื้นผิวนำไปสู่การใช้ชีวิตอยู่ประจำ ติ่งเนื้อมีลักษณะของการสืบพันธุ์แบบไม่อาศัยเพศโดยการแตกหน่อจากร่างกายของแม่ ลูกสาวคนใหม่ บุคคลที่เหมือนกันในองค์ประกอบทางพันธุกรรมซึ่งใช้ชีวิตของพวกเขาในรูปแบบของติ่ง โภชนาการดำเนินการโดยการกรองมวลน้ำโดยนำกระแสน้ำที่นำอนุภาคอินทรีย์ด้วยกล้องจุลทรรศน์ซึ่งทำหน้าที่เป็นอาหารสำหรับร่างกาย
Polyps สามารถจัดระเบียบชุมชนขนาดใหญ่ได้ ในทำนองเดียวกัน การสลับกันของรุ่นต่างๆ ในปลาซีเลนเทอเรตทำให้เกิดติ่งเนื้อในรูปแบบของแนวปะการังเป็นเวลานาน เมื่อเกิดสภาวะบางอย่างขึ้นซึ่งเป็นรายบุคคลของแต่ละสายพันธุ์ (การเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิ เวลาปี, การเปลี่ยนแปลงของกระแสน้ำใต้น้ำ, ระยะของดวงจันทร์, เวลาของการอพยพ, ฯลฯ), ติ่งเนื้อแมงกะพรุนขนาดเล็ก แมงกะพรุนเป็นสัตว์ที่เคลื่อนที่ได้ เคลื่อนที่ได้ง่ายในแอ่งน้ำ และเป็นนักล่าในลักษณะที่พวกมันกิน แมงกะพรุนเติบโตขึ้นตามวัยของความพร้อมทางเพศ ยังคงวงจรของการพัฒนาสายพันธุ์ผ่านการสืบพันธุ์แบบอาศัยเพศ ตัวอ่อนที่เคลื่อนที่ได้พัฒนาจากเซลล์ที่ปฏิสนธิซึ่งตกลงสู่ก้นบึ้งติดกับพื้นผิวสูญเสียความคล่องตัวและเติบโตเป็นติ่ง การสลับรุ่นเป็นวัฏจักรชีวิตที่เกิดขึ้นโดยสปีชีส์ที่ปิดตัวลงอย่างสม่ำเสมอ กลับสู่ระยะเดิม แต่มีโครโมโซมชุดที่ต่างกัน และด้วยเหตุนี้จึงมีอักขระต่างกัน
มอสสืบพันธุ์แบบอาศัยเพศด้วย
พบเห็นการหมุนเวียนของรุ่นในพืชชั้นสูง รวมทั้งมอสด้วย ลักษณะเฉพาะของวัฏจักรชีวิตของการแบ่งพืชนี้คือความจริงที่ว่ารูปแบบชีวิตที่โดดเด่นคือไฟโตไฟต์ในรูปแบบของไม้ยืนต้นสีเขียวที่มีผลพลอยได้และเหง้าเหมือนใบซึ่งเราสังเกต sporophyte ซึ่งเป็นระยะที่ไม่อาศัยเพศของวัฏจักรการพัฒนาซึ่งแสดงโดยกล่องเล็ก ๆ บนก้านที่มีสปอร์ซึ่งเชื่อมต่อกับไฟโตไฟต์ด้วยเท้าซึ่งมีการจัดหาสปอร์ทางสรีรวิทยา สปอโรไฟต์มีอายุสั้นและไม่สามารถหยั่งรากได้เอง แห้งหลังจากสุกและสปอร์เป็นผื่น
ทำไมในวิชาชีววิทยา 1+1=3
จากที่กล่าวมาข้างต้น เราสามารถสรุปได้ว่าวิธีการสืบพันธุ์ทั้งสองแบบมีความสำคัญเชิงวิวัฒนาการในตัวเอง การผลัดเปลี่ยนรุ่นเป็นกระบวนการสร้างความมั่นใจในการรวมคุณสมบัติที่จำเป็นและการปฏิเสธสิ่งที่ไม่จำเป็นซึ่งปรากฏในฟีโนไทป์เนื่องจากการคัดเลือกโดยธรรมชาติ เฉพาะในกรณีของการสืบพันธุ์แบบไม่อาศัยเพศเท่านั้น การกลายพันธุ์ที่เกิดขึ้นเองจะ “ถูกส่งไปยังการตัดสิน” ของการคัดเลือกโดยธรรมชาติ และในกรณีของการสืบพันธุ์แบบอาศัยเพศ นอกเหนือจากการกลายพันธุ์ สัญญาณของบุคคลที่เป็นบิดามารดาทั้งสองจะปรากฏในฟีโนไทป์
ทำไมในชีววิทยาวิวัฒนาการ เมื่อพูดถึงการสืบพันธุ์แบบอาศัยเพศ ผลรวมของสองหน่วยไม่เท่ากับสอง (1+1≠2)? เพราะผลจากการปฏิสนธิทำให้เด็กได้รับชุดยีนที่ไม่เหมือนกันกับพ่อแม่ บุคคลจะไม่นำยีนของมารดาหรือบิดา แต่จะพัฒนาตามข้อมูลที่มาจากผู้ปกครอง เธอจะเป็นพาหะของจีโนไทป์ที่สาม มีเอกลักษณ์และเลียนแบบไม่ได้ ดังนั้นนักชีววิทยาจึงแก้ตัวอย่างทางคณิตศาสตร์ให้แตกต่างออกไปเล็กน้อย นี่คือสิ่งที่ช่วยให้แน่ใจได้ว่าพืชและสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมจะหมุนเวียนกันรุ่นต่อรุ่น โดยการเกิดใหม่แต่ละครั้งของสารพันธุกรรมจะซับซ้อน สง่างาม และสมบูรณ์แบบยิ่งขึ้น!