ESCHOOL

Көбею – тіршіліктің үздіксіздігі мен үздіксіздігін қамтамасыз ететін барлық тірі ағзаларға тән өзіндік түрдегі көбею қасиеті. Көбею әдістері екі негізгі түрге бөлінеді: жыныссыз және жыныстық.
Жасуша құрылымы бар организмдер үшін көбеюдің барлық формаларының негізі жасушаның бөлінуі болып табылады.

Жыныссыз көбею
Жыныссыз көбею – ұрпақты болу жасушалары – гаметалардың қатысуынсыз соматикалық жасушалардан келесі ұрпақ дамитын көбею түрі.

Жыныссыз көбею көбеюдің ең көне және қарапайым әдісі болып табылады және бір жасушалы организмдерде (бактерияларда, көк-жасыл балдырларда, хлореллаларда, амебаларда, кірпікшелерде) кең таралған. Бұл әдіс жыныстық әдіспен салыстырғанда бірнеше артықшылықтарға ие: ол аз күш пен уақытты қажет етеді және жыныстық серіктес іздеудің қажеті жоқ, бұл көбеюдің жоғары жылдамдығына мүмкіндік береді. Сонымен бірге мутация нәтижесінде пайда болатын зиянды өзгерістер де ұзақ уақыт бойы бекітіледі. Сонымен қатар, қолайсыз, өзгермелі қоршаған орта жағдайында барлық дерлік адамдар өледі, өйткені олар орта есеппен бір ата-анаға ұқсас. Түрдің жыныссыз көбею қабілеті жыныстық процеске түсу мүмкіндігін жоққа шығармайды, бірақ кейін бұл оқиғалар уақыт бойынша бөлінеді.
Бір жасушалы организмдердің көбеюінің ең кең тараған әдісі — екі бөлікке бөлініп, екі жеке дара түзу.

Көп жасушалы организмдердің ішінде барлық дерлік өсімдіктер мен саңырауқұлақтар жыныссыз көбею қабілетіне ие, мысалы, вельвичия ерекшелік. Бұл организмдердің жыныссыз көбеюі вегетативті немесе споралар арқылы жүреді.

Жануарлар арасында жыныссыз көбею қабілеті төменгі формаларда жиі кездеседі, бірақ дамығандарда жоқ. Жануарлардың жыныссыз көбеюінің жалғыз жолы – вегетативті.

Жыныссыз көбею нәтижесінде пайда болған даралар әрқашан ата-аналық организмге генетикалық жағынан бірдей болады деген қате пікір кең тараған (егер мутациялар ескерілмесе). Ең жарқын қарсы мысал өсімдіктердегі споралармен көбею болып табылады, өйткені споралану кезінде жасушалардың редукциялық бөлінуі жүреді, нәтижесінде спораларда спорофит жасушаларында бар генетикалық ақпараттың жартысы ғана болады.

Бөліну арқылы көбею
Бөліну ең алдымен біржасушалы организмдерге тән. Әдетте, ол жасушаны екіге бөлу арқылы жүзеге асырылады. Кейбір қарапайымдыларда (мысалы, фораминифера) бөліну жасушалардың көбірек санына өтеді. Барлық жағдайларда алынған ұяшықтар түпнұсқаға толығымен сәйкес келеді. Біржасушалы организмдердің салыстырмалы қарапайымдылығымен байланысты көбеюдің бұл әдісінің өте қарапайымдылығы өте тез көбеюге мүмкіндік береді. Осылайша, қолайлы жағдайларда бактериялардың саны әр 30-60 минут сайын екі еселенуі мүмкін. Жыныссыз көбейетін организм генетикалық материалда өздігінен өзгергенше — мутация пайда болғанға дейін шексіз көбеюге қабілетті. Егер бұл мутация қолайлы болса, ол мутацияланған жасушаның ұрпақтарында сақталады, ол жаңа жасуша клонын көрсетеді. Бір жыныстылардың көбеюіне көптеген бірдей организмдерді шығаруға қабілетті бір ата-аналық организм қатысады.

Прокариоттық жасушаның бөлінуі
Прокариоттық жасушаның бөлінуі – аналық жасушадан енші прокариот жасушаларының түзілу процесі. Прокариоттардың да, эукариоттардың да жасушалық цикліндегі негізгі оқиғалар ДНҚ репликациясы және жасушаның бөлінуі болып табылады. Прокариот жасушаларының бөлінуінің ерекше белгісі репликацияланған ДНҚ-ның бөліну процесіне тікелей қатысуы болып табылады. Жағдайлардың басым көпшілігінде прокариот жасушалары бірдей мөлшердегі екі еншілес жасушаларды қалыптастыру үшін бөлінеді, сондықтан бұл процесс кейде екілік бөліну деп аталады. Прокариот жасушаларында көбінесе жасуша қабырғасы болғандықтан, екілік бөліну септумның пайда болуымен бірге жүреді — еншілес жасушалар арасындағы бөлім, содан кейін ол ортасында стратификацияланады. Прокариоттық жасушаның бөліну процесі ішек таяқшасы мысалында егжей-тегжейлі зерттелді.

Амитоз
Амитоз немесе жасушаның тікелей бөлінуі (ежелгі грек тілінен аударғанда ἀ- — жоқ және μίτος — «жіп» мағынасы бар префикс) — ядроның екіге жай бөлінуі арқылы жасушаның бөлінуі.

Оны алғаш рет 1841 жылы неміс биологы Роберт Ремак сипаттады, ал терминді 1882 жылы гистолог Вальтер Флемминг енгізді. Амитоз — сирек, бірақ кейде қажет құбылыс. Көп жағдайда амитоз митоздық белсенділігі төмендеген жасушаларда байқалады: бұл қартаю немесе патологиялық өзгерген жасушалар, көбінесе өлімге ұшырайды (сүтқоректілердің эмбриональды мембрана жасушалары, ісік жасушалары және т.б.).
Амитоз кезінде ядроның фазааралық күйі морфологиялық түрде сақталады, ядрошық және ядро қабығы анық көрінеді. ДНҚ репликациясы жоқ. Хроматиннің спиральдануы болмайды, хромосомалар анықталмайды. Жасуша өзіне тән функционалдық белсенділігін сақтайды, ол митоз кезінде толығымен дерлік жойылады. Амитоз кезінде бөлінетін шпиндель түзілмей тек ядро ғана бөлінеді, сондықтан тұқым қуалайтын материал кездейсоқ бөлінеді. Цитокинездің болмауы бинуклеат жасушаларының пайда болуына әкеледі, олар кейіннен қалыпты митоздық циклге кіре алмайды. Қайталанатын амитоздар кезінде көп ядролы жасушалар пайда болуы мүмкін.

Бұл ұғым 1980 жылдарға дейін кейбір оқулықтарда әлі де орын алды. Қазіргі уақытта амитозға жатқызылған барлық құбылыстар жеткіліксіз дайындалған микроскопиялық препараттарды дұрыс түсінбеу немесе жасушаның жойылуымен немесе басқа патологиялық процестермен бірге жүретін құбылыстарды жасушаның бөлінуі ретінде түсіндірудің нәтижесі болып табылады деп саналады. Сонымен бірге эукариоттардағы ядролық бөлінудің кейбір нұсқаларын митоз немесе мейоз деп атауға болмайды. Бұл, мысалы, көптеген кірпікшелілердің макроядроларының бөлінуі, мұнда хромосомалардың қысқа фрагменттерінің бөлінуі шпиндель түзілмей жүреді.

Митоз
Митоз (μίτος — «жіп жіп») — эукариоттық жасушаларда көбеюдің ең көп таралған әдісі болып табылатын жасушаның жанама бөлінуі. Митоздың биологиялық маңызы генетикалық жағынан бірдей еншілес жасушалардың түзілуін қамтамасыз ететін және жасушалардың бірқатар ұрпақтарында сабақтастықты сақтайтын еншілес ядролар арасында хромосомалардың қатаң бірдей таралуы болып табылады.
Митоз — онтогенездің негізгі процестерінің бірі. Митоздық бөліну ұлпа жасушаларының популяциясын көбейту арқылы көп жасушалы эукариоттардың өсуін қамтамасыз етеді. Меристема жасушаларының митоздық бөлінуі нәтижесінде өсімдік ұлпасының жасушаларының саны артады. Ұрықтанған жұмыртқаның бөлшектенуі және жануарлардағы ұлпалардың көпшілігінің өсуі де митоздық бөліну арқылы жүреді.
Морфологиялық белгілеріне қарай митоз шартты түрде кезеңдерге бөлінеді: профаза, прометафаза, метафаза, анафаза, телофаза. Митоз фазаларының алғашқы сипаттамасы және олардың ретін белгілеу 19 ғасырдың 70-80 жылдарында жүргізілді. 1870 жылдардың аяғы мен 1880 жылдардың басында неміс гистологы Вальтер Флемминг жасушаның жанама бөліну процесіне қатысты «митоз» терминін енгізді.
Митоздың орташа ұзақтығы 1-2 сағат. Жануар жасушаларының митозы, әдетте, 30-60 минутқа, ал өсімдіктердікі 2-3 сағатқа созылады. 70 жыл ішінде адам ағзасында барлығы шамамен 1014 жасушаның бөлінуі жүреді.

Мейоз
Мейоз (ежелгі грек тілінен μείωσις — «қысқару») немесе редукциялық жасушаның бөлінуі — эукариоттық жасуша ядросының хромосома санының екі есе азаюымен бөлінуі. Екі кезеңде (мейоздың редукциялық және теңдеу кезеңдері) кездеседі. Мейозды гаметогенезбен шатастыруға болмайды – дифференциацияланбаған дің жасушаларынан мамандандырылған жыныс жасушаларының немесе гаметалардың түзілуі.
Мейоз нәтижесінде хромосома санының азаюымен өмірлік циклде диплоидты фазадан гаплоидты фазаға өту жүреді. Плоидияның қалпына келуі (гаплоидты фазадан диплоидты фазаға өту) жыныстық процестің нәтижесінде жүреді.
Бірінші, редукция сатысының профазасында гомологты хромосомалардың жұптық бірігуі (конъюгациясы) жүретіндіктен, мейоздың дұрыс жүруі тек диплоидты жасушаларда немесе тіпті полиплоидтарда (тетра-, гексаплоидты және т.б. жасушалар) мүмкін болады. . Мейоз тақ полиплоидтарда да (три-, пентаплоидты және т.б. жасушалар) болуы мүмкін, бірақ оларда I профазада хромосомалардың жұптық бірігуін қамтамасыз ете алмағандықтан, хромосомалардың дивергенциясы жасушаның өмір сүру қабілетіне қауіп төндіретін немесе дамып келе жатқан жасушалардың бұзылуымен жүреді. одан көп жасушалы гаплоидты организм.

Дәл осындай механизм түр аралық будандардың стерильділігінің негізінде жатыр. Түраралық будандар жасуша ядросында әртүрлі түрлерге жататын ата-аналардың хромосомаларын біріктіретіндіктен, хромосомалар әдетте конъюгацияға түсе алмайды. Бұл мейоз кезінде хромосомалардың бөлінуінің бұзылуына және сайып келгенде жыныс жасушаларының немесе гаметалардың өміршеңдігіне әкеледі. Хромосомалардың конъюгациясына белгілі бір шектеулер хромосомалық қайта құрулар (үлкен көлемді делециялар, дубликациялар, инверсиялар немесе транслокациялар) арқылы да қойылады.

Споралар арқылы көбеюі
Бактериялардың жыныссыз көбеюі көбінесе споралардың пайда болуынан бұрын жүреді. Бактерия споралары — бұл қалыпты жасушалардың өлуін тудыратын, кептіруге және басқа да қолайсыз жағдайларға төзімді, көп қабатты мембранамен қоршалған, метаболизмі төмендеген тыныштық жасушалары. Споралану мұндай жағдайларда өмір сүруге де, бактериялардың таралуына да қызмет етеді: қолайлы ортада спора өніп, вегетативті (бөлінетін) жасушаға айналады.

Біржасушалы споралардың көмегімен жыныссыз көбею әртүрлі саңырауқұлақтар мен балдырларға да тән. Споралар көп жағдайда митоз (митоспоралар), кейде (әсіресе саңырауқұлақтарда) көп мөлшерде түзіледі; өнгеннен кейін олар аналық ағзаны көбейтеді. Кейбір саңырауқұлақтар, мысалы, зиянды өсімдік зиянкестері Phytophthora, зооспоралар немесе саяхатшылар деп аталатын жгутикамен жабдықталған қозғалғыш спораларды құрайды. Ылғал тамшыларында біраз уақыт қалқып болғаннан кейін, мұндай кезбе «тыныштанады», жалаушасын жоғалтады, тығыз қабықпен жабылады, содан кейін қолайлы жағдайларда өніп шығады.

Вегетативті көбею
Вегетативті көбею – көп жасушалы организмдерге тән жыныссыз көбею әдістерінің бірі – ата-аналық дара денесінің көп жасушалы бөлігінен жаңа дара пайда болуы. Балдырлар мен саңырауқұлақтарда талломның маманданбаған бөлімдерінің бөлінуі немесе арнайы бөлімдердің түзілуі (Sfacellaria балдырларының төл бүршіктері және т.б.) арқылы пайда болады.
Жоғары сатыдағы өсімдіктерде ол аналық особьтың екі немесе одан да көп аналық особьтарға ыдырауы (мысалы, сусымалы өркендердің немесе тамырсабақтардың өлуімен, тамыр өркендерінің бөлінуі) немесе аналық примордиялардың аналық өсімдіктерден бөлінуі ретінде болады. аналық дара (мысалы, түйнектер, пиязшықтар, аналық бүршіктер).
Кейбір өсімдіктерде аналық өсімдіктен бөлінген өркендер (талдарда) немесе жапырақтар тамыр алады. Жануарларда вегетативті көбею (зоологтар көбінесе жыныссыз деп атайды) бөліну немесе бүршіктену арқылы жүреді.
Вегетативті көбею регенерация процестеріне ұқсас процестерге негізделген; Әдетте, организмдердің берілген тобында регенерациялау қабілеті болмаған жағдайда (мысалы, ротиферлер, нематодтар, сүлгілер) вегетативті көбею болмайды, ал қалпына келтіру қабілеті дамыған жағдайда (аннелис, гидроидтер, жалпақ құрттар, эхинодермалар), вегетативті көбею де жүреді.

Бүршіктену
Бүршіктену – жануарлар мен өсімдіктердің жыныссыз немесе вегетативті көбеюінің бір түрі, онда аналық организмнің (бүйрек) денесінің өсінділерінен аналық даралар түзіледі. Бүршіктену көптеген саңырауқұлақтарға, бауыр мүктеріне және жануарларға тән (қарапайымдар, губкалар, целентераттар, кейбір құрттар, туникаттар, кейбір жалаушалар, гидралар, спорозоандар). Бірқатар жануарларда бүршіктену аяқталмайды; Кейбір жағдайларда бұл колониялардың пайда болуына әкеледі.

Біржасушалы организмдердің кейбір түрлеріне бүршіктену деп аталатын жыныссыз көбею формасы тән. Бұл жағдайда ядроның митоздық бөлінуі жүреді. Пайда болған ядролардың бірі аналық жасушаның пайда болатын жергілікті шығыңқы бөлігіне ауысады, содан кейін бұл фрагмент бүршіктенеді. Аналық жасуша аналық жасушадан айтарлықтай кішірек, оның өсіп жетілуіне және жетіспейтін құрылымдардың аяқталуына біраз уақыт қажет, содан кейін ол жетілген организмге тән сыртқы түрін алады. Бүршіктену – вегетативті көбеюдің бір түрі. Көптеген төменгі саңырауқұлақтар, мысалы, ашытқылар және тіпті көп жасушалы жануарлар, мысалы, тұщы су гидралары бүршіктену арқылы көбейеді. Ашытқы бүршіктенген кезде жасушада қоюлану пайда болады, ол бірте-бірте толыққанды ашытқы жасушасына айналады. Гидраның денесінде бірнеше жасушалар бөліне бастайды және бірте-бірте аналық жеке тұлғада кішкентай гидра өседі, ол шандырлары бар ауызды және «ананың» ішек қуысымен байланысқан ішек қуысын құрайды.

Фрагментация (дененің бөлінуі)
Кейбір организмдер денесін бірнеше бөлікке бөлу арқылы көбейе алады, ал әрбір бөліктен барлық жағынан ата-анаға ұқсас (жалпақ құрттар, аналидтер, эхинодермалар) толыққанды организм өсіп шығады.

Жыныстық көбею

Жыныстық көбею жыныстық процеспен (жасушалардың бірігуімен), сонымен қатар канондық жағдайда екі толықтырушы жыныстық категорияның (аталық организмдер мен аналық организмдер) болуы фактісімен байланысты.

Жыныстық көбею кезінде гаметалар немесе жыныс жасушалары пайда болады. Бұл жасушаларда гаплоидты (бір) хромосома жинағы болады. Жануарлар қарапайым (соматикалық) жасушаларда хромосомалардың қос жиынтығымен сипатталады, сондықтан жануарларда гамета түзілуі мейоз процесінде жүреді. Көптеген балдырларда және барлық жоғары сатыдағы өсімдіктерде гаметалар гаметофитте дамиды, оларда хромосомалардың бір жиынтығы бар және қарапайым митоздық бөліну арқылы алынады.
Пайда болған гаметалар арасындағы ұқсастықтар мен айырмашылықтарға байланысты гамета түзілудің бірнеше түрін ажыратады:

• изогамия — мөлшері мен құрылымы бірдей, жгутикасы бар гаметалар.
• анизогамия — әртүрлі мөлшердегі гаметалар, бірақ құрылымы жағынан жгутикке ұқсас.
• оогамия — мөлшері мен құрылымы әртүрлі гаметалар. Ұсақ аталық жыныс жасушалары жгутикасы бар сперматозоидтар, ал жгутикасы жоқ үлкен аналық жыныс жасушалары жұмыртқа деп аталады.

Екі гамета біріктірілгенде (оогамия жағдайында әртүрлі типтегі гаметалардың бірігуі қажет) зигота түзіледі, ол қазір хромосомалардың диплоидты (қос) жиынтығына ие. Зиготадан жасушаларында ата-анасының екеуінен де генетикалық ақпарат бар аналық организм дамиды.
Гермафродитизм

Аталық және аналық жыныс бездері бар жануар гермафродит деп аталады (мифтік қос жынысты тіршілік иесі Гермафродит атынан). Гермафродитизм төменгі сатыдағы жануарлар арасында, ал жоғары сатыдағы жануарларда азырақ таралған. Өсімдіктердегі осыған ұқсас қасиет моноэзия деп аталады (диоэзияға қарағанда) және жануарларға қарағанда түрдің жалпы эволюциялық дамуымен байланысты.

Облигатты химеризм
Anoplolepis gracilipes түрінің құмырсқалары 2023 жылы алғаш рет сипатталған бірегей көбею әдісіне ие. Бұл құмырсқалардың барлық аталықтары екі түрлі генетикалық сызықтың жасушаларынан тұратын химералар.

Партеногенез және апомиксис
Партеногенез — ұрықтанбаған жұмыртқадан жаңа организм пайда болатын жыныстық көбеюдің ерекше түрі, сондықтан жыныссыз көбеюдегі сияқты генетикалық ақпарат алмасу болмайды. Өсімдіктердегі ұқсас процесс апомиксис деп аталады.

Жынысты, бірақ дара жынысты көбею түрі болып табылатын партеногенез екіжынды организмдердегі эволюция процесінде пайда болды. Кейбір түрлер тек аналықтармен (әрдайым немесе мерзімді түрде) ұсынылған жағдайларда партеногенездің негізгі биологиялық артықшылықтарының бірі түрдің көбею жылдамдығын жеделдету болып табылады. Партеногенетикалық жолмен көбейетін бір жынысты таксондар көбінесе түр ареалының шеткі бөлігін алады, мұнда будандастыру және қос жынысты популяциялармен бәсекелестік дара жынысты (әйел) популяциялардың қалыптасуына және таралуына кедергі болмайды. Партеногенез тли, дафния, кесіртке, кейбір балықтар және басқа жануарлар үшін сипатталған. Партеногенез сүтқоректілерде болмайды, оларда партеногенездік эмбриондар эмбриогенездің бастапқы кезеңінде өледі.
Партеногенез кезінде жұмыртқа гаплоидты немесе диплоидты болуы мүмкін. Гаплоидты жұмыртқадан дамыған кезде жынысты анықтау механизміне қарай дамып келе жатқан даралар тек аталық, тек аналық немесе екеуі де болуы мүмкін. Мысалы, араларда, паразиттік араларда, қабыршақты жәндіктерде және кенелерде ұрықтанбаған гаплоидты жұмыртқадан еркектер шығады. Партеногенез тұрақты немесе циклді болуы мүмкін. Дафнияларда, тлилерде және ротиферлерде партеногенездік ұрпақтар жыныстық ұрпақтармен алмасады. Атап айтқанда, Дафнияда аналықтар диплоидты, ал еркектер гаплоидты. Қолайлы жағдайда дафнияда мейоз болмайды, ал жұмыртқа диплоидты күйінде қалады. Олар ұрықтанбай дамиды және тек аналықтарды береді. Қолайсыз тіршілік жағдайында аналықтар гаплоидты жұмыртқа сала бастайды, олардан еркектер шығады. Жыныстық процестің нәтижесінде диплоидты зиготалар түзіліп, қайтадан аналықтарды береді.

Прогенез
Прогенез – дернәсілдік кезеңдегі гаметогенез. Ол бөлінеді:

• неотения – организмнің дернәсілдік сатысында жыныстық көбею қабілетін алумен бірге дамуының уақытша кешігуі. Мысалы, амбистомалардың кейбір түрлерінде, Caudata отрядының Ambystomidae тұқымдасынан қосмекенділерде, тиреодин гормонының тұқым қуалайтын жетіспеушілігінен неотеникалық аксолотль дернәсілдері түзіледі.
• педоморфоз – метаморфозға қабілеттілігін толық жоғалтқан неотения. Протея тұқымдасының құйрықты қосмекенділерде кездеседі.
• педогенез — көбінесе эмбрион әлі ананың денесінде болған кезде пайда болатын дернәсілдік кезеңде партеногенетикалық көбею. Көбеюдің бұл түрі кейбір буынаяқтылар мен паразиттік жалпақ құрттарға – трематодтарға тән, олар оны қысқа мерзімде ұрпақ санын едәуір көбейту үшін пайдаланады.

Жануарлардың ұрықтануы, аналық (жұмыртқа, жұмыртқа) және аталық (сперматозоид, сперматозоид) жыныс жасушаларының (гаметалар) қосылуы. Ұрықтану тұқым қуалаушылықтың берілуін қамтамасыз ететін жыныстық көбеюдің негізінде жатыр. ата-анадан ұрпаққа берілетін белгілер. Сперматозоидтың жұмыртқамен байланысы соңғысын өзінің ингибирленген күйінен шығарады және дамуды ынталандырады. Нәтижесінде хромосомалармен материалдық байланысқан гаметалардың генотиптері О. жаңа организмге дами алатын зиготаның бір генотипіне біріктіріледі. Бұл жағдайда гаметалардың жетілуі (гаметогенез) нәтижесінде пайда болған хромосомалардың жалғыз (гаплоидты) жиынтығы қайтадан қос (диплоидты) болады.

Ұрықтану алдында ұрықтандыру – сыртқы және ішкі. Сыртқы ұрықтандыру кезінде (мысалы, балықтардың көпшілігінде) гаметалар жұмыртқаның сперматозоидпен және ұрықтануымен (құстар мен сүтқоректілер) сыртқы ортаға шығарылады. аналық безден бөлініп, жұптасу кезінде сперматозоидтар енгізіледі. Сүтқоректілерде жұмыртқалар бет фолликулаларында бірнеше кезеңдерден өтеді. Фолликулалар көп қабатты эпителиймен қапталған және олардың дамуы везикулярлы немесе графиялық фолликулдың пайда болуымен аяқталады. Фолликул жарылғанда (овуляция) жұмыртқа (ооцит) аналық бездің үйіндісінің айналасындағы фолликулярлық жасушаларымен бірге аналық безден босатылып, жатыр түтігінің фимбринімен аяқталады, ампулярлы бөлімде жұмыртқа ұрықпен кездеседі.

Жыныссыз және жынысты көбеюдің көрнекі мысалдары