Kaasaegses maailmas on saanud tavaks nimetada kõike, mis meid ümbritseb, tehnilistes terminites. Paljunemismehhanism … Nii "ristisid" teadlased uue elu sünni ime.
Ime, milles iga komponent on nii harmooniline, mitmekesine ja samas asendamatu, et vahel saab vaid üllatuda. Inimkond on juba mitu aastatuhandet mõelnud munade ja kanade ülimuslikkuse üle ning loodusel on juba ammu kõigile küsimustele vastus olnud. Ratsionalism ja lahenduste mitmekesisus üksiku liigi stabiilsuse säilitamisel ja samal ajal eluslooduses erinevate tunnuste omandamisel on võrreldamatud.
Elu geneetiline alus
Üks neist seadmetest on põlvkondade vaheldumine. Looma- ja taimeliikide mitmekesisus saavutatakse geneetilise materjali erinevate kombinatsioonide loomise kaudu. Põlvkondade vaheldumine on liigikaitse erivorm muutuvates keskkonnatingimustes, mida leidub peamiselt paljudel taimedel ja madalamatel selgrootutel. See esindab seksuaalse ja aseksuaalse paljunemise muutust.
Mis põhjustab ühe või teise paljunemismeetodi kasutuselevõttu ja milliseid eesmärke need taotlevad? Sellele küsimusele vastamiseks on vaja sügavam alt mõista, mis on suguline ja mittesuguline paljunemine ja kuidas need erinevad, milliseid eeliseid ja puudusi need bioloogilisele liigile toovad.
Seksuaalne paljunemine
Sugulise paljunemise protsess hõlmab kahe isendi osalemist uue elu loomisel, kes kumbki on oma individuaalse kromosoomikomplekti kandjad DNA spiraalses kaksikahelas. See ainulaadne geneetilise materjali kogum väljendub selles isendis ja ainult temas teatud tunnuste olemasolus, mida ta osaliselt oma järglastele edasi annab.
Kui seksuaalse paljunemise protsessis osaleb kaks isendit, kellest igaüks annab liigi potentsiaalsele järglasele poole kromosoomikomplekti, on järgmisel põlvkonnal mõlema vanemorganismi omadused. Seetõttu täheldatakse põlvkondade vaheldumist nii lihtsate kui ka keerukate eluvormide puhul, mis paljunevad sugulise paljunemise teel.
Millise panuse annab suguline paljunemine liigi genofondi
Isegi suhteliselt väikese populatsiooni piires võib geneetilise materjali kombinatsioonide hulk olla lõpmatult lai. Seda tüüpi paljunemine järgib liigipopulatsiooni geneetilisse tausta mitmekesisuse toomise poliitikat. Mitmekesisust saab saavutada ka teatud liigi uute isendite kasutamisega kindlas populatsioonis, mis on erinevad.teed võivad tungida väljastpoolt. Või nagu näiteks taimedes või mõnes koelenteraadis, sugurakkude arvelt "kojutoomisega" tuule, vee või putukate abil.
Sugulise paljunemise oluline punkt on näidata, et valdav alt terved ja tugevamad isikud võivad selles osaleda. Seega võimaldab seda tüüpi paljunemine rakendada looduslikku valikut, mis aitab fikseerida selle liigi jaoks kasulikke tunnuseid.
Aseksuaalne paljunemine kui isendite arvu kordaja valem
Põlvkondade vaheldumine on süsteem, mida kasutatakse liigi suurendamiseks ja säilitamiseks, kus mittesuguline paljunemine mängib olulist rolli. Selle eelistest võib julgelt märkida võimet populatsiooni suurust kiiresti suurendada, kui ilmnevad antud bioloogilisele liigile soodsad keskkonnatingimused. Populatsiooni geneetilise fondi säilitamine ja suurendamine juba olemasolevate geenikombinatsioonide mitmekordse kloonimise kaudu, mis suurendab oluliselt liikide võimalust osaleda nende kombinatsioonide edasises sugulises paljunemises.
Fenotüüpide vaheldumine erinevates kuningriikides
Põlvkondade vaheldumine vetikates oleneb temperatuurifoonist, vee keemilisest koostisest (eriti soolasisaldusest selles), ööpäevase valgusperioodi kestusest, valgustuse intensiivsusest ja aastaaegade vaheldumisest. Kõik need tegurid reguleerivad teatud sugurakkude tootmist. Mõned taimed toodavad eoseid, mis on aseksuaalse kasvu alusekspaljunemiseks ja neid nimetatakse sporofüütideks. Taimi, mis toodavad sugulise paljunemise eesmärgil sugurakke (sugurakk, mille tuumas on üks kromosoomikomplekt), nimetatakse gametofüütideks. On vetikaid, mis toodavad mõlemat tüüpi sugurakke (sugurakke ja eoseid) ja neid nimetatakse vastav alt gametosporofüütideks. Kõigi nende tüüpide vetikad võivad üksteisest erineda nii morfoloogiliselt kui ka bioloogiliselt. Nii näeb sporofüüdi kujul olev punavetikas Porphyra Tenera välja nagu ühes reas hargnevad niidid, mis tungivad substraati, milleks võivad olla lubjarikkad kivimid või molluskite kestad.
Selle liigi sporofüüdid elavad suurel sügavusel, eelistavad hämarat valgust. Seksuaalseks paljunemiseks mõeldud rakkude (gametofüüdid) tootmisega seotud isikud elavad plaatide kujul mõõna ja voolu tsoonis madalal sügavusel intensiivse valgustuse all. Punavetikad, olles paremini organiseeritud, demonstreerivad kõige mitmekesisemaid ja keerukamaid arengutsükleid, mille käigus toimub elutsükli jooksul sama liigi organismide erinevate eksistentsivormide muutumine – heteromorfne areng.
Kellele on iseloomulik paljunemine gametosporofüütide kaudu
Gametosporofüüdid on tüüpilised paljudele rohe-, pruun- ja punavetikaliikidele. Põlvkondade vaheldumist täheldatakse neil mõlemat tüüpi sugurakkude tootmisel: eosed ja sugurakud, mis toimuvad erinevatel aegadel ja keskkonnatingimuste muutumise tõttu. Kooskõla fenotüübi tunnuste ilmingute ja vastava vahelmuutused keskkonnas – peamine evolutsiooniline tegur, mis annab valiku edasiviiva vormi.
Põlvkondade vaheldumine taimedes ja loomades: millised on kahe erineva kuningriigi sarnasused
Klassifikatsioon, mis jagab elava maailma 4 kuningriiki, lihtsustab oluliselt bioloogiateaduse tajumist selle uurimise algfaasis. Põhjalikumal kursusel saab aga selgeks, et olemasolevas klassifikatsioonis on palju vahejuhtumeid. Seega on põlvkondade vaheldumine koelenteraatides eriti huvitava iseloomuga. Elutsüklis on sugulise ja mittesugulise paljunemise põlvkonnad erineva välimusega, nad juhivad kardinaalselt erinevat elustiili, elavad erinevates kohtades ja toituvad erinev alt. Metageneesis on eluvormide vaheldumine: polüübid ja meduusid. Substraadile kinnitatud polüübid juhivad istuvat eluviisi. Polüüpe iseloomustab mittesuguline paljunemine, mille käigus ema organismist võrsuvad uued, geneetiliselt koostiselt identsed tütarisendid, kes samuti veedavad oma elu polüüpide kujul. Toitumine toimub veemasside filtreerimise teel, mille vooluga tuuakse mikroskoopilisi orgaanilisi osakesi, mis on kehale toiduks.
Polüpid võivad organiseerida tohutuid kogukondi. Sarnaselt tekitab põlvkondade vaheldumine koelenteraatides pikaks ajaks polüüpide koloniaalseid vorme korallriffide kujul. Teatud tingimuste ilmnemisel, mis on iga liigi puhul individuaalsed (temperatuuri muutus, aegaastad, veealuste hoovuste muutused, kuu faas, rändeaeg jne), polüübid punguvad väikesed meduusid. Meduusid on liikuvad, liiguvad kergesti veesambas ja on toitumisviisilt röövloomad. Suguvalmiduse eani kasvades jätkavad meduusid sugulise paljunemise teel liigi arengutsüklit. Viljastatud rakkudest arenevad liikuvad vastsed, mis settivad põhja, kinnituvad substraadile, kaotavad oma liikuvuse ja kasvavad polüüpiks. Põlvkondade vaheldumine on elutsükkel, mille läbib liik, mis alati sulgub, pöördudes tagasi oma algstaadiumisse, kuid millel on erinev kromosoomikomplekt ja seetõttu erinevad märgid.
Sammald paljunevad ka seksuaalselt
Põlvkondade vaheldumist täheldatakse kõrgematel taimedel, sealhulgas sammaldel. Selle taimejaotuse elutsükli iseloomulik tunnus on asjaolu, et domineerivaks eluvormiks on gametofüüt rohelise mitmeaastase taime kujul, millel on lehelaadsed väljakasvud ja risoidid, mida me vaatleme. Põlvkondade vaheldumise sammaldes tagab sporofüüt, mis on arengutsükli aseksuaalne staadium, mida kujutab eostega varrel väike kast, mis on ühendatud gametofüüdiga jalgade kaudu, mille kaudu toimub eoste füsioloogiline varustamine. Sporofüüdil on lühike eluiga ja ta ei suuda iseseisv alt juurduda. Kuivab pärast küpsemist ja eoste löövet.
Miks bioloogias 1+1=3
Eespool öeldut kinnitades võime järeldada, et mõlemal paljunemismeetodil on oma evolutsiooniline tähtsus. Põlvkondade vaheldumine on protsesstagades loodusliku valiku tõttu vajalike tunnuste kinnistamise ja fenotüübis avalduvate mittevajalike tunnuste tagasilükkamise. Ainult mittesugulise paljunemise korral "alluvad loodusliku valiku otsusele" spontaansed mutatsioonid ja sugulise paljunemise korral ilmnevad fenotüübis lisaks mutatsioonidele ka mõlema vanemliku isendi tunnused.
Miks evolutsioonibioloogias seksuaalsest paljunemisest rääkides ei võrdu kahe ühiku summa kahega (1+1≠2)? Sest viljastamise tulemusena saab laps geenide komplekti, mis ei ole ühegi vanemaga identne. Isend ei kanna ema ega isa geeni, vaid areneb vanematelt saadud teabe põhjal. Temast saab kolmanda, ainulaadse ja jäljendamatu genotüübi kandja, nii et bioloogid lahendavad matemaatilise näite veidi teisiti. Just see tagab taimede ja imetajate põlvkondade vaheldumise, kus iga uue geneetilise materjali taassünniga muutub see keerukamaks, elegantsemaks ja täiuslikumaks!
