التكاثر فى الكائنات الحية

التكاثر فى الكائنات الحية (الانسان والحيوان)

  التكاثر

• هناك سبع عمليات حياتية: الحركة والحساسية والتكاثر والنمو والتنفس والإخراج والتغذية.
• من خلال التكاثر، تصنع الكائنات كائنًا حيًا آخر.
• التكاثر ضروري لاستمرار بقاء النوع.
• يمكن أن يحدث التكاثر نتيجة للتكاثر اللا جنسي أو الجنسي.

التكاثر فى الكائنات الحية، طفل صغير

التكاثر في الأنواع المختلفة

التكاثر والانتقاء الطبيعي

يمكن تفسير أهمية التكاثر البيولوجي بشكل كامل من خلال الانتقاء الطبيعي. أدرك تشارلز داروين عند صياغة نظريته عن الانتقاء الطبيعي، أنه لكي يحدث التطور، لا يكفي أن تكون الكائنات الحية قادرة على التكاثر فحسب بل يجب ألا تكون السلالة نسخًا متطابقة أيضًا؛ بمعنى، أنه يجب أن تظهر بعض أوجه الاختلاف. وبهذه الطريقة، فإن المتغيرات الأكثر نجاحًا ستسهم بقدر أكبر في الأجيال اللاحقة في عدد النسل. ولكي يعمل هذا الانتقاء بشكل مستمر في الأجيال المتعاقبة، أدرك داروين أيضًا أن الاختلافات يجب أن تكون موروثة، بالرغم من أنه فشل في فهم آلية الوراثة. علاوة على ذلك، فإن مقدار التباين يمثل أهمية بالغة. وفقًا لما يُسمى بمبدأ الحل الوسط، والذي جرى صياغته من خلال الانتقاء الطبيعي نفسه، يجب ألا يقل التباين أو يزيد بشدة: لا ينتج عن قلة التباين الشديدة أي تغيير؛ أما زيادة التباين الشديدة فهي تعيق الاستفادة من أي مزيج معين من الصفات الموروثة.

ومن بين الآليات المتعددة للتحكم في التباين، والتي تنطوي جميعها على مجموعة من الضوابط والتوازنات التي تعمل معًا، فإن الآلية الأكثر نجاحًا هي التي توجد في الغالبية العظمى لجميع النباتات والحيوانات؛ ألا وهي التكاثر الجنسي. أثناء تطور التكاثر والتباين، وهما خاصيتان أساسيتان للكائنات الحية لا تعدان ضروريتين للانتقاء الطبيعي فحسب بل تخضعان له أيضًا، أصبح التكاثر الجنسي متكيفًا بدقة بالغة لإنتاج المقدار الصحيح من التباين والسماح بدمج مجموعات جديدة من السمات بشكل سريع في الفرد.

التكاثر فى الكائنات الحية، الضفادع

تطور التكاثر

يظهر فحص الطريقة التي تغيرت بها الكائنات الحية منذ أن كانت أحادية الخلية في حالتها الأولية في العصور البدائية، زيادة في تعدد الخلايا وبالتالي زيادة في حجم كل من النباتات والحيوانات. بعد أن تطور تكاثر الخلايا إلى نمو متعدد الخلايا، طورت الكائنات متعددة الخلايا وسيلة للتكاثر فيما بينها، وأفضل ما تُوصف به هو أنها تكاثر لدورة الحياة. تقترن زيادة الحجم بالعديد من المتطلبات الميكانيكية التي تطلبت انتقاءً لزيادة الكفاءة؛ ونتجت عن ذلك الأمر زيادة كبيرة للغاية في تعقيد الكائنات الحية. ويعني هذا، في سياق التكاثر، زيادة كبيرة في تباديل تكاثر الخلايا أثناء عملية النمو التطوري.

كما تشير زيادة الحجم أيضًا إلى دورة حياة أطول، ومعها تنوع كبير في الأنماط في مراحل مختلفة من دورة الحياة. ويرجع ذلك إلى أن كل جزء من أجزاء دورة الحياة يتكيف من خلال الانتقاء الطبيعي بحيث تتطور خصائص معينة لكل مرحلة بشكل يمكّن الكائن الحي من البقاء على قيد الحياة. وتمثل الأمثلة الأكثر تطرفًا الأشكال التي تنطوي على مرحلتين أو أكثر من دورة حياتها منفصلة بعملية تحوّل، كما هو الحال بالنسبة لليسروع والفراشات؛ يمكن تقصير هذه المراحل أو تمديدها عن طريق الانتقاء الطبيعي، كما حدث في أنواع مختلفة من الجوفمعويات.

يوجد عامل آخر تطور من خلال الانتقاء الطبيعي وهو التكاثر بكفاءة من أجل الإسهام بشكل فعال في الأجيال اللاحقة. على سبيل المثال، يمكن للكائن الحي أن ينتج كميات هائلة من البيض، والتي لا يعيش منها سوى نسبة ضئيلة للغاية، ربما بسبب الإهمال. ومن ناحية أخرى، يمكن للكائن الحي أن ينتج كمية قليلة للغاية من البيض أو ربما بيضة واحدة، التي مع نموها، سيتم الاعتناء بها، وبالتالي تزداد فرصة بقائها على قيد الحياة بشكل كبير. هاتان إستراتيجيتان للتكاثر؛ لكل منهما مزايا وعيوب. تحدد العديد من الاعتبارات الأخرى للتاريخ الطبيعي وتركيب الكائن الحي، من خلال الانتقاء الطبيعي، الإستراتيجية الأفضل لكل نوع معين من أنواع الكائنات الحية؛ يتمثل أحد هذه الاعتبارات في أن أي نوع يجب ألا ينتج عددًا ضئيلاً للغاية من النسل (لأنه سينقرض) أو أكثر مما ينبغي (لأنه قد ينقرض أيضًا بسبب الزيادة السكانية والمرض). تتفاوت أعداد بعض الكائنات الحية بشكل دوري ولكنها تظل دائمًا بين الحدين الأعلى والأدنى. تمثل المسألة المتعلقة بكيفية التحكم في أعداد الأفراد من خلال الانتقاء الطبيعي أمرًا بالغ الأهمية؛ ومن الواضح أنها تتضمن عوامل تؤثر في معدل التكاثر.

معدل الوفيات في النسل

في معظم الكائنات الحية، تحدث فترة أعلى معدل الوفيات بين الولادة أو الفقس وبلوغ مرحلة النضج. ولذلك لا عجب أن يتم الكشف عن بعض التكيفات التطورية الأكثر تعقيدًا للكائن الحي خلال هذه الفترة. لقد شجع الانتقاء الطبيعي مجموعة هائلة من السلوكيات المتنوعة لدى الأبوين والأبناء على السواء والتي تساعد على ضمان أقصى فرصة لبقاء الصغار حتى مرحلة البلوغ. في بعض الحيوانات، لا يقتصر ذلك الأمر على حماية الصغار من التقلبات البيئية وتزويدهم بالتغذية الكافية فحسب، بل يشمل كذلك منحهم المعلومات التي سيحتاجون إليها للتكاثر بدورهم، بطريقة يتباين مدى فعاليتها.

التكاثر فى الحيوانات، الكنغر

التكيفات الوقائية

التكيف الوقائي

تطور عدد من التكيفات لحماية بيض ويرقات أنواع الكائنات التي لا يصاحبها البالغون. في أحد هذه التكيفات، يكون البيض أو اليرقات مثيرة للاشمئزاز أو غير صالحة للأكل أو ربما تكون ضارة للأعداء المحتملين. على سبيل المثال، يحتوي بيض قنديل البحر البوجنفيليا على خلايا لاذعة على السطح لردع الحيوانات المفترسة. تضع العديد من إناث الفراشات بيضها على نباتات تحتوي على مركبات سامة، تمتصها اليرقات داخل أجسادها، مما يجعلها مثيرة للاشمئزاز. عندما يستشعر العديد من يرقات الحشرات، خاصة التي تتمتع بسمة التمويه، الغرباء، تعطي ما يُسمى المظهر المباغت. على سبيل المثال، ترفع العديد من اليرقات رؤوسها كأنها ستعض أو ترفع أطرافها الخلفية كأنها ستلدغ بطريقة تشبه هجوم الزنابير. يظهر البعض الآخر من اليرقات أنماطًا لونية أخاذة بشكل مفاجئ كانت مخفية من قبل. ظهرت فعالية معظم هذه المظاهر تجريبيًا في ردع الحيوانات المفترسة.

رعاية النسل

يجب على الحيوانات التي لا ترعى صغارها أن توفر الاحتياجات الغذائية لنسلها. تتمثل إحدى الطرق للقيام بذلك بالنسبة للأنواع التي تضع البيض في توفير صفار بيض غني بالمواد الغذائية حيث يمكن للصغار تناوله طوال فترة الحضانة، بحيث يصلون بالفعل إلى حالة متقدمة ومستقلة تقريبًا عند الفقس. نجد مثالاً عجيبًا على هذه الحالة في الطيور الحاضنة (الشقبانية)، التي تغطي بيضها الكبير بالتربة والمخلفات لتكوين كومة ذات عمق كبير، مما يوفر الحرارة بشكل فعال للأجنة داخل البيض. بعد فترة حضانة طويلة للغاية، يظهر الصغار كبالغين صغيري الحجم يكسوهم الريش بشكل كامل ويمكنهم الطيران في غضون 24 ساعة. قبل إغلاق العش الذي يصنعونه لبيضهم، تخزن العديد من الحشرات الطعام داخل العش، مثل بعض الزنابير الانفرادية. وبطريقة أكثر غرابة، تضع الزنابير الانفرادية الأخرى بيضة واحدة في جسم حشرة أو عنكبوت أصابه الزنبور بالشلل. عند الفقس، تأكل اليرقة الكائن المضيف الحي.

تم العثور على التطفل الاجتماعي في بعض الحشرات والطيور، وهو جانب آخر رائع لسلوك ما بعد الإخصاب. في هذه الحالة، لا يهتم الآباء الحقيقيون ببيضهم أو نسلهم؛ وغالبًا ما يوفرون لهم الرعاية في حضانة أنواع الكائنات الأخرى بدلاً من ذلك على حساب نسل الأبوين الحاضنين. في بعض الأنواع الطفيلية من طيور الوقواقية، تنقسم الإناث إلى مجموعات، أو طوائف، تضع كل منها بيضًا بلون ونمط مختلفين عن المجموعات الأخرى. عادة ما تختار إناث كل مجموعة نوعًا معينًا باعتباره الكائن المضيف، وكثيرًا ما يشبه بيض الطفيلي بيض الوالد الحاضن المحتمل. لقد تطور هذا التقليد لأن العديد من الأنواع المضيفة تلقي بيضًا لا يشبه بيضها خارج العش. تُظهر بعض صغار طيور الوقواقية أيضًا سلوكًا يُسمى المناصرة، حيث يدفعون الأفراخ الأخرى بعيدًا ويحتكرون الإمدادات الغذائية.