Skip to main content
Global

26.2: الحيوانات المنوية في صالة الألعاب الرياضية

  1. Last updated
  2. Save as PDF
  • Page ID
    196760

    • \( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)\(\newcommand{\AA}{\unicode[.8,0]{x212B}}\)

    المهارات اللازمة للتطوير

    • ناقش نوع البذور التي تنتجها الجمنازيوم، بالإضافة إلى الخصائص الأخرى للجمنازيوم
    • حدد الفترة التي شهدت ظهور الجمنازيوم لأول مرة واشرح متى كانت هي الحياة النباتية المهيمنة
    • ضع قائمة بالمجموعات الأربع من الجمنازيوم الحديثة وقدم أمثلة لكل منها

    تعتبر نباتات الجمنازيوم، التي تعني «البذور العارية»، مجموعة متنوعة من نباتات البذور وهي بارافيليتية. مجموعات Paraphyletic هي تلك التي لا ينحدر فيها جميع الأعضاء من سلف مشترك واحد. وتشمل خصائصها البذور العارية، والأمشاج المنفصلة بين الإناث والذكور، والتلقيح بالرياح، والقصبات الهوائية (التي تنقل الماء والمذيبات في نظام الأوعية الدموية).

    لا يتم وضع بذور الجمنازيوم في المبيض؛ بل يتم كشفها على الأقماع أو الأوراق المعدلة. Sporophyls هي أوراق متخصصة تنتج سبورانجيا. يصف مصطلح strobilus (الجمع = strobili) ترتيبًا محكمًا للسبورات حول ساق مركزي، كما يظهر في الأقماع. يتم تغليف بعض البذور بأنسجة سبروفيت عند النضج. يُطلق على طبقة النسيج البوغاري التي تحيط بالجنين الضخم، ولاحقًا، الجنين، اسم التكامل.

    كانت الجمنازيوم هي العنصر المهيمن في عصر الميزوزويك. يتم تكييفها للعيش حيث تندر المياه العذبة خلال جزء من العام، أو في تربة المستنقع الفقيرة بالنيتروجين. لذلك، لا تزال هي الشعبة البارزة في المنطقة الأحيائية الصنوبرية أو التايغا، حيث تتمتع الصنوبريات دائمة الخضرة بميزة انتقائية في الطقس البارد والجاف. تواصل الصنوبريات دائمة الخضرة مستويات منخفضة من التمثيل الضوئي خلال الأشهر الباردة، وهي جاهزة للاستفادة من الأيام المشمسة الأولى من الربيع. أحد العيوب هو أن الصنوبريات أكثر عرضة من الأشجار المتساقطة للإصابة لأن الصنوبريات لا تفقد أوراقها دفعة واحدة. لذلك لا يمكنهم التخلص من الطفيليات وإعادة التشغيل بإمدادات جديدة من الأوراق في الربيع.

    تنطوي دورة حياة النطاوي على تناوب الأجيال، مع وجود نبتة سبروية مهيمنة تتواجد فيها الفطريات المشيمية الأنثوية، والنباتات المشيجية المخفضة. جميع الحيوانات المنوية في صالة الألعاب الرياضية غير متجانسة المسام. يمكن أن تتكون الأعضاء التناسلية الذكرية والأنثوية في المخاريط أو الستروبيلي. يتم إنتاج سبورانجيا الذكور والإناث إما على نفس النبات، الذي يوصف بأنه أحادي الجنس («منزل واحد» أو ثنائي الجنس)، أو على نباتات منفصلة، يشار إليها بالنباتات ثنائية الجنس («منزلين» أو أحادية الجنس). ستكون دورة حياة الصنوبريات بمثابة مثالنا للتكاثر في الجمنازيوم.

    دورة حياة الصنوبرية

    أشجار الصنوبر عبارة عن صنوبريات (حاملة مخروطية) وتحمل ذكورًا من الذكور والإناث على نفس الأبواغ الناضجة. لذلك، فهي نباتات أحادية الجنس. مثل جميع أنواع الجمنازيوم، فإن أشجار الصنوبر غير متجانسة وتولد نوعين مختلفين من الجراثيم: الجراثيم الدقيقة الذكرية والمسام الضخمة للإناث. في المخاريط الذكرية، أو مخاريط التلعثم، تؤدي الخلايا المجهرية إلى ظهور حبوب اللقاح عن طريق الانقسام الاختزالي. في فصل الربيع، يتم إطلاق كميات كبيرة من حبوب اللقاح الصفراء وحملها بواسطة الرياح. ستهبط بعض النباتات المشيجية على مخروط أنثوي. يُعرَّف التلقيح بأنه بدء نمو أنبوب حبوب اللقاح. يتطور أنبوب حبوب اللقاح ببطء، وتنقسم الخلية المولدة في حبوب اللقاح إلى خليتين منويتين مفردتين عن طريق الانقسام الفتيلي. عند الإخصاب، ستقوم إحدى خلايا الحيوانات المنوية أخيرًا بتوحيد نواتها أحادية الصبغيات مع النواة أحادية الصبغيات لخلية بويضة أحادية الصبغيات.

    تحتوي المخاريط الأنثوية، أو مخاريط التبويض، على بويضتين لكل مقياس. تخضع إحدى الخلايا الأم الضخمة، أو الخلايا المنوية الضخمة، للانقسام الاختزالي في كل بويضة. تتحلل ثلاث من الخلايا الأربعة؛ ستتطور خلية واحدة فقط على قيد الحياة إلى خلية مشيمية متعددة الخلايا تحيط بالأرشيغونيا (الأرشيغونيوم هو عضو تناسلي يحتوي على بيضة واحدة كبيرة). عند الإخصاب، ستؤدي البويضة ثنائية الصبغيات إلى ظهور الجنين، الذي يتم وضعه في طبقة من نسيج البذور من النبات الأم. يعتبر التسميد وتطوير البذور عملية طويلة في أشجار الصنوبر: قد يستغرق الأمر ما يصل إلى عامين بعد التلقيح. تحتوي البذرة المتكونة على ثلاثة أجيال من الأنسجة: طبقة البذرة التي تنشأ من النسيج البوغي، والطحالب المشيمية التي ستوفر العناصر الغذائية، والجنين نفسه.

    \(\PageIndex{1}\)يوضح الشكل دورة حياة الصنوبرية. تعد مرحلة البوغروفيت (2 n) أطول مرحلة في حياة الجمنازيوم المنوي. يتم تقليل حجم الفطريات المشيجية (1 ن) - الجراثيم الدقيقة والجراثيم الضخمة - في الحجم. قد يستغرق الأمر أكثر من عام بين التلقيح والتسميد بينما ينمو أنبوب حبوب اللقاح باتجاه الخلايا الضخمة (2 نيوتن)، التي تخضع للانقسام الاختزالي إلى مسام ضخمة. سوف تنضج المسام الضخمة لتصبح بيضًا (1 ن).

    تبدأ دورة حياة الصنوبريات بشجرة ناضجة تسمى الأبواغ وثنائية الصبغيات (2n). تنتج الشجرة مخاريط ذكورية في الفروع السفلية ومخاريط أنثوية في الفروع العلوية. تنتج المخاريط الذكرية حبوب اللقاح التي تحتوي على نواتين مولدتين (منوية) ونواة أنبوبية. عندما تهبط حبوب اللقاح على نطاق أنثوي، ينمو أنبوب حبوب اللقاح باتجاه النبتة المشيمية الأنثوية، والتي تتكون من بويضة تحتوي على المسام الضخمة. عند الإخصاب، يتشكل زيجوت ثنائي الصبغيات. يتم تفريق البذور الناتجة وتنمو لتصبح شجرة ناضجة وتنهي الدورة.
    الشكل\(\PageIndex{1}\): تُظهر هذه الصورة دورة حياة الصنوبرية. تنفجر حبوب اللقاح من مخاريط الذكور إلى الفروع العلوية، حيث تقوم بتخصيب المخاريط الأنثوية.

    التمارين\(\PageIndex{1}\)

    في أي مرحلة يتشكل الزيجوت ثنائي الصبغيات؟

    1. عندما يبدأ المخروط الأنثوي في البرعم من الشجرة
    2. عند الإخصاب
    3. عندما تسقط البذور من الشجرة
    4. عندما يبدأ أنبوب حبوب اللقاح في النمو

    فيديو\(\PageIndex{1}\): شاهد هذا الفيديو لمشاهدة عملية إنتاج البذور في الجمنازيوم.

    تنوع الجمنازيوم

    يتم تصنيف الجمنازيوم الحديثة إلى أربعة أنواع. تتشابه Coniferophyta و Cycadophyta و Ginkgophyta في إنتاجها من الكامبيوم الثانوي (الخلايا التي تولد النظام الوعائي للجذع أو الجذع وتتخصص جزئيًا في نقل المياه) ونمطها في تطوير البذور. ومع ذلك، لا ترتبط الفيلا الثلاثة ارتباطًا وثيقًا من الناحية التطورية ببعضها البعض. تعتبر Gnetophyta أقرب مجموعة إلى كاسيات البذور لأنها تنتج أنسجة نسيج الخشب الحقيقية.

    الصنوبريات (الصنوبريات)

    الصنوبريات هي العنصر السائد في الجمنازيوم، مع وجود أكثر الأنواع تنوعًا (الشكل\(\PageIndex{2}\)). عادةً ما تكون معظمها عبارة عن أشجار طويلة تحمل عادةً أوراقًا تشبه القشور أو تشبه الإبرة. يتم تقليل تبخر الماء من الأوراق من خلال شكلها الرقيق والبشرة السميكة. ينزلق الثلج بسهولة من الأوراق على شكل إبرة، مما يحافظ على إضاءة الحمولة ويقلل من كسر الفروع. تفسر التكيفات مع الطقس البارد والجاف هيمنة الصنوبريات على ارتفاعات عالية وفي المناخات الباردة. تشمل الصنوبريات الأشجار دائمة الخضرة المألوفة مثل الصنوبر والتنوب والتنوب والأرز والسيكويا والطقسوس. هناك عدد قليل من الأنواع المتساقطة وتفقد أوراقها في الخريف. تعتبر الصنوبر الأوروبي والتماراك أمثلة على الصنوبريات المتساقطة (الشكل\(\PageIndex{2}\) ج). يتم حصاد العديد من الأشجار الصنوبرية من أجل لب الورق والأخشاب. يعتبر خشب الصنوبريات أكثر بدائية من خشب كاسيات البذور؛ فهو يحتوي على القصبة الهوائية، ولكن لا يحتوي على عناصر الأوعية، وبالتالي يشار إليه باسم «الخشب اللين».

    تُظهر الصورة A شجرة العرعر بجذع مزعج. تُظهر الصورة B سيكويا بجذع طويل وعريض وأغصان تبدأ من أعلى الجذع. تُظهر الصورة C غابة من التمر الهندي بإبر صفراء.. تُظهر الصورة D شجرة التنوب الطويلة المغطاة بمخاريط الصنوبر. الصورة B. الصورة C الجزء D
    الشكل\(\PageIndex{2}\): الصنوبريات هي الشكل السائد للنباتات في البيئات الباردة أو القاحلة وعلى ارتفاعات عالية. يظهر هنا ما يلي: (أ) شجرة التنوب دائمة الخضرة Picea sp.، (ب) العرعر جونيبيروس sp.، (ج) سيكويا سيكويا سيميرفيرينز، وهي من الحيوانات المنوية النفضية، و (د) التمر الهندي Larix larcinia. لاحظ الأوراق الصفراء للتاماراك. (الائتمان أ: تعديل العمل من قبل روزندال؛ الائتمان ب: تعديل العمل من قبل آلان ليفين؛ الائتمان ج: تعديل العمل من قبل ويندي ماكورميك؛ الائتمان د: تعديل العمل من قبل ميكي زليمن)

    السيكادس

    تزدهر السيكاسيات في المناخات المعتدلة، وغالبًا ما يتم الخلط بينها وبين أشجار النخيل بسبب شكل أوراقها الكبيرة المركبة. تحمل السيكاسيات أقماع كبيرة (الشكل\(\PageIndex{3}\))، ويمكن تلقيحها بواسطة الخنافس بدلاً من الرياح: وهو أمر غير معتاد بالنسبة للحيوانات المنوية. لقد سيطروا على المناظر الطبيعية خلال عصر الديناصورات في حقبة الميزوزويك، ولكن لم يبق سوى مائة نوع أو نحو ذلك حتى العصر الحديث. إنها تواجه الانقراض المحتمل، ويتم حماية العديد من الأنواع من خلال الاتفاقيات الدولية. نظرًا لشكلها الجذاب، غالبًا ما تستخدم كنباتات زينة في الحدائق في المناطق الاستوائية وشبه الاستوائية.

    تُظهر الصورة سيكاد بأوراق تشبه أوراق السرخس، بأوراق رقيقة تتفرع من ساق سميك. يوجد مخروطان كبيران جدًا في منتصف الأوراق بالقرب من الأرض.
    الشكل\(\PageIndex{3}\): يحتوي السيكاد الحديدي إنسيفالارتوس هذا على مخاريط كبيرة وأوراق عريضة تشبه السرخس. (تصوير: ويندي كاتلر)

    جينكوفيت

    النوع الوحيد الباقي من مجموعة gingkophytes هو Gingko biloba (الشكل\(\PageIndex{4}\)). تتحول أوراقها على شكل مروحة - فريدة من نوعها بين نباتات البذور لأنها تتميز بنمط تعرق ثنائي التفرع - إلى اللون الأصفر في الخريف وتسقط من الشجرة. لعدة قرون، تمت زراعة G. biloba من قبل الرهبان البوذيين الصينيين في الأديرة، مما ضمن الحفاظ عليها. يتم زراعته في الأماكن العامة لأنه مقاوم بشكل غير عادي للتلوث. يتم إنتاج الأعضاء الذكرية والأنثوية في نباتات منفصلة. عادةً ما يزرع البستانيون أشجار الذكور فقط لأن البذور التي تنتجها النبتة الأنثوية لها رائحة كريهة من الزبدة الفاسدة.

    يُظهر الرسم التوضيحي أوراق الجنكة بيلوبا الخضراء على شكل مروحة.
    الشكل\(\PageIndex{4}\): هذه اللوحة من كتاب فلورا جابونيكا، سيكتيو بريما (تافيلباند) لعام 1870، تصور أوراق وثمار جينكو بيلوبا، كما رسمها فيليب فرانز فون سيبولد وجوزيف جيرهارد زوكاريني.

    النباتات الوراثية

    النباتات الجينية هي الأقرب إلى كاسيات البذور الحديثة، وتشمل ثلاثة أجناس مختلفة من النباتات: الإيفيدرا والجنيتوم وويلويتشيا (الشكل\(\PageIndex{5}\)). مثل كاسيات البذور، لها أوراق عريضة. في المناطق الاستوائية وشبه الاستوائية، تكون النباتات الوراثية عبارة عن كروم أو شجيرات صغيرة. يحدث الإيفيدرا في المناطق الجافة من الساحل الغربي للولايات المتحدة والمكسيك. أوراق الإيفيدرا الصغيرة التي تشبه القشور هي مصدر مركب الإيفيدرين، الذي يستخدم في الطب كمزيل قوي للاحتقان. نظرًا لأن الإيفيدرين يشبه الأمفيتامينات، سواء في التركيب الكيميائي أو التأثيرات العصبية، فإن استخدامه يقتصر على الأدوية التي تستلزم وصفة طبية. مثل كاسيات البذور، ولكن على عكس الجمنازيوم الأخرى، تمتلك جميع النباتات الوراثية عناصر وعائية في نسيجها.

    تُظهر الصورة A شاي المورمون، وهو نبات قصير قشري بأغصان صفراء تشع من حزمة مركزية. تُظهر الصورة B نباتًا بأوراق خضراء كبيرة على شكل دمعة. تُظهر الصورة C نباتًا بأوراق طويلة ومسطحة يشع على طول الأرض من جزء مركزي مع براعم وردية.
    الشكل\(\PageIndex{5}\): (أ) ينمو الإيفيدرا فيريديس، المعروف بالاسم الشائع شاي المورمون، على الساحل الغربي للولايات المتحدة والمكسيك. (ب) ينمو جينوم الجينتوم في ماليزيا. (ج) يمكن العثور على سفينة Welwitschia mirabilis الكبيرة في الصحراء الناميبية. (الائتمان أ: تعديل العمل من قبل وزارة الزراعة الأمريكية؛ الائتمان ب: تعديل العمل من قبل مالكولم مانرز؛ الائتمان ج: تعديل العمل من قبل ديريك كيتس)

    ملخص

    نباتات الجمنازيوم هي نباتات بذرية غير متجانسة تنتج بذورًا عارية. ظهرت في فترة الباليوزويك وكانت الحياة النباتية السائدة خلال حقبة الميزوزويك. تنتمي الجمنازيوم الحديثة إلى أربعة أنواع. تمثل الصنوبريات أكبر شريحة، وهي Coniferophyta، النباتات السائدة على ارتفاعات عالية وخطوط عرض. تشبه السيكادات (phylum Cycadophyta) أشجار النخيل وتنمو في المناخات الاستوائية. جينجكو بيلوبا هو الممثل الوحيد لفيلوم جينغكوفيتا. الفيلوم الأخير، Gnetophyta، عبارة عن مجموعة متنوعة من الشجيرات التي تنتج عناصر الأوعية في خشبها.

    اتصالات فنية

    الشكل\(\PageIndex{1}\): في أي مرحلة يتشكل الزيجوت ثنائي الصبغيات؟

    1. عندما يبدأ المخروط الأنثوي في البرعم من الشجرة
    2. عند الإخصاب
    3. عندما تسقط البذور من الشجرة
    4. عندما يبدأ أنبوب حبوب اللقاح في النمو
    إجابة

    B. يتشكل الزيجوت ثنائي الصبغيات بعد الانتهاء من تكوين أنبوب حبوب اللقاح، بحيث يمكن للنواة المولدة للذكور أن تندمج مع الفطريات المشيجية الأنثوية.

    مسرد المصطلحات

    صنوبرية
    شريحة مهيمنة من الجمنازيوم مع أكثر الأشجار تنوعًا
    سيكاد
    الحيوانات المنوية التي تنمو في المناخات الاستوائية وتشبه شجرة النخيل؛ عضو في الفيلوم Cycadophyta
    مأثور
    يصف نوعًا يتم فيه نقل الأعضاء التناسلية الذكرية والأنثوية في عينات منفصلة
    جينكوفيت
    الحيوانات المنوية التي تحتوي على نوع واحد موجود، وهو الجنكو بيلوبا: شجرة بأوراق على شكل مروحة
    غنيتوفيت
    شجيرة الجمنازيوم ذات الخصائص المورفولوجية المتنوعة التي تنتج عناصر الأوعية الدموية في أنسجتها الخشبية؛ يشمل الفيلوم أجناس الإيفيدرا والجنيتوم وويلويتشيا
    جيمنو منوي
    نبات البذور بالبذور العارية (البذور المكشوفة على الأوراق المعدلة أو في المخاريط)
    تكامل
    طبقة من النسيج البوغاري الذي يحيط بالجنين الضخم، ولاحقًا، الجنين
    ميجا سبوروسيت
    خلية أم ذات مسام ضخمة؛ بوغ أكبر ينبت ليصبح نباتًا مشيجيًا أنثويًا في نبات غير متجانس المسامية
    ميكروسبوروسيت
    بوغ أصغر ينتج نبتات مشيمية ذكورية في نبات غير متجانس
    أحادي اللون
    يصف الأنواع التي توجد فيها الأعضاء التناسلية الذكرية والأنثوية على نفس النبات
    مخروط التبويض
    مخروط يحتوي على بويضتين لكل مقياس
    ستروبيلوس
    بنية نباتية ذات ترتيب محكم للسبورات حول ساق مركزي، كما يظهر في الأقماع أو الأزهار؛ ينتج ذكر الستروبيلوس حبوب اللقاح، وتنتج أنثى الستروبيلوس البيض