Skip to main content
Global

43.2: التسميد

  1. Last updated
  2. Save as PDF
  • Page ID
    196277

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

    المهارات اللازمة للتطوير

    • ناقش طرق الإخصاب الداخلية والخارجية
    • وصف الطرق التي تستخدمها الحيوانات لتطوير النسل أثناء الحمل
    • وصف التكيفات التشريحية التي حدثت في الحيوانات لتسهيل التكاثر

    يبدأ التكاثر الجنسي بمزيج من الحيوانات المنوية والبويضة في عملية تسمى الإخصاب. يمكن أن يحدث هذا إما داخل (الإخصاب الداخلي) أو خارج (الإخصاب الخارجي) جسم الأنثى. يقدم البشر مثالاً على الأول في حين أن تكاثر فرس البحر هو مثال على الأخير.

    التسميد الخارجي

    يحدث الإخصاب الخارجي عادة في البيئات المائية حيث يتم إطلاق كل من البيض والحيوانات المنوية في الماء. بعد وصول الحيوانات المنوية إلى البويضة، يحدث الإخصاب. يحدث معظم الإخصاب الخارجي أثناء عملية التبويض حيث تطلق أنثى واحدة أو عدة إناث بيضها ويطلق الذكر (الذكور) الحيوانات المنوية في نفس المنطقة، في نفس الوقت. قد يحدث إطلاق المادة التناسلية بسبب درجة حرارة الماء أو طول ضوء النهار. تفرخ جميع الأسماك تقريبًا، كما تفعل القشريات (مثل سرطان البحر والروبيان) والرخويات (مثل المحار) والحبار والقشريات (مثل قنافذ البحر وخيار البحر). \(\PageIndex{1}\)يوضح الشكل تفريخ السلمون في مجرى ضحل. الضفادع، مثل تلك الموضحة في الشكل\(\PageIndex{2}\)، تفرخ أيضًا الشعاب المرجانية والرخويات وخيار البحر.

    تظهر الصورة العديد من سمك السلمون وهو يسبح في خور ضحل.
    الشكل\(\PageIndex{1}\): يتكاثر السلمون من خلال التبويض. (مصدر: دان بينيت)
    تظهر الصورة الضفادع المتزاوجة.
    الشكل\(\PageIndex{2}\): أثناء التكاثر الجنسي في الضفادع، يمسك الذكر الأنثى من الخلف ويخصب البيض خارجيًا عند ترسبه. (مصدر الصورة: «أوكلي أوريجينالز» /فليكر)

    قد تُظهر أزواج الأسماك التي لا يتم تفريخها في البث سلوك المغازلة. هذا يسمح للإناث باختيار ذكر معين. يتسبب محفز إطلاق البويضة والحيوانات المنوية (التبويض) في وضع البويضة والحيوانات المنوية في منطقة صغيرة، مما يعزز إمكانية الإخصاب.

    التسميد الخارجي في بيئة مائية يحمي البيض من الجفاف. يمكن أن يؤدي التبويض الإذاعي إلى مزيج أكبر من الجينات داخل المجموعة، مما يؤدي إلى تنوع جيني أعلى وفرصة أكبر لبقاء الأنواع في بيئة معادية. بالنسبة للكائنات المائية العالقة مثل الإسفنج، فإن التبويض الإذاعي هو الآلية الوحيدة للتخصيب واستعمار البيئات الجديدة. يوفر وجود البيض المخصب وتطور الشباب في الماء فرصًا للافتراس مما يؤدي إلى فقدان النسل. لذلك، يجب أن ينتج الأفراد ملايين البيض، ويجب أن ينضج النسل المنتج بهذه الطريقة بسرعة. معدل بقاء البيض المنتج من خلال التفريخ الإذاعي منخفض.

    التخصيب الداخلي

    يحدث الإخصاب الداخلي غالبًا في الحيوانات البرية، على الرغم من أن بعض الحيوانات المائية تستخدم هذه الطريقة أيضًا. هناك ثلاث طرق لإنتاج النسل بعد الإخصاب الداخلي. في حالة التبويض، يتم وضع البيض المخصب خارج جسم الأنثى ويتطور هناك، ويتلقى التغذية من صفار البيض الذي يعد جزءًا من البويضة. يحدث هذا في معظم الأسماك العظمية والعديد من الزواحف وبعض الأسماك الغضروفية ومعظم البرمائيات وثدييتين وجميع الطيور. تنتج الزواحف والحشرات بيضًا مصنوعًا من الجلد، بينما تنتج الطيور والسلاحف بيضًا بتركيزات عالية من كربونات الكالسيوم في القشرة، مما يجعلها صلبة. بيض الدجاج مثال على هذا النوع الثاني.

    في حالة وجود بويضات بويضة، يتم الاحتفاظ بالبويضات المخصبة في الأنثى، ولكن يحصل الجنين على تغذيته من صفار البيض ويتطور الصغار بشكل كامل عند فقسهم. يحدث هذا في بعض الأسماك العظمية (مثل Guppy Lebistes reticulatus) وبعض أسماك القرش وبعض السحالي وبعض الثعابين (مثل ثعبان الرباط Thamnophis sirtalis) وبعض الأفاعي وبعض الحيوانات اللافقارية (مثل صرصور الهسهسة في مدغشقر Gromphadorhina portentosa).

    في جو من الحيوية ينمو الصغار داخل الأنثى ويتلقون التغذية من دم الأم عبر المشيمة. يتطور النسل في الأنثى ويولد حيًا. يحدث هذا في معظم الثدييات وبعض الأسماك الغضروفية وعدد قليل من الزواحف.

    يتميز الإخصاب الداخلي بحماية البويضة المخصبة من الجفاف على الأرض. يتم عزل الجنين داخل الأنثى، مما يحد من افتراس الصغار. يعزز الإخصاب الداخلي إخصاب البويضات من قبل ذكر معين. يتم إنتاج عدد أقل من النسل من خلال هذه الطريقة، ولكن معدل بقائهم على قيد الحياة أعلى من معدل الإخصاب الخارجي.

    تطور الاستنساخ

    بمجرد أن تطورت الكائنات متعددة الخلايا وتطور خلايا متخصصة، طور بعضها أيضًا أنسجة وأعضاء ذات وظائف متخصصة. حدث تطور مبكر في التكاثر في Annelives. تنتج هذه الكائنات الحية الحيوانات المنوية والبويضات من خلايا غير متمايزة في كويلها وتخزنها في هذا التجويف. عندما يمتلئ الغلاف، يتم تحرير الخلايا من خلال فتحة إفرازية أو عن طريق شق الجسم المفتوح. تطورت الأعضاء التناسلية مع تطور الغدد التناسلية التي تنتج الحيوانات المنوية والبيض. مرت هذه الخلايا بالانقسام الاختزالي، وهو تكيف الانقسام الفتيلي، مما أدى إلى تقليل عدد الكروموسومات في كل خلية تناسلية بمقدار النصف، مع زيادة عدد الخلايا من خلال الانقسام الخلوي.

    تم تطوير أنظمة التكاثر الكاملة في الحشرات، مع جنس منفصل. تُصنع الحيوانات المنوية في الخصيتين ثم تنتقل عبر الأنابيب الملفوفة إلى البربخ لتخزينها. ينضج البيض في المبيض. عندما يتم إطلاقها من المبيض، فإنها تنتقل إلى أنابيب الرحم للتخصيب. تحتوي بعض الحشرات على كيس متخصص يسمى الحيوانات المنوية، والذي يخزن الحيوانات المنوية لاستخدامها لاحقًا، وأحيانًا لمدة تصل إلى عام. يمكن توقيت التسميد مع الظروف البيئية أو الغذائية المثالية لبقاء النسل.

    تحتوي الفقاريات على هياكل متشابهة، مع بعض الاختلافات. لدى غير الثدييات، مثل الطيور والزواحف، فتحة مشتركة في الجسم، تسمى cloaca، للجهاز الهضمي والإخراجي والتناسلي. عادة ما يتضمن الاقتران بين الطيور وضع فتحات cloaca مقابل بعضها البعض لنقل الحيوانات المنوية. تحتوي الثدييات على فتحات منفصلة للأنظمة في الأنثى والرحم لدعم نمو النسل. يحتوي الرحم على غرفتين في الأنواع التي تنتج أعدادًا كبيرة من النسل في المرة الواحدة، بينما الأنواع التي تنتج نسلًا واحدًا، مثل الرئيسيات، لها رحم واحد.

    يتراوح نقل الحيوانات المنوية من الذكر إلى الأنثى أثناء التكاثر من إطلاق الحيوانات المنوية إلى البيئة المائية للتخصيب الخارجي، إلى انضمام كلواكا في الطيور، إلى نمو القضيب للتسليم المباشر إلى مهبل الأنثى في الثدييات.

    ملخص

    يبدأ التكاثر الجنسي بمزيج من الحيوانات المنوية والبويضة في عملية تسمى الإخصاب. يمكن أن يحدث هذا إما خارج الأجسام أو داخل الأنثى. كلتا الطريقتين لها مزايا وعيوب. بمجرد الإخصاب، يمكن أن تنمو البويضات داخل الأنثى أو خارجها. إذا نمت البويضة خارج الجسم، فعادة ما يكون لها غطاء واقي فوقها. طور علم التشريح الحيواني طرقًا مختلفة لتخصيب البويضة أو الاحتفاظ بها أو طردها. تختلف طريقة الإخصاب بين الحيوانات. تطلق بعض الأنواع البويضة والحيوانات المنوية في البيئة، وتحتفظ بعض الأنواع بالبويضة وتستقبل الحيوانات المنوية في جسم الأنثى ثم تطرد الجنين النامي المغطى بالقشرة، بينما لا تزال الأنواع الأخرى تحتفظ بالنسل النامي خلال فترة الحمل.

    مسرد المصطلحات

    عباءة
    فتحة الجسم الشائعة للجهاز الهضمي والإخراجي والتناسلي الموجودة في غير الثدييات، مثل الطيور
    إخصاب خارجي
    إخصاب البويضة بواسطة الحيوانات المنوية خارج جسم الحيوان، غالبًا أثناء التبويض
    الإخصاب الداخلي
    إخصاب البويضة بواسطة الحيوانات المنوية داخل جسم الأنثى
    تكافؤ البيض
    عملية يتم من خلالها وضع البيض المخصب خارج جسم الأنثى وتطوره هناك، وتلقي التغذية من الصفار الذي يعد جزءًا من البويضة
    تكافؤ المبيض
    عملية يتم من خلالها الاحتفاظ بالبويضات المخصبة داخل الأنثى؛ يحصل الجنين على تغذيته من صفار البيض ويتطور الصغار بشكل كامل عند فقسهم
    الحيوانات المنوية
    كيس متخصص يخزن الحيوانات المنوية لاستخدامها لاحقًا
    حيوية
    عملية يتطور فيها الشباب داخل الأنثى، ويتلقون التغذية من دم الأم عبر المشيمة