تولید مثل در جانداران

به بیان ساده کپی کردن یک نسخه DNA و انتقال آن به موجود جدید است...

تولید مثل غیر جنسی

 

به بیان ساده کپی کردن یک نسخه DNA و انتقال آن به موجود جدید است .در مواردی محتوای کپی دقیقا مانند والدین است و تعداد زیادی موجود دقیقا مانند والدین ایجاد می شود . در این فرایند تنها یک سلول درگیر بوده ویا تقسیم میتوز انجام می دهد پس یک والد کافی است  و در این روش تنوع ژنتیکی حاصل نمی شود .سرعت ایجاد نسل تاره در این روش زیاد است و جمعیت مشابه والد در زمان کمی ایجاد می شود .

 

 

دوگانگی تولید مثل

 

دربسیاری از موجودات که عمدتا پرسلولی های اپتدایی اند هر فرد  دارای دو جنسیت متفاوت است حالت نرمادگی دارد . در طول روند تکامل موجوداتی که برای بقای بیشتر به تولید مثل دوگانه روی آوردند این هدف را دنبال کردند که به منظور تنوع ژنتیکی بیشتر مخزن ژنتیکی خود را غنی تر کنند با این عمل می توانستند از مخزن ژنی دیگران هم استفاده کنند و بقاء خود را تضمین کنند در حالی که برخی مکانیسم های قبلی خود مانند تقسیم دوتایی ، جوانه زدن،قطعه قطعه شدن و...... را حفظ کرده بودند . حالت هرمافرودیت می توانست با هر یک از دیگر حالات حتی روش های پیشزفته تر تولید مثل به منظور حداکثر توان ایجاد نسل همراه شود .بسته به حالات مختلف مانند شرایط زندگی، اکوسیستم ،تغذیه و.... در این روش ترکیبات متعددی دیده می شود . تولید مثل غیرجنسی با جنسی در حالات گوناگون باعث می شود  جاندار در هر شرایطی بتواند نسل خود را حفظ کند .

در این میان تولید مثل جنسی نسبت به تمام حالات موجود برتری دارد ، از آنجا که مخزن ژنتیکی هر دو والد در تولید زاده ها نقش دارند و پدیده کراسینگ آور در حین میوز و......غنی تر شدن مخزن ژنتیکی را به همراه دارد.

 

 

 

از دیدگاه دیگر موجودات با انتخاب جفت خود بهترین ها را بر می گزینند، قوی ترین ،سالم ترین، زیبا ترین و ....

برخورداری از تنوع مخزن ژنتیکی آنها را با شرایط دشوار سازگارتر می ساخت.

 

فرایند تولید گامت

 

جاندار به منظور تولید مثل باید بتواند سلولهایی ویژه تولید کند که به وسیله آن تبادلات جنسی انجام پذیرد.

در واقع گامتوژنسیس شامل این روند است که دارای مکانیسم مشابه در تمام موجودات است. در طی این روند

باید همواره تعداد کروموزوم ها ثابت بماند به این منظور تقسیم کاهشی یا همان میوز در دوند تولید سلول جنسی

نقش دارد. سلولهای هاپلویید هر والد یا والد منفرد می توانند با هم لقاح یافته وسلول تخمی ایجاد کنند که نیمی از اطلاعات وراثتی یک والد ونیمی مربوط به والد دیگر را در اختیار دارد. برخی جانوران سلول جنسی بزرگی تولید می کنند که معمولا ماده ها آن را می سازند . یلول جنسی ماده تخمک ونر اسپرم است. لقاح در هر گونه اختصاصی است و سلولهای جنسی هر گونه تنها با گونه خود وارد لقاح می شوند. فرایند تولید اسپرم اسپرماتوژنسیس و تولید تخمک اووژنسیس نامیده می شود که می تواند در یک هرمافرودیت یا دو جانور نر و ماده دیده شود.

 

 

دو شکلی جنسی

 

در بسیاری از موجودات ظاهر نر و ماده با یکدیگر متفاوت است ، این حالت بیشتر در مواردی دیده می شود که

موجود با صفاتی خاص به منظور جفت گیری انتخاب می شود بنابر این از نظر بقاء بسیار حایز اهمیت است .

انتخاب همواره در جهت برترین ها صورت می گیرد.

دو شکلی جنسی می تواند حاصل هورمونهای جنسی ،محیط ، و یا جنس مخالف باشد که در هدفمند کردن تولید مثل موٍثر واقع می شود و می تواند باعث ایجاد رقابت بین گونه ای گردد

 

 

 

 

 

 

بررسی تولید مثل در گروههای جانوری

 

در اینجا به طور خلاصه گروههای مهم جانوری از نظر تولید مثلی بررسی می شوند

بررسی تولید مثل در گروههای جانوری بی مهره

 

در اینجا به طور خلاصه گروههای مهم جانوری از نظر تولید مثلی بررسی می شوند

Phylum Placozoa

 

این شاخه تنها دارای یک عضو است و آن  Trichoplax adhaerens می باشد که دارای توانایی تولید مثل جنسی نیست اما در عوض تولید مثل غیر جنسی به گونه بسیار موثری در این موجود عمل می کند

تقسیم دوتایی یا تقسیم سلول بدن به دو نیم سلول. به ندرت جوانه زدن رخ می دهد در یکی از این موارد جوانه مجتمع توخالی جداشده و در آینده جاندار جدیدی را تولید می کند ، در حلات دوم جوانه از والد جدا نمی شود در هر صورت مانند چیزی است که در گاسترولاسیون رخ می دهد

  

 

 

Phylum Porifera

 

اسفنج ها هم حالت هرمافرودیت دارند و هم با استفاده از جوانه زدن تولید مثل می کنند . در موارد غالب از روش جنسی استفاده می کنند سلولهایی تمایز نیافته در عمل تولید گامت شرکت می کنند سلولهای آرکئوسایت در مرکز مزوهیل (بافت ژله ای میانی) در تشکیل اسپرم شرکت می کنند در برخی ممکن است سلولهای تاژک دار یقه ای در ساختن اسپرم

 با تغییر شکل شرکت کنند نرها اسپرم ها را پخش می کنند با این حال لقاح اکثر اوقات داخلی است. بیشتر اسفنج ها در مراحل ابتدایی لارو تشکیل می دهند . اسفنج ها  شاید در میان تمام موجودات دارای موثر ترین تولید مثل غیرجنسی اند و استراتژی های گوناگونی از قطعه قطعه شدن تا تشکیل ژمول برای تولید مثل دارند که روش ایجاد ژمول معمولا دراسفنج آب شیرین دیده می شود.

 

Phylum Cnidaria

 

در این شاخه تولید مثل جنسی مطلوبی دیده می شود .هم حالت هرمافرودیت دارند و هم با استفاده از گناد تولید مثل می کنند ، هرچند که عروس های دریایی واقعی و هیدرها اغلب با گناد تولید مثل می کنند. سلولهای جنسی هم از اندودرم می تواند باشد هم اکتودرم بسته به رده دارد اما همواره از سلولهای تمایز نیافته بینابینی است . بیشتر گونه های مرجانیان اسپرم پراکنده می کنند اما در برخی مپل هیدر آب شیرین اووسیت به حالت داخلی لقاح خود را حفظ کرده است .حاصل تولید مثل لارو شناگر پلانولا می باشد که با ایجاد دگردیسی به بلوغ می رسد. تولید مثل غیرجنسی نیز در میان اعضاء معمول است  حالت دو شکلی در این گروه حاصل تناوب تولید مثل جنسی و غیرجنسی است . مدوز معمولا زاده غیر جنسی است که خود با انجام تولید مثل جنسی فرم ثابت یا پولیپ را شکل می دهد البته این روند در همه اعضاء دیده نمی شود .

 

 

 

Phylum Ctenophora

 

اعضای این گروه همگی هرمافرودیت اند. گناد ها در دیواره ضخیم شده شیارهای مرودیونال اند و به صورت یک ردیف تخمدان یک دریف بیضه اند معمولا تخمک و اسپرم از راه دهان خارج شده درآب لقاح انجام می شود

 

Phylum Platyhelmithes

اغلب هرمافرودیت اند (جز جنس شیستوزوما) در نمونه های ابتدایی گناد وجود ندارد در سایرین که گناد دارند سلولها در مزانشیم ساخته می شود وبه گناد مهاجرت می کنند

نمونه های آزاد زی غدد زرده دارند 

 

 

 

 

 

فیزیولوژی تولید مثل انسان

 

گذشته از هر نوع تولید مثلی که جانوران ممکن است داشته باشند تولید مثل گامتیک در همه آنها انجام می‌شود. جنسها عموما جدا از هم هستند اما هرمافرودیسم هم بخصوص میان جانوران ساکن و کم تحرک معمول است. دستگاه تولید مثل شامل بیضه یا تخمدان یا بطورکلی گناد است و مجراهایی که این اندامها را به خارج از بدن مربوط می‌سازند نیز معمولا وجود دارند. گامت سازی با تقسیم میوز همراه است، اسپرم و تخمک تنها نماینده مرحله هاپلوئید دور زندگی دیپلونتیک است. از تخمک لقاح یافته جنینی پدید می‌آید که یا مستقیما به فرد بالغ تبدیل می‌شود یا چنان که معمول‌تر است ابتدا به صورت لارو درمی‌آید و سپس به مرحله بلوغ می‌رسد.

 

 

 

 

 

 

غدد جنسی نر

غدد جنسی در جنس مذکر غدد Mixed مخلوط بوده و هم ترشحات درون ریز و هم ترشحات برون ریز دارند. ترشحات درون ریزشان هورمونهای جنسی و ترشحات برون ریز سلول جنسی یا اسپرم است. غده مسئول بیضه‌ها هستند که در داخل کیسه‌ای قرار گرفته‌اند. رویه خارجی بیضه‌ها را غشای سختی به نام تونیکا آلبوژینا Tonica Albogina احاطه کرده است و استحاطه‌هایی را درون بیضه‌ها فرستاده و آن را به محفظه‌هایی به نام لوبول که هر لوبول هر دو نوع ترشحات را دارد تقسیم می‌کند. تعداد لوبولها در حدود 250-300 لوبول می‌باشد.

 

در فضاهای بین لوبولی سلولهای لایدیک ، عصب و رگ خونی وجود دارد که سلولهای لایدیک 20% غده را تشکیل می‌دهند و وظیفه ترشح هورمون جنسی نر را بر عهده دارد در هر بیضه 900 - 700 لوله سمنی‌فر وجود دارد که به تولید اسپرم اشتغال دارند.

 

لوله‌های سمنی‌فر ، لوله‌های نسبتا درزی به شکل u می‌باشند یعنی ابتدا و انتهایشان به یک جا (نسبت بیضه) ختم می‌شود و سپس وارد شبکه تور مانندی می‌شود که Rtetetestis یا شبکه تورینه‌ای نامیده می‌شود شبکه تورینه‌ای هم به اپیدیدم منتهی می‌شود و آن هم به نوبه خود به کانال دفران ختم می‌شود انتهای کانال دفران ناحیه گشاد شده‌ای است که آمپول نامیده می‌شود. از آمپول کانال دفران مجرای باریکی جدا می‌شود که مجرای انزالی گفته می‌شود. مجرای انزالی به مجرای پیشابراهی منتهی می‌شود در این حوالی غدد ضمیمه دستگاه تناسلی مرد قرار دارد.

 

کیسه‌های منی در طرفین آمپول کانال دفران قرار داشته و ترشحات خود را به داخل آن می‌ریزند و در اطراف مجرای انزالی غدد پروستات قرار گرفته است که ترشحات خود را به مجرای انزالی می‌ریزند. غدد کوپر غددی هستند که ترشحات خود را به مجرای پیشابراه وارد می‌کنند. اسپرم‌های ساخته شده در لوله‌های سمنی‌فر این مراحل را طی می‌کنند بافت زمینه‌ای یا همبند هم دارای نقش حمایتی بوده و هم توسط سلولهای لایدیک به ترشح هورمون جنسی‌نر اشتغال دارند.

سلول جنسی نر

 

سلول جنسی در لوله‌های سمنی‌فر تولید می‌شود. در جدار لوله‌های سمنی‌فر دو سری سلول وجود دارد یک سری بزرگ و کشیده‌اند سرتولی هستند و نقش بسیار مهمی در اسپرم سازی دارند ولی خودشان اسپرم ساز نیستند و سلولهای کوچک دیگری به نام اسپرماتوگونی بکار اسپرم ساز مشغولند که سر و هسته این سلولها در خارجی‌ترین لایه اسپرماتوگونی A نامیده می‌شود.

مرحله اسپرماتوژنز یا میتوز

در سلولهای اسپرماتوگونی تقسیمات میتوزی انجام گرفته و اسپرماتیت تولید می‌شود و تولید سلولهای A4 , A3 A2 , A1 می‌کند و A4یک بار دیگر تقسیم میتوزی انجام می‌دهد و سلولهای حاصل را سلولهای بینابینی گویند سلولهای بینابینی نیز به طریق میتوز تقسیم و اسپرماتوگونی B را می‌سازند. اسپرماتوگونی B با تقسیم میتوزی خود اسپرماتوسیت اولیه را تولید می‌کند.

مرحله میوز

اسپرماتیت اولیه با تقسیم میتوزی به اسپرماتوسیت ثانویه تبدیل می‌شود و آن هم با تقسیم دوم میتوزی به اسپرماتید تبدیل می‌شود و به این ترتیب از هر اسپرماتوسیت اولیه 4 اسپرماتید تولید می‌شود.

تغییر شکل اسپرماتید به اسپرم

در این مرحله بدون اینکه تقسیمی انجام می‌شود اسپرماتیدها به اسپرم تغییر شکل که این مرحله را اسپرماتوژنز نیز می‌نامند.

 

 

 

خصوصیات اسپرم

 

ماده کروماتین درون اسپرماتید فشرده شده است روی آن نیز کلاهک آکروزومی وجود دارد که در داخل کلاهک آکروزمی دو تا آنزیم مهم به نامهای هیالورونید و اروزومال وجود دارد. در گردن اسپرم نیز میتوکندری فراوانی دیده می‌شود. دم اسپرم نیز در حقیقت یک آکسونیم یا یک تاژک است که از اپیدیدم بالغ شده و می‌توانند تحرک داشته و در ارتفاع و در لقاح شرکت کنند همچنین این اسپرم‌ها باید ظرفیت یا بن شوند عاملی که مانع ظرفی یا بن اسپرم می‌شود PH اسیدی است. PH حداقل باید 6.5 شود تا اسپرم ظرفیت یابی شوند.

 

در چه شرایطی یک بارور نیست؟ 40% عدم باروری‌ها مربوط به مردان می‌باشد. در هر سی‌سی از مایع منی مرد باید 20 میلیون اسپرم وجود داشته باشد وی تا 180 میلیون اسپرم هم می‌تواند موجب باروری شود. در ضمن اسپرم‌ها باید شکل و حرکت درستی داشته باشند. حداقل 60% اسپرم‌ها باید شکل طبیعی داشته باشند و نیز 60% از این تعداد باید حرکت طبیعی داشته باشند

 

 

 

.

غدد جنسی مونث

 

غدد تولید مثلی جنس مونث ، تخمدانها می‌باشند که مانند غدد جنسی مذکر Mixed یا مختلط هستند یعنی هم ترشحات درون ریز هستند که عبارت است از هرمونهای جنسی و هم دارای ترشحات برون ریز که عبارت است از سلولهای جنسی. تخمدانها غددی بادامی شکل هستند در گلن در مجاورت قسمت شیپوری لوله‌های فالوپ واقع شده‌اند تخمدانها مانند بیضه‌ها از غشای نسبتا سفتی پوشیده شده‌اند که تونیکا آلبوژینا نام دارد و در زیر این غشا دو بخش می‌توان تشخیص داد.قشر یا کورتکس و مغز یا مدولا. مدولا فاقد فولیکول بوده و فولیکولها در کورتکس واقع شده‌اند سلولهای جنسی مونث که ادوگونی خوانده می‌شوند مشابه اسپرماتوگونی در لوله‌های اسپرم ساز می‌باشند

 

 

تفاوت عملکرد اسپرماتوگونی و اووگونی

 

 

اسپرماتوگونی‌ها در زمان بلوغ فعال می‌شوند و تا آخر عمر به فعالیت خود ادامه می‌دهند ولی اووگونی‌ها از دوران جنینی شروع به تقسیم می‌کنند و روند تقسیم مانند نحوه تقسیم در جنین مذکر می‌باشد. بطوری که ابتدا تقسیم میتوز انجام می‌گیرد پس از تقسیمات میوز ، اووسیت اولیه حاصل می‌شود سپس اووسیت وارد مرحله میوزی می‌شود که این مرحله نیمه کاره متوقف می‌گردد. و در زمان بلوغ این تقسیمات ادامه می‌یابند.

 

در این حین که سلولها تقسیمات را انجام می‌دهند یک سری سلولها از بافت همبند اولیه تخمدان جدا شده و اووسیت را احاطه می‌کنند که سلولهای گرانولوزا نامیده می‌شوند. و این سلولها وظفه تغذیه اووسیت را بر عهده دارند. برخلاف جنس مذکر که صدها میلیون سلول جنسی در لقاح شرکت می‌کنند در جنس مونث هر ماه فقط یک سلول جنینی به تکامل می‌رسد بنابراین در طی دوران باروری (از بلوغ تا یائسگی حدود 400 عدد از فولیکولها به تکامل می‌رسند و بالغ می‌شوند. بقیه فولیکولها در تولید هرمون شرکت می‌کنند.

تفاوت عملکرد هورمونها در جنس مذکر و مونث

 

در جنس مونث بر خلاف جنس مذکر ایجاد صفات جنسی اولیه در دوران جنینی وجود هورمونهای جنینی مونث لازم نیست ولی در نوزاد پسر برای بروز این صفات حضور هورمون تستوسترون ضروری است.

 

 

وقایع یک دوره جنسی زن

 

 

وقایع یک دوره جنسی زن

دوران یک سیکل جنسی بطور معمول 28 روز می‌باشد ولی بطور معمول می‌تواند از 21 تا 45 روز تفاوت کند ولی در یک فرد این دوره باید ثابت باشد. تخمک گذاری 14 روز قبل از اتمام دوره خواهد بود این وقایع تحت تنظیم هرمونهای مترشحه از هیپوفیز پیشین (LH , FSH) می‌باشد. هرمون LH موجب تکمیل تقسیم اووسیت شده و تقسیم او میوزی که در دوران جنینی نیمه کاره رها شده در اووسیت اولیه انجام شده و تولید اووسیت ثانویه و جسم قطبی اولیه می‌باشد. اووسیت ثانویه بلافاصله دومین تقسیم میوزی خود را شروع می‌کند اما در مرحله متافاز متوقف می‌گردد و در این حالت از تخمدان دفع می‌گردد اگر عمل لقاح با اسپرم انجام بگیرد دومین تقسیم میتوزی تکمیل می‌شود و تخمک بالغ و دومین گویچه تولید خواهد شد در غیر این صورت به همین حالت دژنره خواهد شد و دفع خواهد گردید.

تخمک گذاری

کپسول تخمدان غشای سفتی است بنابراین فولیکولهای رشد کرده به کپسول فشار وارد می‌کنند و موجب دژنره شدن این منطقه می‌گردند و به کمک کلاژناز این منطقه پاره شده و اووسیت از تخمدان خارج می‌شود و تخمک گذاری آغاز می‌شود تخمک از طریق قسمت شیپوری لوله‌ها رحم و ضربانات منظم آن وارد لوله‌های رحمی می‌گردد.

 

مراحل بعد از تخمک گذاری

 

بعد از تخمک گذاری غدد اندومتر رحم و غدد موجود در لوله‌های فالوپ ترشحاتی را آغاز می‌کنند که حاوی مواد غذایی از قبیل قند و کلسیم می‌باشد این ترشحات برای دو سری سلول لازم می‌باشد یکی اسپرم‌ها دیگری سلول تخم. پس از لقاح بین تخمک و اسپرم انجام شد سلول تخم تشکیل می‌گردد که شروع به تقسیم می‌کند تا به بلاستوسیت تبدیل شود زمان لازم برای رسیدن بلاستوسیت به رحم 4 - 3 روز است و زمان لازم برای لانه گزینی تخم نیز 4 - 3 روز است سپس 8 - 7 روز بعد از تشکیل تخم لانه گزینی آغاز می‌شود و در این مدت سلول تخم مدام تکثیر می‌شود و نیاز به تغذیه دارد که از این ترشحات تامین می‌شود.

 

 

 

ساختمان سلول تخم

 

لقاح

لقاح به جریانی گفته می‌شود که طی آن اسپرم باید از غشای اووسیت عبور کرده و به داخل تخمک نفوذ کند. عبور اسپرم با خروج آنزیم‌های آکروزومی و حرکات دم اسپرم عمل می‌گردد. به نظر می‌رسد که غشای سیتوپلاسمی اسپرم و اووسیت به یکدیگر می‌چسبند و سپس در محل چسبندگی غشا از بین رفته و معبری برای ورود اسپرم فراهم می‌شود لذا غشا پلاسمای اسپرم در خارج از اووسیت باقی مانده و فقط سر و دم آن وارد تخمک می‌شود. امروزه به خوبی شناخته شده که طبقه شفاف اطراف اووسیت دارای رسپتورهایی برای اسپرم می‌باشد که این رسپتورها برای هر گونه اختصاصی می‌باشند و به همین دلیل ترکیب اسپرم و اوول دو گونه مختلف در شرایط طبیعی عملی نیست.

نتایج لقاح

سلولهای هاپلوئیدی که قادر به ادامه حیات نمی‌باشند (تخمک اسپرم) در اثر لقاح سلول دیپلوئیدی را بوجود می‌آورند که دارای قدرت تکثیر و ادمه حیات می‌باشد.

 

جنسیت جنین از نظر ژنتیکی در همین مرحله تعیین می‌گردد و بطوری که اگر اسپرم حاوی کروموزوم Y با اووسیت ترکیب شود تخم حاصله جنین مذکر بوجود خواهد آورد و اگر اسپرم حاوی کروموزوم X با اووسیت ترکیب شود جنین حاصله مونث خواهد بود.