درسنامه آموزشی زیست شناسی (2) کلاس یازدهم رشته تجربی

در گذشته با تولید مثل جنسی و غیرجنسی آشنا شدید. با توجه به آنچه آموخته‌اید، چه تفاوت‌های اصلی در این دو نوع تولید مثل وجود دارد؟ هر یک از این روش‌ها چه مزایایی دارد؟ چه روش‌های تولید مثل غیرجنسی را می‌شناسید؟ کدام نوع تقسیم با تولیدمثل جنسی ارتباط بیشتری دارد؟

کاستمان، کاهش تعداد فام‌تن‌‌ها

در تولید مثل جنسی، دو یاختهٔ جنسی (گامت) با هم ترکیب و هسته‌های آنها با هم ادغام می‌شوند. یاخته‌های مؤثر در تولیدمثل جنسی با نوعی تقسیم کاهشی به نام کاستمان ایجاد می‌شوند. به نظر شما اهمیت این نوع تقسیم در جانداران چیست؟

کاستمان از دو مرحلهٔ کلی کاستمان 1و 2 تشکیل شده است؛ پس از تقسیم هسته نیز تقسیم سیتوپلاسم انجام می‌شود (شکل 14). پیش از این تقسیم نیز، مانند رشتمان، اینترفاز رخ می‌دهد.

کاستمان 1

در این مرحله از تقسیم کاستمان، عدد فان‌تنی نصف می‌شود. این بخش از کاستمان چهار مرحله دارد که عبارت‌اند از: پروفاز 1، متافاز 1، آنافاز 1 و تلوفاز 1 (شکل 16).

پروفاز 1: فام‌تن‌های همتا از طول در کنار هم قرار می‌گیرند و فشرده می‌شوند. به این ساختار چهار فامینکی، چهارتایه (تتراد) گفته می‌شود. چهارتایه از ناحیهٔ سانترومر به رشته‌های دوک متصل می‌شوند. سایر وقایع این مرحله، شبیه پروفاز و پرومتافاز رشتمان است (شکل 15).

 

متافاز 1: چهارتایه‌ها در استوای یاخته، روی رشته‌های دوک قرار می‌گیرند.

آنافاز 1: فام‌تن‌های همتا که مضاعف شده‌اند، از هم جدا می‌شوند و به سمت قطبین یاخته حرکت می‌کنند. نحوۀ کوتاه شدن رشته‌های دوک، شبیه فرایند رشتمان است.

تلوفاز 1: با رسیدن فام‌تن‌ها به دو سوی یاخته، پوشش هسته دوباره تشکیل می‌شود.
معمولاً در پایان کاستمان 1 تقسیم سیتوپلاسم انجام می‌شود. نتیجۀ کاستمان 1 ایجاد دو یاخته است (شکل 16).

با توجه به شکل 16 می‌توانید بگویید عدد فام‌تنی یاخته‌های حاصل، چه تفاوتی با یاختهٔ مادری دارد؟

کاستمان 2

در این مرحله یاخته‌های حاصل از کاستمان 1، مراحل پروفاز 2، متافاز 2، آنافاز 2 و تلوفاز 2 را می‌گذرانند. وقایع کاستمان 2 بسیار شبیه رشتمان است و در پایان آن، از هر یاخته دو یاخته شبیه هم ایجاد می‌شود که نصف فام‌تن‌های یاخته‌های مادر را دارند. این فام‌تن‌ها مضاعف نیستند. در پایان کاستمان 2، تقسیم سیتوپلاسم انجام می‌شود. در مجموع و با پایان تقسیم کاستمان از یک یاخته 2n، چهاریاخته n فام‌تنی حاصل می‌شود.

تغییر در تعداد فام‌تن‌ها 

گرچه تقسیم یاخته‌ای با دقت زیاد انجام می‌شود، ولی به ندرت ممکن است اشتباهاتی در روند تقسیم رخ دهد. چندلادی (پلی‌پلوئیدی) شدن و با هم ماندن فام‌تن‌ها، نمونه‌هایی از این خطاهای کاستمانی هستند. اشتباه در تقسیم می‌تواند، هم در تقسیم رشتمان و هم در تقسیم کاستمان رخ دهد، ولی چون یاخته‌های حاصل از کاستمان در ایجاد نسل بعد دخالت مستقیم دارند، از اهمیت بیشتری برخوردارند.

چندلادی شدن: اگر در مرحلهٔ آنافاز همۀ فام‌تن‌ها بدون اینکه از هم جدا شوند به یک یاخته بروند، آن یاخته دو برابر فام‌تن خواهد داشت و یاختهٔ دیگر فاقد فام‌تن خواهد بود. در آزمایشگاه می‌توان با تخریب رشته‌های دوک تقسیم این وضعیت را ایجاد کرد (شکل 17).

به یاخته یا جانداری که یاخته های آن بیش از دو مجموعه فام تن داشته باشد، چندلاد گفته می شود؛ مثلاً گندم زراعی 6n و موز 3n است (شکل 17).

با هم ماندن فام‌تن‌ها: در این حالت، یک یا چند فام‌تن در مرحلۀ آنافاز (رشتمان و کاستمان) از هم جدا نمی‌شوند. بنابراین، در یاخته‌های حاصل، کاهش یا افزایش یک یا چند فام‌تن مشاهده می‌شود (شکل 18). نمونۀ این حالت، نشانگان‌داون است. به آمیزه‌ای از نشانه‌های یک بیماری، یا یک حالت نشانگان می‌گویند. افراد مبتلا به داون، در یاخته‌های پیکری خود 47 فام‌تن دارند (شکل 18). فام‌تن اضافی مربوط به شمارۀ 21 است؛ یعنی یاخته‌های پیکری این افراد 3 فام‌تن شمارۀ 21 دارند. علت بروز این حالت آن است که یکی از یاخته‌های جنسیِ ایجادکنندۀ فرد، به‌جای یک فام‌تن شمارۀ 21، دارای دو فام‌تن 21 بوده است. بالا بودن سنّ مادران در هنگام بارداری از عوامل مهم بروز این بیماری است؛ زیرا با افزایش سنّ مادر، احتمال خطای کاستمانی در تشکیل یاخته‌های جنسی وی بیشتر می‌شود. علت این موضوع را در فصل‌های آینده خواهید آموخت.

عوامل محیطی نیز می‌توانند موجب اختلال در تقسیم کاستمان شوند. دخانیات، الکل، مجاورت با پرتوهای مضر و آلودگی‌ها نیز می‌توانند در روند جدا شدن فام‌تن‌ها در هر دو جنس، اختلال ایجاد کنند.