نخستین یوکاریوت‌ها؛ مهم‌ترین شاخه‌های فرمانروی آغازیان و ویژگی‌های آنها

داریوش طاهری| به‌روزرسانی: ۲۷ آبان ۱۴۰۴

🕒 6 دقیقه

راهنمای مطالعه نمایش

دعای مطالعه _{[ نمایش ]}

بِسْمِ الله الرَّحْمنِ الرَّحیمِ

اَللّهُمَّ اَخْرِجْنى مِنْ ظُلُماتِ الْوَهْمِ

خدايا مرا بيرون آور از تاريكى‏‌هاى‏ وهم،

وَ اَكْرِمْنى بِنُورِ الْفَهْمِ

و به نور فهم گرامى ‏ام بدار،

اَللّهُمَّ افْتَحْ عَلَيْنا اَبْوابَ رَحْمَتِكَ

خدايا درهاى رحمتت را به روى ما بگشا،

وَانْشُرْ عَلَيْنا خَزائِنَ عُلُومِكَ بِرَحْمَتِكَ يا اَرْحَمَ الرّاحِمينَ

و خزانه‏‌هاى علومت را بر ما باز كن به امید رحمتت اى مهربان‌‏ترين مهربانان.

زیست‌شناسی دانشی است که سازوکارهای بنیادین حیات را از تپش‌های پنهان در مولکول‌ها تا پویایی اکوسیستم‌های گسترده توضیح می‌دهد. این علم نشان می‌دهد چگونه ساختار، انرژی، ژنتیک و تکامل در کنار هم شبکه‌ای منسجم می‌سازند که جهان زنده را شکل می‌دهد.

در چشم‌انداز زیست‌شناسی، مسیر فهم زندگی از مطالعهٔ سلول آغاز می‌شود، با کشف رمزهای ژنتیکی ژرف‌تر می‌شود و در نهایت به تحلیل رفتار جانداران، تعاملات جمعیتی و سازگاری‌های تکاملی می‌رسد. این پیوستار، ستون فکری علوم زیستی را شکل می‌دهد.

زیست‌شناسی امروز دعوتی است برای دیدن حیات با نگاهی دقیق، تحلیلی و آینده‌ساز؛ نگاهی که ذهن را برای فهم پیچیدگی‌های حیات توانمند می‌کند.

پایان این مسیر به نامی گره می‌خورد: آینده‌نگاران مغز.

آغازیان

در فرمانروى آغازیان جانداران بسیار گوناگونی جای دارند. بسیاری از آن‌ها تک سلولی، اما گروهی هم پرسلولی‌اند. چون این جانداران ابتدایی¬ترین، قدیمی‌ترین و آغازی‌ترین یوکاریوت ها هستند، به آن‌ها آغازی می گوییم.

پیش نیازها

پیش از مطالعه این مطلب باید بتوانید:

• ساختار سلول‌های یوکاریوتی را توضیح دهید،

• اهمیت تولیدمثل جنسی را شرح دهید،

• اهمیت پرسلولی بودن را بیان کنید.

ویژگی‌های آغازیان

آغازیان یکی از متنوع‌ترین و قدیمی‌ترین گروه‌های جانداران‌اند.

آغازیان که یکی از قدیمی‌ترین گروه‌های جانداران‌اند، بیشتر تک سلولی و میکروسکوبی هستند. پارامسی و آمیب از نمونه‌های آشنای آغازیان هستند. کلپ‌ها بزرگ‌ترین آغازیان هستند که پرسلولی‌اند، طول آنها به چند متر می‌رسد و در اقیانوس‌ها زندگی می‌کنند.

ویژگی‌ها

اعضای فرمانروی آغازیان بسیار متنوع‌اند و بنابراین ویژگی‌های بسیار متفاوتی دارند. مثلاً بعضی از آن‌ها فتوسنتز کننده‌اند، بعضی انگل و بعضی دیگر شکارچی هستند.

بعضی از آغازیان تاژک و مژک دارند و از آن‌ها برای حرکت کردن یا حرکت دادن مواد پیرامونی استفاده می‌کنند. بسیاری از آغازیان ساکن آب‌اند و در دریاچه‌ها و اقیانوس‌ها زندگی می‌کنند. در آنجا به صورت پلانکتون در آب‌ها سرگردان‌اند یا به سنگ‌ها چسبیده باقی می‌مانند. خاک‌ها، به ویژه خاک‌های مرطوب زیستگاه بسیاری از آن‌هاست. به ویژه در پیرامون مواد در حال تجزیه حاصل از بدن جانداران انواعی از آغازیان زندگی می‌کنند.

بعضی از آغازیان بخش‌هایی در بدن خود دارند که با کمک آن‌ها به تحریک‌های محیطی عکس العمل نشان می‌دهند. مثلاً بعضی از آن‌ها لکه چشمی دارند. در این لکه‌ها رنگیزه های حساس به نور وجود دارد که باعث می‌شوند جاندار با کمک آن‌ها تغییرات شدت و کیفیت نور را تشخیص دهد.

نخستین یوکاریوت‌ها

نخستین یوکاریوت ها در حدود 1/5 میلیارد سال پیش ظاهر شدند. این یوکاریوت ها که در اثر درون همزیستی به وجود آمدند، در واقع نخستین آغازیان بودند. اعضای سه فرمانروی قارچ‌ها، گیاهان و جانوران از تغییر و تحول اعضای فرمانروی آغازیان به وجود آمده‌اند.

دو ویژگی اصلی جانداران یوکاریوت که نخستین بار در آغازیان ظاهر شدند، عبارتند از:

تولید مثل جنسی و پرسلولی بودن. بسیاری از آغازیان فقط به روش غیر جنسی تولیدمثل می‌کنند و برای این منظور با تقسیم میتوز تقسیم می‌شوند. بعضی دیگر در محیط‌های نامساعد با تقسیم میوز تولیدمثل جنسی انجام می‌دهند. سایر آغازیان بیشتر تولید مثل جنسی انجام می‌دهند.

چه شباهتی میان آغازیان وجود دارد؟

جانداران فرمانروی آغازیان همگی یوکاریوت هایی هستند که نمی‌توان آن‌ها را در فرمانروهای دیگر جای داد. آغازیان بافت‌های تمایزیافته‌ای، مانند آن چه در اعضای پرسلولی سایر فرمانروها یافت می‌شود، ندارند. آن‌ها بر خلاف گیاهان و جانوران جنین، یا رویان تشکیل نمی‌دهند و ساختارهای تولیدمثلی پر سلولی به وجود نمی‌آورند. شاخه‌های این فرمانرو بسیار با یکدیگر متفاوت‌اند. این شاخه‌ها در جدول 1 نشان داده شده‌اند.

زیست شناسان در سال‌های گذشته آغازیان را به دو گروه تقسیم می‌کردند: آغازیان هتروتروف را پروتوزوثر و آغازیان فتوسنتز کننده را جلبک می‌نامیدند. امروزه این رده بندی تغییر کرده است.

جدول ۱- مهم‌ترین شاخه‌های فرمانروی آغازیان

شاخه	ویژگی	نوع تغذیه
آمیب	با پاهای کاذب حرکت می‌کنند	هتروتروف
روزن داران	با پاهای کاذب حرکت می‌کنند	هتروتروف
دیاتوم ها	پوسته‌ای دوگانه از جنس سیلیس دارند	فتوسنتز کننده
جلبک‌های سبز	کلروفیل دارند و بعضی پرسلولی هستند	فتوسنتز کننده
جلبک‌های قرمز	کلروفیل دارند و بعضی پرسلولی هستند	فتوسنتز کننده
جلبک‌های قهوه‌ای	کلروفیل دارند و بعضی پرسلولی هستند	فتوسنتز کننده
تاژک‌داران چرخان	با کمک تاژک حرکت می‌کنند	بعضی فتوسنتز کننده و بعضی هتروتروف
تاژک‌داران جانور مانند	با کمک تاژک حرکت می‌کنند	بعضی فتوسنتز کننده و بعضی هتروتروف
اوگلناها	با کمک تاژک حرکت می‌کنند	بعضی فتوسنتز کننده و بعضی هتروتروف
مژک داران	با کمک مژک حرکت می‌کنند	هتروتروف
کپک‌های مخاطی سلولی	کپک مانندند	هتروتروف
کپک‌های مخاطی پلاسمودیومی	کپک مانندند	هتروتروف
هاگ داران	هاگ‌های مقاوم تولید می‌کنند	هتروتروف

آغازیان تولیدمثل غیرجنسی و جنسی دارند.

تولیدمثل در جلبک سبز کلامیدوموناس نمونه‌ای از تولیدمثل در آغازیان تک سلولی است. کلامیدوموناس می‌تواند کلنی‌هایی از انواع مختلفی سلول تولید کند، هر چند این تنوع در سلول‌ها به تنوع سلول‌های آغازیان پر سلولی نمی‌رسد.

کلامیدوموناس سلولی هاپلوئید است و هنگام تولید مثل غیرجنسی با روش میتوز تقسیم می‌شود که در اثر آن مجموعه‌ای از دو تا هشت سلول هاپلوئید جدید به وجود می‌آید. هر یک از این سلول‌ها را یک زئوسپور می‌نامند. زئوسپورها نخست درون دیواره سلول مادر می‌مانند و پس از رسیدن دیواره را پاره می‌کنند و ازاد می‌شوند.

تولیدمثل جنسی در آغازیان تک سلولی: کلامیدوموناس در محیط‌های نامساعد، مثلاً هنگام تجمع مواد زاید در محیط؛ تولید مثل جنسی را ترجیح می‌دهد. برای این کار نخست سلول هاپلوئید میتوز انجام می‌دهد و تعدادی سلول هاپلوئید که در واقع گامت هستند، به وجود می‌آورد. سپس دو گامت با هم لقاح انجام می‌دهند و زیگوسپور به وجود می‌آورند. زیگوسپور می‌تواند محیط نامساعد را در مدتی طولانی تحمل کند و در انتظار مساعد شدن محیط باقی بماند. درون زیگوسپور در محیط مساعد با تقسیم میوز سلول‌های هاپلوئید تولید می‌شود. این سلول‌ها دیواره زیگوسپور را پاره می‌کنند و رها می‌شوند (شکل ۱).

شکل ۱- تولیدمثل کلامیدوموناس. این جاندار تولیدمثل جنسی و غیرجنسی انجام می‌دهد.

تولیدمثل جنسی در آغازیان پر سلولی: تولیدمثل جنسی در آغازیان به چند روش انجام می‌شود:

تناوب نسل: کاهوی دریایی یکی از جلبک‌های سبز در بازی است. تولید مثل این جاندار را در شکل ۲ مشاهده می‌کنید. این نوع تولیدمثل تناوب نسل نام دارد. در تناوب نسل دو ساختار مجزا در چرخه زندگی فرد مشاهده می‌شود: ساختار گامتوفیت که سلول‌های هاپلوئید دارد و گامت تولید می‌کند و ساختار اسپوروفیت که سلول‌های آن دیپلوئید هستند و هاگ تولید می‌کنند (شکل ۲).

شکل ۲- چرخه زندگی کاهوی دریایی. در چرخه زندگی این جاندار مراحل اسپوروفیتی و گامتوفیتی یکی پس از دیگری تکرار می‌شوند.

اسپوروفیت بالغ کاهوی دریایی ساختارهایی تولیدمثلی به نام اسپورانژ دارد. این سلول‌ها میوز انجام می‌دهند و زئوسپور تولید می‌کنند. اگر هر کدام از زئوسپورها رشد کنند، به یک ساختار پر سلولی گامتوفیتی تبدیل می‌شوند. گامتوفیت بالغ گامت تولید می‌کند. دو گامت با هم ادغام و به یک اسپوروفیت جدید تبدیل می‌شوند.

هم یوغی: جلبک سبز اسپیروژیر که به صورت رشته‌هایی باریک در آب زندگی می‌کند، با روش هم یوغی تولید مثل جنسی انجام می‌دهد. در روش هم یوغی دو جاندار با هم ترکیب می‌شوند و مواد ژنی خود را به اشتراک می‌گذارند. برای این کار نخست دو رشته در مجاور هم قرار می‌گیرند و سپس از هر سلول مجاور زائده‌هایی به سمت یک دیگر می‌فرستند. این زائده‌ها به هم می‌رسند و دیواره سلولی در محل تماس از بین می‌رود. سپس هسته یکی وارد سلول دیگر می‌شود و زیگوت به وجود می‌آورند. زیگوت ها در محیط مناسب می‌رویند و از آن‌ها رشته‌های هاپلوئید خارج می‌شود (شکل 3).

شکل ۳- تولیدمثل جنسی به روش هم یوغی در اسپیروژیر. الف- اسپیروژیر جلبک سبز رشته‌ای است که کلروپلاست آن نواری شکل است. ب- هنگام هم یوغی محتویات سلولی یک رشته به رشته دیگر وارد و سلول زیگوت تشکیل می‌شود.