امثلة على الانقسام المنصف

ما هو الانقسام المنصف

الانقسام المنصف أو الانقسام الاختزالي : هي عملية يحدث فيها انقسام للخلية، حيث يتم إنتاج خلية فردية ذات صيغة صبغية أحادية الصيغة، وذلك بعد أن تكون الخلية الأصلية ذات صيغة صبغية ثنائية الصيغة، وتحتوي الخلية الفردية التي تنتج عن الانقسام الاختزالي على جزء واحد فقط من أزواج الكروموسومات المتشابهة للخلية الأم .

وظيفة الانقسام المنصف

تقوم وظيفة الانقسام الانتصافي الرئيسية بإنتاج الأمشاج أو الأبواغ وذلك عن طريق البويضات أو الحيوانات المنوية. في جسم الإنسان، يقوم الانقسام الاختزالي بتقليل عدد الكروموسومات في الخلية الطبيعية من 46 كروموسوما إلى 23 كروموسوما في البويضات والحيوانات المنوية. يعني ذلك أنه يتم تقسيم عدد الكروموسومات إلى النصف في الانقسام الاختزالي، وعند الإخصاب، تندمج خليتان ذات صبغات فردية لاستعادة العدد الأصلي للكروموسومات في الخلية الجسدية المنتجة، أي تحتوي على 46 كروموسوما .

النقسام الاختزالي ينقسم إلى جزئين هم : يتألف الانقسام الاختزالي الأول والانقسام الاختزالي الثاني من أربع مراحل لكل منهما، ويرتبط الانقسام المنصف بأربع مراحل هي الصورة الأولى والصورة الوسطى والصورة الأخيرة والصورة النهائية. وتتشابه هذه المراحل مع مراحل الانقسام المتساوي التي تتألف كل منها من أربع مراحل أيضا. ويعد الجزء الأول من الانقسام الاختزالي، وهو Prophase I، هو الجزء الأكثر تعقيدا ويستغرق نصف وقت الانقسام، ويتألف من خمس مراحل فرعية وهي Leptotene وZygotene وPachytene وDiplotene وDiakinesis .

أهمية الانقسام الاختزالي

يختلف الانقسام المنصف عن الانقسام المتساوي في عدد الكروموسومات التي تنتج. إذا تم إنتاج الأمشاج (البويضات والحيوانات المنوية) باستخدام الانقسام المتساوي فقط، فستحتوي الأمشاج على نفس عدد الكروموسومات الموجود في الخلايا الجسدية ذات الصبغتين. وعندما تندمج هذه الأمشاج أثناء الإخصاب، سيحتوي الجنين على أربع مجموعات من الكروموسومات المتماثلة، وسيصبح رباعي الصبغات. وسيتم نقل هذا الكروموسوم المضاعف إلى الأجيال القادمة، مما يؤدي إلى شذوذ الكروموسومات. لذلك، من المهم أن يكون عدد الكروموسومات ثابتا في كل جيل، ولذلك تعتبر عملية الانقسام الاختزالي مهمة في إنتاج الأمشاج. خلال تكوين الأمشاج، يقوم الانقسام الخلوي المنصف بتقليل عدد الكروموسومات إلى نصف العدد .

فالانقسام المنصف يقوم بتكرار الحمض الننوي الصبغي مرة واحدة ثم بالانقسام النووي مرتان وهو ما ينتج عنه إنتاج أربعة من النواه يتواجد كل منها في خليه جديدة من الانقسام المنصف للخلية الأصلية وكل نواه جديدة منهم تحتوي على عدد فردي من الكروموسومات ويتم تكون الخلايا الأحادية الصبغة في الانقسام الاختزالي الأول والثاني بشرط تكرار الحمض النووي لمرة واحدة فقط والتي تحدث في المرحلة S من الطور البيني .

ابرز الأمثلة على الانقسام المنصف

يحدث الآن تقسيم عادل أو تقليل في العديد من الأنواع، وهذا أمر مهم في دورة حياة الكائنات الحية المختلفة، ومن أمثلتها البشر والحيوانات والنباتات والفطريات والطحالب. يقوم التقسيم التقليلي أيضا بإنتاج الأمشاج والجراثيم، وذلك استنادا إلى الأنواع المختلفة التي يحدث فيها. فعلى سبيل المثال، يتم في البشر أو الحيوانات إنتاج الأمشاج، أي الحيوانات المنوية وخلايا البويضات، أما في الطحالب والنباتات فيقوم التقسيم العادل بإنتاج الجراثيم .

اهمية الانقسام المنصف

• يساهم الانقسام الاختزالي في تكوين الخلايا الجنسية أو الأمشاج المسؤولة عن التكاثر الجنسي.
• تعمل المعلومات الجينية على تنشيط تطور الخلايا الجنسية وتعطيل المعلومات الوراثية.
• يحافظ التقسيم إلى النصف على العدد الثابت للكروموسومات، وهذا مهم لأن عدد الكروموسومات يتضاعف بعد الإخصاب.
• في هذه العملية يتم تشكيل مجموعة مستقلة من كروموسومات الأم والأب، وبالتالي يتم إعادة تركيب الكروموسومات والصفات التي تتحكم فيها.
• الطفرة الجينية تحدث نتيجة عدم انتظام انقسام الخلايا بشكل صحيح من خلال الانقسام الاختزالي.
• تتم تنفيذ الطفرات النافعة عن طريق الانتخاب الطبيعي.
• يؤدي عبوره إلى ظهور مجموعة جديدة من السمات والاختلافات.

ماذا يحدث في الانقسام المنصف

الانقسام الاختزالي الأولي : خلال المرحلة الأولية من الانقسام الاختزالي، تنقسم خلية الأم إلى خليتين ابنتيتين، وفي هذه المرحلة تنفصل أزواج الكروموسومات المتجانسة عن بعضها وتنتقل إلى الخليتين الابنتيتين، مما يؤدي إلى تقسيم إجمالي عدد الكروموسومات إلى النصف. عادة، تحتوي البويضة أو الخلية المنوية على 23 كروموسوما، وخلال المرحلة الوسيطة، تزدوج هذه الكروموسومات الـ23 حيث يتواجد نسختان متطابقتان من كل كروموسوم (إجمالي 46) مرتبطتان ببعضهما عن طريق السنترومير.

الانقسام الاختزالي الثاني : الانقسام الاختزالي الثاني هو المرحلة التالية للانقسام الاختزالي الأول، وفي هذه المرحلة تتم عملية انقسام الخليتين الابنتين إلى خليتين أخريين، وينتج عنها أربع خلايا ابنة، وتفصل الكروماتيدات الشقيقة في نهاية الانقسام الأول، وتنتهي في الخليتين الوليقتين دون وجود أي ازدواجية أخرى في الحمض النووي أو الكروموسومات.

الانقسام الاختزالي في النباتات والطحالب

تشمل الطحالب والنباتات الكائنات المتعددة الخلايا التي تظهر أشكالا أحادية الصيغة الصبغية وثنائية الصبغيات من خلال الخلايا في دورة حياتها، وتسمى هذه الظاهرة تناوب الأجيال. يتم إنتاج الأبواغ الفردية عن طريق الانقسام المنصف في النباتات والطحالب، وتخضع الجراثيم الناتجة للانقسام الانقسامي أولا مما يؤدي إما إلى ظهور نبات أحادي الصيغة الصبغية أو ظهور الطحلب أحادي الصبغة. يتم بعد ذلك إنتاج الأمشاج وفقا للانقسام الانقسامي أيضا، ويسمى الشكل الناتج أحادي الصيغة الصبغية المشيمي. تندمج الأمشاج أثناء الإخصاب مما ينتج عنه خلايا ثنائية الصبغية، ثم تقوم الجراثيم بالتشكل من هذه الخلايا الثنائية الصبغية عن طريق الانقسام الاختزالي، ويسمى الشكل الناتج ثنائي الصيغة الصبغية بالبوغ .

الانقسام الاختزالي في الفطريات

تمر الفطريات بمراحل جنسية ومراحل لا جنسية خلال دورة حياتها. في هذه المراحل، تحدث عملية اندماج بين البروتوبلاست الأحادي الصيغة الصبغية للفطريات وتسمى plasmogamy، وكذلك اندماج بين النواتين الأحاديتين الصيغة الصبغية وتسمى karyogamy، مما يؤدي إلى تكوين بيضة ملقحة ثنائية الصبغة. بعد ذلك، تنمو البيضة الملقحة الزيجوت إلى سبورانجيوم مطارد، وهذا يؤدي إلى تشكل جراثيم أحادية العدد بواسطة الانقسام المنصف أو الاختزالي. تسمى الجراثيم الناتجة meiospores ويتم إطلاقها من السبورانجيوم، وتنمو كل منها إلى فطر صغير جديد .

يحدث الانقسام الاختزالي في الفطريات في المرحلة الثالثة من المرحلة الجنسية لها، حيث تتألف المرحلة الأولى من البلازوجامي والمرحلة الثانية من الكارايوجامي، وبعد ذلك يحدث الانقسام الاختزالي الذي يعد الخطوة الأساسية في عملية استعادة الحالة الفردية للفطر .

الانقسام الاختزالي في البشر والحيوانات الأخرى

يقوم الانقسام الاختزالي في البشر والحيوانات بإنتاج الأمشاج أحادية العدد وهو ما يعتبر جزء مهم من تكوين الأمشاج لهم وهناك نوعان من الأمشاج هم : تكوين الحيوانات المنوية أي تكوين الأمشاج الذكرية أي خلية الحيوانات المنوية) وتكوين البويضات أي تكوين الأمشاج الأنثوية أي البويضة أو خلية البويضة .

• تكوين البويضات : في هذه العملية يتم إنتاج أربعة من الخلايا الأحادية الصيغة الصبغية من بويضة ثنائية الصبغيات وهنا يصبح ثلاثة من هذه الخلايا أجسام قطبية والرابعه هي من تصبح بويضة وهو ما ينتج عن الانقسام غير المتكافئ الذي يحدث للبويضة في عملية الانقسام الاختزالي حيث تقوم أحدى الخلايا بتلقي معظم السيتوبلازم الخاص بالخلية الأم أما باقي الخلايا فهم يتحللوا وهو ما يعني زيادة تركيز العناصر الغذائية في البويضة التي تشكلت وهذه البويضة تكتسب معظم خصائصها خلال الطور الأول من مرحلة الانقسام الاختزالي .
• الحيوانات المنوية : بعد الانقسام الاختزالي، تكتسب الحيوانات المنوية خصائصها الخاصة لتتطور وتصبح مشيجة وظيفية، حيث يتم تشكيل الحيوانات المنوية عن طريق إضافة سوط وظيفي وتخليصها من معظم السيتوبلازم، وهذا يعني تحولها إلى رأس مضغوط ناضج .

يحدث الانقسام الاختزالي عند البشر خلال مرحلة التكاثر، أما الانقسام المتساوي فهو يحدث في عدة مراحل مختلفة خلال الحياة، وهذه المراحل هي:

• الذكور : يبدأ من سن البلوغ ويستمر طوال الحياة .
• الإناث : الأنثى لديها البويضات الأولية بالفعل ولكنها واقفة حتى المراحل المتقدمة التي تحدث عند البلوغ في الانقسام الاختزالي أي حتى سن البلوغ وهو ما يعني أن بعد ذلك سوف تتطور البويضة إلى بويضة ثانوية عند الإباضة ثم تتوقف عند الطور الثاني من الانقسام الاختزالي الثاني وهو ما لا يكتمل إلا عند الإخصاب فقط فإذا لم تخصب ستتفكك البويضة الموقوفة الثانية وينتج عنه الحيض .