الاقتران في البراميسيوم: دراسة مُفصلة لآلية التكاثر الجنسي وتبادل المادة الوراثية في الكائنات وحيدة الخلية

التكاثر الجنسي في البراميسيوم (الاقتران):

البراميسيوم كائن حي وحيد الخلية ينتمي إلى مملكة الطلائعيات، ويشتهر بقدرته على التكاثر بطريقتين: التكاثر اللاجنسي عن طريق الانشطار الثنائي، والتكاثر الجنسي عن طريق الاقتران. كما ذكرت سابقًا، الاقتران ليس تكاثرًا بالمعنى الحرفي، بل هو عملية تبادل للمادة الوراثية بين خليتين، تُساهم في التنوع الوراثي وتجديد حيوية الخلية.

وهذا تفصيل لخطوات الاقتران:

1. التقاء الخليتين (التزاوج):

• يوجد ما يُعرف بـ "الأنماط التزاوجية" (Mating types) في البراميسيوم، وهي تُشبه الذكور والإناث في الكائنات الحية الأخرى، لكنها ليست تحديدًا جنسًا. يجب أن تلتقي خليتان من نمطين تزاوجيين مختلفين لحدوث الاقتران.
• تتلاصق الخليتان من خلال منطقة الفم الخلوي (Oral groove)، وهي منطقة مُخصصة للتغذية، لكنها تُستخدم أيضًا في الاقتران.
• يتكون جسر سيتوبلازمي مؤقت بين الخليتين، يُشبه أنبوبًا صغيرًا يربطهما.

2. انقسام النواة الصغيرة (الإنقسام الإختزالي):

• تحتوي كل خلية على نواتين: نواة كبيرة (Macronucleus) مسؤولة عن وظائف الخلية الحيوية، ونواة صغيرة (Micronucleus) مسؤولة عن التكاثر الجنسي.
• تبدأ النواة الصغيرة في كلتا الخليتين بالانقسام الاختزالي، وهو نوع من الانقسام الخلوي يُنتج خلايا أحادية المجموعة الكروموسومية (تحتوي على نصف عدد الكروموسومات).
• ينتج عن الانقسام الاختزالي أربع نوى صغيرة أحادية المجموعة الكروموسومية في كل خلية.

3. تلاشي النوى:

• تتلاشى ثلاث من الأربع نوى الصغيرة الناتجة في كل خلية، وتبقى نواة واحدة فقط.

4. انقسام النواة المتبقية (الإنقسام المتساوي):

• تنقسم النواة الصغيرة المتبقية في كل خلية انقسامًا متساويًا، وهو نوع من الانقسام الخلوي يُنتج خليتين مُتطابقتين وراثيًا.
• ينتج عن هذا الانقسام نواتين أحاديتي المجموعة الكروموسومية في كل خلية.

5. تبادل النوى:

• تنتقل إحدى النواتين من كل خلية عبر الجسر السيتوبلازمي إلى الخلية الأخرى. تُسمى النواة المنتقلة "النواة المُهاجرة" (Migratory nucleus)، بينما تُسمى النواة التي تبقى في الخلية الأصلية "النواة الثابتة" (Stationary nucleus).

6. اندماج النوى (الإخصاب):

• تندمج النواة المُهاجرة مع النواة الثابتة في الخلية المُستقبلة لتكوين نواة ثنائية المجموعة الكروموسومية (تحتوي على العدد الكامل من الكروموسومات). تُسمى هذه النواة "نواة الاندماج" أو "Synkaryon". هذه هي المرحلة التي يُمكن اعتبارها "إخصابًا".

7. انفصال الخليتين:

• ينفصل البراميسيوم المُقترنان عن بعضهما، وكل خلية الآن تحمل نواة اندماج جديدة.

8. تطور النوى بعد الانفصال:

• تنقسم نواة الاندماج في كل خلية عدة مرات انقسامًا متساويًا.
• تتمايز بعض النوى الناتجة لتُصبح نوى كبيرة جديدة، بينما تظل الأخرى نوى صغيرة.
• تتلاشى النواة الكبيرة الأصلية في كل خلية، لتحل محلها النواة الكبيرة الجديدة المُشتقة من نواة الاندماج.

مقارنة بين الاقتران والتكاثر الجنسي في الكائنات المعقدة:

يختلف الاقتران عن التكاثر الجنسي في الكائنات المعقدة في النقاط التالية:

• لا ينتج عنه زيادة مباشرة في عدد الأفراد.
• لا يوجد تمييز حقيقي بين الذكور والإناث، بل أنماط تزاوجية.
• يتم تبادل المادة الوراثية بين خليتين مُتساويتين تقريبًا.

أهمية الاقتران:

• مواجهة الظروف البيئية الصعبة: يُعتقد أن الاقتران يُساعد البراميسيوم على مواجهة الظروف البيئية الصعبة، مثل نقص الغذاء أو التغيرات في درجة الحرارة أو الحموضة. من خلال زيادة التنوع الوراثي، تزداد احتمالية وجود أفراد مُتكيفة مع هذه الظروف.
• إصلاح الحمض النووي: يُمكن أن يُساعد الاقتران في إصلاح بعض الأضرار التي قد تلحق بالحمض النووي.