بکرزایی

بکرزایی یا تولید مثل یک جاندار ماده ،‌بدون انجام لقاح ، تاکنون در چند نوع متفاوت از خزندگان شامل     مارمولک های خانواده Teiidae و جنس Lacerta از خانواده Lacertidae و مارهای خانواده Typhlopidae گزارش شده است. در تمام این موارد جمعیت های ایجاد شده توسط بکرزایی ، بطور کامل از افراد نر با ماهیت ژنتیکی یکسان (کلون) تشکیل یافته اند

در دانشگاه آریزونا ماری از گونة Thamnophis elegans vagrans در حالی که به مدت ده سال در آزمایشگاه و به دور از مارهای نر نگهداری شده بود، فرزندانی به دنیا آورد. از تکنیک انگشت نگاری DNA برای تعیین سهم DNA ی پدری در تشکیل این فرزندان استفاده شد. نتایج نشان داد که تمام DNA ی فرزندان از نوع مادری است. اما تمام DNA ی مادری در این فرزندان یافت نمی شود. لذا این یک بکرزایی واقعی بود که جنس نر در آن هیچ دخالتی نداشت. از طرفی فقدان بخشی از DNA ی مادری همراه با این واقعیت که تمام افراد نسل جدید را نرها تشکیل می دهند، نشان می داد که  که این مورد، نوعی خاص از بکرزایی به نام بکرزایی اتومیکتیک Automictic          Parthenogenesis (AP)   است.  AP قبلاً در بوقلمون های اهلی و مرغ های خانگی گزارش شده بود و همیشه حاصل آن فرزندانی نر و دیپلوئید بودند.

برای درک چگونگی بکرزایی اتومیکتیک (AP) باید یادآوری نماییم که در جریان تقسیم میوز برای تولید سلول های جنسی ماده (تخمک) ، تقسیم بطور نامساوی انجام شده و در نتیجه یک سلول هاپلوئید بزرگ و سه سلول هاپلوئید کوچک (گویچه های

قطبی) حاصل می شود.

 در (AP) دومین گویچة قطبی (که در جریان دومین مرحلة میوز همراه با تخمک حاصل می شود) همانند یک اسپرم عمل کرده و دوباره وارد تخمک می شود، یعنی تخمک خودش را بارور می کند. از آنجا که این گویچة قطبی دارای ذخیره ژنتیکی کاملاً یکسانی با تخمک است و از تقسیم یک سلول هاپلوئید که در اولین مرحله میوز ایجاد شده بود، بوجود آمده است ، پس فقط نیمی از انواع کروموزوم های سلول مادری در تشکیل سلول تخم شرکت دارند. به همین دلیل انگشت نگاری DNA ی فرزندان حاصل از AP فاقد برخی از نوارهای DNA ی مادر است.

اما چرا تمام فرزندان نر هستند؟

می دانیم که در پستانداران افراد دارای کروموزوم های جنسی XX ماده و افراد XY نر هستند. اما در دیاپسیدها (diapsids) مانند پرندگان، مارمولک و مارها که دارای بکرزایی هستند، ماده ها دارای دو کروموزوم جنسی ناهمسان (ZW) و نرها کروموزوم های جنسی یکسان (ZZ) دارند. بنابراین مار ماده می تواند دو نوع تخمک تولید کند: نوع Z دار و نوعی که  W دارد.

 د ر جریان بکرزایی مار های معمولی، اگر تخمک و گویچة‌ قطبی همراه آن هر کدام دارای یک کروموزوم (Z) باشند. از لقاح آنها یک جانور نر حاصل می آید و اگر هر دو (W) داشته باشند، سلول تخم حاصل (WW) ، زیستا نخواهد بود. دلیل بالا بودن تعداد تخم های ناقص در بکرزایی نیز همین است.

اما در مارهای غول پیکر ماده مانند پیتون (ZW) ابتدا کروموزوم هایش را  مضاعف می کند( ZWZW ) و سپس با استفاده از تقسیم سلولی،جنین هایی که ماده اند( ZW ) و کلون هایی که مشابه خودشان هستند را به وجود می آورند.

در مارها نیز مانند پرندگان، سلولهای جنس ماده است که دو جور کروموزوم جنسی دارد و سلولهای جنس نر یک جور .
در مارها، ترکیب کروموزوم جنسی جنس نر ZZ و جنس ماده ZW است. بررسی‌ها نشان می‌دهد که نمونه‌های با کروموزوم جنسی WW قادر به ادامه حیات نیستند.

پس این جنس ماده است که با توجه به کروموزومهای جنسی ، دو نوع گامت تولید می کند و تعیین کننده ی جنسیت در فرزندان است.

 در بکرزایی مارها، ماده ها در غیاب نرها اقدام به مضاعف نمودن کروموزوم های تخمک خود می کنند. که نحوه ی این عمل در مارهای معمولی با مارهای غول پیکر متفاوت است. که در ذیل توضیح داده می شود:

در مارهای معمولی، تخمک حاصل از میوز که  یک کروموزوم جنسی z یا w دارد، با دومین گویچه ی قطبی که همراه خودش تولیدشده ترکیب می شود و تخم zz یا ww را به وجود می آورد که گفته شده تخم های ww زنده نمی مانند ولی تخمهای zz زنده می مانند و مار نری را بوجود می آورند که از نظر ژنتیکی کاملا شبیه مادر است و تنها از نظر جنسیت با مادر متفاوت است.

در مارهای غول پیکر مثل پیتون ، به هنگام تولید تخمک با رخ دادن یک خطای میوزی در ابتدای تقسیم میوز سلولهای تتراپلوئید(zwzw) بوجود می آیند که تخمکهای حاصل از چنین سلولی که ب ه صورت Zw هستند تقسیم شده و مار ماده ای که عینا شبیه مادر است را بوجود می آورد.

لذا در هر دو صورت مار حاصل از بکرزایی، دیپلوئید خواهد بود.

بکرزایی در زنبور

تعیین جنسیت در زنبور به لقاح بستگی دارد. زنبورهای دیپلوئید دارای 32 کروموزوم هستند و بنابراین گامت های آنها 16 کروموزوم دارند. زنبورهای نر هاپلوئیدند و 16 کروموزوم دارند، نرها چون هاپلوئیدند نمی توانند میوز انجام دهند بنابراین گامت های آن ها از طریق میتوز ایجاد می شوند. درزنبور بعضی تخمک ها با گامت نر لقاح انجام می دهند و ماده های دیپلوئید را بوجود می آورند (2n=32) و تخمکهای لقاح نیافته به صورت بکرزایی (پارتنوژنز) تکثیر کرده و نرهای هاپلوئید و بارور را ایجاد می کنند (n=16)                                                                                                      

   ظرف دوروز اول، همه ی لاروها از ژله شاهانه (که شامل گرده، عسل و مقدار نسبتا زیادی ویتامین بویژه ویتامین اسید پانتوتنیک که از غدد حلقی زنبورهای کارگر ترشح می شود) تغذیه می کنند، از آن پس لاروهای نر و کارگر بیشتر از عسل و گرده استفاده می کنند ولی لاروهای ملکه بیشتر به تغذیه از ژله شاهانه ادامه می دهند، همین امر باعث می شود ملکه ها با سرعت زیاد رشد کرده و بزرگ شوند.

زمان لازم برای تکامل ملکه 16 روز- کارگرها 21 روز و نرها 24 روز می باشد.

    اولین ملکه ای که از حجره خارج می شود سایر لاروهایی را که در حجره های مخصوص قرار دارند نیش می زند و می کشدإإإ اگر اتفاقا دو ملکه به طور همزمان از جایگاه در آیند فورا نبردی مرگبار را آغاز می کنند تا فقط یکی از آنها باقی بماند.

    معمولا در یک روز آفتابی و بعد از ظهر ملکه از کندو خارج می شود (پرواز جفت گیری) و به ارتفاعات زیاد پرواز می کند، نرها همراه حیوان ماده خارج می شوند، ملکه با یکی از  نرها می آمیزد و میلیونها اسپرم دریافت می کند، این اسپرم ها در کیسه ی واقع در درون شکم ذخیره می شوند، اسپرم های دریافت شده از همین یکبار جفت گیری تا آخر دوره تخمک گذاری ملکه باقی می مانند. ملکه بعد از لقاح به کندوی اولیه بر می گردد و نرها دیگر به کندو بر نمی گردند، زنبورهای نر در هنگام وفور شهد وجود دارند و پس از مدتی به بی غذایی افتاده و می میرند.

یک ملکه ممکن است 3 تا 5 فصل زندگی کند و یک میلیون تخم بگذارد، کارگرها معمولا 6 تا 8 هفته زنده می مانند.

 تولید عسل:

   زنبور کارگر در طول مدتی که زنده است در مواقع مختلف وظایف گوناگونی را برعهده دارد. زنبورهای جوان باید کندوداری کنند و پروازهایی که به منظور جمع آوری غذا صورت می گیرد بر عده کارگرهای مسن تر می باشدإإإ

زنبوری که به جستجوی غذا می رود دانه های گرده ی سرشار از پروتئین و شهد گل را که محلولی رقیق و شیرین است گرد می آورد، دانه های گرده در درون سبدهای گرده، واقع برروی پاهای عقبی حمل می شوند، اما شهد گل را زنبور وارد چینه دان (honey crop ) مخصوص خود می کند که جزئی از لوله گوارش است و در درون آن بزاق تا حدی شیره مذکور را گوارش می دهد. هر زنبور پس از باز گشت به کندو، دانه ی گرده ی همراه را به درون یک جایگاه می نهد و شهد گل را به درون یک جایگاه دیگر بر می گرداند، زنبورهای دیگر دانه های گرده را محکم بسته بندی و تبدیل شهد به عسل را آغاز می کنند، این زنبورها در روی جایگاه های پر از شهد به سرعت بال می زنند تا آب آن تبخیر شود سپس در جایگاه پر از عسل را با موم می پوشانند.

در زمستان که دانه های گرده در دسترس نیست عسل غذای اصلی زنبور را تشکیل می دهد.