Jak wygląda i na czym polega proces przemiany pokoleń u zwierząt? | Leonzoo.pl
Marcin Jankowski | Leonzoo.pl → 20/01/2025 (08:43) → 20/01/2025 (08:44)U większości znanych nam zwierząt każde pokolenie podobne jest do swoich bezpośrednich przodków, a do niego znów podobne jest pokolenie potomków. Wszystkie zatem następujące po sobie pokolenia są do siebie podobne, rozwijają się w taki sam sposób i w taki sam sposób się rozmnażają. Wszystkie żyją w takich samych lub bardzo podobnych warunkach - środowisku i czasie (pora roku).
Proces przemiany pokoleń u zwierząt na przykładzie różnych gatunków
Ale od tego ogólnego schematu rozwoju mogą pojawiać się w różnym kierunku idące odstępstwa. Jeśli np. jakiś gatunek motyla daje w ciągu roku dwa pokolenia, to jedno z nich, wiosenne, może być nieco inaczej ubarwione i może mieć nieco inne rozmiary niż pokolenie drugie, jesienne, a w dodatku gąsienice obu tych pokoleń mogą żywić się innymi roślinami, dostarczającymi im więcej pożywienia w danym sezonie. U niektórych zwierząt dających w ciągu roku wiele pokoleń, jak np. w niektórych planktonowych wrotków lub rozwielitek, pojawiać się może inne zjawisko, zwane cyklomorfozą. Np. niektóre jeziorne rozwielitki z rodzaju Daphnia mają pokolenie zimowe o głowie zaokrąglonej. W końcu wiosny i w lecie wraz z podnoszeniem się temperatury zbiornika, pojawiają się pokolenia mające na głowie coraz wyższy hełm, a ku zimie następuje znów stopniowe, z pokolenia na pokolenie, zaokrąglenie głowy, charakterystyczne dla niższych temperatur. W tym przypadku kolejno następujące po sobie pokolenia mają coraz to inną postać, po roku zaś wracają do postaci z tego samego okresu roku poprzedniego. We wszystkich tych przypadkach sąsiednie pokolenia mogą się nieco różnić od siebie swym wyglądem, ale nie wykazują żadnych zasadniczych różnic w budowie, rozwoju i w sposobie rozrodu.
W świecie zwierzęcym spotykamy jednak przykłady zupełnie zasadniczych różnic między sąsiednimi, następującymi po sobie pokoleniami, które rozmnażają się w odrębny sposób, mają odrębny rozwój, inną postać i inne właściwości biologiczne. W tych przypadkach takie same są nie pokolenia sąsiednie, lecz pokolenia przestępne - co drugie czy co trzecie, albo też po szeregu pokoleń jednego typu budowy i rozwoju zjawia się jedno pokolenie innego typu. Takie to właśnie zjawisko nazywamy przemianą pokoleń. Pojawiać się ono może w różnych postaciach: tzw. pierwotnej przemiany pokoleń - występującej wśród pierwotniaków, oraz metagenezy i heterogonii - występującej u zwierząt wielokomórkowych. Przemiana pokoleń w różnej postaci występuje również u roślin.
Najbardziej znanym rodzajem przemiany pokoleń jest metageneza. Polega ona na przemianie: pokolenia płciowego, a więc rozmnażającego się przez produkcję komórek płciowych, czyli gamet, połączenie ich w zygotę i rozwój zygoty, oraz pokolenia bezpłciowego, rozmnażającego się przez pączkowanie lub podział organizmu macierzystego, a więc powstawanie od razu złożonych organizmów potomnych, zbudowanych z wielu komórek i różnych tkanek. Metageneza występuje u wielu jamochłonów, u niektórych płazińców, niektórych pierścienic, a nawet pojawia się wśród strunowców u sprzągli. U stułbiopławów i krążkopławów spośród jamochłonów pokolenie bezpłciowe stanowią polipy, które mogą rozmnażać się przez pączkowanie , a u stułbiopławów tworzyć nawet rozwinięte kolonie. Również przez pączkowanie boczne u stułbiopławów, a górne pączkowanie wielokrotne, zwane strobilizacją, u krążkopławów, jak np. u bałtyckiej chełbi modrej powstają meduzy. Meduzy odrywają się od polipów, pędzą swobodne życie w wodzie i wytwarzają w swych gonadach jaja i plemniki. Z zapłodnionego jaja powstaje larwa - planula, która osiada na dnia i przekształca się w polipa, rozmnażającego się znów przez pączkowanie. Meduza stanowi więc pokolenie płciowe tych jamochłonów.
Wysoce swoistą metagenezę wykazują sprzągle. Pokoleniem bezpłciowym jest tu beczułkowaty organizm, pływający w wodzie mórz dzięki skurczom okrężnym mięśni, rozmieszczonych jak obręcze na beczce. Na umieszczonym na brzusznej stronie ciała wyrostku, zwanym stolonem pączkorodnym, pojawiają się drobne organizmy potomne - pączki, które stopniowo przewędrowują na inny stolon - grzbietowy, osiadają na nim i zrastają się z nim ściśle. Pączki te nie są jednakowe: jedne stają się osobnikami odżywczymi, inne zaś płciowymi, przy czym osobniki odżywcze odżywiają zarówno osobniki płciowe, jak i osobnika macierzystego, który zmienia się teraz niejako w narząd lokomotoryczny powstałej tak kolonii. Po pewnym czasie osobniki płciowe opuszczają kolonię (która potem obumiera), dojrzewają, produkują jaja i plemniki. Z jaja po zapłodnieniu rozwija się larwa, przekształcająca się stopniowo w osobnika bezpłciowego następnego pokolenia.
Drugi typ przemiany pokoleń - heterogonia, polega na tym, że oba pokolenia rozwijają się z pojedynczych komórek płciowych, lecz w różny sposób, i dają nieco inne postacie. Przemieniają się więc nie pokolenie płciowe z bezpłciowym, lecz rozdzielnopłciowe z obupłciowym (hermafrodytycznym), dzieworodne (partenogenetyczne) z obupłciowym lub dzieworodne z rozdzielnopłciowym. Przemianę pokoleń rozdzielnopłciowego i hermafrodytycznego spotykamy np. u niektórych nicieni. Łączy się ona z zasadniczą zmianą trybu życia: u nicienia rozdzielnopłciowe pokolenie składające się z samców i samic żyje w glebie, a powstałe ze złożonych przez nie jaj pokolenie obupłciowe pędzi życie pasożytnicze w płucach płazów. Bardziej znane są przykłady przemiany pokoleń rozdzielnopłciowego z dzieworodnym - reprezentują je mszyce, jak np. mszyca brzoskwiniowa. Na brzoskwini i innych drzewach owocowych na wiosnę pojawiają się bezskrzydłe samice, tzw. założycielki, rodzące żywe larwy. W końcu wiosny pojawiają się formy skrzydlate, przenoszące się na rośliny zielne i tam dające szereg bezskrzydłych pokoleń. Na jesieni pojawiają się samce i samice, dające zapłodnione jaja zimujące, z których na wiosnę wylęgają się samice założycielki. Tu więc przemiana pokoleń łączy się wyraźnie ze zmianami sezonowymi. Wreszcie przykładów przemiany pokoleń dzieworodnego i obupłciowego dostarczają pasożytne płazińce - przywry, jak np. znana motylica wątrobowa. W wątrobie owiec i bydła żyje hermafrodytyczna postać motylicy, produkująca ogromne ilości jaj, które dostają się przez jelito żywiciela z jego kałem do wody. W wodzie z jaj wylęgają się urzęsione larwy - miracidia, które po krótkim okresie swobodnego życia wnikają do ślimaka - błotniarki moczarowej i tam przekształcają się w workowate postacie, zwane sporocystani. Z komórek jajowych sporocyst powstają dzieworodnie inne, podobne nieco do nich organizmy, tzw. redie, a z kolei z ich komórek rozrodczych - zaopatrzone w ogonki cerkarie. Owe cerkarie opuszczają ślimaka, dostają się do wody i tracąc ogonek, osiadają na zanurzonych w niej trawach - z trawą mogą zostać zjedzone przez owce lub bydło i wówczas po przedostaniu się do wątroby tych zwierząt wyrastają w postać hermafrodytyczną. Tutaj więc mamy do czynienia z przemianą trzech pokoleń: jedno to miracidium i powstała zeń sporocysta, drugie to redia, trzecie - to cerkaria przekształcająca się w postać wątrobową. I tu przemiana pokoleń związana jest ze zmianą warunków życia - a przede wszystkim ze zmianą żywiciela.
Jeszcze bardziej skomplikowany cykl rozwojowy może stwarzać pierwotna przemiana pokoleń występująca u pierwotniaków i charakteryzująca się tym, że każde pokolenie zarówno płciowe, jak i bezpłciowe rozpoczyna tu swój byt od postaci jednokomórkowej i rozmnaża się przez produkowanie również jednokomórkowych postaci. Znanym na ogół przykładem może być tu rozwój zarodźca zimnicy. W krwinkach człowieka żyją liczne, następujące po sobie pokolenia, rozmnażające się bezpłciowo, przez wielokrotny podział osobnika zwanego schizontem na nowe osobniki - merozoity. Te wnikają do innych krwinek, wyrastają przekształcając się w schizonty i znów ulegają podziałowi. Proces ten nosi nazwę schizogonii. Po szeregu takich pokoleń bezpłciowych, w pewnych okresach niektóre merozoity nie przekształcają się w schizonty, lecz rozrastają się w krwince i jako tzw. gametocyty czekają na wessanie z krwią przez komara. W jelicie komara z gametocytów powstają osobniki płciowe - gamety: wielkie, makrogamety, lub przez podział małe mikrogamety. Proces ten nosi nazwę gamogonii. Gamety łączą się ze sobą parami, czyli kopulują, a powstała z ich połączenia zygota, zwana ookinetem, osiada na ściance jelita komara, otacza się cystą i rozrasta niepomiernie. W cyście następują liczne jej podziały, w których wyniku, w procesie zwanym sporogonią, powstaje ogromna liczba sporozoitów.
