عندما يحدث تحول كامل للحيوان – ماهي انواع التحول مع الامثلة

عندما يحدث تحول كامل للحيوان
عندما يحدث تحول كامل للحيوان

التحول هو عملية تخضع الحيوانات من خلالها لتغيرات جسدية شديدة وسريعة في وقت ما بعد الولادة. قد تكون نتيجة التحول إلى تغيير في مخطط جسم الكائن الحي بالكامل ، مثل تغيير في عدد أرجل الحيوان ، أو وسائل أكله ، أو وسائل تنفسه.

في الأنواع التي تستخدم التحول ، عادة ما يكون التحول مطلوبًا للنضج الجنسي. عادة ما يكون أعضاء ما قبل التحول من هذه الأنواع غير قادرين على التزاوج أو التكاثر.

تشمل الأمثلة الشائعة للتحول العملية التي تمر بها معظم الحشرات ، وتحويل الشراغيف إلى ضفادع. يوضح الرسم البياني أدناه مراحل هذا التغيير ، حيث تتحول الضفادع الصغيرة التي تشبه الأسماك إلى ما يبدو حيوانًا مختلفًا تمامًا:

تشمل الحيوانات التي قد لا تعرفها أنها تخضع للتحول الأسماك والرخويات والعديد من الأنواع الأخرى من الكائنات البحرية المرتبطة بالحشرات أو الرخويات أو الأسماك. الكركند ، على سبيل المثال ، الذي يرتبط ارتباطًا وثيقًا بالحشرات ، يخضع لعملية تحول كجزء من دورة حياته.

التحول هو عملية رائعة. إن سرعة ومدى نمو الخلايا والتمايز أمر مذهل. في معظم الأنواع ، يحدث مثل هذا النمو السريع والتغييرات الكاسحة في نوع الخلية أثناء التطور الجنيني فقط. في الواقع ، يعتقد بعض العلماء أن عملية التحول تتضمن نوعًا من إعادة تنشيط الجينات التي تسمح للخلايا الحيوانية بالانتقال من نوع خلية إلى نوع آخر.

تحدث التغييرات التي تؤدي إلى التحول عن طريق الهرمونات ، التي يطلقها جسم الحيوان كظروف مناسبة لنهج التحول. في بعض الحيوانات يتبعها شلال هرموني ، حيث يتسبب الهرمون المحفز في إفراز عدة هرمونات أخرى تعمل على أجزاء مختلفة من جسم الحيوان.

تسبب الهرمونات تغييرات جذرية في عمل الخلايا ، وحتى تغييرات سلوكية مثل قيام اليرقة بتدوير شرنقتها.

يمكن دراسة تأثيرات الهرمونات على التحول عن طريق إعطاء هذه الهرمونات بشكل مصطنع لحيوانات ما قبل التحول. على سبيل المثال ، يمكن تحفيز الضفادع الصغيرة لبدء فقدان ذيولها وأطرافها النامية مبكرًا عن طريق إضافة هرمونات الغدة الدرقية إلى إمدادات المياه الخاصة بها. للأسف هذا له تأثير ضار على صحة الحيوان.

وظيفة التحول

يظل العلماء غير متأكدين من سبب تطور التحول. بالنسبة لحيوانات اليوم ، فإن الغرض منها واضح: إذا لم يحدث التحول ، فلا يمكن أن تصبح الضفادع الصغيرة ضفادع ولا يمكن أن تصبح اليرقات بالغة النضج قادرة على التكاثر. بدون أعضاء ناضجة تكاثرية ، ستموت هذه الأنواع بسرعة.

ولكن لماذا تتطور هذه الأنواع لتحتاج إلى هذه الخطوة الإضافية في المقام الأول؟ لماذا لا تفقس فقط فراشات كاملة النمو أو ضفادع من البيض؟

على الأقل ، لم تبدأ بعض الأنواع المتحولة بهذه الطريقة: فقس الحشرات الأقدم أساسًا كبالغات كاملة. لكن قبل بضع مئات الملايين من السنين ، عثرت بعض الأنواع على خدعة التحول. كان على ما يبدو ناجحًا إلى حد بعيد ؛ يُعتقد أن ما يقرب من ثلثي الأنواع الحية اليوم تستخدم التحول لإحداث تغييرات كبيرة بين أشكالها البالغة والأحداث.

قد تكمن فائدة التحول في قدرته على تقليل المنافسة . عادة ما تستهلك الحيوانات ما قبل المتحولة موارد مختلفة تمامًا عن أشكالها البالغة. الضفادع الصغيرة تعيش في الماء ، وتتغذى على الطحالب والنباتات. تعيش الضفادع على الأرض وتتنفس الهواء وتتغذى على الحشرات. اليرقات تأكل الأوراق. تعيش الفراشات على الرحيق. إلخ..

هذا يمنع بشكل فعال الأعضاء الأكبر سنا من الأنواع من التنافس مع الأعضاء الأصغر سنا. قد يؤدي هذا إلى وصول المزيد من أعضاء النوع بنجاح إلى مرحلة النضج الجنسي ، دون التعرض لخطر التنافس مع كبار السن من جنسهم.

أنواع التحول

التحول الكامل

في حالة التحول الكامل ، تقوم اليرقة بتغيير مخطط جسمها تمامًا لتصبح بالغًا. وأشهر مثال على ذلك هو نموذج الفراشة ، التي بدأت على شكل كاتربيلر شبيه بالديدان تتغذى على أوراق الشجر ثم تتحول إلى مخلوق طائر يشرب الرحيق بهيكل خارجي .

تسمى الكائنات الحية التي خضعت للتحول الكامل “holometabolous” ، من الكلمات اليونانية “holo” لكلمة “كاملة” أو “كاملة” ، و “ميتا” تعني “تغيير” ، واسم “بولي” لـ “رمي”. “Holometabolous” ، إذن ، يعني “متغير تمامًا” أو “متغير كليًا”.

هذا التحول سريع وكامل لدرجة أن اليرقة يجب أن تدور شرنقة وتبقى نائمة لأسابيع بينما يخضع جسمها لهذه التغييرات الجذرية.

الحيوانات الأخرى التي تتحول من مرحلة اليرقات الشبيهة بالديدان إلى حيوان يبدو مختلفًا تمامًا تشمل الخنافس والذباب والعث والنمل والنحل.

يعتقد بعض العلماء أن المرحلة اليرقية من التحول الكامل قد تكون تطورت من الحشرات التي فقست من بيضها دون أن تنمو بشكل صحيح. قد يكون بعض هذه الأجنة قد نجا لفترة كافية للعثور على طعام في العالم الخارجي ؛ وقد يكون هذا قد منحهم ميزة ، لأنهم سيكونون قادرين على إطعام أطول واكتساب قوة أكبر من أقرانهم قبل التحول إلى مرحلة البلوغ.

تحول غير كامل

في حالة التحول غير الكامل ، تتغير بعض أجزاء جسم الحيوان فقط أثناء التحول. تسمى الحيوانات التي تغير أجسامها جزئيًا فقط أثناء نضوجها “hemimetabolous” ، من الكلمات اليونانية “hemi” لـ “half” و “meta” لـ “change” والفعل “bole” الذي يعني “to throw”.

“Hemimetabolous” إذن هي كلمة تعني “نصف متغير”.

الصراصير والجنادب واليعسوب ، على سبيل المثال ، تفقس من بيض يشبه إلى حد كبير ذواتهم البالغة. يكتسبون أجنحة وأعضاء تناسلية تعمل أثناء نموهم ، لكنهم لا يعيدون تشكيل أجسادهم تمامًا كما يفعل أبناء عمومتهم المتحولون تمامًا.

أمثلة على التحول

الفراشات

ربما شهد الكثير منا عملية التحول مباشرة ، عن طريق رفع اليرقات إلى فراشات في المدرسة. إن فكرة التفاف كاتربيلر تشبه الدودة في شرنقة لأسابيع ثم الظهور كفراشة جميلة هي بالتأكيد فكرة غريبة. لكن التغييرات الواضحة في المظهر ، مثل نمو الأجنحة ، لا تنصف مدى غرابة هذه العملية.

في الشرنقة ، لا تكتسب اليرقات ببساطة أرجلًا وأجنحة وهيكل خارجي. كما أنها تنمو عيونًا جديدة ، وتفقد أجزاء فمها التي تأكل أوراق الشجر وتستبدلها بخراطيم ماصة للرحيق ، وتكتسب أعضاء تناسلية ناضجة.

لتحقيق هذا التغيير الجذري ، تقوم اليرقة المتحولة بهضم نفسها بشكل أساسي.

يلزم قدر كبير من الطاقة والمواد الخام لتحويل كاتربيلر إلى فراشة. لجعل ذلك ممكنًا ، تطلق اليرقات الإنزيمات التي تذوب معظم أجسامها! في الواقع ، القشرة الصلبة للشرنقة مطلوبة ليس فقط لحماية الحشرة المتحولة من الهجوم: إنها مطلوبة للحفاظ على جسمها المسال مرتبطًا ببعضها البعض ، خشية أن تتسرب بعيدًا!

لا يتم إذابة جميع خلايا اليرقة بواسطة هذه الإنزيمات. تعيش أنسجة خاصة تسمى الأقراص التخيلية – ويستخدمون الحساء الذي كان يمثل بقية جسم اليرقة للتغذية. من خلال استهلاك البروتينات والفيتامينات والمعادن – كل ما تحتاجه لبناء فراشة – هذه الأقراص التخيلية قادرة على النمو بسرعة لا تصدق ، وتتطور إلى أجزاء جسم الفراشة الناضجة.

لا يوجد شيء مشترك بين الجسد الجديد والجسد القديم. لها أرجل جديدة ، وأعضاء حسية جديدة ، وهيكل خارجي جديد ، وجهاز تناسلي جديد. حتى أن جهازه الهضمي لا يعمل بنفس الطريقة ، حيث يجب عليه الآن هضم الرحيق بدلاً من الأوراق. هذا كل شيء بالإضافة إلى الأجنحة الجميلة.

يسمح هذا التغيير الجذري للفراشات بإكمال دورة حياتها بكفاءة عالية ، مع عدم وجود منافسة بين الفراشات البالغة واليرقات على الطعام.

تمر العديد من الحشرات الأخرى بعملية مماثلة. تفقس على شكل يرقة تشبه الديدان ، وتغلف نفسها في نهاية المطاف في خادرة صلبة ، وتظهر كبالغين مع أرجل ، وهياكل خارجية ، وميزات أخرى لا تشترك كثيرًا مع اليرقة التي كانت عليها من قبل. يستخدم النحل والخنافس والنمل والذباب هذه الاستراتيجية.

الضفادع

إن تحول الشرغوف إلى ضفدع هو أقل عنفًا قليلاً من تحول اليرقة إلى فراشة ، لكن العمليات تشترك في بعض السمات المشتركة المهمة.

الضفادع الصغيرة لا تذوب أجسادها في الهريسة ؛ لكنهم “يهضمونها” بطريقة أقل إثارة. باستخدام عملية موت الخلايا المبرمج – أو “موت الخلايا المبرمج” – تقوم الشراغيف “بترتيب” الخلايا التي لم تعد بحاجة إليها لتمزيق حمضها النووي والموت. ثم يتم تفكيك الخلايا الميتة للحصول على الطاقة والمواد الخام لصنع خلايا أخرى.

تتفكك خلايا ذيولها وتُستخدم في تكوين أرجلها النامية ؛ تحدث عملية مماثلة مع الخياشيم ، والتي تختفي عندما يبدأ الشرغوف في تكوين رئة تتنفس الهواء.

الشيء المثير للاهتمام الذي يجب ملاحظته هو أن تحول الشرغوف وتحول الحشرات من المحتمل أن يكونا قد تطور بشكل منفصل. السلف المشترك للحشرات والبرمائيات تباعد منذ فترة طويلة ، ولا يُعتقد أن أسلاف الحشرات الحديثة قد استخدمت التحول. عندما تتطور نفس الظاهرة مرتين في كائنات مختلفة جذريًا ، فهذه علامة أكيدة على أنها تكيف مفيد !

سمك

تخضع بعض أنواع الأسماك لتحولات مشابهة لتلك الموجودة في الشرغوف. على الرغم من أن هذه التغييرات ليست مثيرة للغاية ، إلا أنها يمكن أن تؤدي إلى تغييرات في مصدر غذاء السمكة ، وخطة جسمها ، ومكان قدرتها على العيش. تمامًا مثل أشكال التطور الأكثر قسوة ، قد يعمل هذا لمنع البالغين من التنافس مع الأحداث على الغذاء.

السلمون ، على سبيل المثال ، هو من أسماك المياه العذبة في شكلها اليافع. بعد أن خضعت لتحول جزئي ، تصبح سمكة ماء مالح.

عند التفكير في هذه العملية ، من المهم أن تضع في اعتبارك أن جميع الكائنات الحية يجب أن تنظم توازن الملح / الماء. هذا هو السبب في أن البشر لا يستطيعون شرب مياه البحر دون أن يموتوا: فالملح سوف يطغى على الكيمياء الخلوية ، ولن تعمل خلايانا بشكل صحيح. بالطريقة نفسها ، لا يمكن لأسماك المياه العذبة أن تعيش في المياه المالحة. لكي تصبح أسماك المياه المالحة ، يجب أن يطور السلمون أعضاء وآليات خلوية جديدة للتعامل مع المياه المالحة.

لهذا السبب يجب أن يؤدي السلمون هجرته السنوية إلى أعلى ؛ يعيش سمك السلمون البالغ في المحيط ، ولكن يجب أن يفقس بيضه في المياه العذبة حتى يتمكن الصغار من البقاء على قيد الحياة. وهذا يعني أن سمك السلمون البالغ يجب أن يغادر منازلهم في المحيط بحثًا عن أنهار المياه العذبة ، والسباحة إلى أقصى تيار ممكن قبل وضع بيضهم!

المتخبطون ، بشكل غريب ، يخضعون لعملية تحول حيث تتحرك إحدى عيونهم وخياشيمهم من جانب واحد من الرأس إلى الجانب الآخر. تشبه الأسماك المفلطحة كثيرًا مثل معظم الأسماك: فهي تسبح عموديًا بالنسبة للتيار ، مع عين واحدة وفتحة أنف واحدة على كل جانب من جسمها الشبيه بالشفرة. هذا النوع من الجسم يسمح لهم بالسباحة بسرعة مثل معظم أنواع الأسماك الأخرى.

ولكن في مرحلة البلوغ ، المفلطح هو سمكة مسطحة تمويه نفسها بالسباحة على بطونها ، مضغوطة على قاع البحر. لتحقيق هذا التغيير في نمط الحياة ، ينقلب الصغار المفلطحون بشكل أساسي على جوانبهم ويجعلون جانبًا واحدًا من أجسامهم في بطنهم. من خلال التغييرات الخلوية ، تهاجر العين وفتحة الأنف من جانب البطن فعليًا للانضمام إلى العين الأخرى وفتحة الأنف على الجانب “العلوي” من السمكة الآن.

التطور بالتأكيد لديه بعض الطرق الإبداعية لعمل الأشياء!

[zombify_post]