تعدد الإمناء

في فهم الأحياء، يُشير مصطلح تعدد الإمناء أوتعدد التلقيح (بالإنجليزية: Polyspermy)‏ إلى البويضة التي تم تخصيبها من قبل أكثر من نطفة واحدة. تحتوي الكائنات الضعفانية عادةً على نسختين من جميع كروموسوم، واحدة من كلٍ من الوالدين. في اللقاء، تحتوي الخلية الناتجة عن تعدد الإمناء على ثلاث نسخ أوأكثر من جميع كروموسوم - واحدة من البيضة وواحدة من جميع نطفة. عادةً ما تكون النتيجة هي زيغوت غير قابل للحياة. قد يحدث هذا لأن الحيوانات المنوية فعالة للغاية في الوصول إلى البويضة وتخصيبها بسبب الضغوط الانتقائية للمنافسة المنوية. غالبًا ماقد يكون هذا الموقف ضارًا للإناث: بمعنى آخر، التنافس الجنسي بين الحيوانات المنوية يطموويمتد إلى حتى يُحدِث صراع جنسي.

تعدد الإمناء الفسيولوجي

يحدث تعدد الإمناء الفسيولوجي عندما تقبل البويضة عادة أكثر من حيوان منوي واحد، ولكن واحدًا فقط من الحيوانات المنوية المتعددة يفترض أن يندمج عملاً مع نواة البويضة. يتواجد هذا النوع من تعدد الإمناء الفيسيولوجي في بعض أنواع الفقاريات واللافقاريات على حد سواء. بعض الأنواع تستخدم تعدد الإمناء الفسيولوجي كآلية مناسبة لتطوير ذرايتهم.

بعض هذه الحيوانات تضم-على سبيل المثال لا الحصر- الطيور، والمشطيات، والزواحف والبرمائيات. بعض الفقاريات التي تنتمي للسلويات أوالاسلويات، على سبيل المثال، تخضع السمادل والأسماك الغضروفية والطيور والزواحف لتعدد الإمناء الفسيولوجي بسبب الإخصاب الداخلي لبيضها المحّي (الصفاري). تُحفّز الحيوانات المنوية تنشيط البويضة عن طريق تحفيز هجريز أيون الكالسيوم الحر في السيتوبلازم. يلعب هذا دورًا مهمًا للغاية في جميع من أنواع تعدد الإمناء الفسيولوجي وتعدد الإمناء الموحودي ازدياد الكالسيوم يؤدي إلى تنشيط البويضة. سيتم بعد ذلك تغيير البيضة على جميع من المستوى الكيميائي الحيوي والمورفولوجي. في الثدييات وكذلك قنافذ البحر، يحدث الارتفاع المفاجئ في هجريز الكالسيوم بسبب تدفق أيونات الكالسيوم داخل البيضة. تكون أيونات الكالسيوم مسؤولة عن تفاعل الحبيبات القشرية، كما يتم تخزينها في شبكية البويضة الداخلية.

أثناء عملية تعدد الإمناء الفسيولوجي، تقبل البويضة الكثير من الحيوانات المنوية ولكنها تسمح لنطفة واحدة فقط بدمج نواتها مع نواة البويضة.

على عكس تعدد الإمناء الفسيولوجي، يقوم الإخصاب أحادي الإمناء بتحليل موجات الكالسيوم في البيض، حيث حتى هذه هي عملية التكاثر النموذجية في جميع الأنواع. الأنواعالتي تخضع لتعدد الإمناء الفسيولوجيقد يكون لديها آليات لمنع تعدد الصيغ الصبغية، والتي تعمل داخل البيضة. هذا يختلف تمامًا عن منع تعدد الإمناء العادي الموجود خارج البويضة.

يتطلب بيض بعض الدجاج وعصافير الزيبرا تعدد الإمناء

وفقاً لصحيفة نُشرت في نيويورك تايمز، استنتج الدكتور نيكولا هيمنغز، عالم الأحياء التطوري في جامعة شيفيلد، وأحد مؤلفي الدراسة في مجلة وقائع الجمعية الملكية حتى بيض بعض الدجاج وعصافير الزيبرا يحتاج تعدد الإمناء، منعشرة إلى مئات الحيوانات المنوية، لاختراق البويضة وذلك لضمان الإخصاب والنموالناجح لجنين الطيور.

منع تعدد الإمناء

يحدث تعدد الإمناء في حالات نادرة جداً أثناء التكاثر البشري. في الحقيقية، يتم منع تعدد الإمناء في معظم الأحيان. إذا انخفاض عدد الحيوانات المنوية التي تسبح باتجاه قناة البيض هوأحد الطريقتين اللتين تمنعان تعدد الإمناء لدى البشر. الآلية الأخرى هي منع الحيوانات المنوية من الدخول إلى البويضة المخصبة. وفقًا لـ Developmental Biology Interactive، إذا تم تخصيب البويضة من خلال الحيوانات المنوية المتعددة، فسيحصل الجنين بعد ذلك على الكثير من المراكز الأبوية. عندما يحدث هذا،قد يكون هناك صراع من أجل الكروموسومات الإضافية. تسبب هذه المنافسة فوضى في تشكيل الانشقاق الثلم والنتيجة الطبيعية هي وفاة البيضة المخصبة. تم الإبلاغ عن حالتين فقط من تعدد الإمناء في الإنسان أدت إلى ولادة الأطفال.

منع تعدد الإمناء السريع

تكون معظم بويضات الكائنات الحية التي تتكاثر جنسيًا متكيفة طبيعياً لتجنب عملية تعدد الإمناء. تم تحديد هذه التكيفات الدفاعية في قنفذ البحر، والذي يستجيب بقبول حيوان منوي واحد ومن ثم بتثبيط اختراق الحيوانات المنوية اللاحقة للبويضة. توجد دفاعات مماثلة في حقيقيات النوى الأخرى.

يعتمد منع تعدد الإمناء في قنافذ البحر على تغيير الشحنة الكهربائية عبر سطح البويضة، والذي ينتج عن اندماج الحيوان المنوي الأول مع البويضة.قد يكون بيض قنفذ البحر الغير المخصب ذوشحنة سالبة في الداخل، ولكن هذه الشحنة السالبة تتحول إلى شحنة موجبة عند الإخصاب. بعد ذلك، عندما تقابل الحيوانات المنوية الأخرى البويضة ذات الشحنة الموجبة، يتم منع اندماج البويضة وهذه الحيوانات المنوية. إلى غير ذلك، بعد حتى اندمج الحيوان المنوي الأول والبويضة، يتم منع الحيوانات المنوية اللاحقة من الاندماج. يُعتقد حتى هذا النوع من المنع، أي "المنع الكهربائي لتعدد الإمناء "، قد ينتج لأن هناك جزيء موجب الشحنة في غشاء سطح الحيوانات المنوية والذي يتم نَفره من قبل الشحنة الموجبة على سطح البويضة.

تعمل طريقة منع تعدد الإمناء الكهربائية في الكثير من الأنواع الحيوانية، بما في ذلك الضفادع والمحار والديدان البحرية، ولكن ليس في الكثير من الثدييات التي تمت دراستها (الهامستر والأرانب والفئران). في الأنواع التي لا تحتوي على "المنع الكهربائي"، عادة ما يتم منع تعدد الإمناء عن طريق إفراز المواد التي تشكل حاجزًا ميكانيكيًا لتعددية الإمناء. تمتلك الحيوانات مثل قنافذ البحر إستراتيجية للوقاية من تعدد الإمناء ذات خطوتين: المنع الكهربائي السريع ولكن العابر، والذي يحل محله بعد الدقيقة الأولى أونحوذلك من الوقت، المنع الميكانكي البطيء والدائم. يُعتقد حتى المنع الكهربائي تطور في تلك الأنواع حيث هناك حاجة إلى منع سريع جدًا لتعدد الإمناء، نظرًا لوجود الكثير من الحيوانات المنوية التي تصل في وقت واحد إلى سطح البويضة، كما يحدث في الحيوانات مثل قنافذ البحر. هذا يحدث لأنه في قنافذ البحر، يحدث الإخصاب خارجيًا في المحيط، بحيث يمكن لمئات الحيوانات المنوية لقاءة البويضة في غضون عدة ثوان، مما يحتاج عملية سريعة لمنع تعدد الإمناء.

منع تعدد الإمناء البطيء

في الثدييات، حيث يحدث الإخصاب داخليًا، يصل عدد أقل من الحيوانات المنوية إلى مسقط الإخصاب في قناة البيض. قد يحدث هذا نتيجة لتكييف الجهاز التناسلي الأنثوي على تقليل عدد الحيوانات المنوية التي تصل إلى البويضة. ولكن يبقى هذا غير كافٍ ولذلك فإن آليات منع تعدد الإمناء تظل ضرورية في الثدييات. تفاعل "الإفراز"، المعروف ب "التفاعل القشري" يُغير الغلاف الخارجي للبيضة (المنطقة الشفافة)، وتقوم بعض الآليات الإضافية، الغير المفهومة جيدًا بعد، بتعديل غشاء بلازما البيضة. يتم تعديل المنطقة الشفافة بواسطة البروتييز السيرين التي يتم افرازه من الحبيبات القشرية. يقوم البروتييز بتدمير الارتباط البروتيني بين غشاء الخلية والغشاء المحي، كما يقوم أيضاً بإزالة أي مستقبلات يرتبط بها الحيوانات المنوية الأخرى، ويساعد بذلك في تكوين غلاف الإخصاب من الحبيبات القشرية.

يبدأ منع تعدد الإمناء البطيء في غضونعشرة ثوانٍ من اندماج الأغشية المنوية وأغشية البلازما البويضية. يحدث التفاعل القشري، المسؤول عن منع تعدد الإمناء البطيء، بسبب أمواج وتذبذبات في مستويات الكالسيوم داخل البويضة. ما يثير مثل هذه التذبذبات هوالPLC-zeta، وهوفوسفوليباز فريد للحيوانات المنويةقد يكون حساس جدًا لهجريزات الكالسيوم. عندما تدخل الحيوانات المنوية الأولى داخل البويضة، فإنها تجلب PLC-zeta، التي يتم تنشيطها بهجريزات الكالسيوم القاعدية في البويضات. ينتج عن هذا الكالسيوم اندماج الحويصلات القشرية مع غشاء بلازما البويضة، وإطلاق محتوياتها في المساحة المحيطة بالبيضة، وتسمى الحيز المحيط بالمح. هذا يحمل الغشاء المحي ويثبط مستقبلات الربط الموجودة عليه. وبالتالي، يتم إطلاق أي حيوانات منوية إضافية من الغشاء المحي ولا يعود هناك مزيد من الارتباط. وهذا يساهم في تشكيل ال IP3 وإطلاق الكالسيوم من مخازن الشبكة الإندوبلازمية، وتوليد التذبذبات في هجريز الكالسيوم الذي ينشط البويضة ويمنع تعدد الإمناء.

انظر أيضا

التفاعل القشري
تفاعل الأكروسوم
حبيبة قشرية
تخصيب
غشاء محي
حيز محيط بالمح
المنطقة الشفافة
تنشيط الخلية البيضية

المراجع

^ Team, Almaany. "ترجمة ومعنى polyspermy بالعربي في قاموس المعاني. قاموس عربي انجليزي مصطلحات صفحة 1". www.almaany.com (باللغة الإنجليزية). مؤرشف من الأصل في 25 ديسمبر 2019. اطلع عليه بتاريخ 25 ديسمبر 2019.
^ Göran; Rowe, Locke (2005-12-31). . Princeton: Princeton University Press. ISBN . مؤرشف من الأصل فيعشرة أبريل 2020.
^ Team, Almaany. "ترجمة ومعنى yolk بالعربي في قاموس المعاني. قاموس عربي انجليزي مصطلحات صفحة 1". www.almaany.com (باللغة الإنجليزية). مؤرشف من الأصل في 25 ديسمبر 2019. اطلع عليه بتاريخ 25 ديسمبر 2019.
^ Team, Almaany. "ترجمة ومعنى monomeric بالعربي في قاموس المعاني. قاموس عربي انجليزي مصطلحات صفحة 1". www.almaany.com (باللغة الإنجليزية). مؤرشف من الأصل في 26 ديسمبر 2019. اطلع عليه بتاريخ 26 ديسمبر 2019.
^ Ojima, Iwao (2012-10). "Interview: Interview with Future Medicinal Chemistry's US Senior Editor, Iwao Ojima". Future Medicinal Chemistry. 4 (16): 2019–2022. doi:10.4155/fmc.12.151. ISSN 1756-8919. مؤرشف من الأصل في 25 ديسمبر 2019.
^ Belousov, L. V. (2011-09). "Scott F. Gilbert—Developmental Biology, 2010, Sinauer Associates, Inc., Sunderland, MA Ninth Edition". Russian Journal of Developmental Biology. 42 (5): 349–349. doi:10.1134/s1062360411050043. ISSN 1062-3604. مؤرشف من الأصل في 2 يونيو2018.
^ Charbonneau, Michel; Grandin, Nathalie (1992-01). "A hypothesis on p34cdc2 sequestration based on the existence of Ca2+-coordinated changes in H+ and MPF activities during pus egg activation". Biology of the Cell. 75 (3): 165–172. doi:10.1016/0248-4900(92)90137-p. ISSN 0248-4900. مؤرشف من الأصل في 26 ديسمبر 2019.
^ Hemmings, N.; Birkhead, T. R. (2015-11-07). "Polyspermy in birds: sperm numbers and embryo survival". Proceedings of the Royal Society B: Biological Sciences. 282 (1818): 20151682. doi:10.1098/rspb.2015.1682. PMC 4650155. PMID 26511048. مؤرشف من الأصل في 25 أكتوبر 2019. صيانة CS1: تنسيق PMC (link)
^ Bhanoo, Sindya N. (2015-11-02). "Bird Eggs Are Fertilized by More Than One Sperm". The New York Times (باللغة الإنجليزية). ISSN 0362-4331. مؤرشف من الأصل في 25 مارس 2019. اطلع عليه بتاريخ 26 ديسمبر 2019.
^ Mio, Yasuyuki; Iwata, Kyoko; Yumoto, Keitaro; Kai, Yoshiteru; Sargant, Haruka C.; Mizoguchi, Chizuru; Ueda, Minako; Tsuchie, Yuka; Imajo, Akifumi (2012-06-14). "Possible mechanism of polyspermy block in human oocytes observed by time-lapse cinematography". Journal of Assisted Reproduction and Genetics. 29 (9): 951–956. doi:10.1007/s10815-012-9815-x. ISSN 1058-0468. مؤرشف من الأصل فيعشرة يونيو2018.
^ "http://www.devbio.biology.gatech.edu/model-organisms-for-developmental-biology/sea-urchin-2/fertilization-avoiding-polyspermy/". مؤرشف من الأصل فيعشرة أبريل 2020. روابط خارجية في |title= (مساعدة)
^ Gabbett, Michael T.; Laporte, Johanna; Sekar, Renuka; Nandini, Adayapalam; McGrath, Pauline; Sapkota, Yadav; Jiang, Peiyong; Zhang, Haiqiang; Burgess, Trent (2019-02-28). "Molecular Support for Heterogonesis Resulting in Sesquizygotic Twinning". New England Journal of Medicine. 380 (9): 842–849. doi:10.1056/nejmoa1701313. ISSN 0028-4793. مؤرشف من الأصل فيعشرة أبريل 2020.
^ Paucksch, Eberhard (1996). "Zerspantechnik". doi:10.1007/978-3-322-94330-9. مؤرشف من الأصل في ثلاثة يونيو2018.
^ Jaffe, Lois; Jaffe, Arthur (1976-12). "Terminal Candor and the Coda Syndrome". The American Journal of Nursing. 76 (12): 1938. doi:10.2307/3424036. ISSN 0002-936X. مؤرشف من الأصل فيعشرة أبريل 2020.
^ Iwao, Yasuhiro; Jaffe, Laurinda A. (1989-08). "Evidence that the voltage-dependent component in the fertilization process is contributed by the sperm". Developmental Biology. 134 (2): 446–451. doi:10.1016/0012-1606(89)90117-6. ISSN 0012-1606. مؤرشف من الأصل فيعشرة أبريل 2020.
^ LAURINDA A.; GOULD, MEREDITH (1985). . Elsevier. صفحات 223–250. ISBN . مؤرشف من الأصل فيعشرة أبريل 2020.
^ "Wright, Gilbert Scott". Benezit Dictionary of Artists. Oxford University Press. 2011-10-31. مؤرشف من الأصل فيعشرة أبريل 2020.
^ Hsieh, YJ; Leu, YL; Chang, CJ (2013-08). "The anti-cancer activity of Kalanchoe tubiflora". OA Alternative Medicine. 1 (2). doi:10.13172/2052-7845-1-2-748. ISSN 2052-7845. مؤرشف من الأصل فيعشرة أبريل 2020.
^ "Chapter 13B. Fertilization and Cleavage". biology.kenyon.edu. مؤرشف من الأصل في 29 سبتمبر 2019. اطلع عليه بتاريخ 11 أبريل 2020.