المستعمرة (علم الأحياء)

📅 آخر تحديث: ١ أغسطس ٢٠٢٦
✍️ نُشر في: ١ أغسطس ٢٠٢٦
📷 يحتوي على 4 صور
الموسوعة الحرة
مستعمرة من طيور الغاق براندت في بوينت لوبوس ، كاليفورنيا

في علم الأحياء ، تتكون المستعمرة من فردين أو أكثر من نفس النوع يعيشون في ارتباط وثيق أو متصلين ببعضهم البعض. وعادةً ما يكون هذا الارتباط لتحقيق منفعة متبادلة، مثل تعزيز الدفاع أو القدرة على مهاجمة فرائس أكبر. [ 1 ]

تتشكل المستعمرات بأشكال وطرق متنوعة تبعًا للكائن الحي المعني. فعلى سبيل المثال، المستعمرة البكتيرية عبارة عن مجموعة من الخلايا المتطابقة (النسائل). غالبًا ما تتشكل هذه المستعمرات وتنمو على سطح (أو داخل) وسط صلب، وعادةً ما تكون مشتقة من خلية أم واحدة. [ 2 ]

قد تتكون المستعمرات، في سياق التطور، من كائنين أو أكثر من الكائنات الحية الموحدة (أو المنفردة)، أو من كائنات حية تركيبية . تتميز الكائنات الحية الموحدة بتطور محدد (مراحل حياة ثابتة) من الزيجوت إلى الشكل البالغ، وتكون الأفراد أو مجموعات الأفراد (المستعمرات) متميزة بصريًا. أما الكائنات الحية التركيبية [ 3 ]، فتتميز بأشكال نمو غير محددة (مراحل حياة غير ثابتة) من خلال التكرار المتكرر لوحدات (أو أفراد) متطابقة جينيًا، وقد يصعب التمييز بين المستعمرة ككل والوحدات داخلها. [ 4 ] في الحالة الأخيرة، قد يكون للوحدات وظائف محددة داخل المستعمرة.

وعلى النقيض من ذلك، فإن الكائنات الانفرادية - مثل اليغور - لا ترتبط بالمستعمرات؛ فهي تلك التي يعيش فيها جميع الأفراد بشكل مستقل ولديهم جميع الوظائف اللازمة للبقاء والتكاثر.  

بعض الكائنات الحية مستقلة في الأساس، وتشكل مستعمرات اختيارية استجابةً للظروف البيئية، بينما يجب على كائنات أخرى العيش في مستعمرة للبقاء على قيد الحياة ( إلزامية ). على سبيل المثال، تشكل بعض أنواع النحل النجار مستعمرات عندما تتشكل هرمية مهيمنة بين اثنتين أو أكثر من مؤسسات العش [ 5 ] (مستعمرة اختيارية)، بينما المرجان حيوانات متصلة جسديًا بواسطة نسيج حي ( النسيج المشترك ) يحتوي على تجويف معدي وعائي مشترك .

الأنواع

المستعمرات الاجتماعية

مستعمرة نحل العسل (Apis florea) في تايلاند. يبلغ قطر العش 20 سم ويحتوي على حوالي 3600 خلية على كل جانب. يبلغ سمك ستارة النحل التي تغطي قرص العسل الذي توجد عليه الملكة 3-4 نحلات (حوالي 10 مم).

قد تتجمع الكائنات الحية وحيدة الخلية ومتعددة الخلايا لتشكيل مستعمرات. على سبيل المثال،

الكائنات النمطية

يُعدّ المرجان البحري Marrus orthocanna من السيفونوفورات المستعمرة التي تتكون من نوعين من الحيوانات الفردية.

الكائنات النمطية هي تلك التي يتكاثر فيها الجينيت (أو الفرد الجيني المتكون من زيجوت منتج جنسيًا ) لا جنسيًا لتكوين نسخ متطابقة وراثيًا تسمى الراميتات . [ 8 ]

مستعمرة مستنسخة

المستعمرة الاستنساخية هي مجموعة من الفروع من نفس الجين، تعيش متقاربة أو متصلة جسديًا. قد تمتلك هذه الفروع جميع الوظائف اللازمة للبقاء على قيد الحياة بمفردها، أو قد تكون معتمدة على بعضها البعض. على سبيل المثال، تمر بعض شقائق النعمان البحرية بعملية التمزق القاعدي، حيث يتم إنتاج فرد مطابق جينيًا لا جنسيًا من نسيج منفصل عن القرص القاعدي لشقائق النعمان. أما في النباتات، فتتكون المستعمرات الاستنساخية من خلال تكاثر الأفراد المتطابقين جينيًا بواسطة السيقان الجارية أو الجذور .

الكائنات الحية المستعمرة

الكائنات المستعمرة هي مستعمرات استنساخية تتكون من العديد من الأفراد المترابطين جسديًا والمعتمدين على بعضهم البعض. يمكن أن تكون الوحدات الفرعية للكائنات المستعمرة وحيدة الخلية، كما هو الحال في طحلب الفولفوكس (وهو مستعمرة متجانسة )، أو متعددة الخلايا، كما هو الحال في شعبة البريوزوا . ربما كانت الكائنات المستعمرة هي الخطوة الأولى نحو الكائنات متعددة الخلايا . [ 9 ] يُطلق على الأفراد داخل الكائن المستعمر متعدد الخلايا اسم الفروع أو الوحدات أو الأفراد . يُحدد التباين الهيكلي والوظيفي ( تعدد الأشكال )، عند وجوده، مسؤوليات الفروع مثل التغذية والتكاثر والدفاع. ولتحقيق هذه الغاية، يسمح الترابط الجسدي للكائن المستعمر بتوزيع العناصر الغذائية والطاقة التي يحصل عليها من تغذية الأفراد في جميع أنحاء المستعمرة. يُعد قنديل البحر البرتغالي، وهو من الهيدروزوا، مثالًا كلاسيكيًا على الكائنات المستعمرة، وهو واحد من بين العديد من الكائنات في هذه الفئة التصنيفية. [ 10 ]

المستعمرات الميكروبية

مستعمرات مجهرية مستنسخة من فطر المبيضات البيضاء على طبق أجار

تُعرَّف المستعمرة الميكروبية بأنها تجمع مرئي من الكائنات الدقيقة النامية على سطح وسط صلب أو داخله، ويُفترض أنها مُستزرعة من خلية واحدة. [ 11 ] ولأن المستعمرة مُستنسخة ، حيث تنحدر جميع الكائنات الحية فيها من سلف واحد (بافتراض عدم وجود تلوث )، فإنها متطابقة جينيًا، باستثناء أي طفرات (التي تحدث بترددات منخفضة). يُمكن أن يكون الحصول على مثل هذه الكائنات المتطابقة جينيًا (أو السلالات النقية ) مفيدًا؛ ويتم ذلك عن طريق نشر الكائنات الحية على طبق زراعة وبدء مخزون جديد من مستعمرة واحدة ناتجة. [ 12 ]

الغشاء الحيوي هو مستعمرة من الكائنات الحية الدقيقة غالباً ما تتكون من عدة أنواع، ولها خصائص وقدرات أكبر من مجموع قدرات الكائنات الحية الفردية. [ 13 ]

التطور الجنيني في الحشرات الاجتماعية الحقيقية

يشير مصطلح تطور المستعمرة إلى عملية نمو المستعمرة وتطورها. ويصف المراحل والتغيرات المختلفة التي تحدث داخل المستعمرة منذ تكوينها الأولي وحتى بلوغها مرحلة النضج. [ 14 ] قد تختلف مدة تطور المستعمرة وديناميكيتها اختلافًا كبيرًا تبعًا لنوع الكائن الحي والظروف البيئية. [ 15 ] [ 16 ] ويمكن لعوامل مثل توافر الموارد، والمنافسة، [ 17 ] والمؤشرات البيئية أن تؤثر على تقدم المستعمرة ونتائج نموها. [ 18 ]

خلال مراحل تكوين المستعمرات لدى الحشرات الاجتماعية الحقيقية، كالنمل والنحل، تمر المستعمرة بعدة مراحل متميزة، تتميز كل منها بأنماط سلوكية محددة، وتقسيم للعمل، وتعديلات هيكلية. وبينما قد تختلف التفاصيل الدقيقة باختلاف الأنواع، فإن التطور العام يتضمن عادةً عددًا من المراحل المحددة جيدًا، والمفصلة أدناه. [ 19 ] [ 20 ]

مرحلة التأسيس

في هذه المرحلة الأولية، تقوم أنثى واحدة أو مجموعة صغيرة من الإناث، يُطلق عليهن عادةً المؤسسة (أو المؤسسات)، أو الملكة (أو الملكات) (ويُطلق عليهن ملوك النمل الأبيض)، أو الإناث المتكاثرة الأساسية، بتأسيس مستعمرة جديدة. تبني المؤسسات هيكلاً أساسياً للعش وتبدأ بوضع البيض. كما يمكن للمؤسسات القيام بمهام غير تكاثرية في هذه المرحلة المبكرة، مثل رعاية البيض الأول ومغادرة العش لجمع الموارد.

ظهور العمال

تُعرف هذه المرحلة أيضًا بالمرحلة الإرجونومية. مع نمو البيض الذي تضعه الإناث المؤسسة، ينشأ الجيل الأول من العاملات. تستطيع هؤلاء العاملات القيام بمهام متنوعة، مثل البحث عن الطعام، ورعاية الصغار، وصيانة العش. في البداية، يكون عدد العاملات قليلًا نسبيًا، ومهامهن غير متخصصة. مع نمو المستعمرة، يزداد عدد العاملات، ويصبح تقسيم العمل أكثر وضوحًا. قد تتخصص بعض العاملات في مهام مثل البحث عن الطعام، أو الدفاع، أو رعاية الصغار، بينما قد تتولى أخريات مهامًا عامة داخل العش. [ 21 ] يمكن أن تتغير هذه المهام المتخصصة طوال حياة العاملة.

المرحلة التناسلية

في مرحلة معينة من مراحل نمو المستعمرة، عادةً بعد فترة من النمو والنضج، تُنتج المستعمرة أفرادًا تكاثرية، بما في ذلك ملكات عذارى (أميرات) وذكور. يمتلك هؤلاء الأفراد القدرة على مغادرة العش وتأسيس مستعمرات جديدة، مما يضمن استمرار نقل الجينات من المستعمرة الأصلية.

موت المستعمرة

بمرور الوقت، قد تمر المستعمرات بمرحلة شيخوخة ينخفض ​​فيها الإنتاج التناسلي، وتتضاءل حيوية المستعمرة بشكل عام. وفي نهاية المطاف، قد تموت المستعمرة أو يحل محلها جيل جديد من الأفراد القادرين على التكاثر. بعد موت الملكة في مستعمرة أحادية الملكة ، تشمل المصائر المحتملة الأخرى غير موت المستعمرة تعدد الزوجات المتسلسل (عندما تحل ملكة عذراء من المستعمرة محل الملكة الميتة كعضو رئيسي في التكاثر) أو وراثة المستعمرة (عندما تتولى عاملة منصب العضو الرئيسي في التكاثر).

السيرة الذاتية

يستفيد الأفراد في المستعمرات الاجتماعية والكائنات الحية ذات البنية التركيبية من هذا النمط المعيشي. فعلى سبيل المثال، قد يكون من الأسهل البحث عن الطعام، والدفاع عن موقع التعشيش، أو زيادة القدرة التنافسية ضد الأنواع الأخرى. كما أن قدرة الكائنات الحية ذات البنية التركيبية على التكاثر اللاجنسي بالإضافة إلى التكاثر الجنسي تمنحها مزايا فريدة لا تتوفر في المستعمرات الاجتماعية. [ 8 ]

تختلف الطاقة اللازمة للتكاثر الجنسي تبعًا لتواتر ومدة النشاط التناسلي، وعدد وحجم النسل، والرعاية الأبوية. [ 22 ] في حين يتحمل الأفراد المنعزلون جميع تكاليف الطاقة هذه، فإن الأفراد في بعض المستعمرات الاجتماعية يتقاسمون جزءًا من هذه التكاليف.

توفر الكائنات الحية ذات البنية التركيبية الطاقة من خلال التكاثر اللاجنسي خلال حياتها. وتتيح لها الطاقة المخزنة بهذه الطريقة توجيه المزيد من الطاقة نحو نمو المستعمرة، أو تجديد الأجزاء المفقودة (بسبب الافتراس أو أي سبب آخر للوفاة)، أو الاستجابة للظروف البيئية.

انظر أيضاً

مراجع

  1. ↑ جاكسون، جيه بي سي (1977). "التنافس على الركائز البحرية الصلبة: الأهمية التكيفية للاستراتيجيات الانفرادية والجماعية". المجلة الأمريكية لعلم الطبيعة . 111 (980): 743-767 . Bibcode : 1977ANat..111..743J . doi : 10.1086/283203 . S2CID 84687243 . 
  2. ↑ "مستعمرة - قاموس علم الأحياء على الإنترنت" . www.biology-online.org . تم الاطلاع عليه بتاريخ 2017-05-06 .
  3. ↑ هيبرت، لوريل س.؛ سيمبسون، كارل؛ تيوزو، ستيفانو (19 أبريل 2020). "الاستعمار، والاستنساخ، والنمطية في الحيوانات: المشكلة الكبيرة التي يتجاهلها الناس" ( ملف PDF) . مجلة علم الحيوان التجريبي، الجزء ب: التطور الجزيئي والنمائي . 336 (3): 198-211 . doi : 10.1002/jez.b.22944 . ISSN 1552-5007 . PMID 32306502. S2CID 216030034 .   
  4. ↑ بيجون، مايكل؛ وآخرون (2014). أساسيات علم البيئة ( الطبعة الرابعة). وايلي. ISBN   978-0-470-90913-3.
  5. ↑ دان، ت.؛ ريتشاردز، م.هـ. (2003). "متى تكون النحلة اجتماعية: التفاعلات بين القيود البيئية والحوافز والحراسة والترابط في نحلة نجار اجتماعية اختيارية" . علم البيئة السلوكي . 14 (3): 417-424 . doi : 10.1093/beheco/14.3.417 .
  6. ↑ كانشياني، م.؛ أرنيلوس، أ.؛ مورينو، أ. (2019). " مراجعة الكائن الفائق: منهج تنظيمي للترابط الاجتماعي المعقد" . مجلة فرونتيرز في علم النفس . 10 2653: المقالة 2653. doi : 10.3389/fpsyg.2019.02653 . PMC 6901679. PMID 31849768 .  
  7. ↑ غروف، نويل (ديسمبر 1988). "الحفاظ على الطبيعة بهدوء". ناشيونال جيوغرافيك . 174 (6): 822.
  8. 1 2 وينستون، ج. (2010). "الحياة في المستعمرات: تعلم طرق الكائنات المستعمرة الغريبة" . علم الأحياء التكاملي والمقارن . 50 (6): 919-933 . doi : 10.1093/icb/icq146 . PMID 21714171 . 
  9. ↑ ألبرتس، بروس؛ وآخرون (1994). البيولوجيا الجزيئية للخلية ( الطبعة الثالثة). نيويورك: جارلاند ساينس. ISBN   0-8153-1620-8تم الاطلاع عليه بتاريخ 11-06-2014 .
  10. ↑ "الهيدروزوا" . موقع تنوع الحيوانات على الإنترنت . تم الاطلاع عليه بتاريخ 2017-05-06 .
  11. ↑ تورتورا، جيرارد جيه؛ بيرديل، آر.، فونكه؛ كريستين إل.، كيس (2009). علم الأحياء الدقيقة، مقدمة . برلين: بنجامين كامينغز . ص 170-171 . ISBN  978-0-321-58420-5.
  12. ↑ ساندرز، إي آر (2012). " تقنيات المختبر المعقمة: طرق الزرع" . مجلة التجارب المصورة (63) e3064. doi : 10.3791/3064 . PMC 4846335. PMID 22617405 .  
  13. ↑ ناديل، كاري د.؛ خافيير، جواو ب.؛ فوستر، كيفن ر. (يناير 2009). "علم الأحياء الاجتماعي للأغشية الحيوية" . مجلة FEMS لاستعراضات علم الأحياء الدقيقة . 33 (1): 206-224 . doi : 10.1111/j.1574-6976.2008.00150.x . PMID 19067751 . 
  14. ↑ جين، ر. ل. (1986). "تطور تنظيم العمل في الحشرات الاجتماعية". مجلة علم الحيوان الإيطالية . 20 : 119-133 .
  15. ↑ كيلر، ل. (1998). "عمر الملكة وخصائص المستعمرة في النمل والنمل الأبيض". الحشرات الاجتماعية . 45 (3): 235-246 . doi : 10.1007/s000400050084 . S2CID 24541087 . 
  16. ↑ كيلر، ل.؛ جينود، م. (1997). "أعمار استثنائية لدى النمل: اختبار لنظريات التطور في الشيخوخة" . مجلة نيتشر . 389 (6654): 958-960 . Bibcode : 1997Natur.389..958K . doi : 10.1038/40130 . S2CID 4423161 . 
  17. ↑ كرونين، آدم ل.؛ فيديريسي، بيير؛ دومز، كلودي؛ مونين، تيبو (1 فبراير 2012). "تأثير التنافس بين أفراد النوع الواحد على تخصيص الموارد خلال تأسيس مستعمرة تابعة في حشرة اجتماعية" . مجلة Oecologia . 168 (2): 361-369 . Bibcode : 2012Oecol.168..361C . doi : 10.1007/s00442-011-2098-6 . ISSN 1432-1939 . PMID 21833638 .  
  18. ↑ شوفينك، توماس؛ باسيل، ماثيو؛ لي، هو-فينغ؛ سو، نان-ياو (25 نوفمبر 2014). " عدم الاستقرار النمائي في المستعمرات الناشئة للحشرات الاجتماعية" . PLOS ONE . 9 (11) e113949. Bibcode : 2014PLoSO...9k3949C . doi : 10.1371/journal.pone.0113949 . ISSN 1932-6203 . PMC 4244189. PMID 25423502 .   
  19. ↑ بورك، أ. ف. ج. (1999). "حجم المستعمرة، والتعقيد الاجتماعي، والصراع التناسلي في الحشرات الاجتماعية" . مجلة علم الأحياء التطوري . 12 (2): 245-257 . doi : 10.1046/j.1420-9101.1999.00028.x . S2CID 85187599 . 
  20. ↑ ألكسندر، آر دي؛ نونان، كيه إم؛ كريسبى، بي جيه (1991). جابلونسكي، إن جي؛ جاين، في؛ جارشو، إتش؛ شولز-ماكوش، بي؛ دويتش، تي (محررون). تطور السلوك الاجتماعي الحقيقي . بيولوجيا جرذ الخلد العاري. المجلد 3. ص 44.  
  21. ↑ فريدمان، د.؛ جونسون، ب.؛ لينكسفاير، ت. (2020). " الفيزيولوجيا الموزعة والأساس الجزيئي للحياة الاجتماعية في الحشرات الاجتماعية الحقيقية" . الهرمونات والسلوك . 122 104757. doi : 10.1016/j.yhbeh.2020.104757 . PMID 32305342. S2CID 216030233 .  
  22. ↑ كونز، تي إتش؛ أوريل، كيه إس (2004). "تكاليف الطاقة للتكاثر". موسوعة الطاقة . 5 : 423-442 . doi : 10.1016/B0-12-176480-X/00061-9 .