Кіріспе
Биологияда биологиялық өмір циклы (немесе биологиялық контекст анық болғанда өмір циклы) – организмнің өмір кезеңдерінің тізбегі, ол зиготадан басталады, көбінесе жұмыртқада, және көбейетін ересек организмге аяқталады, ол жаңа зигота түрінде ұрпақ тудырады, ол өзінің кезеңдерінің осы тізбегінен өтеді, ал процесс циклдік түрде қайталанады. "Бұл түсінік өмір тарихы, даму және онтогенез түсініктерімен тығыз байланысты, бірақ жаңаруға баса назар аудару арқылы олардан ерекшеленеді". Жыныстық көбеюді қамтитын өмірлік циклдарда гаплоидтық (n) және диплоидтық (2n) кезеңдер кезектесіп келеді, яғни плоидия өзгерісі болады. Диплоидтық сатыдан гаплоидтық сатыға қайта оралу үшін мейоз процесі жүруі керек. Плоидияның өзгеруіне байланысты үш түрлі цикл бар: гаплонттық өмір циклы – гаплоидтық кезең көпжасушалы, ал диплоидтық кезең бір жасушалы, мейоз – "зиготалық". диплонттық өмір циклы – диплоидтық кезең көпжасушалы, гаплоидтық гаметалар түзіледі, мейоз "гаметикалық". гаплодиплонттық өмір циклы (диплохаплонт, диплобионт немесе дибионт өмір циклы деп те аталады) – көпжасушалы диплоидтық және гаплоидтық кезеңдер кездеседі, мейоз – "споралық". Митоз (өсу) қай кезде жүретініне қарай циклдер өзгешеленеді. Зиготалық және гаметикалық мейоздың бір митоздық кезеңі бар: митоз зиготалық мейозда n фазасында, ал гаметикалық мейозда 2n фазасында жүреді. Сондықтан зиготалық және гаметикалық мейоз бірлесіп "хаплобионттық" деп аталады (бір митоздық фаза, гаплонттықпен шатастырмау керек). Ал споралық мейоздың митозы екі кезеңде, диплоидтық және гаплоидтық сатыларда жүреді, бұл "диплобионттық" деп аталады (диплонттықпен шатастырмау керек).
In biology, a biological life cycle (or just life cycle when the biological context is clear) is a series of stages of the life of an organism, that begins as a zygote, often in an egg, and concludes as an adult that reproduces, producing an offspring in the form of a new zygote which then itself goes through the same series of stages, the process repeating in a cyclic fashion. "The concept is closely related to those of the life history, development and ontogeny, but differs from them in stressing renewal." Life cycles that include sexual reproduction involve alternating haploid (n) and diploid (2n) stages, i. e., a change of ploidy is involved. To return from a diploid stage to a haploid stage, meiosis must occur. In regard to changes of ploidy, there are three types of cycles:
haplontic life cycle — the haploid stage is multicellular and the diploid stage is a single cell, meiosis is "zygotic". diplontic life cycle — the diploid stage is multicellular and haploid gametes are formed, meiosis is "gametic". haplodiplontic life cycle (also referred to as diplohaplontic, diplobiontic, or dibiontic life cycle) — multicellular diploid and haploid stages occur, meiosis is "sporic". The cycles differ in when mitosis (growth) occurs. Zygotic meiosis and gametic meiosis have one mitotic stage: mitosis occurs during the n phase in zygotic meiosis and during the 2n phase in gametic meiosis. Therefore, zygotic and gametic meiosis are collectively termed "haplobiontic" (single mitotic phase, not to be confused with haplontic). Sporic meiosis, on the other hand, has mitosis in two stages, both the diploid and haploid stages, termed "diplobiontic" (not to be confused with diplontic).
Ашылу
Организмдердің көбеюі мен дамуын көптеген ботаниктер мен зоологтар зерттеді. Вильгельм Хофмайстер ұрпақтардың кезектесуі өсімдіктерді біріктіретін қасиет екенін көрсетті және осы нәтижені 1851 жылы жариялады (өсімдіктердің жыныстық көбеюіне қараңыз). Өмірлік циклдарды сипаттау үшін қолданылатын кейбір терминдер (хаплобионт және диплобионт) бастапқыда Нильс Сведелиус балдырлар үшін ұсынған, кейіннен басқа организмдерге де қолданыла бастады. Протисттердің өмірлік циклдарында қолданылатын тағы бірнеше терминдерді (автогамия және гамонтогамия) Карл Готлиб Грелл енгізді. Әртүрлі организмдердің күрделі өмірлік циклдарын сипаттау 1840 және 1850 жылдары өзінен пайда болу туралы идеяны жоққа шығаруға көмектесті.
Паразиттердің өмірлік циклі
Паразиттер бір немесе бірнеше қожайынды пайдалануға тәуелді. Өмірлік циклын аяқтау үшін бірнеше қожайын түрін жұқтыруы қажет болса, олардың өмірлік циклы күрделі немесе жанама деп айтылады. Мысалы, дирофилярия иммитисі, яғни жүрек құртының өмірлік циклы жанама. Микрофиляриялар ең алдымен әйел масаға жұтылып, содан кейін жұқпалы личинка сатысына жетеді. Маса кейіннен жануарды шағып, жұқпалы личинкаларды жануарға жеткізеді, олар өкпе артериясына көшіп, ересектерге айналады. Бір түрді ғана жұқтыратын паразиттердің өмірлік циклы тікелей болады. Тікелей өмірлік циклы бар паразиттердің мысалы – Ancylostoma caninum, яғни иттердегі ілгек құрт. Олар қоршаған ортада жұқпалы личинка сатысына дейін жетіліп, содан кейін ит терісіне тікелей еніп, жіңішке ішекте ересектерге айналады. Егер паразит өмірлік циклын аяқтау үшін белгілі бір қожайынды жұқтыруы керек болса, онда ол осы қожайынның міндетті паразиті деп аталады; кейде инфекция факультативті болады – паразит тіршілік етуге және осы нақты қожайын түрін жұқтырмастан өмірлік циклын аяқтауға қабілетті. Паразиттер кейде өмірлік циклын толық аяқтай алмайтын қожайындарға жұғады; мұндай қожайындар кездейсоқ болып саналады. Паразиттердың жыныстық жолмен көбейетін қожайыны түпкілікті, соңғы немесе негізгі қожайын деп аталады. Аралық қожайындарда паразиттер көбеймейді немесе жыныссыз көбейеді, бірақ паразит осы қожайында әрқашан жаңа сатыға жетеді. Кейбір жағдайларда паразит қожайынды жұқтырады, бірақ ешқандай дамудан өтпейді, мұндай қожайындар паратендік немесе тасымалдаушы қожайындар деп аталады. Паратендік қожайын паразиттің түпкілікті қожайынға жұғуының ықтималдығын арттыруға көмектеседі. Мысалы, мысық өкпе құрты (Aelurostrongylus abstrusus) аралық қожайын ретінде шұбар немесе бұқақтарды пайдаланады; бірінші сатыдағы личинка жұмсақ денелілерге еніп, үшінші сатыдағы личинкаға айналады, ол түпкілікті қожайын – мысыққа жұқпалы. Егер тышқан бұқақты жесе, үшінші сатыдағы личинка тышқанның тіндеріне өтеді, бірақ ешқандай дамудан өтпейді.
Эволюция
Өмір циклының бастапқы типі, ықтималда, жыныссыз көбеюге ие гаплоидты жеке тұлғалардан тұрған. Дегенмен, бұл эукариоттар, әдетте, бастапқыда жыныссыз болмаған, бірақ жыныстық көбеюін жоғалтқан, немесе ол әлі байқалмаған болуы мүмкін. Көптеген эукариоттар (жануарлар мен өсімдіктерді қоса алғанда) жыныссыз көбеюді көрсетеді, ол өмірлік циклде факультативті немесе міндетті болуы мүмкін, ал жыныстық көбею көбірек немесе азырақ жиі жүреді. Биологиялық өмірлік циклға қатысатын жеке организмдер әдетте қартайып, өледі, бірақ осы организмдердің кезекті өмірлік цикл буындарын байланыстыратын жасушалары (жыныс жасушалары мен олардың ұрпақтары) потенциалды түрде өлмейтін болады. Бұл айырмашылықтың негізі биологиядағы маңызды мәселе болып табылады. Ресейлік биолог және тарихшы Жорес А. Медведев геномдық репликацияның және басқа синтетикалық жүйелердің дәлдігі ғана жыныс жасушаларының өлмейтіндігін түсіндіре алмайды деп санайды. Медведев жыныстық көбеюдің биохимиясы мен генетикасының белгілі ерекшеліктері биологиялық өмірлік циклдің гаметогенез кезеңінде бірегей ақпаратты сақтау және қалпына келтіру процестерінің бар екенін көрсетеді деп ойлады. Атап айтқанда, Медведев жыныс жасушаларының ақпаратты сақтауының ең маңызды мүмкіндіктері мейоз кезіндегі рекомбинация және ДНК жөндеу арқылы құрылады деп есептеді; ол оларды жыныс жасушаларындағы процестер ретінде қарастырды, олар жыныс емес жасушаларда, мысалы, соматикалық жасушаларда қайтымсыз қартаюға әкелетін зақымдану түрлерінен ДНК мен хромосомалардың тұтастығын қалпына келтіре алады. Жасушалық ұрпақтың өлмейтіндігі жасушалық бөліну потенциалын сақтап қалуға байланысты. Бұл потенциал кез келген жеке ұрпақта жасушаның зақымдануы, жүйке жасушаларында болатын терминалды дифференциация немесе даму кезінде бағдарламаланған жасушаның өлімі (апоптоз) салдарынан жоғалуы мүмкін. Биологиялық өмірлік циклдің жасушалық бөліну потенциалын кезекті ұрпақтарда сақтау жасушалық зақымданудың, әсіресе ДНК зақымдануының алдын алумен және дәл жөндеумен байланысты. Жыныстық организмдерде жыныс жасушаларының кезекті жасушалық цикл буындарындағы жалғасуы ДНК зақымдануын болдырмау және пайда болған ДНК зақымдануын жөндеу процестерінің тиімділігіне байланысты. Эукариоттардағы жыныстық процестер гомологтық рекомбинация арқылы жыныс жасушаларындағы ДНК зақымдануын тиімді жөндеуге мүмкіндік береді.