ΦΥΣΙΟΓΝΩΣΤΙΚΑ Α' Ενιαίου Λυκείου

----- ..... " ~J.-.-----__ ~

ΥΠΟΥΡΓΕΙΟ ΠΑΙΔΕΙΑΣ ΚΑΙ ΠΟΛΙΤΙΣΜΟΥ

ΔΙΕΥΘΥΝΣΗ ΜΕΣΗΣ ΕΚΠΑΙΔΕΥΣΗΣ

ΥΠΗΡΕΣΙΑ ΑΝΑΠΤΥΞΗΣ ΠΡΟΓΡΑΜΜΑΤΩΝ • ΛΕΥΚΩΣΙΑ

ΥΠΟΥΡΓΕΙΟ ΠΑΙΔΕΙΑΣ ΚΑΙ ΠΟΛΙΤΙΣΜΟΥ

ΔΙΕΥΘΥΝΣΗ ΜΕΣΗΣ ΕΚΠΑΙΔΕΥΣΗΣ

ΦΥΣΙΟΓΝΩΣΤΙΚΑ

Α' ΕΝΙΑΙΟΥ Λ ΥΚΕΙΟΥ

ΣΥΓΓΡΑΦΗ:

ΑΝΔΡΟΥΛΑ ΝΙΚΟΛΑΟΥ

ΑΝΔΡΟΥ ΛΑ ΑΝΘΟΥ ΛΗ

Για τη συγγραφή της Α ' ενότητας

συνεργάστηκε ο Κώστας Κουρέας

ΕΠΟΠΤΕΙΑ

ΧΡΙΣΤΟΣ Χ . ΓΕΩΡΓιΑΔΗΣ , δ . φ"

Πρώτος Λειτουργός Εκπαίδευσης

ΥΠΗΡΕΣΙΑ ANAΠΤVΞHΣ ΠΡΟΓΡΑΜΜΑΤΩΝ

ΛΕΥΚΩΣΙΑ

Επιμέλεια έκδοσης: Ανδρούλα Νικολάου

ΑνδρούλαΑνθούλη

Σχέδιο εξωφύλλου - Σχέδια : Δέσπω Σάββα

Ηλεκτρονική επιμέλεια σχεδίων : Λούκας Παπαντωνίου

Πληκτρολόγηση - Ηλεκτρονική σελίδωση: Μαρία Χαραλάμπους Σολωμού

Α' Έκδοση 1995 Γ' Έκδοση 2000 Ανατύπωση 2002,2004,2005 Ανατύπωση 2006, 2007, 2008, 2009

Εκτύπωση : Printco Ltd

Εκφράζουμε τις ευχαριστίες μας προς τους συναδέλφους καθηγητές Φυσιογνωστικών κ . Ανδρέα Χρίστου και κ . Κώστα Κουρέα για τη βοήθεια που μας προσέφεραν για την

έκδοση του βιβλίου αυτού.

Ι . 8.Β.Ν . 9963 - Ο - 4219 - 8

ΠΡΟΛΟΓΟΣ

Με πολλή χαρά προλογίζω την έκδοση του βιβλίου "Φυσιογνωστικά" Α' Ενιαίου Λυ­κείου. Το βιβλίο θα αποτελέσει πολύτιμο διδακτικό βοήθημα για το σύνολο των μαθη­τών της Α ' τάξης του Ενιαίου Λυκείου , ενώ ταυτόχρονα θα τους εισάγει και θα τους προετοιμάζει για τα επιλεγόμενα μαθήματα των επόμενων τάξεων.

-Για τη συγγραφή του βιβλίου εργάστηκαν οι καθηγητές Ανδρούλα Νικολάου , Ανδρού­λα Ανθούλη και Κώστας Κουρέας. Η φιλοτέχνηση του εξωφύλλου και τα έγχρωμα σχέδια έγιναν από την καθηγήτρια Δέσπω Σάββα . Την όλη εποmεία είχε ο Δρ Χρίστος Γεωργιάδης , Πρώτος Λειτουργός Εκπαίδευσης.

Προς όλους τους συντελεστές της έκδοσης αυτής εκφράζω τις θερμές ευχαριστίες και τα συγχαρητήριά μου .

Μ. Φιλίππου

Αν. Διευθυντής Μέσης Εκπαίδευσης

ΕΙΣΑΓΩΓΙΚΟ ΣΗΜΕΙΩΜΑ

Το βιβλίο αυτό αποτελείται από τρεις ενότητες και πρόκειται να συμπληρωθεί σε

επόμενη έκδοση με άλλες δυο ενότητες .

Προορίζεται για το σύνολο των μαθητών της Α · τάξης Ενιαίου Λυκείου.

Η παρούσα έκδοση μελετά τις βασικές αρχές που διέπουν τη διαιώνιση και την

αναπαραγωγή των ειδών , τους μηχανισμούς της κληρονομικότητας και την εξέλιξη της

ζωής .

Βασικός στόχος της έκδοσης , εκτός από την προσφορά γνώσεων, είναι και η

ευαισθητοποίηση και η απόκτηση θετικών στάσεων σε θέματα υγείας . Αυτές θα

βοηθήσουν τους νέους να προλάβουν δυσάρεστες καταστάσεις και να διαφυλάξουν

ό , τι πολυτιμότερο έχουν , την υγεία τους .

Στο βιβλίο εφαρμόζεται η ευρετική μέθοδος , κατά την οποία γίνεται χρήση ερωτημάτων

ποικιλίας σχεδιαγραμμάτων και πειραμάτων και προβληματισμός. .

Η μέθοδος αυτή επαυξάνει το ενδιαφέρον των μαθητών , καθιστά ευκολότερη την

αφομοίωση της γνώσης και βοηθά στην ανάπτυξη δεξιοτήτων και κριτικής σκέψης .

Στο τέλος κάθε κεφαλαίου περιλαμβάνεται αριθμός ερωτήσεων και ασκήσεων με

στόχο την εμπέδωση της ύλης , την ορθή χρήση των νέων όρων και την καλλιέργεια

της κριτικής σκέψης ,

Ελπίζουμε ότι . η έκδοση αυτή θα συμβάλει ώστε να επιτευχθούν οι στόχοι του

Αναλυτικού Προγράμματος των Φυσιογνωστικών Α · Ενιαίου Λυκείου.

Οι συγγραφείς

ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ

ΕΝΟΤΗΤΑ Α. ΠΩΣ ΑΡΧΙΖΕΙ Η ΖΩΗ

1. Η συνέχεια της ζωής ........................................................... .

2. Διαιώνιση της ζωής .............................................................. .. 2.1 Μονογονία στους ζωντανούς οργανισμούς .............................. . 2.2 Αμφιγονία στους φυτικούς οργανισμούς ..................... ... ........... .

2.3 Αμφιγονία στους ζωικούς οργανισμούς ... .... .......................... ... .

3. Αναπαραγωγή στον άνθρωπο ...................... ..... .................... .. .... . 3.1 Γεννητικό σύστημα του άντρα ........... ... ............. .... .................. . .

3.2 Γεννητικό σύστημα της γυναίκας .................... .. ......................... .

3.3 Γονιμοποίηση ............ ... .. ..... ................ ............. ........... ............. ... . Ανάπτυξη του εμβρύου - Τοκετός ................................ .. .......... ..

3.4 Νοσήματα που σχετίζονται με το γεννητικό σύστημα .......... .. ..

4 Ασκήσεις ....................................................................................... .

ΕΝΟΤΗΤΑ Β. ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΣΤΗΝ ΚΛΗΡΟΝΟΜΙΚΟΤΗΤΑ

5. Πώς κληρονομούνται οι χαρακτήρες ................................... . 5.1

5.2

Χρωματοσώματα - Κυτταρική διαίρεση .... .... ............................ ..

Εκδήλωση χαρακτήρων - Νόμοι κληρονομικότητας .................... .

6. Περιπτώσεις κληρονομικότητας στον άνθρωπο ...... 6.1

6.2

Αυτοσωματική κληρονομικότητα ......... ....... ... ............... ............. .

Φυλοκαθοριστική κληρονομικότητα ......................................... ..

6.3 Γονίδια στα φυλετικά χρωματοσώματα .................................... ..

1 - 41

2 - 3

3 - 16 3 - 9 9 - 12

12 - 16

16 - 42

16 - 19

20 -26

26 -34

35 -39

40 - 42

43 -78

44 -57

44 -48

49 - 57

58 - 70

58 - 66

66 - 67

68 - 70

7. Προγεννητική πρόληψη - Ευγονική ............................... .

8. Μεταλλάξεις - Γενετικά λάθη ........................................ .

9. Εφαρμοσμένη γενετική - Γενετική μηχανική .............. .

10. Ασκήσεις ............................................................................... .

ΕΝΤΟΤΗΤΑ Γ. ΕΞΕΛΙΞΗ

11. Το γεγονός της εξέλιξης

12. Ο μηχανισμός της εξέλιξης

13. Η εξέλιξη του ανθρώπου

14. Ασκήσεις

70 - 73

73 - 75

75 - 76

76 - 78

79 - 90

80 - 83

83 - 86

87 - 89

90

ΕΝΟΤΗΤΑ Α. ΠΩΣ ΑΡΧΙΖΕΙ Η ΖΩΗ

1. Η συνέχεια της ζωής

2. Διαιώνιση της ζωής

2.1 Μονογονία

2.2 Αμφιγονία στους φυτικούς οργανισμούς

2.3 Αμφιγονία στους ζω"ίκούς οργανισμούς

3. Αναπαραγωγή στον άνθρωπο

3.1 Γεννητικό σύστημα του άντρα

3.2 Γεννητικό σύστημα της γυναίκας

3.3 Γονιμοποίηση του ωαρίου - Εξέλιξη του εμβρύου -Τοκετός

3.4 Νοσήματα που σχετίζονται με το γεννητικό σύστημα

4. Ασκήσεις

1 Ι

2

ΕΝΟΤΗΤ Α Α. ΠΩΣ ΑΡΧΙΖΕΙ Η ΖΩΗ

1. Η συνέχεια της ζωής Η ζωή κάθε ζωντανού οργανισμού τε­λειώνει με το θάνατό του.

Εν τούτοις υπάρχει συνέχεια της ζωής πάνω στη γη, η οποία εξασφαλίζεται, όπως είναι γνωστό, με τη λειτουργία της αναπαραγωγής.

Υπάρχει άραγε η δυνατότητα να συμβεί αυτόματη δημιουργία της ζωής από μη ζωντανά υλικά;

~ρασTηρlόTηTα Α . Πείραμα Pasteur

Είναι γνωστό πως, αν αφήσουμε εκτεθειμένη στον ατμοσφαιρικό αέρα κάποια νεκρή οργανική ουσία, ζωική ή φυτική, αυτή θα αλ­λοιωθεί ως προς την εμφάνιση, και θα παρουσιάσει άσχημη μυρωδιά (σήψη ουσίας). Οι αλλαγές αυτές προκαλούνται από διάφορους μι­κροοργανισμούς όπως πχ τα βα-κτήρια, οι μύκητες Κ.τ.λ. .

1. Αφού αποστειρώσετε δύο γιάλι­νες φιάλες, τα τρυπημένα πώματά τους και τους γιάλινους σωλήνες που φαίνονται στην εικ. 1.1, σε νερό που βράζει για 20 περίπου λεπτά να βάλετε ζωμό κρέατος στις δύο φιάλες και να βράσετε πάλι για 20 λεπτά.

- Γιατί νομίζετε αποστειρώσαμε τις φιάλες και βράσαμε το ζωμό του κρέατος μέσα σ' αυτές;

(α) (β)

Εικ: 1.1. Πείραμα του Pasteur

2. Αφήστε τις φιάλες για μερικές μέρες στο εργαστήριο και κάνετε καθημερινά τις παρατηρήσεις σας.

- Σε ποια φιάλη παρατηρείται αλ­

λαγή στην εμφάνιση και στη μυρω­

διά;

- Τι προκαλεί τις αλλαγές αυτές;

3. Προσέξετε ότι το σχήμα του

σωλήνα της φιάλης (α) επιτρέπει

την είσοδο των μικροοργανισμών

στη φιάλη ενώ της φιάλης (β) δεν

την επιτρέπει.

- Μπορούμε να δεχτούμε ότι οι μι­

κροοργανισμοί δημιουργήθηκαν

και από το θρεπτικό υλικό; Δικαιο­

λογήστε την απάντησή σας.

- Είναι επομένως δυνατή η αβιο­

γέννηση, δηλαδή η γένεση οργανι­

σμών από μη ζωντανά οργανικά

υλικά;

Με την αποστείρωση των φιαλών και του θρεπτικού υλικού (ζωμού κρέατος) , σκο­τώθηκαν όλοι οι μικροοργανισμοί.

Στη φιάλη (α) της εικ. 1.1 της δραστηριό­τητας Α, εμφανίστηκαν αλλαγές στο ζωμό του κρέατος οι οποίες οφείλονται

στην ύπαρξη βακτηρίων.

Οι αλλαγές αυτές έγιναν εντονότερες με την πάροδο του χρόνου εξαιτίας της με­γάλης αναπαραγωγικής ικανότητας των

βακτηρίων.

Η εΙ;J.φάνιση των βακτηρίων μόνο στη φιάλη (α) οφείλεται στην είσοδό τους

από τον ατμοσφαιρικό αέρα διαμέσου του σωλήνα . Το σχήμα του σωλήνα της φιά­λης (β) εμπόδισε την είσοδο των βακτη­

ρίων σ' αυτή.

Η δημιουργία βακτηρίων από το θρεπτικό υλικό αποκλείεται αφού δεν παρατηρεί­ται εμφάνισή τους και στις δυο φιάλες.

Με το πείραμα αυτό το οποίο πρώτος έκανε ο Γάλλος επιστήμονας Louis Pasteur, αποδεικνύουμε ότι οι ζωντανοί οργανισμοί τ:τροέρχονται μόνο από ζω­ντανούς οργανισμούς.

Επομένως θεωρούμε ότι , είναι αδύνατη η αυτόματη γένεση της ζωής.

Κάθε ζωντανός οργανισμός προ­έρχεται από ζωντανό οργανισμό ' Η αυτόματη δημιουργία της ζωής είναι αδύνατη .

3

2. Διαιώνιση των ειδών Η διαιώνιση των ειδών πάνω στη Γη, η συνέχιση δηλαδή της ύπαρξης των διαφό­ρων ειδών δια μέσου των αιώνων, εξα­σφαλίζεται ως γνωστό με τη λε ιτουργ ία της αναπαραγωγής .

Με ποιους τρόπους άραγε , γίνεται η λει­τουργία της αναπαραγωγής;

2.1 Μονογονία

Δραστηριότητα Α: Αναπαραγωγή

με μόσχευμα.

1. Τοποθετήστε σε δοχείο με νερό ένα μόσχευμα (κομμάτι βλαστού) από κάποιο φυτό Π .χ βασιλικό, κισσό , κ.τ.λ.

2. Μετά από μια εβδομάδα να κά­νετε τις παρατηρήσεις σας . Ποιες αλλαγές παρουσιάζονται στο μό­σχευμα;

- Η εμφάνιση νέων οργάνων στο μόσχευμα του βασιλικού βοηθά άραγε στην επιβίωσή του;

- Νομίζετε πως με τον πιο πάνω τρόπο επιτυγχάνεται αναπαραγω­γή του φυτού από το οποίο πήρα­

με το μόσχευμα ;

- Μπορεί ο τρόπος αυτός αναπα­

ραγωγής με μόσχευμα να ονομα­στεί μονογονία ή αγενής αναπαρα­γωγή ; Γιατί ;

4

Δραστηριότητα Β. Μέθοδοι μονΟΥΟ­νίας.

Εκτός από την πιο πάνω μέθοδο μονογονικού τρόπου αναπαραγω­γής μήπως υπάρχουν και άλλες μέθοδοι;

Ακολουθώντας τις οδηγίες 1 και 2 να ετοιμάσετε μια καλλιέργεια από παραμήκια (πρωτόζωα) .

1. Σε γιάλινο δοχείο ζέσεως να βράσετε λίγη ποσότητα νερού με άχυρα και να τη διηθήσετε.

2. Στο διήθημα να προσθέσετε ακόμη λίγη ποσότητα αχύρου και να αφήσετε το μίγμα εκτεθειμένο στον αέρα για μερικές μέρες (4-5 ημέρες).

3. Μετά την πέμπτη ημέρα να κάνετε καθημερινές μικροσκοπικές παρατηρή­σεις παίρνοντας δείγμα από την καλ­λιέργειά σας. Να συγκρίνετε τον αριθμό των παραμηκίων που βλέπετε σε κάθε παρατήρηση .

- Πού οφείλεται η ραγδαία αριθμη­τική αύξηση των παραμηκίων ;

- Με ποιο τρόπο άραγε , έγινε η αναπαραγωγή των παραμηκίων ; Παρατηρήστε την εικ . 2.1.1. 4. Κλείστε ένα κομμάτι βρεγμένο ψωμί σε πλαστικό σακούλι για λίγες ημέρες ώστε να αναπτυ­χθούν σ' αυτό μύκητες (κν. μού­χλα).

5. Παρατηρήστε στο μικροσκόπιο τους μύκητες που έχουν αναπτυ­χθεί και συσχετίστε αυτό που βλέ­πετε στο μικροσκόπιο με την εικ. 2.1.2. - Ποιος νομίζετε είναι ο ρόλος των σπορίων που υπάρχουν στο σποριάγγειο ;

Εικ.2.1. 1 Διαίρεση παραμηκίου

Σπόρια --....,....::::....,-­

Σπορ ιάγγε ια _--/ r.>.

Εικ . 2.1.2 Αναπαραγωγή μυκήτων

6. Κοιτάξτε προσεκτικά στην εικ.

2.1.3 την νέα ύδρα που έχει "βλα­

στήσει" στο μητρικό σώμα της

ύδρας , την αποκοπή της από το

μητρικό σώμα και την προσκόλλη­

σή της σε κάποιο υποστήριγμα .

Εικ . 2.1.3 Εκβλάστηση της ύδρας

Εικ . 2.1.4 Αναγέννηση του αστερία

7. Στην εικ . 2.1.4 φαίνεται ένας

αστερίας .

- Τι μπορεί να συμβεί σε ένα

αστερία αν αποκοπεί ένας βραχίο­

νάς του ;

5

Ι 6

8. Στην εικ . 2.1 .5 παρουσιάζονται διάφοροι τρόποι μονογονικής ανα­

παραγωγής των φυτών.

(α)

(β)

(γ)

Εικ . 2. 1.5 Μονογον ικοί τρόποι αναπαραγωγής των φυτών

Περιγράψτε τον τρόπο που γίνεται η αναπαραγωγή στο κάθε ένα από αυτά .

7

(δ)

(ζ)

Εικ. 2.1 .5. Μονογονικοί τρόποι αναπαραγωγής των φυτών

8

Στις πιο πάνω μεθόδους αναπαραγωγής, η δημιουργία νέων ατόμων επιτυγχάνεται είτε με τη διαίρεση του ιδίου του ατόμου είτε με τμήματα του μητρικού ατόμου.

Γίνεται δηλαδή χωρίς την παρουσία δύο γενών (αρσενικού και θηλυκού) και την ύπαρξη εξειδικευμένων κυττάρων (γεν­νητικών κυττάρων).

Ο τρόπος αυτός αναπαραγωγής ονομά­ζεται μονογονία ή αγενής τρόπος ανα­

παραγωγής.

Στους μονοκύτταρους οργανισμούς όπως στο παραμήκιο, την αμοιβάδα , τα βακτή­ρια κ.τ.λ., το μοναδικό κύτταρο του οργα­νισμού διαιρείται μιτωτικά σε δυο θυγατρι­κά κύτταρα που το κάθε ένα αποτελεί ένα νέο οργανισμό. Η μονογονική αυτή μέθο­δος λέγεται διαίρεση.

Σε μερικούς κατώτερους οργανισμούς , όπως στους μύκητες, σχηματίζονται σε

ειδικά όργανα, τα σποριάγγεια, ειδικά κύτταρα τα σπόρια, τα οποία όταν βρε­θούν σε κατάλληλες συνθήκες αναπτύσ­

σονται και δίνουν νέα άτομα .

Η μονογονική αυτή μέθοδος λέγεται σπο­ριογονία.

Κατά τη μέθοδο της εκβλάστησης ανα­

πτύσσεται νέο άτομο πάνω στο μητρικό ζώο το οποίο μπορεί να αποκοπεί από το μητρικό σώμα και να αποτελέσει νέο ορ­γανισμό, όπως στην ύδρα.

Σε ορισμένους οργανισμούς υπάρχει η δυνατότητα , αν κοπούν σε δύο ή περισ­σότερα κομμάτια, το κάθε κομμάτι να με­

γαλώσει και να δημιουργήσει ένα νέο άτομο. Η μέθοδος αυτή βασίζεται στην ύπαρξη αδιαφοροποίητων κυττάρων που μπορούν να πολλαπλασιαστούν και να εξειδικευτούν δημιουργώντας τους ιστούς που λείπουν . Η μονογονική αυτή μέθοδος λέγεται αναγέννηση και παρατη­ρείται στον αστερία και στους σπόγγους .

Στα ανώτερα φυτά ο μονογονικός τρόπος αναπαραγωγής μπορεί να γίνει με τη βλά­στηTlκή μέθοδο όπως με τα μοσχεύματα, με τους βολβούς, με τους κονδύλους , με

τα ριζώματα με τις παραφυάδες και με τις καταβολάδες .

Σ' όλες τις πιο πάνω μεθόδους μονογονι­κής αναπαραγωγής, όλα τα άτομα που παράγονται είναι πανομοιότυπα με το μη­τρικό .

Μια άλλη μονογονική μέθοδος αναπαρα­

γωγής είναι και η ιστοκαλλιέργεια.

Κατά την μέθοδο αυτή, τοποθετούνται σε κατάλληλο θρεπτικό υλικό μερικά κύτταρα που παίρνουμε από το μητρικό φυτό .

Τα κύτταρα αυτά πολλαπλασιάζονται με συνεχείς μιτωτικές διαιρέσεις και στη συ­νέχεια διαφοροποιούνται και δίδουν άτομα ακριβώς όμοια με το μητρικό.

Κατά τη μονογονία ή τον αγενή τρόπο αναπαραγωγής, τα νέα άτομα προέρχονται είτε με τη διαί­ρεση του μητρικού ατόμου είτε με τμήματα αυτού,

Μέθοδοι μονογονίας είναι:

• η διαίρεση

• η σποριογονία

• η εκβλάστηση

• η αναγέννηση,

• η βλαστητική των φυτών

• η ιστοκαλλιέργεια

2.2 Αμφιγονία στους φυτικούς ορ­γανισμούς

Γνωρίζομε ότι τα σπέρματα των φυτών όταν βρεθούν σε κατάλληλες συνθήκες βλαστούν και δίνουν νέα φυτά.

Δραστηριότητα Α: Μελέτη του

άνθους.

1. Θυμηθείτε από ποιο φυτικό όρ­γανο σχηματίζεται ο καρπός με τα σπέρματα.

2. Με τη βοήθεια της εικ. 2.2.1 αναγνωρίστε τα διάφορα μέρη του άνθους, στο άνθος που έχετε φέρει από το σπίτι σας για το σκοπό αυτό.

Ύπερος

Στήμονες Πέταλα.

Ανθικός ποδίσκος

Εικ . 2.2 .1 Τα μέρη του άνθους

3. Θυμηθείτε ποιο μέρος του άν­θους αποτελεί το αρσενικό όργα­νο και ποιο το θηλυκό όργανο.

4. Τινάξτε ένα στήμονα του άν­θους σας σε λευκό χαρτί και ανοίξ­τε την ωοθήκη του ύπερου.

Να κάνετε τις παρατηρήσεις σας κω να συσχετίσετε με τα σχήματα της εικ . 2.2.2.

Γυρεόσακκος,

Κόκκοι γύρης,

(α)

Στίγμα. ----rF-

Στύλος __ -1-",",'

Σπερματική

βλάστη

Ανθήρας

νήμα

9

Πολικοί πυρήνες

Εμβρυόσακκος Ωάριο

v,.:;>~"" L_ Ωοθήκη

(β)

ΕΙΚ . 2 . 2.2 α . Τομή ανθήρα β . Τομή υπέρου

10

Είναι γνωστό ότι ο καρπός με τα σπέρμα­

τα προέρχεται από το άνθος του φυτού.

Το άνθος αποτελείται από τον ανθικό πο­δίσκο ο οποίος ενώνει το άνθος με το βλαστό, την ανθοδόχη,το πεπλατισμένο δηλαδή μέρος του ανθικού ποδίσκου , που φέρει τα υπόλοιπα μέρη του , που είναι τα σέπαλα τα πέταλα οι στήμονες

και ο ύπερος.

Τα σέπαλα τα πράσινα μικρά φύλλα που είναι προέκταση της ανθοδόχης , έχουν προστατευτικό ρόλο. Τα πέταλα που έχουν συνήθως έντονα χρώματα , βοη­θούν στην επικονίαση.

Το αρσενικό μέρος του άνθους είναι οι στήμονες.

Κάθε στήμονας αποτελείται από το νήμα

και τον ανθήρα .

Ο ανθήρας περιλαμβάνει τέσσερεις γυρε­όσακκους μέσα στους οποίους αναπτύσ­

σονται οι κόκκοι της γύρης που είναι τα

αρσενικά γεννητικά κύτταρα .

Το θηλυκό μέρος του άνθους είναι ο ύπε­ρος.

Ο ύπερος αποτελείται από το στίγμα , το στύλο και την ωοθήκη.

Μέσα στην ωοθήκη υπάρχουν μια ή περισ­σότερες σπερματικές 6λάστες . Στο κέ­ντρο κάθε σπερματικής βλάστη ς υπάρχει

ο εμ6ρυόσακκος που περιέχε ι το ωάριο, που είναι το θηλυκό γεννητικό κύτταρο , και τους δυο πολικούς πυρήνες.

Για τη δημιουργία του σπέρματος είναι απαραίτητο να ενωθούν το αρσενικό γεν­νητικό κύτταρο με το θηλυκό γεννητικό κύτταρο.

Για το σκοπό αυτό γίνεται μεταφορά των Υυρεοκόκκων από τον ανθήρα στο στίγμα του υπέρου. Η μεταφορά αυτή λέγεται επικονίαση.

Δραστηριότητα Β. Γονιμοποίηση.

1. Παρατηρήστε στο μικροσκόπιο το γυρεόκοκκο που αφήσατε σε κορεσμένο διάλυμα γλυκόζης (θρεπτικό υλικό) για λίγες μέρες.

- Ποια αλλαγή έγινε στο γυρεό­κοκκο ;

2. Παρατηρήστε την εικ. 2.2.3.

- Ποια αλλαγή γίνεται στο γυρεό­κοκκο που απορροφά θρεπτικές ουσίες τις οποίες παράγουν τα κύτταρα του στίγματος;

- Γιατί νομίζετε είναι απαραίτητη η αλλαγή αυτή ; Προσέξτε τη θέση των ωαρίων (εικ. 2.2.4).

3. Στο γυρεόκοκκο σχηματίζονται ένας βλαστητικός και δυο σπερμα­τικοί πυρήνες (εικ. 2.2.3).

- Ποιος πυρήνας , νομίζετε , βοηθά στη βλάστηση του γυρεοσωλήνα;

Γυρεόκοκκος Γ υ ρεοσωλήνας

G:λΣΤίyμα _~ ...... (α)Π (β)

Στύλος

Βλαστητικός πυρήνας

Ε ικ. 2.2.3 Εκβλάστηση του γυρεόκοκκου

4. Με τη βοήθεια της εικ. 2.2.4 να περιγράψετε τη διαδικασία της λει­τουργίας της γονιμοποίησης στο άνθος.

- Ποιο είναι το αποτέλεσμα της γονιμοποίησης ;

Γυρεόκοκκος

Γυρεοσωλήνας -+t-ι'-f1l/

ff!e.~"

Σπερματικοί πυρήνες

Εικ . 2.2.4 Γονιμοποίηση στο άνθος

- Σε τι εξελίσσεται το ζυγωτό;

- Από ποιο μέρος νομίζετε προήλ-θε το περισπέρμιο που περιβάλλει τις κοτυληδόνες και το φυτικό έμ­βρυο;

Πολικοί πυρήνες

11

Σπερματικ!] βλάστη

Ζυγωτό

Μετά την επικονίαση οι γυρεόκοκκοι απορροφούν θρεπτικές ·ουσίες από το στίγμα και με τη βοήθεια του βλαστητικού πυρήνα δημιουργούν μια σωληνοειδή εκ­βλάστηση (λεπτή προβολή) το γυρεοσω­λήνα που προχωρεί μέσα από το στύλο και φτάνει μέχρι τη μlκροπύλη, ένα μικρό άνοιγμα της σπερματικής βλάστης.

Δια μέσου του γυρεοσωλήνα κατεβαίνουν προς τα κάτω οι δυο σπερματικοί πυρή­νες.

Ο ένας απ' αυτούς ενώνεται με το ωάριο και δημιουργεί το ζυγωτό.

12

Η ένωση αυτή λέγεται γονιμοποίηση.

Το ζυγωτό εξελίσσεται σε φυτικό έμβρυο

και κοτυληδόνες.

Το φυτικό έμβρυο, οι κοτυληδόνες και το περισπέρμιο αποτελούν το σπέρμα.

Τ ο περισπέρμιο προέρχεται από τη σπερ­

ματική βλάστη. Η ωοθήκη αναπτύσσεται και σχηματίζει τον καρπό .

Ο καρπός αποτελείται από το περικάρ­πιο , που προέρχεται από τα τοιχώματα της ωοθήκης και τα σπέρματα. Ο καρπός αυτός λέγεται γνήσιος.

Σε μερικές περιπτώσεις για το σχηματι­

σμό του καρπού εκτός από την ωοθήκη λαμβάνει μέρος και η ανθοδόχη. Τότε ο

καρπός λέγεται ψευδής.

Με την αμφιγονία , επειδή γίνεται ανάμει­ξη του γενετικού υλικού παράγονται άτομα με χαρακτήρες διαφορετικούς από

αυτούς των γονιών. Μερικές φορές τα άτομα αυτά έχουν καλύτερους χαρακτή­ρες και με ικανότητα καλύτερης προσαρ­μογής στο περιβάλλον τους.

Κατά την αμφιγονία ή τον εγγενή τρόπο αναπαραγωγής των φυτών το νέο άτομο δημιουργείται από την εξέλιξη του ζυγωτού που προ­έρχεται από την ένωση του αρσε­νικού γεννητικού κυττάρου (γυρε­όκοκκος) και του θηλυκού γεννητικού κυττάρου (ωάριο).

2.3 Αμφιγονία στους ζωϊκούς ορ-γανισμούς.

Για την αμφιγονική αναπαραγωγή των ζω­ικών οργανισμών είναι απαραίτητη η ύπαρξη εξειδικευμένων κυττάρων, των γεννητικών κυττάρων , όπως ακριβώς

συμβαίνει και στους φυτικούς οργανι­σμούς .

Τα κύτταρα αυτά παράγονται σε ειδικά όρ­γανα των οργανισμών τις γονάδες.

Τα αρσενικά γεννητικά κύτταρα ονομάζο­

νται σπερματοζωάρια και παράγονται στους όρχεις, τα θηλυκά γεννητικά κύττα­ρα ονομάζονται ωάρια και παράγονται στις ωοθήκες.

Δραστηριότητα Α. Μελέτη του σπερ­ματοζωαρίου .

1. Στην εικ. 2.3.1 φαίνεται σχηματι­κά η μορφή και η κατασκευή ενός σπερματοζωαρίου .

- Από ποια τμήματα αποτελείται το κύτταρο του σπερματοζωαρίου;

- Ποιος , νομίζετε , είναι ο ρόλος της ουράς ;

- Τι υπάρχει στην κεφαλή και τι στον αυχένα του σπερματοζωα­ρίου ;

Θυμηθε~ε το ρόλο του πυρήνα , του κεντροσωματίου και των μιτο­χονδρίων .

- Γιατί είναι απαραίτητη η παρου­σία τόσο μεγάλου αριθμού μιτο­χονδρίων πολύ κοντά στην ουρά του ;

Ουρά

Εικ.2.3 . 1 Το σπερματοζωάριο του ανθρώπου

Δραστηριότητα Β. Μελέτη του ωα­ρίου.

1. Παρατηρήστε στην εικ . 2 . 3.2 . α

το σχήμα και τα μέρη του ωαρίου .

- Τι σχήμα έχει το ωάριο ,

- Ποια μέρη του ωαρίου φαίνονται

στην εικόνα ;

Συγκρίνετε το μέγεθος του ωαρίου

με το μέγεθος του σπερματοζωα­

ρίου (εικ. 2.3.2.β)

Ζελατινώδες περίβλημα

Λεκιθική μεμβράνη

Κυτταρική μεμβράνη

Πυρήνας

Κυτταρόπλασμα

με λεκιθίνη

Εικ. 2.3.2 .α Το ωάριο του ανθρώπου

Αυχένας Κεφαλή

11

Κεντρόσωμα Ακρόσωμα

Μιτοχόνδρια Πυρήνας

- Σε ποια ουσία οφείλεται το μεγά­

λο μέγεθος του ωαρίου;

- Γιατί είναι απαραίτητη η ύπαρξη

της θρεπτικής αυτής ουσίας στα

ωάρια; Σκεφτείτε ότι στους ωοτό­

κους οργανισμούς π .χ . στα πτηνά

είναι αφθονότερη απ' ότι στους

ζωοτόκους π.χ. τα θηλαστικά.

O.125mm .. ~

13

.... _-----O.06mm'------~

~==~

Εικ. 2.3.2.β Σύγκριση μεγέθους ως:ιΡίου - σπερ ματοζωαρίου

14

Τα σπερματοζωάρια έχουν μικροσκοπικό μέγεθος και σχεδόν την ίδια μορφή σ' όλους τους ζωικούς οργανισμούς.

Το σπερματοζωάριο αποτελείται από την κεφαλή, τον αυχένα και την ουρά.

Στην κεφαλή υπάρχει ένας μεγάλος πυ­ρήνας και το ακρόσωμα που περιέχει λυ­τικά ένζυμα , δηλαδή ουσίες που έχουν την ικανότητα να διασπούν οργανικές ου­σίες. Το ρόλο του , θα τον γνωρίσουμε

πάρα κάτω .

Στη βάση της κεφαλής υπάρχει το κε­

ντρόσωμα και στον αυχένα τα μιτοχόν­δρια, οργανίδια που παράγουν μεγάλα ποσά ενέργειας για την κίνηση των σπερματοζωαρίων. Η κίνηση αυτή γίνεται με τη βοήθεια της ουράς.

Το ωάριο έχει σφαιρικό σχήμα και μεγαλύ­τερο· μέγεθος από το σπερματοζωάριο. Το μεγάλο του μέγεθος οφείλεται στην ύπαρξη μιας θρεπτικής ουσίας της λεκιθί­νης. Η ουσία αυτή παρέχει θρεπτικές ου­σίες στο αναπτυσσόμενο έμβρυο. Η λεκι­θίνη είναι αφθονότερη στα ωάρια των ωοτόκων οργανισμών όπου η ανάπτυξη του εμβρύου γίνεται έξω από το σώμα της μητέρας .

Το ωάριο , σε αντίθεση με το σπερματο­ζωάριο , δεν έχει την ικανότητα της κίνη­σης και περιβάλλεται εξωτερικά με ένα ζελατινώδες περίβλημα .

Ο πυρήνας τόσο του σπερματοζωαρίου, όσο και του ωαρίου είναι απλοειδής, δη­λαδή έχει το μισό αριθμό χρωματοσωμά­των απ' ότι έχουν τα σωματικά κύτταρα του οργανισμού .

Η ένωση του ωαρίου με το σπερματοζωά­ριο αποτελεί το φαινόμενο της γονιμο­ποίησης , αποτέλεσμα της οποίας είναι η δημιουργία του ζυγωτού που θα δώσει το νέο οργανισμό .

Δραστηριότητα Γ. Γονιμοποίηση στα ζώα.

1. Παρατηρήστε στην εικ. 2.3.3 τον τρόπο που γίνεται η λειτουρ­γία της γονιμοποίησης .

2. Με τη βοήθεια των σχεδιαγραμ­μάτων α , β ,γ , δ , ε εξηγήστε τον τρόπο με τον οποίο το σπερματο­ζωάριο πλησιάζει και διατρυπά το

ζελατινώδες περίβλημα και την κυτταρική μεμβράνη του ωαρίου .

3. Παρατηρήστε την είσοδο του πυρήνα του σπερματοζωαρίου στο ωάριο , τη συνένωση των δυο πυ­ρήνων και την έναρξη της διαίρε­σης του ζυγωτού .

. \ zελατινώδε~ ... περίβλημα }~ .. :',

Κυτταρική μεμβράνη

Ζελατινώδες περίβλημα

Κυτταρική μεμβράνη

ΕIΚ.2.3 . 3. Γονιμοποίηση ωαρίου

Για τη λειτουργία της γονιμοποίησης το σπερματοζωάριο που είναι μικρό και ευκί­νητο , κινείται με τη βοήθεια του μαστιγίου του για να συναντήσει το ωάριο που είναι ακίνητο.

Το σπερματοζωάριο επειδή είναι αναγκα­σμένο να διανύσει σχετικά μεγάλη από­σταση μέχρι να φτάσει το ωάριο για τη γο­νιμοποίηση , αντιμετωπίζει κίνδυνο καταστροφής. Γι' αυτό παράγεται ταυ­τόχρονα μεγάλος αριθμός σπερματοζωα­ρίων.

Κατά τη γονιμοποίηση, το πρώτο σπερμα­τοζωάριο που θα φτάσει στο ωάριο, τρυπά το ζελατινώδες περίβλημα και τη λεκιθική μεμβράνη με τα ένζυμα που εκ­κρίνει το ακρόσωμα για να φτάσει την κυτταρική μεμβράνη.

15

Πυρήνας σπερματοζωαρίου

Η κυτταρική μεμβράνη του ωαρίου ενώνε­ται με εκείνη του σπερματοζωαρίου, σε

τρόπο ώστε να αποτελούν μία , και το πε­ριεχόμενο του σπερματοζωαρίου διεισ­δύει στο ωάριο .

Τότε , οι πυρήνες των δυο γεννητικών κυττάρων ενώνονται και σχηματίζεται το ζυγωτό.

Έτσι αποκαθίσταται ο σωστός αριθμός των χρωματοσωμάτων.

Το ζυγωτό αρχίζει να διαιρείται και με δια­δοχικές διαιρέσεις σχηματίζει το έμβρυο που θα εξελιχθεί σε ένα τέλειο οργανι­σμό.

Με την είσοδο του πρώτου σπερματοζωα­ρίου , η λεκιθική μεμβράνη του ωαρίου πα­χύνεται και παρεμποδίζει την είσοδο

16

άλλων σπερματοζωαρίων σ' αυτό.

Η γονιμοποίηση μπορεί να γίνει είτε μέσα στο σώμα του θηλυκού ατόμου οπότε λέ­γεται εσωτερική γονιμοποίηση Π.χ . στα

έντομα, ερπετά, πτηνά θηλαστικά, είτε έξω από το σώμα του θηλυκού οπότε λέ­γεται εξωτερική γονιμοποίηση όπως συμ­

βαίνει στα υδρόβια ζώα (πχ στα αμφίβια , στα περισσότερα ψάρια , εχινόδερμα κ.τ.λ.).

Στις περ ιπτώσεις της εξωτερικής γονιμο­

πο ίησης παράγονται από το θηλυκό άτομο πολλά ωάρια ταυτόχρονα γιατί υπάρχει ο κίνδυνος της καταστροφής τους μέσα στο νερό (να παρασυρθούν από το νερό , ή να φαγωθούν από άλλα ζώα). Αντίθετα , στην περίπτωση της εσωτερικής γονιμοποίησης επειδή υπάρ­

χε ι η προστασία των ωαρίων , ο αριθμός τους είναι περιορισμένος .

Στα περισσότερα θηλαστικά και τον άν­

θρωπο , στους ζωοτόκους, δηλαδή , ορ­γανισμούς , η ανάπτυξη του εμβρύου γίνε ­ται μέσα στο σώμα του θηλυκού ατόμου .

Αντίθετα στα ζώα που γεννούν αυγά , στους ωοτόκους δηλαδή οργανισμούς , η

ανάπτυξη του εμβρύου γίνεται έξω από το σώμα του θηλυκού ατόμου , όπως στα έντομα , τα ψάρια , τα αμφίβια και τα

πτηνά.

Κατά την αμφιγονική αναπαραγωγή τόσο των ζωίκών όσο και των φυτικών οργανι­σμών το νέο άτομο προέρχεται από ένα διπλοειδές κύτταρο το ζυγωτό.

Το ζυγωτό προέρχεται , και στα φυτά και στα ζώα, από την ένωση ειδικών γεννητι­κών κυττάρων ή γαμετών, του αρσενικού

και του θηλυκού .

Οι γαμέτες παράγονται σε ειδικά όργανα τις γονάδες.

Στα φυτά, αρσενικές γονάδες είναι οι αν­θήρες, και στα ζώα οι όρχεις .

Θηλυκές γονάδες στα φυτά και στα ζώα είναι οι ωοθήκες.

Κατά την αμφιγονία των ζωικών οργανισμών το νέο άτομο προέρ­χεται από την εξέλιξη του ζυγω­τού το οποίο προέρχεται από την ένωση του αρσενικού γεννητικού κυττάρου του σπερματοζωαρίου ,

και του θηλυκού γεννητικού κυττά­ρου του ωαρίου.

3.Aναπαραγωγ~στoνόνθρωπo

Για την παραγωγή των γαμετών στον άν­θρωπο , υπεύθυνο είναι το γεννητικό του σύστημα.

Το γεννητικό σύστημα του άντρα είναι υπεύθυνο για την παραγωγή των αρσενι­κών γαμετών , των σπερματοζωαρίων , και το γεννητικό σύστημα της γυναίκας είναι

υπεύθυνο για την παραγωγή των θηλυκών γαμετών , των ωαρίων.

Στο γεννητικό σύστημα της γυναίκας ακόμη δημιουργείται το ζυγωτό, αναπτύσ­σεται και ολοκληρώνεται το έμβρυο .

3.1 Γεννητικό σύστημα του όντρα

Δραστηριότητα Α: Κατασκευή

του γεννητικού συστήματος του άντρα .

Στην εικ. 3.1.1 παριστάνεται σχη­ματικά το γεννητικό σύστημα του άντρα.

1. Παρατηρήστε την εξωτερική θέση των δυο όρχεων στο σώμα του άντρα (ε ικ. 3.1 .1 α).

- Από τι περιβάλλονται οι δύο όρ­

χεις και γιατί νομίζετε ;

2. Προσέξτε τον περιελιγμένο σω­λήνα που βρίσκεται στο πίσω μέρος του κάθε όρχη , την επιδιδυ­μίδα. (εικ. 3.1 . 1.β.γ) .

Στην επιδιδυμίδα αποθηκεύονται προσωρινά τα σπερματοζωάρια που παράγονται στους δυο όρχεις.

- Με ποιον αγωγό απομακρύνο­νται τα σπερματοζωάρια άπό την επιδιδυμίδα ;

Ουρήθρα

/ /

/

(β)

/ /

/

/ /

/

/

(α)

/ /

/

- Με ποιον αγωγό ενώνεται ο σπερματικός πόρος , για να διοχε­

τεύσει τα σπερματοζωάρια στο εξωτερικό περιβάλλον;

- Ποιοι είναι οι αδένες που βρίσκο­νται στο γεννητικό σύστημα του άντρα ;

- Ποιο μέρος του γεννητικού συ­στήματος του άντρα χρησιμεύει για την τοποθέτηση των σπερμα­τοζωαρίων στον κόλπο της γυναί­κας;

" " " " " "

Ουροδόχος κύστη

Ουρητήρας

" " " " " " " " " " " "

(γ)

" " "

-;ΙΗ-- Όρχις

Πέος

Εικ. 3.1 .1 Η θέση και τα μέρη το υ γεννητικο ύ συστήματος του άντρα

17

18

Δραστηριότητα Β. Λειτουργία του γεννητικού συστήματος του

άντρα.

1. Παρατηρήστε την εικ . 3.1.2.

- Ποιες ορμόνες της υπόφυσης δρουν στους δυο όρχεις;

- Ποιο είναι το αποτέλεσμα της δράσης της ωοθυλακιοτρόπου ορ­μόνης στους όρχεις;

Ωοθυλακιοτρόπος

ορμόνη (F .S.H)

fS.H Ι . Η

Ωχρινοτρόπος

ορμόνη (Ι.Η)

Ι.Η ES.H

Πρωτεύοντα και δευτερεύοντα χαρακτη­

ριστικά του φύλου

Εικ. 3.1.2 Λειτουργία του γεννητικού συστήμα­τος του άντρα

- Ποιο είναι το αποτέλεσμα της δράσης της ωχρινοτρόπου ορμό­νης στους δύο όρχεις;

- Ποια είναι τα αποτελέσματα της δράσης της τεστοστερόνης;

Το γεννητικό σύστημα του άντρα περ ιλαμ­βάνει τους δυο όρχεις που είναι οι γεννη­τικοί αδένες του αρσενικού ατόμου. Αυτοί βρίσκονται στο εξωτερικό μέρος του σώματος, και για προστασία, περιβάλ­λονται από ένα δερμάτινο σάκκο το όσχεο.

Στα πρώτα στάδια της ζωής του εμ­βρύου, οι δύο όρχεις βρίσκονται μέσα στην κοιλιακή χώρα. Στη συνέχεια, αυτοί κατεβαίνουν και εγκαθίστανται στο όσχεο πριν τη γέννηση του εμβρύου.

Αν, για κάποια αιτία, ο ένας ή και οι δύο όρχεις παραμείνουν στην κοιλιακή περιο­χή τότε παρουσιάζεται η πάθηση της κρυ­ψορχίας. Θεραπεία της κρυψορχίας μπο­ρεί να γίνει μόνο με χειρουργική επέμβαση.

Η θεραπεία επιβάλλεται γιατί η ψηλή θερ­μοκρασία του εσωτερικού του σώματος μπορεί να προκαλέσει στείρωση γιατί δεν επιτρέπει την παραγωγή σπερματοζωα­

ρίων.

Πίσω από κάθε όρχι βρίσκεται ένας περιε­λιγμένος σωλήνας μήκους έξι μέτρων, πε­ρίπου η επιδιδυμίδα, που χρησιμεύει ως

προσωρινή αποθήκη των σπερματοζωα­ρίων και ως όργανο παραγωγής εκκριμά­των.

Τα σπερματοζωάρια απομακρύνονται από την επιδιδυμίδα με τον σπερματικό πόρο

και δια μέσου της ουρήθρας αποβάλονται

στο εξωτερικό περιβάλλον κατά την σε­ξουαλ ική επαφή ή κατά την ονείρωξη (έξοδος σπέρματος κατά την διάρκεια του ύπνου).

Κατά την πορεία τους τα σπερματοζωάρια εμπλουτίζονται με εκκρίματα (σπερματικό υγρό) πλούσια σε λέκιθο και άλλες θρε­πτικές ουσίες, που εκκρίνονται από τις δυο επ ιδ ιδυμίδες, τις δυο σπερματοδόχες κύστε ι ς, τον προστάτη αδένα και τους αδένες του Cowper.

Τα εκκρίματα αυτά που μαζί με τα σπερμα­τοζωάρια αποτελούν το σπέρμα, παρέ­χουν στα σπερματοζωάρια θρεπτικές ου­σίες και τα διευκολύνουν στην κίνησή τους.

Το πέος που είναι ένα μυώδες εξωτερ ικό όργανο, χρησιμεύει για τη διοχέτευση του σπέρματος στον κόλπο της γυναίκας κατά την σεξουαλική επαφή.

Γ ια την εκσπερμάτωση στον κόλπο της γυναίκας προηγείται το φαινόμενο της στύσης κατά την οποία παρατηρείται διό­

γκωση και σκλήρυνση του πέους.

Το φαινόμενο αυτό επιτυγχάνεται με τη συσσώρευση μεγάλης ποσότητας αίματος με τη συστολή των φλεβών και τη διαστο­λή των αρτηριών.

Το πέος περιβάλλεται εξωτερικά από ένα περίβλημα την πόσθη. Στις περιπτώσεις εκείνες που το άκρο της πόσθης έχει πολύ μικρο άνοιγμα παρατηρείται η πάθη­ση της φίμωσης.

Η φίμωση εμποδίζει την ελεύθερη έξοδο το άκρου του πέους (της βαλάνου) κατά τη στύση, πράγμα που προκαλεί προβλή­ματα και πόνο κατά τη σεξουαλική επαφή παρουσ ιάζοντα ι μολύνσεις στο πέος λόγω ανεπαρκούς καθαρισμού της περιο­χής.

Στην περίπτωση που η φίμωση δεν θερα-

19

πευτεί στην παιδική ηλικία με τις κατάλλη­λες κινήσεις του δέρματος της πόσθης, τότε θεραπεύεται χειρουργ ικά με περιτο­μή δηλαδή αποκοπή του δέρματος της πόσθης που περιβάλλει την βάλανο του πέους.

Η λειτουργία του γεννητικού συστήματος του άντρα ελέγχεται από τις γοναδοτρό­πες ορμόνες την ωοθυλακιοτρόπο (FSH) και την ωχρινοτρόπο (LΗ ),που εκκρίνο­

νται από την υπόφυση και δρουν στους δυο όρχεις. Η δράση των ορμονών αυτών αρχίζει με την έναρξη της εφη­βείας δηλ. στην ηλικία των 12-15 χρόνων. Η παραγωγή σπερματοζωαρ ίων οφείλεται στη δράση της ωοθυλακιοτρόπου ορμό­νης.

Η ωχρινοτρόπος ορμόνη διεγείρει τους όρχεις και αυξάνεται η παραγωγή από αυ­τούς της τεστοστερόνης.

Αυτή είναι υπεύθυνη για την ανάπτυξη και ολοκλήρωση των γεννητικών οργάνων που αποτελούν και τα πρωτεύοντα χαρα­κτηριστικά του φύλου, καθώς και την εμ­φάνιση των δευτερευόντων χαρακτηριστι­κών του φύλου, όπως είναι η αλλαγή της φωνής, η ανάπτυξη της τριχοφυίας σε ορισμένα μέρη του σώματος και η έντονη μυική ανάπτυξη.

Το γεννητικό σύστημα του άντρα αποτελείται από τους δύο όρχεις με το όσχεο τους, τις επιδιδυμί­δες , τους σπερματικούς πόρους, τις σπερματοδόχες κύστεις, τον προστάτη αδένα και το πέος με την ουρήθρα εσωτερικά. Το γεννητικό σύστημα του άντρα παράγει τα σπερματοζωάρια και διάφορα εκκρίματα που μαζί απο­τελούν το σπέρμα. Η λειτουργία του γεννητικού συ ­στήματος του άντρα ελέγχεται από ειδικές ορμόνες.

20

3.2 Γεννητικό σύστημα της γυναίκας .

Δραστηριότητα Α. Κατασκευή του γεννητικού συστήματος της γυ­

ναίκας.

1. Στην εικ . 3.2.1 παριστάνεται σχηματικά το γεννητικό σύστημα της γυναίκας .

- Από ποια όργανα αποτελε ίτα ι;

- Ποια είναι η θέση των ωοθηκών στο σώμα της γυναίκας ; (εικ . 3.2.1 . α)

2. Προσέξτε την ελευθέρωση ενός

(ο)

(β)

)

ωαρίου από το ωοθυλάκιο (εικ . 3.2.1 . β) .

- Διαμέσου ποιου αγωγού μεταφέ­ρονται στη μήτρα ;

- Πώς λέγεται το κάτω στενό μέρος της μήτρας;

- Με ποια όργανα του γεννητικού συστήματος επικοινωνεί η μήτρα με το περ ιβάλλον ;

ΕΙΚ.3.2. 1 Η από μπροστά θέση και τα μέρη του γεννητικού συστήματος της γυναίκας

21

Σπονδυλική στήλη

Ωοθήκη

Μήτρα

Ωαγωγός

Τράχηλος

Ουροδόχος κύστη

Κόλπος

':~~~~~-~~------:~C-riL__ Παχύ έντερο ~ Αιδοίο

ΕΙΚ . 3.2.1 Η από τα πλάγια θέση και τα μέρη του γεννητικού συστήματος της γυναίκας

Το γεννητικό σύστημα της γυναίκας απο­τελείται από τις δυο ωοθήκες, τους δυο ωαγωγούς (σάλπιγγες), τη μήτρα , τον κόλπο και το αιδοίο.

Οι δυο ωοθήκες είναι οι γεννητικοί αδέ­νες της γυναίκας και βρίσκονται στο πίσω μέρος της κοιλιακής περιοχής κάτω από τους νεφρούς.

Από τη γέννηση του θηλυκού ατόμου υπάρχουν στις ωοθήκες πολλά αδιαφορο­ποίητα ωάρια.

Η ωρίμανση και η ελευθέρωση των ~α­ρίων αρχίζει με την έναρξη της εφηβειας στην ηλικία των 11-15 χρόνων και σταμα­τά στην ηλικία των 50-55 χρόνων .

Το κάθε ωάριο βρίσκεται και ωριμάζει μέσα σ' ένα μικρό σάκκο το ωοθυλάκιο.

Μετά την ωρίμανση του ωαρίου γίνεται η

ωοθυλακιορρηξία, δηλαδή το ωοθυλάκιο, παθαίνει ρήξη και ελευθερώνει το ωάριο στην είσοδο του ωαγωγού.

Οι ωαγωγοί (σάλπιγγες), είναι δυο στε­νοί και λεπτοί σωλήνες που ξεκινούν από κάθε ωοθήκη και καταλήγουν στη μήτρα .

Με τη βοήθεια της κίνησης των βλεφαρί­δων του βλεννογόνου των ωαγωγών, το ωάριο οδηγείται στη μήτρα.

Η μήτρα είναι ένα κοίλο μυώδες όργανο μέσα στο οποίο γίνεται η ανάπτυξη του εμβρύου.

Τ ο κάτω μέρος της μήτρας στενεύει και δημιουργεί τον τράχηλο.

Δια μέσου του τραχήλου η μήτρα ενώνε-

22

ται με τον κόλπο .

Το στόμιο του κόλπου φράσσεται από μια μεμβράνη τον παρθενικό υμένα που έχει μόνο ένα άνοιγμα για να περνά το αίμα κατά την έμμηνη ρύση (περίοδο) .

Με την πρώτη σεξουαλική επαφή ο παρ­θενικός υμένας σπάζει συνήθως και πα­ραμένουν ελάχιστα υπολλείμματα του.

Τα εξωτερικά γεννητικά όργανα της γυ­ναίκας αποτελούν το αιδοίο που περιλαμ­βάνει το άνοιγμα του κόλπου και της ου­ρήθρας .

Το αιδοίο αποτελείται από δύο ζεύγη πτυ­χώσεων του δέρματος τα μεγάλα και τα μικρά χείλη και από ένα μικρού μεγέθους όργανο τη κλειτορίδα .

Δραστηριότητα Β . Λειτουργία του γεννητικού συστήματος της γυ­ναίκας.

1. Παρατηρήστε προσεκτικά το

σχήμα α της ε ικ. 3.2.2

- Πo~ς ορμόνες της υπόφυσης φτάνουν στις ωοθήκες ;

- Ποιο είναι το αποτέλεσμα της

δράσης της ωοθυλακιοτρόπου ορ­μόνης της υπόφυσης;

- Ποιο ε ίναι το αποτέλεσμα της ωχρινοτρόπου ορμόνης ;

- Ποια ορμόνη παράγεται από το ωχρό σωμάτιο στο οποίο έχε ι με­τατραπεί το ωοθυλάκιο;

2. Παρατηρήστε το σχήμα (β) και (γ) της εικ. 3.2.2 και συσχετίστε την ποσότητα της παραγωγής της οιστραδιόλης και προγεστερόνης με την ανάπτυξη του βλεννογόνου της μήτρας.

- Ποιο είναι το συμπέρασμα σας;

- Τι γίνεται ο κατεστραμμένος βλεννογόνος και η περίσσεια του αίματος μετά τη μείωση της παρα­γωγής των ορμονών αυτών ; Προ­σέξτε την εικ . 3.2.3.

- Πώς λέγεται το φαινόμενο αυτό της αποβολής του κατεστραμμέ­νου βλεννογόνου , του αίματος και του αγονιμοποίητου ωαρίου ;

3. Όλες οι πιο πάνω αλλαγές που παρατηρούνται στο γεννητικό σύ­στημα της γυναίκας είναι περ ιοδ ι ­

κές γίνονται συνήθως σε διάστημα 28 ημερών, και αποτελούν τον κα­ταμήνιο κύκλο της γυναίκας .

- Παρατηρήστε στη εικ. 3.2.3 τον καταμήν ιο κύκλο .

- Ποια ημέρα του κύκλου αρχίζει η έμμηνη ρύση (περίοδος) και πόσες ημέρες διαρκεί ;

- Ποια ημέρα του κύκλου γίνεται η

ωοθυλακιορρηξία ;

- Αν το ωάριο ζει μέχρι 24 ώρες περίπου και τα σπερματοζωάρια 72 ώρες περίπου στο γεννητικό σύ­στημα της γυναίκας , ποιες ημέρες η σεξουαλική επαφή μπορεί να οδηγήσει στην γονιμοποίηση του

ωαρίου;

- Πώς λέγεται το διάστημα των ημερών αυτών;

- Με ποιο φυσικό τρόπο μπορεί η γυναίκα να αποφύγει μια ανεπιθύ ­μητη εγκυμοσύνη;.

Παρατηρήστε στην εικ. 3.2.4 μερι­κά τεχνητά μέσα αντισύλληψης .

(F.S.H) Ωοθυλακιοτρόπος ορμόνη

(ι . Η.) Ωχρινοτρόπος

1-5 Ανάπτυtn ωοθυλακίου ωρίμανση ωαρίου

6. Ωοθυλακιορρηξία

7 -8 Ωχρό σωμάτιο

(α) Ωοθήκη

(β) Βλεννογόνος της μήτρας

23

Υπόφυση ---f-

(α)

Προγεστερόνη

(β)

Οιστραδιόλη Προγεστερόνη

. _~~~ ι

(γ)

Εικ. 3.2.2 Λειτουργία γεννητικού συστήματος της γυναίκας

24

Ημέρες

Α. Εμμηνη ρύση Β. Ωορηξίο Γ. Πάχυνση βλεννογόνου

Ι Ι Ι Ι Ι Ι Ι Ι Ι Ι Ι Ι Ι Ι Ι Ι Ι Ι Ι

2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 2021 22 23 24 25 26 27 28

. Εμμηνη ρύση Κρίσιμη περίοδος

Εικ.3.2.3 Καταμήνιος κύκλος της γυναίκας

(ο)

~

(ε)

--( \

Εικ. 3.2.4 Τεχνητά μέσα αντισύλληψης : α. Διάφραγμα β . Σπερματοκτόνος κρέμα γ. Προφυλακτικό δ. Αντισυλληπτικά χάπια ε. Ενδομήτριο σπείραμα

Όπως και στον άντρα έτσι και στη γυναί­κα, η λειτουργία του γεννητικού συστήμα­

τος ελέγχεται και κατευθύνεται από δύο ορμόνες της υπόφυσης τις γοναδοτρό­

πες, την ωοθυλακιοτρόπο (FSH) και την ωχρινοτρόπο (LΗ).

Η ωοθυλακιοτρόπος ορμόνη διεγείρε ι την ανάπτυξη του ωοθυλακίου για να αρχίσει

ωρίμανση του ωαρίου.

Παράλληλα με τη δράση της, προκαλείται αύξηση της παραγωγής της οιστραδιό­λης.

Η ωχρινοτρόπος ορμόνη προκαλεί ρήξη του ωοθυλακίου και τη μετατροπή του σε ωχρό σωμάτιο.

Από το ωχρό σωμάτιο εκκρίνεται η προγε­

στερόνη.

Με τη δράση της οιστραδιόλης στη μήτρα, αρχίζει η ανάπτυξη του βλεννογό­νου και η προετοιμασία του για να δεχθεί το τυχόν γονιμοποιημένο ωάριο.

Στη δράση επίσης της οιστραδιόλης οφεί­λεται η ανάπτυξη των γεννητικών οργά­νων της γυναίκας, η εμφάνιση δευτερευ­

όντων χαρακτηριστικών του φύλου , όπως η εμφάνιση των μαστών, η διάπλαση της λεκάνης και η τριχοφυία των γεννητικών

οργάνων και των μασχαλών .

Η προγεστερόνη συνεχίζει την προετοι­

μασία του βλεννογόνου και βοηθά στη διατήρησή του .

Ταυτόχρονα παρεμποδίζει την ωρίμανση άλλου ωαρίου.

Αν το ωάριο δεν γονιμοποιηθεί , τότε το ωχρό σωμάτιο καταστρέφεται με αποτέ­λεσμα να μειωθεί η ποσότητα της παρα­γωγής της προγεστερόνης.

Η μείωση της παραγωγής της προγεστε­

ρόνης και της οιστραδιόλης προκαλεί κα­ταστροφή του βλεννογόνου της μήτρας .

Η αποβολή του κατεστραμμένου βλεννο-

25

γόνου και του αγονιμοποίητου ωαρίου, που συνοδεύονται από μια ποσότητα αί­ματος δια μέσου του κόλπου, αποτελεί το φαινόμενο της έμμηνης ρύσης (περίο­δος). Αυτή διαρκεί συνήθως 4-5 ημέρες. Με την αρχή της έμμηνης ρύσης αρχίζει ταυτόχρονα και η ωρίμανση νέου ωαρίου .

Η πρώτη μέρα της έμμηνης ρύσης αποτε­λεί ταυτόχρονα την πρώτη ημέρα του κα­ταμήνιου κύκλου .

Στο μέσο περίπου του καταμήνιου κύ­κλου , δηλαδή την 14η ημέρα για καταμή­νιο κύκλο 28 ημερών , γίνεται η ωοθυλα­κιορρηξία και η ελευθέρωση του ώριμου ωαρίου στον ωαγωγό (σάλπιγγα).

Το ωάριο μετά την ωοθυλακορρηξία έχει διάρκεια ζωής περίπου 24 ωρών.

Τα σπερματοζωάρια μπορούν να ζήσουν μέχρι και 72 ώρες στο σώμα της γυναίκας, μετά τη σεξουαλική επαφή και εκσπερμά­τωση.

Επομένως η σεξουαλική επαφή μεταξύ της 12ης ημέρας και της 15ης ημέρας του καταμήνιου κύκλου μπορεί να οδηγήσει στη γονιμοποίηση του ωαρίου.

Το διάστημα αυτών των ημερών αποτελεί την κρίσιμη περίοδο του καταμήνιου κύ­κλου .

Επειδή πολλές φορές η ωοθυλακιορρηξία είναι δυνατόν να συμβεί την 13η ή την 15η ημέρα ως κρίσιμη περίοδος, για λό­

γους ασφάλειας, θεωρείται το διάστημα από την 11 η μέχρι και τη 16η ημέρα.

Για να αποφευχθεί ανεπιθύμητη εγκυμο­σύνη πρέπει κατά την διάρκεια των κρισί­μων ημερών η γυναίκα να αποφεύγει τη σεξουαλική επαφή.

Η αποχή αυτή αποτελεί φυσικό τρόπο αντισύλληψης.

Εκτός από το φυσικό αυτό τρόπο αντι­σύλληψης που δεν είναι πάντοτε ασφα-

26

λής υπάρχουν και τεχνητά μέσα αντισύλ­ληψης .

Τα τεχνητά μέσα αντισύλληψης διακρίνο­νται σε χημικά και μηχανικά.

Στα χημικά μέσα κατατάσσονται το αντι­συλληπτικό χάπι που με τη δράση του εμποδίζει την ωρίμασνη ωαρίων , καθώς και διάφορες χημικές ουσίες όπως οι σπερματοκτόνες κρέμες, δηλ. ουσίες που σκοτώνουν τα σπερματοζωάρια .

Μηχανικά μέσα είναι το διάφραγμα και το ενδομήτριο σπείραμα που χρησιμοποιεί­ται από τη γυναίκα , και το συνηθισμένο προφυλακτικό που μπορεί να χρησιμο­ποιήσει ο άντρας .

Πριν τη χρήση οποιουδήποτε μέσου από τη γυναίκα, είναι πάντοτε απαραίτητη η συμβουλή ιατρού.

Ο καταμήνιος κύκλος της γυναίκας στα­

ματά όταν φθάσει στην ηλικία των 45-55 χρόνων περίπου.

Στην ηλικία αυτή οι ωοθήκες σταματούν να παράγουν ωάρια και ορμόνες , η έμμη­

νη ρύση σταματά και η γυναίκα δεν μπο­ρεί να μείνει έγκυος.

Οι αλλαγές αυτές γίνονται σταδιακά και αποτελούν το φαινόμενο της εμμηνόπαυ­σης.

Το γεννητικό σύστημα της γυνα ί­κας αποτελείται από τις δύο ωο­θήκες , τους δυο ωαγωγούς , τη μήτρα με τον τράχηλο, τον κόλπο , και το αιδοίο που αποτελεί το εξωτερικό γεννητικό όργανο .

Ο καταμήνιος κύκλος της γυναίκας διαρκεί περίπου 28 ημέρες .

Κατά τη διάρκεια αυτού , παρατη­ρείται η ωοθυλακιορρηξία και η προετοιμασία του βλεννογόνου της μήτρας για να δεχτεί το τυχόν γονιμοποιημένο ωάριο , και η έμμη­νη ρύση .

Η λειτουργία του γεννητικού συ­στήματος της γυναίκας ελέγχεται από ειδικές ορμόνες.

Η αποχή της σεξουαλικής επαφής κατά την κρίσιμη περίοδο αποτελεί φυσικό τρόπο αντισύλληψης .

Τα τεχνητά μέσα αντισύλληψης διακρίνονται σε χημικά και μηχαν ι­κά .

3.3 Γονιμοποίηση ωαρίου - Εξέλιξη του εμβρύου. Τοκετός .

Στον άνθρωπο η γονιμοπο ίηση , η ένωση δηλαδή του σπερματοζωαρίου με το ωάριο , γίνεται εσωτερικά στο σώμα της γυναίκας .

Σε κάθε εκσπερμάτωση , κατά την σεξουα­λική επαφή , διοχετεύονται στο βάθος του

κόλπου 200-300 ε κατομμύρια σπερματο­ζωάρια. Αυτά κινούνται με τη βοήθεια της ουράς διαμέσου της μήτρας προς τους ωαγωγούς .

Δραστηριότητα Α. Η γονιμοποίη­ση του ωαρίου. Δίδυμα.

1. Παρατηρήστε την εικ. 3.3.2.

- Σε ποιο μέρος του ωαγωγού γί­νεται η γονιμοποίηση ;

- Ποιες αλλαγές γίνονται στο ζυ­γωτό κατά την πορεία του προς τη μήτρα όπου θα εξελιχθεί σε έμ­

βρυο ;

2. Παρατηρήστε την εικ. 3.3.3 α και β.

- Πόσα ωάρια γονιμοποιήθηκαν και πόσα έμβρυα έδωσε το ζυγωτό που σχηματίστηκε ; (εικ . 3.3 . 3 . α)

- Πόσα ωάρια γονιμοποιήθηκαν και πόσα έμβρυα έδωσαν τα ζυγωτά που σχηματίστηκαν ; '(εικ . 3 . 3.3 . β)

Ωαγωγός

Γονιμοποίηση

ωαρίου

Ωάριο --if,I--~

Μ ήτ ρα -----Ηό_<:':'+_

(α)

Εικ.3.3 . 2 Ελευθέρωση ωαρίου . Γονιμοπο ίηση

- Ποια δίδυμα ονομάζονται μονο­ζυγωτικά και ποια διζυγωτικά δίδυ ­μα ;

3. Παρατηρήστε στην εικ. 3.3.4 τα δίδυμα στα σχήματα α και β.

- Ποιο σχήμα νομίζετε παρουσιά­ζε ι μονοζυγωτικά και ποιο διζυγω­τικά δίδυμα ;

- Ποια σχέση ομοιότητας έχουν τα μονοζυγωτικά και πο ια τα διζυγωτι­κά δίδυμα ;

- Σε ποια περίπτωση διδύμων απο­κλείεται τα άτομα να είναι διαφο­ρετικού φύλου;

(β)

27

28

(α)

Γονιμοποίηση ωαρίου Διαχωρισμός στα δύο

(β)

Γονιμοποίηση ωαρίου

Εικ. 3.3.3. α Δημιουργία μονοζυγωτικών διδύμων β. Δημιουργία διζυγωτικών διδύμων

(α) (β)

Η γονιμοποίηση του ωαρίου γίνεται στο τμήμα του ωαγωγού που είναι κοντά στην

ωοθήκη.

Το ζυγωτό το οπο ίο δημιουργείται αρχί­ζει να διαιρείται με διαδοχικές διαιρέσεις σχηματίζοντας μια μάζα κυττάρων.

Ταυτόχρονα η μάζα αυτή των κυττάρων μετακινείται με τη βοήθεια των βλεφαρί­δων του βλεννογόνου του ωαγωγού προς τη μήτρα , όπου και εμφυτεύεται και εξελίσσεται σε έμβρυο .

Μερικές φορές το γονιμοποιημένο ωάριο μπορεί , μετά τις πρώτες διαιρέσεις του , να διαχωριθεί στα δυο και να εξελιχθεί σε δυο πανομοιότυπους οργανισμούς του ίδιου φύλου. Σ' αυτή την περίπτωση δη­μιουργούνται τα μονοζυγωτικά δίδυμα.

Σε άλλες περιπτώσεις μπορεί να ωριμά­

σουν δυο ωάρια και να γονιμοποιηθούν από δυο διαφορετικά σπερματοζωάρια. Τα γονιμοποιημένα ωάρια εξελίσσονται σε δυο διαφορετικά άτομα , που μπορεί να είναι και διαφορετικού φύλου . Οι σχέ­σεις ομοιότητάς τους είναι όπως δύο αδελφών , που γεννήθηκαν σε διαφορετι­κούς χρόνους . Τα δίδυμα αυτά ονομάζο­νται διζυγωτικά δίδυμα .

Σε μερικές γυναίκες για διάφορους λό­γους (π.χ . κλειστός ωαγωγός) δεν μπο­ρεί να γίνει γονιμοποίηση και να μείνουν έγκυες . Έτσι καταφεύγουν για απόκτηση παιδ ιού στην εξωσωματική γονιμοποίηση σε ειδικά εξειδικευμένα ιατρικά κέντρα.

Στις γυναίκες που επιθυμούν να αποκτή ­σουν παιδιά με εξωσωματική γονιμοποίη­ση , παρέχονται οι ορμόνες ωοθυλακιο­τρόπος και ωχρινοτρόπος για ταυτόχρο­νη παραγωγή και ελευθέρωση πολλών ωαρίων.

Στη συνέχεια τα ωάρια αυτά λαμβάνονται με λεπτό σωλήνα που εισάγεται στο σώμα της γυναίκας δια μέσου του κοιλιακού τοι­χώματος.

29

Τα ωάρια αναμειγνύονται με το σπέρμα του συζύγου σε δοκιμαστικό σωλήνα όπου γίνεται η γονιμοποίησή τους.

Ένα ή περισσότερα ζυγωτά εισάγονται στη μήτρα της γυναίκας με ειδικό σωλήνα δια μέσου του τραχήλου.

Συνήθως αναπτύσσεται σε έμβρυο ένα ζυγωτό .

Η πιθανότητα επιτυχίας είναι 15-19%.

Το πρώτο παιδί του "σωλήνα" γεννήθηκε

στην Αγγλία το 1978.

30

Δραστηριότητα Β. Εξέλιξη του εμβρύου και διατροφή.

1. Προσέξτε στην εικ. 3.3.5 τα

πρώτα στάδια της εξέλιξης του εμβρύου στη μήτρα.

- Από τι περιβάλλεται το έμβρυο και γιατί νομίζετε;

- Πώς το έμβρυο έρχεται σε επι­κοινωνία με τη μήτρα και τι εξα­σφαλίζεται με την επικοινωνία αυτή ; (εικ . 3.3.5, εικ. 3.3.6)

2. Παρατηρήστε στην εικ. 3.3.6 τον τρόπο ανταλλαγής ουσιών με­ταξύ του μητρικού και του εμβρυι­κού αίματος στον πλακούντα.

- Τι πρέπε ι να περιλαμβάνει το διαιτολόγιο της μέλλουσας μητέ-

ρας αφού η διατροφή του εμβρύου εξασφαλίζεται από αυτή;

Σκεφτείτε ποιες ουσίες αποτε­λούν δομικά υλικά των κυττάρων, ποιες είναι απαραίτητες για τον σχηματισμό των οστών και ποιες για την κανονική λειτουργία του οργανισμού.

- Γιατί νομίζετε συστήνεται στη μέλλουσα μητέρα ν' αποφεύγει το κάπνισμα ;

- ποιες άλλες βλαβερές ουσίες μπορούν να επηρεάσουν το έμ­

βρυο και να προκαλέσουν σ' αυτό βλάβες;

λ);:;~~~-- Πλακούντας --~~:z:

Ομφάλιος λώρος _--fif:-/ifrf-

"Εμβρuο

Αμνιακός σάκκος

Εικ. 3.3.5 Πρώτα στάδια της εξέλ ιξης του εμβρύου

31

Φλέβα

Χρήσιμες ουσίες

(α) (β)

Εικ . 3.3.6 Ανταλλαγή ουσιών μεταξύ μητρικού και εμβρυικού αίματος στον πλακούντα

Μετά την εμφύτευση του εμβρύου στη μήτρα, συνεχίζονται οι διαιρέσεις των κυττάρων και δημιουργούνται εκατομμύ­ρια νέα κύτταρα που διαφοροποιούνται σε ιστούς, όργανα και οργανικά συστήμα­τα του εμβρύου.

Μέσα στη μήτρα το έμβρυο περιβάλλεται από ένα σάκκο το άμνιο. Η κοιλότητα που σχηματίζεται από το άμνιο, η αμνιακή κοι­λότητα, περιέχει j το αμνιακό υγρό που προστατεύει το έμβρυο από εξωτερικά κτυπήματα και πιέσεις .

Το έμβρυο εξασφαλίζει θρεπτικές ουσίες και οξυγόνο από το αίμα της μητέρας δια­μέσου του πλακούντα. Ο πλακούντας είναι ενωμένος με το έμβρυο με τον ομ­φάλιο λώρο.

Οι θρεπτικές ουσίες και το οξυγόνο περ-

νούν από το αίμα της μητέρας στο αίμα του εμβρύου.

Οι άχρηστες ουσίες και το CO2 περνούν από το αίμα του εμβρύου στο αίμα της μη­τέρας. Οι αλλαγές αυτές γίνονται διαμέ­σου των τοιχωμάτων των αιμοφόρων αγ­γείων χωρίς να γίνεται ανάμειξη του αίματος της μητέρας με το αίμα του εμ­βρύου.

Η ανάμειξη του αίματος θα είχε ως αποτέ­λεσμα τη ρήξη των αιμοφόρων αγγείων του εμβρύου λόγω της μεγαλύτερης πίε­σης που έχει το αίμα της μητέρας.

Κατά τη διάρκεια της εγκυμοσύνης η γυ­ναίκα οφείλει να προσέξει ιδιαίτερα τη καλή κατάσταση της υγείας της.

Η διατροφή της πρέπει να είναι πλούσια

32

σε θρεπτικές ουσίες, κυρίως πρωτείνες , βιταμίνες και άλατα ασβεστίου και φω­σφόρου.

Το διαιτολόγιο δηλαδή πρέπει να περι­

λαμβάνει κρέας ψάρι , αυγά , γάλα , φρούτα και λαχανικά.

Με το διαιτολόγιο αυτό αποφεύγεται η έλλειψη των απαραίτητων ουσιών που μπορούν να προκαλέσουν βλάβες στη μη­τέρα, όπως η έλλειψη ασβεστίου , που προκαλεί βλάβες στα δόντια και τα οστά.

Με το αίμα της μητέρας , μπορούν να πε­ράσουν στο αίμα του εμβρύου και βλαβε­ρές ουσίες, που προκαλούν ζημιά σ' αυτό . Χημικές ουσίες, όπως φυτοφάρμακα , βιο­μηχανικά κατάλοιπα, όπως ο μόλυβδος,

άλλες ουσίες (θαλιδομίδη) , πρόσθετα τροφίμων, Κ.ά., μπορούν να προκαλέσουν αποβολές στις εγκύους , τερατογένεση , διανοητική καθυστέρηση και άλλες παθή­

σεις στο έμβρυο. Η κακή συνήθεια του καπνίσματος, επίσης μπορεί να προκαλέ­σει ανωμαλίες στο έμβρυο , διότι μεταφέ­ρονται σ' αυτό οι βλαβερές ουσίες του κα­

πνού (νικοτίνη κ . ά.) Το κάπνισμα της εγκύου, μπορεί να εμποδίσει την κανονική ανάπτυξη του εμβρύου με ς:ιποτέλεσμα το νεογέννητο να έχει λιγότερο βάρος από το κανονικό και ελαττωματική ανάπτυξη αργότερα. Ακόμη , μπορεί να το κάμει ευ­αίσθητο στις αρρώστιες, κατά τις πρώτες βδομάδες της ζωής του .

Αποβολή ή και ανωμαλίες στο έμβρυο, μπορεί να προκαλέσουν και διάφοροι μι­κροοργανισμοί, που είναι δυνατό να πε­ράσουν σ ' αυτό , δια μέσου του πλακού­ντα, όταν η έγκυος μητέρα είναι μολυσμένη. Τέτοια περίπτωση μόλυνσης του εμβρύου είναι η τοξοπλάσμωση , που οφείλεται σε μικροοργανισμό , που πήρε η έγκυος μητέρα από μολυσμένο γάτο. Θα ήταν πολύ χρήσιμο , όλες οι γυναίκες , πριν την εγκυμοσύνη, να υποβάλλονται σε ορολογικές εξετάσεις για τοξοπλά-

σμωση.

Άλλη περίπτωση μόλυνσης , είναι η μόλυν­ση του εμβρύου από τον ιό της ερυθράς ,

ή της ανεμοβλογιάς από έγκυο γυναίκα, που φέρει τους πιο πάνω ιούς.

Γενικά η υγεία του εμβρύου εξαρτάται από την καλή σωματική και ψυχική κατά­σταση της μέλλουσας μητέρας. Γι ' αυτό , επιβάλλονται οι τακτικές επισκέψεις στον ειδικό γιατρό , για παρακολούθηση. Επι­βάλλεται επίσης η αποφυγή καταστάσε­ων , που προκαλούν διατάραξη της ψυχι­κής της ηρεμίας. Ακόμη , είναι απαραίτητο, οι έγκυες να γυμνάζονται σωστά (π.χ. τα­κτικό βάδισμα) να έχουν αρκετή ανάπαυ­ση και να ντύνονται άνετα και χαλαρά.

Δραστηριότητα Γ. Κύηση - Τοκε­τός

1. Παρατηρήστε στην εικ. 3.3.7 τα τελευταία στάδια της εξέλιξης του εμβρύου.

- Ποια θέση παίρνει το έμβρυο λ ίγες εβδομάδες πριν την έξοδό του από το σώμα της μητέρας;

- Τι βοηθά , άραγε , την έξοδο του

εμβρύου προς τα έξω και προκαλεί πόνους στη μητέρα ;

33

Εικ . 3.3.7 Τα τελευταία στάδια της εξέλιξης τους εμβρύου

ΕΙΚ.3 .3 . 8 Τοκετός

Με την ανάπτυξη του εμβρύου αυξάνεται ο όγκος της μήτρας με αποτέλεσμα να αυξάνεται και ο όγκος της κοιλιάς .

Από τη γονιμοποίηση του εμβρύου μέχρι την έξοδό του από το σώμα της μητέρας, χρειάζονται περίπου 280-290 ημέρες.

Το διάστημα αυτό λέγεται κύηση.

Λίγες εβδομάδες πριν την έξοδό τους, το έμβρυο παίρνει τέτοια θέση στη μήτρα

ώστε το κεφάλι να είναι προς τον τράχη­λο της μήτρας .

Η έξοδος του εμβρύου από το σώμα της μητέρας λέγεται τοκετός.

Ο τοκετός αρχίζει με ρυθμικές συσπάσεις της μήτρας.

Ενώ οι συσπάσεις γίνονται εντονότερες , ο τράχηλος διαστέλλεται ώστε να χωρέ­σει το κεφάλι του εμβρύου κατά τον τοκε­τό .

34

Οι συσπάσεις της μήτρας ενισχύονται με τις συσπάσεις των μυών της κοιλιάς. Στο στάδιο αυτό , συνήθως σπάζει ο αμνιακός

σάκκος και ελευθερώνεται το αμνιακό υγρό.

Μετά την έξοδό του εμβρύου, ο γιατρός

κόβει τον ομφάλιο λώρο με τον οποίο βρί­σκεται ακόμη το έμβρυο συνδεδεμένο με τον πλακούντα.

Όταν κοπεί ο ομφάλιος λώρος, σταματά και η ανταλλαγή αερίων μεταξύ μητέρας και νεογνού.

Η απότομη αλλαγή της θερμοκρασίας στο σώμα του νεογνού, και η αύξηση της συ­γκέντρωσης διοξειδίου του άνθρακα στο αίμα του νεογνού, θέτει σε λειτουργία τους πνεύμονες και αρχίζει η κανονική αναπνοή του νεογνού που συνοδεύεται με το πρώτο του κλάμα .

Μετά τον τοκετό το νεογνό αρχίζει να θηλάζει από τους μαστούς της μητέρας, οι οποίοι έχουν προετοιμαστεί κατάλληλα κατά τη διάρκεια της εγκυμοσύνης με τη

δράση ορμονών.

Το μητρικό γάλα θεωρείται.η πιο κατάλλη­λη τροφή για το νεογέννητο γιατί περιέ­χει όλες τις απαραίτητες ουσίες που χρειάζεται για την ανάπτυξή του.

Περιέχει επίσης και αντισώματα από τη μητέρα που το προστατεύουν στην αρχή της ζωής του από τις διάφορες μολύν­σεις και ασθένειες.

Η γονιμοποίηση του ωαρίου γίνε­ται στο τμήμα του ωαγωγού κοντά στην ωοθήκη.

Τα μονοζυγωτικά δίδυμα προκύ ­πτουν από ένα ζυγωτό.

Τα διζυγωτικά δίδυμα προκύπτουν από δυο ζυγωτά.

Κατά την εξωσωματική γονιμο­

ποίηση, η ένωση του ωαρίου και του σπέρματος γίνεται σε ιατρικό εργαστήριο μέσα σε δοκιμαστικό

σωληνα ή δοχείο petri .

Το έμβρυο παίρνει τις θρεπτικές ουσίες και το οξυγόνο από το αίμα της μητέρας , δια μέσου του πλακούντα , ο οποίος ενώνεται με τον ομφάλιο λώρο .

Το έμβρυο προστατεύεται από κτυπήματα και πιέσεις με το αμνια­κό υγρό.

Κατά τη διάρκεια της εγκυμοσύ­νης, η γυναίκα πρέπει να προσέ­χει πολύ τη διατροφή της και την υγεία της, γιατί απ' αυτήν εξαρτά­ται και η υγεία και η ομαλή ανά­πτυξη του εμβρύου.

Ο τοκετός γίνεται μετά από κύηση 280 περίπου ημερών , μετά την γο­νιμοποίηση του ωαρίου.

3.4 Νοσήματα που σχετίζονται με το γεννητικό σύστημα του ανθρώπου .

Το γεννητικό σύστημα είναι εξαιρετικά ευ ­αίσθητο σε λοιμώξε ις και άλλες παθήσεις και ακόμη αποτελεί εύκολη οδό μόλυνσης του οργανισμο ύ.

Μερικά από τα νοσήματα που σχετίζονται με το γεννητικό σύστημα και ονομάζονται αφροδ ίσια είναι η σύφ ιλη , η βλεννόρροια

(γονώρροια) , ο γεννητικός έρπης. Ανίατα μέχρι σήμερα νοσήματα είναι η ηπατίτι­δα Β και το σύνδρομο επίκτητης ανοσο­λογικής ανεπάρκειας , το AIDS (Acquired Immune Deficiency Syndrome).

Τα νοσήματα αυτά μεταδίδονται κυρίως με τη σεξουαλική επαφή και οφείλονται σε βακτήρια (σύφιλη , βλεννόρροια) ή σε

ιούς (γεννητικός έρπης, ηπατίτιδα Β " AIDS).

Δραστηριότητα Α. Μετάδοση του ιού του AIDS - Συμπτώματα.

Ο ιός του AIDS βρίσκεται κυρίως στο αίμα, στο σπέρμα και τα κολπι­κά υγρά.

1. Με τη βοήθεια της εικ. 3.4.1 να αναφέρετε τους τρόπους με τους οποίους μεταδίδεται ο ιός του AIDS.

2. Με τη βοήθεια της εικ. 3.4.2 να

αναφέρετε τους τρόπους με τους

οποίους δε μεταδίδεται ο ιός του

AIDS.

3. Να αναφέρετε τα συμπτώματα που μπορούν να εκδηλωθούν σε

φορέα του ιού του ΑΙ DS με τη

βοήθεια της εικ. 3.4.3 .

35

36

(β)

(α)

(γ)

Ε ι κ. 3.4.1 Τρόπο ι που μεταδίδεται ο ιός του AIDS

(α)

(δ) (ε)

Εικ. 3.4.2 Τρόποι μη μετάδοσης του ιού του AIDS

(β)

(στ)

Ί \

Ο ιός του ΑΙ DS βρίσκεται σε όλα τα βιο­λογικά εκκρίματα του μολυσμένου οργανι­σμού όπως αίμα , σπέρμα , κολπικά υγρά , σάλιο, μητρικό γάλα, δάκρυα κτλ. Οι τρό­ποι μετάδοσης του ιού αυτού μπορεί επο­μένως να είναι:

- Μετάδοση με μολυσμένο αίμα ή παρά­γωγα μολυσμένου αίματος.

- Μετάδοση με μολυσμένες σύριγγες ή από τη κοινή χρήση των συρίγγων, όπως π.χ. κάνουν οι τοξικομανείς .

- Μετάδοση από τη μολυσμένη έγκυο μη­τέρα στο παιδί της κατά την εγκυμοσύνη

ή κατά τον τοκετό .

- Μετάδοση από τη μολυσμένη μητέρα στο παιδί της κατά το θηλασμό.

- Μετάδοση από μολυσμένο άτομο κατά τη σεξουαλική επαφή μεταξύ ετεροφυλό­φιλων ή ομοφιλόφιλων ατόμών . Ο τρό­πος αυτός μετάδοσης του ιού θεωρείται και ο κυριότερος .

Ο ιός του AIDS είναι πολύ ευπαθής και καταστρέφεται εύκολα στις συνηθισμένες συνθήκες του περιβάλλοντος.

Ο ιός του AIDS επομένως δεν μπορεί να μεταδοθεί:

- Με το φαγητό ή με οικιακά σκεύη.

- Από τις τουαλέτες .

- Από τους κοινόχρηστους χώρους , τη θάλασσα ή τις πισίνες . .

- Από τα κατοικίδια ζώα .

- Με τη χειραψία και γενικά με τη συνηθι-

σμένη κοινωνική επαφή.

- Με τις επισκέψεις στον οδοντογιατρό

(επειδή χρησιμοποιεί αποστειρωμένα ερ­γαλεία) .

- Με το σάλιο , τα δάκρυα , τον ιδρώτα , τα ούρα κ.ά. παρά το γεγονός ότι μπορεί να

βρεθεί ο ιός στα υγρά αυτά του σώματος. Επειδή όμως βρίσκεται σε πολύ μικρές

37

Εικ. 3.4.3 Ασθένειες που παρουσιάζονται σε άτομα με AIDS

38

ποσότητες, είναι πολύ δύσκολο να μετα­δοθεί η ασθένεια με τον τρόπο αυτό , ούτε και έχουν αναφερθεί περιπτώσεις μέχρι τώρα μετάδοσης με τον τρόπο αυτό .

Ο ιός του AIDS που επιστημονικά λέγεται Η.I.ν ., προσβάλλει τα λεμφοκύτταρα του ανθρώπου (αμυντικό σύστημα) , που είναι υπεύθυνα για την παραγωγή αντισωμά­των που τον προστατεύουν από τις μο­λύνσεις των διαφόρων μικροβίων . Με τον τρόπο αυτό ο οργανισμός χάνει την αμυ­ντική του ικανότητα, αφού καταστρέφεται το ανοσοποιητικό του σύστημα και προ­σβάλλεται έτσι εύκολα από διάφορες αρ­

ρώστιες.

Η προσβολή ενός ατόμου από τον ιό του AIDS τον καθιστά φορέα. Στο στάδιο αυτό το άτομο δεν παρουσιάζει κανένα σύμπτωμα. Μπορεί όμως να διαπιστωθεί ο ιός με ειδική εξέταση του αίματος. Ο φορέας μπορεί να μεταδίδει τον ιό σε άλλα άτομα. Σε μεταγενέστερο στάδιο ο φορέας παρουσιάζει για πολύ καιρό διά­φορα συμπτώματα, όπως πυρετό , διάρ­ροιες , απώλεια βάρους, διόγκωση λεμφα­δένων κτλ., που δεν υποχωρούν. Μετά το στάδιο αυτό, η κατάσταση του ασθε­νούς χειροτερεύει, παρουσιάζει τα ίδια συμπτώματα σε πολύ σοβαρότερη μορφή, αλλά επίσης εμφανίζονται και άλλες πα­θήσεις , όπως πνευμονία , καρκίνος που οδηγούν τελικά τον πάσχοντα στο θάνα­το.

Θεραπεία για το AIDS δεν υπάρχει διότι δ~ν έχουν βρεθεί ακόμη τα κατάλληλα φάρμακα.

Κατάλληλο εμβόλιο κατά του ιού του AIDS δεν έχει ακόμη βρεθεί και επομένως αποτελεί σοβαρή, αθεράπευτη και θανα­τηφόρα αρρώστια.

Η προφύλαξη από τον ιό του AIDS είναι αποκλειστικά προσωπικό θέμα του καθε­νός . Οι πιο αποτελεσματικοί και σίγουροι

τρόποι πρφύλαξης είναι, εκτός φυσικά από την εγκράτεια , η χρήση του προφυλα­κτικού και η αποφυγή σεξουαλικής επα­φής με άγνωστα άτομα. Οι φορείς ή πά­σχοντες από AIDS δεν πρέπει να είναι αιμοδότες ή να δίνουν σπέρμα για τεχνη­

τή γονιμοποίηση ή όργανα για μεταμό­σχευση . Οι γυναίκες φορείς του AIDS δεν πρέπει να μένουν έγκυες.

Ο ιός της ηπατίτιδας Β βρίσκεται σε όλα τα βιολογικά εκκρίματα όπως και ο ιός τους AIDS. Επομένως μεταδίδεται με τους ίδιους ακριβώς τρόπους.

Η μετάδοση του ιού δε μπορεί να γίνει με τις συνηθισμένες κοινωνικές επαφές όπως η χειραψία , το απλό κοινωνικό φιλί.

Άτομα όμως που έρχονται σε συνεχή και στενή επαφή με τους φορείς του ιού απο­τελούν ομάδες υψηλού κινδύνου για πρόσληψη του ιού .

Ο ιός της ηπατίτιδας προσβάλλει τα κύτ­ταρα του ήπατος (συκώτι) τα οποία μπο­ρεί να καταστρέψει σε μικρό χρονικό διά­στημα.

Δεν υπάρχει μέχρι στιγμής θεραπεία για την ηπατίτιδα Β .

Υπάρχει όμως το κατάλληλο εμβόλιο για την πρόληψη της ασθένειας.

Άλλα σεξουαλικώς μεταδιδόμενα νοσήμα­τα είναι η σύφιλη , η 6λεννόρροια , ο γεν­νητικός έρπης.

Αυτά , εκτός από τη σεξουαλική επαφή μπορεί να μεταδοθούν με τη συχνή και στενή επαφή φορέων με υγιή άτομα μέσα στο οικογενειακό ή φιλικό περιβάλλον .

Ο κίνδυνος μετάδοσης των ασθενειών αυτών αυξάνεται με τη χρήση προσωπι­

κών αντικειμένων όπως οδοντόβουρτσες, ξυραφάκια , χτένες , κοπτήρες των νυχιών, κλινοσκεπάσματα και πετσέτες.

Η 6λεννόρροια οφείλεται σ' ένα βακτήριο που προσβάλλει το γεννητικό σύστημα

του ανθρώπου.

Τα πρώτα συμπτώματα της βλεννόρ­

ροιας είνα ο ερεθισμός της ουροδόχου κύστης και της ουρήθρας και η έξοδος εκ­κρίματος και πύου από την ουρήθρα.

Χωρίς ιατρική περίθαλψη η μόλυνση επε­κτείνεται και προκαλεί φλεγμονές και σε άλλα μέρη του σώματος, κυρίως στις σάλ­πιγγες (ωαγωγούς) των γυναικών, στις

αρθρώσεις, στην καρδία, στένωση της ου­ρήθρας, στείρωση κ.τ.λ.

Η έγκυος γυναίκα, που πάσχει από βλεν­νόρροια, μπορεί να μολύνει το παιδί της κατά τον τοκετό και να του προκαλέσει σοβαρή οφθαλμική ασθένεια ή τύφλωση.

Η σύφιλη οφείλεται και αυτή σ' ένα βα­κτήριο που προσβάλλει και αυτό το γεν­νητικό σύστημα στον άνθρωπο.

Αυτή εκδηλώνεται με πληγές (έλκη) στα γεννητικά όργανα και αργότερα με εξαν θήματα στο δέρμα και τριχόπτωση. Σε προχωρημένο στάδιο προσβάλλονται διά­

φορα όργανα του σώματος όπως η καρ­δία, το νευρικό σύστημα, το συκώτι, οι όρ­χεις Κ.α . Είναι δυνατόν επίσης να προκληθεί παράλυση, τύφλωση , παρα­φροσύνη ή ακόμη και θάνατος.

Έγκυος συφιλιδική γυναίκα μπορεί να με­ταδώσει την αρρώστεια στο αίμα του εμ­βρύου με αποτέλεσμα αυτό να γεννιέται νεκρό ή άρρωστο .

Ο γεννητικός έρπης που οφείλεται σε ιό, προσβάλλει τα γεννητικά όργανα δημιου­γώντας σ' αυτά φλύκταινες (φουσκάλες) που προκαλούν πόνο, κνησμό και προ­κλούν πληγές.

Η έγκυος μητέρα μπορεί να μεταδώσε ι τον ιόν κατά την ώρα του τοκετού , στο νεογέννητο προκαλώντας σ' αυτό ανωμα­λίες ή ακόμη και τον θάνατο .

Η σύφιλη, η βλενόρροια και άλλα αφροδί-

39

σια νοσήματα θεραπεύονται τελείως αν οι άρρωστοι καταφύγουν έγκαιρα στον γιατρό.

Στο γεννητικό σύστημα του ανθρώπου μπορούν να παρουσιαστούν και διάφορες μορφές καρκίνου.

Ο καρκίνος του τραχήλου της μήτρας στις γυναίκες μπορεί να προληφθεί αν γίνει έγκαιρη διάγνωση με το "Τέστ Παπα­νlκολάοu" Επιβάλλεται σ' όλες τις γυναί­

κες να κάνουν το τέστ τουλάχιστο μια φορά το χρόνο, μόλις αρχίζουν να έχουν

σεξουαλικές σχέσεις. Με το τέστ αυτό ο καρκίνος μπορεί να διαγνωσθεί στα αρχι­κά του στάδια και να θεραπευθεί.

Νοσήματα που σχετίζονται με το γεννητικό σύστημα όπως το AIDS , η ηπατίτιδα , ο γεννητικός έρπης ,

η σύφιλη , η βλεννόρροια έχουν σοβαρές συνέπειες για την υγεία του ανθρώπου.

Για να προλάβετε τις μολύνσεις και τα σοβαρά προβλήματα που

συνεπάγονται πρέπει :

• Να τηρείτε σχολαστικά τους κα­νόνες καθαριότητας .

• Να αποφεύγετε τη χρήση αντικει­μένων που ανήκουν σε πάσχο­ντες.

• Να είστε εγκρατείς στις σεξουα­λικές σας σχέσεις.

• Να συμβουλεύεστε τον ειδικό γιατρό, όταν παρατηρήσετε κά­ποιο ασυνήθιστο σύμπτωμα .

40

2.5. Ασκήσεις

1. Να διαλέξετε το σωστό.

α) Για τη δημιουργία του ενδοσπερ­μίου ενώνεται

Α. Ο βλαστητικός πυρήνας του γυρεό­

κοκκου με το ωάριο .

Β. Ο βλαστητικός πυρήνας του γυρεό­κοκκου με τους πολικούς πυρήνες.

Γ. Ο σπερματικός πυρήνας του γυρεό­κοκκου με το ωάριο .

Δ. Ο σπερματικός πυρήνας του γυρεό­κοκκου με τους πολικούς πυρήνες .

Ε. Ο βλαστητικός πυρήνας του γυρεό­κοκκου με το σπερματικό πυρήνα .

β) Εξωτερική γονιμοποίηση συμβαίνει.

Α. στα έντομα

Β. στα ερπετά

Γ. στα αμφίβια

Δ. στα πτηνά

Ε . σε όλα τα είδη ψαριιqν

γ) Τα μονοζυγωτικά δίδυμα προκύ­

πτουν από την ένωση :

Α. δυο ωαρίων με ένα σπερματοζωά­ριο

Β. ενός ωαρίου με ένα σπερματοζωά­ριο

Γ. ενός ωαρίου με δυο σπερματοζωά­ρια

Δ. δύο ωαρίων με δύο σπερματοζωά­ρια

Ε . πολλών ωαρίων με πολλά σπερμα­τοζωάρια

δ) Τα διζυγωτικά δίδυμα προκύπτουν από την ένωση :

Α. δυο ωαρίων με ένα σπερματοζωάριο

Β . ενός ωαρίου με δυο σπεματοζωάρια

Γ . ενός ωαρίου με ένα σπερματοζωά­ριο

Δ . δύο ωαρίων με δυο σπερματοζωά­ρια

Ε . πολλών ωαρίων με πολλά σπερμα­τοζωάρια

2. Να συμπληρώσετε τις πιο κάτω προτά­σεις .

α) Το θηλυκό μέρος του άνθους λέγε-ται .. .. ...... .. .... ..... και αποτελείται από το ...... .... .... ... .. .. .. .. . , το

.... .... .... ...... .... .... .... ... και την

.. .. .... .... ........ .. .... .... .. που περιέχει τα

β) Το αρσενικό μέρος του άνθους λέ-γεται .. ...... .. ............ και αποτελείται από το .... .. .... .. .. .... ... και τον .. ...... .. ............ που περιλαμβάνει τέσσε-ρις .. .. .. .. ...... .. ...... .

γ) Στα .......... .... .. ...... ζώα η ανάπτυξη του εβρύου γίνεται μέσα στο μητρικό σώμα ενώ στα .. .... .. .. .......... . γίνεται έξω από το μητρικό σώμα .

δ) Το σπέρμα του άντρα αποτελείται από τα .. .. .. ........ .. ..... και τα εκκρίματα που παράγονται στις .......... .............. ... , στις .................. .. ...... ... , στον

.................. .. . και στους

ε) Η διάρκεια ζωής των σπερματοζωα­ρίων μέσα στο γεννητικό σύστημα της

γυναίκας είναι .. .... .. .. .. .. ...... .

στ) Η ελευθέρωση του ωαρίου συμβαί-νει την .............. .... μέρα του καταμή-νιου κύκλου των 28 ημερών .

η) Το ωοθυλάκιο μετά την ωοθυλακιορ-ρηξία μετατρέπεται σε ................... . .

θ) Στον αυχένα του σπερματοζωαρίου υπάρχουν πολλά .... ................... .. .

ι) Εσωτερική γονιμοποίηση συμβαίνει στα .. ... ........ ..... .. .. ' και ...... ... ... ... .... ... .. .

3. Να γράψετε "σωστό" ή "λάθος"

α) Με την αμφιγονία γίνεται ανάμειξη του κληρονομικού υλικού.

β) Με τη μονογονία δημιουργείται ποι-κιλομορφία στους οργανισμούς ........ ... .

γ) Η αυτόματη γένεση των οργανι-σμών δεν είναι αδύνατη ...................... ..

δ) Το σπερματοζωάριο μπαίνει εξ ολοκλήρου στο ωάριο κατά την γονι-μοποίηση . .. .. .. ...... .. .... .

ε) Το σπερματοζωάριο είναι ένα διπλο-ειδές κύτταρο .................... .

στ) Το ωάριο δεν έχει την ικανότητα της κίνησης ...................... ..

η) Η διάρκεια ζωής των σπερματοζωα­ρίων μέσα στο γεννητικό σύστημα της γυναίκας είναι περίπου 24 ώρες.

θ) Το ωάριο στερείται κεντροσωματίου

4. Να δώσετε τον ορισμό των πιο κάτω όρων

α) αναγέννηση

β) ερμαφρόδιτο άτομο

γ) επικονίαση

δ) γονάδες

ε) ζυγωτό

στ) ωοθυλακιορρηξία

ζ) έμμηνη ρήση

η) αμνιακό υγρό

θ) κρίσιμη περίοδος

ι) κύηση

κ) τοκετός

41

5. Να συμπληρώσετε τον πίνακα:

ΟΡΜΟΝΗ ΑΔΕΝΑΣ ΔΡΑΣΗ

Τεστοστερόνη

Οιστραδιόλη

Προγεστερόνη

42

6. Να συμπληρώσετε τις ενδείξεις των πιο κάτω σχημάτων.

6 --==.;~

6

~-7

ι-t+--8

3

4

2

7. Να ονομάσετε και να εξηγήσετε το μο­νογονικό τρόπο αναπαραγωγής της ύδρας.

8. Να αναφέρετε τέσσερεις διαφορετι­κές μεθόδους μονογονικής αναπαρα­γωγής των φυτών και να γράψετε ένα παράδειγμα για την καθεμία.

9. Να συγκρίνετε το ωάριο με το σπερμα­τοζωάριο

Α. ως προς το μέγεθος τους

Β. ως προς την ικανότητα τους για κί­νηση

Γ. Ως προς την ύπαρξη κεντροσωμα­τίου.

10. Να περιγράψετε τη διαδικασία της γο­νιμοποίησης σ' ένα άνθος.

11 . Τι είναι ο καταμήνιος κύκλος της γυ­ναίκας;

12 Ποιες είναι οι γόνιμες ημέρες της γυ­ναίκας; Να δικαιολογήσετε την απά­ντηση σας.

13. Να εξηγήσετε τον τρόπο με τον οποίο το έμβρυο εξασφαλίζει χρήσιμες ου­σίες και αποβάλλει άχρηστες ουσίες .

14. Να αναφέρετε νοσήματα που σχετίζο­νται με το γεννητικό σύστημα και τους κυριότερους τρόπους μετάδοσής τους.

43 Ι

ΕΝΟΤΗΤΑ Β. ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΣΤΗΝ ΚΛΗΡΟΝΟΜΙΚΟΤΗΤΑ

5. Πώς κληρονομούνται οι χαρακτήρες

5.1 Χρωματοσώματα - Κυτταρική διαίρεση

5.2 Εκδήλωση χαρακτήρων - Νόμοι κληρονομικότητας

6 Περιπτώσεις κληρονομικότητας στον άνθρωπο

6.1 Αυτοσωματική κληρονομικότητα

6.2 Φυλοκαθοριστική κληρονομικότητα

6.3 Γονίδια στα φυλετικά χρωματοσώματα

7. Προγεννητική πρόληψη - Ευγονική

8. Γενετικά λάθη

9. Εφαρμοσμένη γενετική - Γενετική μηχανική

10. Ασκήσεις

)~ tt8 B~ δ~ δδ 1 2 3' . 4 5

~~ 8~ a~ .. δ~ δΛ ~~ ~δ (; 7 θ \ 9 10 11 12

13 14 15

19 20 2 1 22 2~ 23

44

5. Πώς κληρονομούνται οι χαρακτήρες

Θα έχετε προσέξει ότι ορισμένα από τα χαρακτηριστικά που έχετε, είναι όμοια με αυτά των προγόνων σας.

Η μεταβίβαση των χαρακτήρων των προ­γόνων στους απογόνους λέγεται κληρο­

νομικότητα.

Ο κλάδος της Βιολογίας που ασχολείται με την κληρονομικότητα είναι η Γενετι­

κή.

5.1 Χρωματοσώματα - Κυτταρική διαίρε-ση

Γνωρίζετε ότι ο μόνος σύνδεσμος γονέ­ων και απογόνων είναι τα γεννητικά κύτ­ταρα των γονέων, που δημιουργούν το ζυγωτό . Γνωρίζετε επίσης ότι το ζυγωτό εξελίσσεται σε νέο οργανισμό που έχει

χαρακτηριστικά των γονέων . Επομένως οι πληροφορίες για την εκδήλωση των χαρακτηριστικών βρίσκονται στα κύτταρα . Οι πληροφορίες βρίσκονται σε σχηματι­σμούς του πυρήνα που λέγονται χρωμα­τοσώματα. Τα χρωματοσώματα αποτε­λούνται από μία χημική ουσία το δεσοξυ­ρι60λοζονουκλεϊνικό οξύ (D.N.A). Οι χα­ρακτήρες που μεταβιβάζονται από τους προγόνους στους απογόνου ς με το ΟΝΑ λέγονται κληρονομικοί χαρακτήρες. Οι χαρακτήρες που αποκτά το άτομο μετά τη γέννηση του , δηλαδή οι επίκτητοι χα­

ρακτήρες δεν κληρονομούνται γιατί οι πληροφορίες για τους χαρακτήρες αυ­τούς δεν υπάρχουν στα χρωματοσώματα

του.

Δραστηριότητα Α. Χρωματοσώ-

ματα

1. Παρατηρήστε στην εικ . 5.1.1 και 5.1.2 τα χρωματοσώματα του ανθρώπου και της δροσόφιλας (μύγα φρούτων) .

- Ποιος είναι ο αριθμός των χρω­ματοσωμάτων στον άνθρωπο και ποιος στη δροσόφιλα;

- Ο αριθμός των χρωματοσωμά­των σε άλλα είδη οργανισμών εί­

ναι : αραβόσιτος 20, αστακό ς 200, ντομάτα 24, ποντικός 40, καγκου­ρώ 12.

- Τι παρατηρείτε για τον αριθμό των χρωματοσωμάτων στα διάφο­ρα είδη των οργανισμών;

2. Ποια σχέση ομοιότητας έχουν μεταξύ τους τα χρωματοσώματα του ανθρώπου και ποια τα χρωμα­τοσώματα της δροσόφιλας (εικ . 5.1.1, 5.1 .2).

3. Στην εικ . 5.1 .2 φαίνονται τα χρωματοσώματα ενός θηλυκού και ενός αρσενικού ατόμου της δρο­σόφιλας.

- Συγκρίνετε το σχήμα και το μέ­

γεθος των ζευγαριών των χρωμα­τοσωμάτων στα δυο φύλα. Τι πα­ρατηρε ίτε για το ένα από τα ζευ­γάρια ;

45 Ι

6 7 8 9 10 11 12

13 14 15 16 17 18

ΧΚ ΧΧ VV!{K Κ r. ή ~ ~ 19 20 21 22 23 23

Ε ικ. 5.1.1 Χρωματοσώματα του ανθρώπου

.~ .~ O~ O ~ θηλυκό αρσενικό

Εικ. 5. 1.2 Χρωματοσώματα θηλυκού και αρσενικού ατόμου της δροσόφιλας

46

Ο αριθμός των χρωματοσωμάτων δεν εί­ναι ο ίδιος στα διάφορα είδη των οργανι­

σμών. Ο άνθρωπος Π.χ. έχει 46 χρωματο­σώματα στα κύτταρα του, ο αραβόσιτος 20, ο αστακός 200 και η δροσόφιλα 8.

Τα άτομα όμως του ιδίου είδους έχουν όλα τον ίδιο αριθμό χρωματοσωμάτων στα κύτταρα τους. Τα χρωματοσώματα σε κάθε σωματικό κύτταρο ενός οργανι­

σμού είναι ανά δύο όμοια ως προς το μέ­γεθος τη μορφή και τον τύπο των γενετι­κών πληροφοριών. Σχηματίζουν δηλαδή ζευγάρια ομοίων χρωματοσωμάτων που λέγονται ομόλογα χρωματοσώματα.

Ο άνθρωπος Π.χ. έχε ι 23 ζεύγη ομολό­γων χρωματοσωμάτων , ο αραβόσιτος 1 Ο ζευγάρια , ο αστακός 100 ζευγάρια και η δροσόφιλα 4.

Τα χρωματοσώματα διακρίνονται σε αυτο­σώματα και σε ένα ζευγάρι φυλετικών χρωματοσωμάτων. Τα φυλετικά χρωμα­τοσώματα καθορίζουν το φύλο του ατό­μου.

Τα ζεύγη των αυτοσωμάτων έχουν το ίδιο σχήμα και μέγεθος και στα δυο φύλα όλων των ατόμων του ίδιου είδους . Στα φυλετικά χρωματοσώματα, παρατηρείται μια εξαίρεση. Στο ένα από τα δυο φύλα το ένα χρωματόσωμα του φυλετικού ζεύ­γους διαφέρει.

Η δροσόφιλα έχει τέσσερα ζεύγη χρωμα­τοσωμάτων.

Τα τρία ζεύγη των αυτοσωμάτων είναι όμοια και στα δυο φύλα, ενώ δεν συμβαί­νει το ίδιο στα φυλετικά χρωματοσώματα . Στα αρσενικά άτομα ένα μέλος του ζεύ ­γους είναι όμοιο προς τα αντίστοιχα των θηλυκών ατόμων . Το άλλο μέλος του ζεύ­γους είναι διαφορετικό και σε σχήμα και σε μέγεθος. Στα θηλυκά άτομα τα όμοια φυλετικά χρωματοσώματα συμβολίζονται με ΧΧ. Στα αρσενικά τα διαφορετικά χρω-

ματοσώματα συμβολίζονται με XV. Το ίδιο συμβαίνει και στον άνθρωπο δηλ. το θηλυ­κό άτομο έχε ι τα φυλετικά χρωματοσώμα­τα όμοια και συμβολίζονται με ΧΧ ενώ στο αρσενικό είναι διαφορετικά και συμ­βολίζονται με ΧΥ (ε ι κ . 5.1. 1).

Τα σωματικά κύτταρα των οργανισμών στα οποία τα χρωματοσώματα υπάρχουν κατά ζεύγη λέγονται διπλοειδή.

Δραστηριότητα Β Μίτωση - Μείω­ση

1. Γνωρίζετε ότι το πρώτο κύττα­ρο του νέου οργανισμού προέρχε­ται από την ένωση των δυο γεννη­τικών κυττάρων.

- Ποιος πρέπει να είναι ο αριθμός των χρωματοσωμάτων των γεννη­τικών κυττάρων εν σχέσει με τα σωματικά ώστε να εξασφαλίζεται στο νέο άτομο ο αριθμός των χρω­ματοσωμάτων του είδους του ;

2. Γνωρίζετε ότι το ζυγωτό με δια­δοχικές διαιρέσεις δίνει κύτταρα που θα αποτελέσουν το νέο οργα­νισμό .

- Ποιος πρέπει να είναι ο αριθμός των χρωματοσωμάτων των νέων κυττάρων που δημιουργούνται , ώστε να διατηρείται ο αριθμός των χρωματοσωμάτων του είδους στα­

θερός .

Παρατηρήστε στην εικόνα 5.1.3 τον τρόπο με τον οποίο από ένα

αρχικό κύτταρο προκύπτουν κύτ­ταρα με τον ίδιο αριθμό χρωματο­σωμάτων (εικ. 5.1.3.α) και κύτταρα με το μισό αριθμό χρωματοσωμά­των (εικ. 5.1 . 3 . β) δηλ. τα γεννητι­κά κύτταρα.

- Συγκρίνεπ τη μορφή των χρω­

ματοσωμάτων στο Α ' στάδιο της μίτωσης και της μείωσης με εκείνη στο μητρικό κύτταρο.

- Συγκρίνετε τη διάταξη των ομο­λόγων χρωματοσωμάτων στο Β' στάδιο της μίτωσης και της μείω­σης.

- Ποιο είναι το αποτέλεσμα της πρώτης διαίρεσης που γίνεται στη μίτωση και ποιο στη μείωση ;

- Ποιο είναι το αποτέλεσμα της δεύτερης διαίρεσης που γίνεται μόνο στη μείωση ;

Μητρικό κύτταρο

ΘΘ Θυγατρικά κύτταρα Θυγατρικά κύτταρα

(α) (β)

Εικ. 5.1.3 Κυτταρική διαίρεση α) Μίτωση β) Μείωση

47

48

Τα γεννητικά κύτταρα έχουν τον μισό αριθμό χρωματοσωμάτων από ότι τα σω­ματικά κύτταρα. Στα κύτταρα αυτά υπάρ­

χει το ένα μέλος του ζευγαριού των ομολόγων χρωματοσωμάτων που έχουν τα σωματικά κύτταρα . Με την ένωση δυο γεννητικών κυττάρων ενός είδους οργα­νισμού δημιουργούνται στο ζυγωτό ζεύγη χρωματοσωμάτων με το ένα μέλος πατρι­

κής και το άλλο μητρικής προέλευσης , και αποκαθίσταται ο αριθμός των χρωμα­τοσωμάτων για το είδος. Τα γεννητικά κύτταρα λέγονται απλοειδή κύτταρα.

Το ζυγωτό με συνεχείς διαιρέσεις δίνει τα κύτταρα του νέου οργανισμού. Για την αύξηση του νέου οργανισμού καθώς και για την αναπλήρωση των κατεστραμμέ­νων κυττάρων γίνονται συνεχείς διαιρέ­σεις των κυττάρων του.

Σ ' όλες τις περιπτώσεις αυτές από κάθε μητρικό κύτταρο προκύπτουν δυο θυγα­

τρικά κύτταρα με τον ίδιο αριθμό χρωμα­τοσωμάτων .

Ο τρόπος με τον οποίο γίνεται η κυτταρι­κή αυτή διαίρεση λέγεται μίτωση.

Η κυτταρική διαίρεση που γίνεται σ' εκεί­να τα κύτταρα που θα δώσΘυν τα γεννητι­

κά είναι διαφορετική και λέγεται μείωση. Κατά τη μείωση από ένα μητρικό κύτταρο , με δυο συνεχείς διαιρέσεις , προκύπτουν τέσσερα θυγατρικά που έχουν το μισό αριθμό χρωματοσωμάτων .

Στο αρχικό στάδιο και στις δυο περιπτώ­σεις των κυτταρικών διαιρέσεων γίνεται αυτοδιπλασιασμός του γενετικού υλικού με αποτέλεσμα το κάθε χρωματόσωμα να αποτελείται από δυο χρωματίδες ενωμέ­νες με το κεντρομερίδιο και όχι από μία όπως στο αρχικό κύτταρο.

Στη μίτωση οι χρωματίδες κάθε ζεύγους χρωματοσωμάτων χωρίζονται ενώ στη μείωση χωρίζονται τα ζεύγη των ομολό­γων χρωματοσωμάτων έτσι στο παρά-

δειγμα της εικ. 5.1.3 προκύπτουν κατά τη μίτωση 2 κύτταρα όμοια με το αρχικό κύτταρο , με 4 χρωματίδες μια από κάθε χρωματόσωμα, ενώ στη μείωση προκύ­πτουν 2 κύτταρα με 2 χρωματοσώματα ένα από κάθε ζευγάρι ομολόγων χρωμα­τοσωμάτων.

Στη μείωση γίνεται δεύτερη διαίρεση και χωρίζονται οι χρωματίδες κάθε χρωματο­σώματος και στα δυο κύτταρα που σχημα­τίστηκαν στη πρώτη διαίρεση. Έτσι στο τέλος της μείωσης στο παράδειγμα έχου­

με τέσσερα κύτταρα με 2 χρωματίδες στο καθένα .

Οι γενετικές πληροφορίες κάθε οργανισμού βρίσκονται στα χρωμα­τοσώματα του . Τα χρωματοσώμα­τα διακρίνονται σε αυτοσώματα και σε φυλετικά. Με τη μιτωτική διαίρεση από κάθε κύτταρο σχημα­τίζονται δύο κύτταρα που έχουν τον ίδιο αριθμό χρωματοσωμάτων με το μητρικό . Με τη μειωτική διαί­

ρεση από κάθε κύτταρο σχηματί­ζονται τέσσερα κύτταρα με το μισό αριθμό χρωματοσωμάτων του μη­τρικού .

5.2 Εκδήλωση χαρακτήρων - Νόμοι κληρονομικότητας

Ο τρόπος με τον οποίο κληρονομούνται οι χαρακτήρες απασχολούσε τον άνθρω­πο από πολύ παλιά .

Ο Αυστριακός μοναχός Gregor Mendel (1822-1884) είναι ο πρώτος που μετά από συστηματική έρευνα ανακάλυψε τον τρόπο μεταβίβασης των χαρακτήρων και έθεσε τις βάσεις της σύγχρονης γενετι­

κής.

Μετά τον Mendel και άλλοι ερευνητές ασχολήθηκαν με την κληρονομικότητα και κατάληξαν στα ίδια συμπεράσματα .

Πολλά χρόνια αργότερα οι γνώσεις για το κύτταρο συνδέθηκαν με επιτυχία με τα αποτελέσματα της έρευνας του Mendel.

Έχουμε αναφέρει ότι οι πληροφορίες για τη μεταβίβαση των χαρακτήρων βρίσκο­νται στα χρωματοσώματα . Σε κάθε χρω­ματόσωμα υπάρχουν πολλά μικρά τμήμα­τα που το καθένα από αυτά τα μικρά τμή­ματα αποτελεί ένα γονίδιο. Τα γονίδια ελέγχουν τον τύπο των πρωτείνών που κάνει το κύτταρο . Επειδή οι πρωτεΙνες είναι τα δομικά και λειτουργικά υλικά του οργανισμού , έτσι ελέγχουν μ' αυτό τον τρόπο τη μορφή και τις λειτουργίες όλου του οργανισμού.

Σε κάθε χρωματόσωμα μπορεί να υπάρ­χουν χιλιάδες γονίδια .

Gregor Mendel

Δραστηριότητα Α. Γονίδια

1. Σε κάθε χρωματόσωμα του ζεύ­γους των ομολόγων χρωματοσω­μάτων βρίσκονται διαφορετικά γο­νίδια (εικ. 5.2.1).

49

- Κάθε γονίδιο ελέγχει την εκδή­λωση κάποιου χαρακτήρα. Πόσα

γονίδια νομίζετε είναι υπεύθυνα για την εκδήλωση του χαρακτήρα αυτού; Σκεφτείτε ότι τα χρωματο­σώματα είναι ανά δυο εντελώς όμοια μεταξύ τους .

- Τα γονίδια που βρίσκονται στις αντίστοιχες θέσεις των ομολόγων χρωματοσωμάτων και ελέγχουν την ίδια ιδιότητα λέγονται αλλη­λόμορφα γονίδια (εικ. 5.2.1).

50

3. Παρατηρήστε στην εικ. 5.2.2 τα αλληλόμορφα γονίδια στα ομόλο­

γα χρωμ.ατοσώμάτα σε δυο διαφο­ρετικά άτομα.

- Ποια είναι η σχέση ομοιότητας

των αλληλομόρφων γονιδίων στο ομόζυγο άτομο και ποια στο ετε­

ρόζυγο άτομο;

Μ = γονίδιο που ελέγχει το μαύρο χρώμα

μ = γονίδιο που ελέγχει το λευκό χρώμα

(\

~= ~, ! ( ,

..J ~j

:J '" ! ("',

...J ,ϊ .~

Εικ. 5.2.1 Γονίδια σε χρωματοσώματα

/\ ~

Μ 'ι. ι Ι"" Μ "'! ~! 1'\ )\

Ι

J Ι Ομόζυγο άτομο Ετερόζυγο άτομο

ΕΙΚ.,5 . 2 . 2 Αλληλόμορφα γονίδια

Τα γονίδια που βρίσκονται στις αντίστο ι ­χες θέσεις των. ομολόγων χρωματοσωμά­των και ελέγχουν τον ίδιο χαρακτήρα , λέ­γονται αλληλόμορφα γονίδια.

Το άτομο που έχει ίδια αλληλόμορφα γο­νίδια δηλαδή αλληλόμορφα γονίδια που εκδηλώνονται με τον ίδιο τρόπο , ονομά­ζεται ομόζυγο ότομο. Ετερόζυγο ότομο είναι το άτομο που έχει διαφορετικά αλλη­λόμορφα γονίδια, δηλαδή αλληλόμορφα γονίδια που εκδηλώνονται με διαφορετικό

τρόπο.

Το σύνολο των γονιδίων που έχει ένα άτομο αποτελεί τον γονότυπο του.

Το σύνολο των χαρακτήρων που εκδηλώ­νονται σ' ένα οργανισμό αποτελεί το φαι­νότυπο του.

Στο παράδειγμα της εικ . 5.2.2 ο γονότυ ­πος του ατόμου (α) για το χρώμα του είναι ΜΜ και ο φαινότυπος του μαύρο χρώμα . Ο γονότυπος του ατόμου β είναι Μμ ενώ ο φαινότυπος του είναι πάλι μαύρο χρώμα για λόγους που θα εξηγηθούν πιο κάτω.

Δραστηριότητα Β - Μονοϋ6ρι­σμός

1. Στο παράδειγμα της διασταύρω­σης της εικόνας 5.2.3 φαίνεται ο τρόπος κληρονομικότητας για το χαρακτήρα του χρώματος του άν­θους της μπιζελιάς.

Το γονίδιο που ελέγχει το μώβ

χρώμα του άνθους συμβολίζεται με το γράμμα Μ . Το γονίδιο που ελέγ­χει το λευκό χρώμα του άνθους συμβολίζεται με το γράμμα μ.

- Από πόσα γονίδια ελέγχεται ο χαρακτήρας χρώμα στα γεννητι­

κά κύτταρα και πόσα είδη γεννητι­κών κυττάρων παράγονται από τα άτομα της πατρικής γενεάς; Δικαι­ολογήστε την απάντησή σας.

- Να συγκρίνετε το εικονιζόμενο άτομο της πρώτης θυγατρικής γε­νεάς (F1) με τα άτομα της πατρι­κής γενεάς (Ρ) ως προς το γονό­τυπό τους και το φαινότυπό τους .

Πατρική

γενιά ( Ρ )

Γαμέτες

Πρώτη θυγατρ ική

γενιά (F1)

- Συγκρίνετε το γονότυπο με το φαινότυπο των ατόμων της F1. Ποια είναι η σχέση των γονιδίων ως προς την εκδήλωση του χαρα­κτήρα που ελέγχουν στο ετερόζυ­γο άτομο;

51

Εικ . 5.2.3 Κληρονομικότητα του χρώματος του άνθους της μπιζελ ιάς, στα άτομα της F1 γενεάς .

52

2. Παρατηρήστε στην εικόνα 5.2.4 τη διασταύρωση δυο ατόμων της F1 γενεάς του παραδείγματος της άσκησης 1.

- Πόσα είδη γαμετών παράγονται από το κάθε άτομο της F1 γενε­άς και γιατί ;

Γαμέτες

F2

χ

- Να αναφέρετε τους γονότυπους και τους φαινότυπους των ατό­

μων που μπορεί να προκύψουν στην δεύτερη θυγατρική γενεά (F2).

- Πού οφείλεται η εμφάνιση στην F2 γενεά , ομοίων ατόμων με τα άτομα της πατρικής γενεάς;

Εικ . 5.2.4 Κληρονομικότητα του χρώματος του άνθους της μπιζελιάς στα άτομα της F2 γενεάς .

Κάθε γεννητικό κύτταρο έχει το ένα γονί­διο από τα αλληλόμορφα αφού οι γαμέ­τες παίρνουν το ένα χρωματόσωμα από το ζεύγος των ομολόγων χρωματοσωμά­

των. Στην περίπτωση που τα άτομα που διασταυρώνονται είναι ομόζυγα (πατρική γενεά) τα γεννητικά κύτταρα που παρά­

γονται είναι όλα του ιδίου είδους , και επομένως όλα τα άτομα που προέρχο­νται από τη διασταύρωση αυτή είναι ομοιόμορφα μεταξύ τους . (F1 γενεά) .

Στο παράδειγμα 1 της Δραστηριότητας Β τα άτομα της F 1 γενεάς είναι όλα ομοιό­μορφαετερόγυζα άτομα με γονότυπο Μμ και φαινότυπο το μώβ χρώμα .

Βλέπουμε ότι εκδηλώνεται ο χαρακτήρας του γονιδίου που ελέγχει το μώβ χρώμα και όχι ο χαρακτήρας του γονιδίου που ελέγχει το λευκό χρώμα .

Το γονίδιο που εκδηλώνει τον χαρακτήρα του έναντι του αλληλόμορφου του λέγε­ται επικρατές και το άλλο υπολειπόμενο.

Η περίπτωση κληρονομικότητας ενός γνωρίσματος που ελέγχεται από αλληλό­μορφα από τα οποία το ένα είναι επικρα­τές έναντι του άλλου λέγεται επικρατής κληρονομικότητα.

Ανάλογες παρατηρήσεις σε διασταυρώ­σεις φυτών μπιζελιάς για διαφορετικό χα­ρακτήρα κάθε φορά οδήγησαν το Mendel στη διατύπωση του πρώτου του νόμου , του νόμου της ομοιομορφίας . Ο νόμος της ομοιομορφίας λέει ότι από τη δια­σταύρωση ομόζυγων ατόμων που διαφέ­ρουν σ' ένα χαρακτήρα προκύπτουν ετε­ρόζυγα άτομα ομοιόμορφα μεταξύ τους.

Κατά τη διασταύρωση δύο ετερόζυγων ατόμων της F1 γενεάς του παραδείγμα­τος παρατηρούμε ότι κάθε άτομο παρά­γει με τη μείωση δυο ειδών γαμέτες διότι ο χαρακτήρας ελέγχεται από διαφορετικά αλληλόμορφα γονίδια . Γίνεται δηλ. δια­χωρισμός των γονιδίων σε διαφορετικά

53

κύτταρα .

Κατά τη γονιμοποίηση γίνεται τυχαία συ­νένωση των γαμετών με αποτέλεσμα στη F2 γενεά να μπορεί να προκύψουν άτομα ομόζυγα όμοια με τα άτομα της πατρικής γενεάς και άτομα ετερόζυγα όμοια με τα άτομα της F1 γενεάς. Η φαινοτυπική ανα­λογία των ατόμων της F2 γενεάς είναι 3 άτομα με μώβ χρώμα και 1 άτομο με λευ­κό χρώμα.

Η παρατήρηση αυτή οδήγησε τον Mendel στη διατύπωση του δεύτερου νόμου του νόμου του διαχωρισμού . Ο νόμος του διαχωρισμού αναφέρει ότι κατά τη δια­σταύρωση των ετερόζυγων ατόμων της F1 γενεάς εμφανίζεται διαχωρισμός των χαρακτήρων που ε[χαν αναμειχθεί προη­γουμένως.

Η σχέση δυο αλληλόμορφων γονιδίων δεν είναι πάντοτε σχέση επικρατούς και υπολειπομένου γονιδίου όπως στο παρά­δειγμα με τα άνθη της μπιζελιάς.

Σε μερικές περιπτώσεις τα γονίδια μπορεί να είναι ισοδύναμα και το αποτέλεσμα της δράσης τους να ε ίναι ενδιάμεσο εκεί­νου της δράσης του καθενός ξεχωριστά. Η περίπτωση της κληρονομικότητας ενός γνωρίσματος που ελέγχεται από ισοδύναμα αλληλόμορφα γονίδια λέγεται ενδιάμεση κληρονομικότητα.

Με τη διασταύρωση ομόζυγου ατόμου του φυτού Αντίρρινου (σκυλλάκι) που κάνει κόκκινα άνθη με ομόζυγο άτομο που κά­νει λευκά άνθη παίρνουμε στη F1 γενεά άτομα ροδόχροα. (ε ικ . 5.2.5.α).

Με τη διασταύρωση ετερόζυγων ατόμων της F1 γενεάς (εικ. 5.2.5.β) παίρνουμε στην F2 γενεά άτομα με λευκά άνθη , ρο­

δόχροα άνθη και κόκκινα άνθη με την ανα­λογία 1 : 2 : 1 αντίστοιχα. Οι αναλογίες των απογόνων της F2 γενεάς στις περι­πτώσεις της επικρατούς και της ενδιάμε­σης κληρονομικότητας παρατηρούνται

54

μόνο όταν έχουμε μεγάλο αριθμό απογό­νων. Για μικρό αριθμό απογόνων οι ανα­λογίες αυτές πρέπει να χρησιμοποιούνται με την έννοια της πιθανότητας. Στην επι-

Ρ

κρατή κληρονομικότητα για παράδειγμα υπάρχει στην F2 γενεά 75% πιθανότητα να γεννηθούν άτομα με τον επικρατή χα­ρακτήρα και 25% με τον υπολειπόμενο .

Γαμέτες ~. [J ~-~~

Γαμέ"ς ® ®

Εικ . 5 .. 2.5 Κληρονομικότητα του χρώματος του άνθους του αντίρρινου α) στην F1 γενεά β) στην F2 γενεά.

Σε μερικές περιπτώ.σεις τα ισοδύναμα γο­νίδια εκδηλώνουν και τα δυο το χαρακτή­ρα τους στο άτομο ξεχωριστά. Το καφέ και άσπρο χοώμα Π.χ. στις αγελάδες ελέγχεται από ισοδύναμα γονίδια και το ετερόζυγο για τα γονίδια αυτά άτομο εμ­φανίζεται κηλιδωτό δηλ. με κηλίδες άσπρες και καφέ.

Η περίπτωση αυτή της κληρονομικότητας λέγεται μωσαϊκή κληρονομικότητα.

Σ' όλες τις πιο πάνω περιπτώσεις ισχύουν οι νόμοι του Mendel που έχουμε αναφέ­ρει.

Η μελέτη του τρόπου κληρονομικότητας ενός ζεύγους αλληλομόρφων γονιδίων δηλ. του τρόπου κληρονομικότητας μιας ιδιότητας λέγεται μονοϋ6ριδισμός. Η με­λέτη του τρόπου κληρονομικότητας δυο ζευγαριών αλληλομόρφων γονιδίων ταυ­τόχρονα λέγεται διu6ριδισμός.

Ο ΣΣ ΚΚ σο ΚΚ

Gll])χ Gll]) Σ Κ

Γαμετες ~ ~

Σ σ Κ κ

~BBB ο

σ κ

Ε ικ. 5.2 .60 Διυβριδισμός στην μπιζελιά. Άτομο της F1 γενεάς .

Δραστηριότητα Γ Διu6ριδισμός

1. Παρατηρήστε στην εικ. 5 . 2 . 6α τη διασταύρωση ομόζυγου ατόμου φυτού της μπιζελιάς που κάνει σπέρματα με σφαιρική επιφάνεια και κίτρινο χρώμα με ομόζυγο άτο­μο φυτού μπιζελιάς που κάνει σπέρματα με ρυτιδωμένη επιφά­νεια και πράσινο χρώμα.

Τα δυο ζεύγη των αλληλομόρφων γονιδίων που ελέγχουν το σχήμα της επιφάνειας του σπέρματος και το χρώμα του σπέρματος βρί­σκονται σε διαφορετικά χρωματο­σώματα.

- Το γονίδιο για το σφαιρικό σχή­μα της επιφάνειας του σπέρματος -είναι επικρατές (Σ) έναντι του γο­νιδίου για το ρυτιδωμένο σχήμα ( σ).

- Το γονίδιο για το κίτρινο χρώμα έίναι επικρατές (Κ) έναντι του γο­νιδίου για το πράσινο (κ).

2. Πόσα είδη γαμετών σχηματίζο ­νται και πόσα γονίδια έχει ο κάθε ένας για κάθε χαρακτήρα (εικ. 5.2 . 6.α).

- Ποιος είναι ο φαινότυπος των ατόμων που παράγονται στην F 1

γενεά;

3. Παρατηρήστε στην (εικ . 5.2.6.β) , τη διασταύρωση δυο ετερόζυγων ατόμων της F1 γενεάς.

- Πόσα είδη γαμετών παράγονται από κάθε άτομο;

55

- Πόσοι και ποιοι φαινότυποι πα- • ράγονται στη F2 γενεά και με ποια αναλογία;

Ι 56

Ο Ο Σα Κκ Σα Κκ

F1 Σ~~σ K~~< χ Σ~~σ K~~<

® ® ® ® Γαμέτες

® ® ® ® ~ ΣΚ Σκ αΚ ακ

ΣΣ ΚΚ ΣΣ Κκ Σα ΚΚ Σα Κκ

ΣΚ Ο Ο Ο Ο ΣΣ Κκ ΣΣ κκ Σα Κκ Σα κκ

F2 Σκ Ο Ο Ο Ο Σα ΚΚ Σα Κκ αα ΚΚ αα Κκ

αΚ Ο Ο (Q) (Q) Σα Κκ Σα κκ αα Κκ αα κκ

ακ Ο Ο (Q) ~

Εικ. 5.2 . 6β Διυβριδιαμός ατην μπιζελιά. Άτομα της F2 γενεάς

Στο παράδειγμα αυτό του φυτού της μπι­ζελιάς βλέπουμε ότι στην πρώτη θυγατρι­

κή γενεά παράγονται ετερόζυγα άτομα ομοιόμορφα μεταξύ τους που κάνουν σπέρματα σφαιρικά και κίτρινα. Με τη διασταύρωση των ατόμων της F 1 γενεάς παράγονται άτομα στην F2 γενεά που έχουν γονότυπο όμοιο με το γονότυπο των ατόμων της πατρικής και F1 γενεάς αλλά και άτομα με διαφορετικούς γονότυ­πους που οφείλονται στον ελεύθερο συν­δυασμό των γονιδίων κατά τη δημιουργία των γαμετών.

Έτσι δημιουργούνται άτομα με νέους φαι­νότυπους. Η αναλογία των φαινοτύπων είναι 9 φυτά με σπέρματα σφαιρικά και κί­τρινα . 3 φυτά με σπέρματα ρυτιδωμένα και κίτρινα , 3 φυτά με σπέρματα σφαιρικά και πράσινα και 1 φυτό με σπέρματα ρυτι­δωμένα και πράσινα . Παρατηρούμε ότι κατά τη διασταύρωση ατόμων της F 1 γε­νεάς ισχύει ο νόμος του διαχωρισμού και ο 30ς νόμος του Mendel , ο νόμος της ανεξαρτησίας . Ο νόμος της ανεξαρτη­σίας μας λέει ότι όταν διασταυρώνονται άτομα που διαφέρουν σε δυο ή περισσό­τερους χαρακτήρες που ελέγχονται από γονίδια που βρίσκονται σε διαφορετικά χρωματοσώματα μπορούν να συνδυα­στούν ελεύθερα μεταξύ τους δημιουργώ­ντας νέες ποικιλίες .

Τα γονίδια που βρίσκονται στα χρωματοσώματα ελέγχουν τα μορ­

φολογικά και λειτουργικά γνωρί­σματα κάθε οργανισμού .

Τα αλληλόμορφα γονίδια είναι τα γονίδια που βρίσκονται στις αντί­στοιχες θέσεις των ομολόγων χρωματοσωμάτων και ελέγχουν τον ίδιο χαρακτήρα.

Ομόζυγο άτομο είναι το άτομο που έχει ίδια αλληλόμορφα γονίδια.

Ετερόζυγο άτομο είναι το άτομο που έχει διαφορετικά αλληλόμορ­φα γονίδια .

Γονότυπος είναι το σύνολο των γονιδίων ενός οργανισμού. Φαινό­τυπος είναι το σύνολο των χαρα­κτήρων που εκδηλώνονται σε ένα οργανισμό .

Στην επικρατή κληρονομικότητα το επικρατές γονίδιο εκδηλώνει τον χαρακτήρα του έναντι του αλ­

ληλομόρφουτουυπολεmόμενου.

Στην ενδιάμεση κληρονομικότητα τα ισοδύναμα αλληλόμορφα γονί­δια έχουν ενδιάμεσο αποτέλεσμα δράσης.

Όλες οι περιπτώσεις κληρονομικό­τητας ακολουθούν τους νόμους του Mendel που είναι ο νόμος της ομοιομορφίας , ο νόμος του διαχω­ρισμού και ο νόμος της ανεξαρτη­σίας .

57

58

6. ΚΛΗΡΟΝΟΜΙΚΟΤΗΤΑ ΣΤΟΝ ΑΝΘΡΩΠΟ

Έχουμε αναφέρει ότι στα κύτταρα του αν­θρώπου υryάρχουν 23 ζεύγη ομολόγων χρωματοσωμάτων που διακρίνονται σε 22 ζεύγη αυτοσωμάτων και 1 ζεύγος φυλετι­κών χρωματοσωμάτων.

6.1 ΑuτοσωμαTlκή κληρονομικότητα

Πολλά χαρακτηριστικά του ανθρώπου ελέγχονται από γονίδια που βρίσκονται στα αυτοσώματα του .

Παραδείγματα τέτοιων γονιδίων είναι τα γονίδια που ελέγχουν το χρώμα των μαλ­λιών, τη μορφή της τρίχας των μαλλιών , το χρώμα των ματιών, το ελεύθερο ή μη λοβίο των αυτιών (εικ. 6.1.1.) την ικανότη­τα ή όχι της αναδίπλωσης της γλώσσας τη παραγωγή ή τη μη παραγωγή κανονι­Kής ποσότητας μελανίνης τη παραγωγή ή τη μη παραγωγή κανονικής ποσότητας αιμοσφαιρίνης, τις ομάδες αίματος, το πα­ράγοντα Rhesus. Ο τρόπος κληρονομικό­τητας των γονιδίων αυτών ακολουθεί τους νόμους του Mendel.

Εικ . 6.1.1 Χαρακτηριστικά του ανθρώπου που κληρονομούνται

Δραστηριότητα Α. Αναδίπλωση γλώσσας - Αλφισμός

1. Δοκιμάστε να αναδιπλώσετε τη γλώσσα σας όπως το άτομο της εικ. 6.1.2. Έχετε όλοι αυτή την ικανότητα;

2. Από γονείς που έχουν την ικα­νότητα αναδίπλωσης της γλώσ­σας γεννιέται παιδί που δεν έχει την ικανότητα αυτή . Ποια είναι η σχέση των αλληλομόρφων γονι­δίων που ελέγχουν την ικανότητα ή μη της αναδίπλωσης ως προς την εκδήλωση τους.

3. Ο αλφισμός είναι μια παθολογι­κή κατάσταση κατά την οποία δεν παράγεται στο άτομο μελανίνη και εμφανίζεται με άσπρο χρώμα δέρ­ματος, άσπρες τρίχες και κόκκινη ίριδα στα μάτια (εικ . 6.1.3.)

Το γονίδιο που προκαλεί τον αλφι­σμό είναι υπολειπόμενο έναντι του φυσιολογικού γονιδίου.

- Ποιοί είναι οι γονότυποι των γο­νιών που είναι φαινοτυπικά υγιείς και αποκτούν παιδί με αλφισμό ;

Ε ικ. 6.1.2 Άτομο με ικανότητα αναδίπλωσης της γλώσσας

59

Εικ . 6.1.3 Άτομο με αλφισμό

Τ ο γονίδιο που ελέγχει την αναδίπλωση της γλώσσας είναι επικρατές έναντι του αλληλομόρφου του που δεν επιτρέπει την αναδίπλωση της γλώσσας και έτσι ετερό­ζυγοι γονείς μπορούν να αποκτήσουν παι­δί που δεν έχει την ικανότητα αυτή .

Τ ο γονίδιο για την παραγωγή κανονικής ποσότητας μελανίνης είναι επικρατές έναντι του αλληλομόρφου του που δεν επιτρέπει την παραγωγή μελανίνης. Γι αυτό φαινομενικά υγιείς γονείς που γονο­τυπικά είναι ετερόζυγοι ως προς τα γονί­δια αυτά μπορούν να κάνουν παιδί με αλ­φισμό , δηλαδή παιδί με άσπρο χρώμα δέρ­ματος , άσπρες τρίχες και κόκκινη ίριδα στα μάτια.

Τα αλφικά άτομα παθαίνουν πολύ εύκολα εγκαύματα από τις ηλιακές ακτίνες και με­γαλύτερη πιθανότητα να πάθουν καρκίνο του δέρματος. Επίσης δυσκολεύεται η όρασή τους σε έντονο φως.

Μια κληρονομική πάθηση του ανθρώπου είναι αυτή της μεσογειακής αναιμίας ή θαλασσαιμίας.

Γνωρίζουμε ότι τα ερυθρά αιμοσφαίρια του αίματος περιέχουν την αιμοσφαιρίνη, μια ερυθρά χρωστική ουσία , υπεύθυνη για

60

τη μεταφορά του οξυγόνου σ' όλα τα κύτ­ταρα του σώματος μας .

Το μόριο της αιμοσφαιρ ίνης αποτελείται από 4 μόρια αίμης που είναι σιδηρούχα ουσία και 4 πρωτεϊνικές αλυσίδες που εί­ναι ανά δυο όμοιες. Οι πρωτείνικές αλυ­σίδες είναι τεσσάρων ειδών και χαρακτη­

ρίζονται με τα γράμματα α , β ,γ ,δ. Στον ενήλικα άνθρωπο η κύρια αιμοσφαιρίνη αποτελείται από 4 μόρια α ίμης, 1 ζεύγος αλυσίδας α και 1 ζεύγος αλυσίδας β (εικ. 6.1.4) και χαρακτηρ ίζεται σαν αιμοσφαι ρί­νη Α.

Ε ικ. 6. 1.4 Μόριο αιμοσφαιρίνης Α

Ο σχηματισμός των αλυσίδων της αιμο­σφαιρίνης ελέγχεται από γονίδια. Στη περίπτωση μη παραγωγής ή μερικής πα­ραγωγής των αλυσίδων της αιμοσφαιρί­νης παρατηρείται η πάθηση της μεσο­γειακής αναιμίας . Όταν παρατηρείται μειωμένη ή καθόλου παραγωγή αλυσ ίδων α τότε παρουσιάζεται η α μεσογε ιακή αναιμία . Όταν παρατηρείται με ιωμένη ή καθόλου παραγωγή αλυσίδων β τότε πα­ρουσιάζεται στον άνθρωπο η πάθηση της 6 μεσογειακής αναιμίας .

Για μειωμένη ή μη παραγωγή των αλυσ ί ­δων β υπεύθυνο είναι ένα παθολογικό γονίδιο που είναι υπολειπόμενο έναντι του αλληλομόρφου του κανονικού. Αν το υπολειπόμενο γονίδιο βρεθεί σε ομόζυγη κατάσταση εκδηλώνεται η πάθηση της β μεσογειακής αναιμίας . Τα άτομα με την πάθηση αυτή δεν συνθέτουν καθόλου ή συνθέτουν πολύ λίγη αιμοσφαιρίνη Α. Γι ' αυτό τα ερυθρά αισμοσφαίρια τους είναι παθολογικά και έχουν μικρή διάρκεια ζω­ής. Για τη συνεχή παραγωγή νέων ερυ­θρών αιμοσφαιρίων ο μυελός των οστών υπερλειτουργεί με αποτέλεσμα τη διό­γκωση του . Η διόγκωση αυτή του μυελού προκαλεί παραμόρφωση των οστών. Άλ­λα συμπτώματα είναι η έντονη ωχρότητα , ο ελαφρός ίκτερος , η διόγκωση της σπλή ­νας που προκαλεί διόγκωση της κοιλιάς , η

καθυστέρηση στην ανάπτυξη του σώμα­τος , η αδυναμία , η εύκολη κούραση και η ανεπάρκεια της λειτουργίας διαφόρων οργάνων από την κακή οξυγόνωση των ιστών τους. Η συστηματική ιατρική παρα­κολούθηση και η αντιμετώπιση της αναι­μίας προλαβαίνει τις βαριές εκδηλώσεις των πιο πάνω συμπτωμάτων που οδηγούν τελικά στο θάνατο . Η αντιμετώπιση της β μεσογειακής αναιμίας γίνεται με μεταγγί­σεις αίματος που γίνονται κάθε 4-6 εβδο­μάδες και με την απαλλαγή , με ειδικά φάρμακα του πλεονάσματος του σιδήρου που προέρχεται από τη συνεχή καταστρο­φή των ερυθρών αιμοσφαιρίων .

Τα ετερόζυγα άτομα της β-μεσογειακής αναιμίας χαρακτηρίζονται ως φορείς του γονιδίου της αναιμίας αυτής και λέμε ότι έχουν το στίγμα της μεσογειακής αναι­

μίας. Τα άτομα αυτά δεν παρουσιάζουν κανένα από τα πιο πάνω συμπτώματα. Κατά την αιματολογική εξέτασή τους δια­πιστώνεται ελαφρά χαμηλότερη αιμοσφαι­ρίνη από την κανονική" και η ύπαρξη μι­

κρού αριθμού ερυθρών αιμοσφαιρίων με ακανόνιστο σχήμα.

Δραστηριότητα Β. Κληρονομικό­τητα Μεσογειακής αναιμίας

1. Αν συμβολίσουμε με Κ το κανο­νικό και με θ το παθολογικό γονί­διo για την αναιμία να χαρακτηρί­σετε τους φαινότυπους των ατό­

μων με τους πιο κάτω γονότυ­πους.

ΚΚ, Κθ, θθ

2. Ποιες πιθανότητες υπάρχουν να γεννηθεί παιδί με μεσογειακή αναι­μία, φορέα του γονιδίου και παιδί φυσιολογικό στις πιο κάτω δια­

σταυρώσεις.

α. Κθ χ Κθ

β. Κθ χ θθ

γ. ΚΚ χ θθ

δ. ΚΚ χ Κθ

3. Πού νομίζετε οφείλεται η μείω­ση των γεννήσεων παιδιών με με­σογειακή αναιμία τα τελευταία χρόνια στον τόπο μας;

Αν Κ το κανονικό και θ το παθολογικό γο­

νίδιο για την αναιμία άτομα με γονότυπο ΚΚ είναι άτομα φυσιολογικά, άτομα με γο­νότυπο Κθ είναι φορείς του γονιδίου της β Μεσογειακής αναιμίας και άτομα με γο­νότυπο θθ είναι άτομα με β μεσογειακή

αναιμία.

Πιο κάτω φαίνονται τα αποτελέσματα όλων των δυνατών περιπτώσεων δια­σταυρώσεων μεταξύ φυσιολογικών ατό­μων , ατόμων ετεροζύγων προς το γονί­

διο και ατόμων με β θαλασσαιμία.

61

α) Γονείς Κθ χ Κθ

Γαμέτες

Παιδιά ΚΚ Κθ Κθ θθ

β) Γονείς Κθ Χ θθ

Γαμέτες:

Παιδιά Κθ θθ

γ) Γονείς ΚΚ χ θθ

Γαμέτες:

Παιδιά

δ) Γονείς ΚΚ χ Κθ

Γαμέτες:

Παιδιά ΚΚ Κθ

Παρατηρούμε ότι υπάρχει 25% πιθανότη­τα να γεννηθεί παιδί με θαλασσαιμία όταν και οι δυο γονείς είναι φορείς του γονι­

δίου (περίπτωση α) και 50% πιθανότητα όταν ο ένας είναι φορέας και ο άλλος θα­

λασσαιμικός ( περίπτωση β).

62

Τα τελευταία χρόνια έχει παρατηρηθεί σημαντική μείωση του αριθμού γεννήσεων παιδιών με μεσογειακή αναιμία.

Αυτό οφείλεται στη δυνατότητα εντοπι­σμού των ατόμων φορέων του γονιδίου και στη προγεννητική εξέταση . Τα άτομα φορείς του γονιδίου μπορούν να αποφύ­

γουν το γάμο ή την τεκνοποίηση ή να διακόψουν την κύηση αν φανεί κατά την προγεννητική εξέταση ότι το έμβρυο εί­ναι θαλασσαιμικό.

Ένας άλλος κληρονομικός χαρακτήρας που οφείλεται σε γονίδια που βρίσκονται στα αυτοσώματα είναι οι ομάδες αίματος .

Τα γονίδια αυτά ελέγχουν την ύπαρξη ή

όχι ειδικών πρωτεινικών ουσιών που βρί­σκονται στη μεμβράνη των ερυθρών αι­μοσφαιρίων και λέγονται συγκολλητινο­γόνα. Τα συγκολλητινογόνα είναι δυο ει­δών, το συγκολλητινογόνο Α και το συ'­γκολλητινογόνο Β. Τα άτομα που έχουν στην επιφάνεια των ερυθρών αιμοσφαι­ρίων το συγκολητινογόνο Α ανήκουν

στην ομάδα αίματος Α ενώ τα άτομα που έχουν το συγKoλλητ~oγόνo Β ανήκουν στην ομάδα αίματος Β . Τα άτομα που

έχουν και τα δυο συγκολλητινογόνα ανή­κουν στην ομάδα αίματος ΑΒ ενώ τα άτομα που δεν έχουν κανένα ανήκουν στην ομάδα αίματος Ο.

Η ύπαρξη ή όχι των συγKoλλητ~oγόνων οφείλεται σε τρία πολλαπλά αλληλόμορ­φα γονίδια. I Α , I Β , ιΟ . Στη περίπτωση που τα γονίδια που ελέγχουν κάποιο χα­ρακτήρα είναι περισσότερα από δυο λέ­γονται πολλαπλά αλληλόμορφα γονίδια.

Το γονίδιο I Α ελέγχει τη σύνθεσο του συ ­γκολλητινογόνου Α. Το γονίδιο I Β ελέγχει τη σύνθεση του συγκολλητινογόμου Β. Το ιΟ δεν ελέγχει τη σύνθεση κανενός συ­γκολλητινογόνου. Το ιΟ είναι υπολειπό­μενο ως προς τα γονίδια I Α και I Β που εί­ναι ισοεπικρατή μεταξύ τους. Ο τρόπος κληρονομικότητας τους ακολουθεί τους

νόμους του Mendel . Ο συνδυασμός ανά δυο των τριών αλληλομόρφων γονιδίων , ελέγχει την παρουσία ή όχι του συγκεκρ ι­μένου συγκολλητινογόνου , οπότε καθο­ρίζεται και η ομάδα αίματος του ατόμου .

Γνωρίζετε ότι σε περίπτωση μετάγγισης αίματος λαμβάνεται υπ' όψη η ομάδα αίμα­τος του δότη και του δέκτη. Αυτό γίνετα ι επειδή στο πλάσμα του αίματος υπάρ­χουν ουσίες πρωτείνικής φύσεως οι συ­γκολλητίνες . Οι συγκολλητίνες είναι δυο ειδών η αντι-Α και η αντι-Β που λειτουρ ­γούν σαν αντισώματα έναντι των αντί­στοιχων συγκολλητινογόνων.

Σε περίπτωση που η συγκολλητίνη αντι-Α βρεθεί με το συγκολλητινόγονο Α τότε αντιδρά και επέρχεται συγκόλληση και κα­ταστροφή των ερυθρών αιμοσφαιρίων.Το

ίδιο συμβαίνει με τη συγκολλητίνη αντι- Β και το συγκολλητινογόνο Β .

Τα άτομα για παράδειγμα της ομάδας Α δεν μπορούν να πάρουν αίμα από άτομα της ομάδας Β , γιατί στο πλάσμα του αίμα­

τος τους έχουν την συγκολλητίνη αντι-Β που θα αντιδράσει με τα συγκολλητινογό ­να Β του δότη.

Δραστηριότητα Γ. Κληρονομικό­

τητα ομάδων αίματος

1. Να αναφέρετε τους γονότυ­πους που μπορούν να έχουν τα άτομα . των τεσσάρων ομάδων αί­ματος

2. Ε ίναι δυνατό από γονείς που κανένας δεν ανήκει στην ομάδα αίματος Ο να γεννηθε ί παιδί ομά­δας αίματος Ο ; Δικαιολογήστε την

απάντησή σας.

3. Είναι δυνατό παιδί της ομάδας ΑΒ να έχει πατέρα της ομάδας Ο; Δικαιολογείστε την απάντησή σας .

4. Εξηγείστε γιατί τα άτομα της ομάδας αίματος ΑΒ μπορούν να

πάρουν αίμα από όλες τις ομάδες αίματος, ενώ άτομα της ομάδας Ο

μπορούν να δώσουν σε όλες τις ομάδες .

Στο πίνακα της εικ. 6.1.5. φαίνονται οι γο­νότυποι, τα συγκολλητινογόνα και οι συ­γκολλητίνες των αντιστοίχων ομάδων αί­ματος.

Φαινότυποι ομάδων αίματος Γονότυποι

Α ιΑι Α , ι Α ι Ο

Β ,Β ,Β, ,Β ,ο

ΑΒ ,Α ,Β

Ο ιΟ ιΟ

Εικ . 6.1.5 Πίνακας ομάδων αίματος

Από τη διασταύΡ'ωση γονέων με γονότυ­

πους ι Α ιΟ και ι Β ιΟ παίρνουμε τα πιο κά­τω αποτελέσματα .

Γονείς: χ

Γαμέτες:

Παιδιά :

63

Συγκολλητινογόνα Συγκολλητίνες στα ερυθρά αιμοσφαίρια στο πλάσμα αίματος

Α αντι- Β

Β αντι- Α

Α,Β καμμιά

κανένα αντι-Α, αντι-Β

Η γνώση των ομάδων αίματος είναι χρήσι­μη στις περιπτώσεις μεταγγίσεως αίμα­τος . Μπορεί επίσης να χρησιμοποιηθεί για αποκλεισμό της πατρότητας σε περί­

πτωση αμφισβήτησης της . Για παράδειγ­μα παιδί ομάδας αίματος ΑΒ αποκλείεται να έχει πατέρα που ανήκει στη ομάδα αί­ματος Ο ή αντίστροφα.

64

Στην εικ. 6.1.6 φαίνονται όλες οι δυνατές περιπτώσεις μετάγγισης αίματος.

Εικ . 6.1 .6 Διάγραμμα αιμοδοσίας

Ένας άλλος παράγοντας που σχετίζεται με τις ομάδες είναι ο παράγοντας Rhesus, που αποτελείται από μ ια ομάδα πρωτείν ικών ουσιών (αντιγόνα) με σπου­δαιότερη μια απ' αυτές το αντιγόνο D.

Τα άτομα που έχουν το αντιγόνο αυτό στην επιφάνεια των ερυθρών αιμοσφαι­

ρίων χαρακτηρίζονται σαν Rhesus θετικά (Rh+) ενώ τα άτομα που δεν έχουν το αντιγόνο αυτό σαν Rhesus αρνητικά

(Rh-) . Το 85% των ατόμων της λευκής φυλής είναι Rh+ και το 15% Rh -. Η ύπαρξη του αντιγόνου αυτού ελέγχεται από το γονίδιο R που είναι επικρατές έναντι του αλληλομόρφου του r που ελέγχει τη μη ύπαρξη του αντιγόνου.

Τα Rh- άτομα δεν έχουν στο πλάσμα του αίματος τους τη συγκολλητίνη aVTI-Rh (αντίσωμα) αν και δεν υπάρχει ο παράγο­ντας Rhesus . Αρχίζουν όμως να φτιά­χνουν τη συγκολλητίνη αυτή όταν στο αί­

μα τους εισέλθει αίμα Rh+ .

Δραστηριότητα Δ. Παράγοντας

Rhesus

1. Γιατί νομίζετε τα άτομα με αίμα Rh- δεν παρουσιάζουν κανένα

πρόβλημα με τη πρώτη μετάγγιση

αίματος Rh+ ενώ παρουσιάζουν

προβλήματα με τη δεύτερη μετάγ­

γιση ; Σκεφτείτε τι σχηματίζεται

στο αίμα τους με την πρώτη μετάγ­

γιση.

2. Να βρείτε τις πιθανότητες που υπάρχουν να γεννηθεί παιδί με αί­

μα Rh+ από μητέρα Rh- και πα­τέρα Rh+ ομόζυγο ή ετερόζυγο κάνοντας τις δ ιασταυρώσεις.

3. Παρατηρήστε την εικ . 6.1.7.

- η συμβαίνει στο αίμα της μητέ­ρας Rh- αν κατά την πρώτη κύη­

ση ή κατά τον τοκετό περάσει αίμα του εμβρύου Rh+ σ' αυτή; (εικ. 6 . 1.7 . α)

- Τι συμβαίνει στο έμβρυο Rh+ κα­τά τη δεύτερη κύηση; ( 6.1 .7 .β)

α, β

α β

Ερυθρό αιμοσφαίριο της μητέρας (Rh-\

Ερυθρό αιμοσφαίριο εμβρύου (Rh+)

(Αντισώματα) AvnReshus

Καταστραμμένο ερυθρό αιμοσφαίριο

Εικ . 6.1.7 α) Παραγωγή avn-Rhesus στο αίμα της μητέρας β) Ερυθροβλάστωση του εμβρύου

Στα άτομα με αίμα Rh- μπορεί να γίνει με­

τάγγιση αίματος Rh+ για πρώτη φορά αφού στο αίμα τους δεν υπάρχει η συ­

γκολλητίνη avn-Rhesus, ενώ δεν μπορεί να γίνει δεύτερη μετάγγιση, αφού στο αί­

μα τους έχουν δημιουργηθεί τα αντισώμα­

τα avn-Rhesus που προκαλούν συγκόλ­

ληση των αιμοσφαιρίων.

Η πιθανότητα να γεννηθεί παιδί Rh+ από μητέρα Rh- και πατέρα ομόζυγο Rh+ είναι 100%, ενώ από πατέρα ετερόζυγο

η πιθανότητα είναι 50% όπως βλέπουμε

στις πιο κάτω διασταυρώσεις.

Γονείς

Γαμέτες:

Παιδιά

Γονείς :

Γαμέτες:

Παιδιά

65

β

r r Χ RR

V Rr (Rh)+

66

Αν κατά την πρώτη κύηση το αίμα του εμ­

βρύου Rh+ περάσει στο αίμα της μητέ­ρας Rh- τότε δημιουργούνται συγκολλη­

τίνες avn-Rhesus στο αίμα της επειδή

υπάρχει στο αίμα του εμβρύου ο παράγο­

ντας Rhesus. Κατά τη δεύτερη κύηση

εμβρύου με αίμα Rh+ είναι δυνατό αίμα της μητέρας να περάσει στο αίμα του εμ­

βρύου και οι συγκολλητίνες avn-Rhesus του αίματος της να προκαλέσουν συγκόλ­

ληση των αιμοσφαιρίων του εμβρύου. Τό­

τε παρατηρείται η πάθηση της ερυθρο­

βλάστωσης του εμβρύου που μπορεί να

προκαλέσει αποβολή του εμβρύου, θάνα­

το του νεογέννητου , ή το νεογέννητο να

παρουσιάσει αιμολυτικό ίκτερο.

Η κατάσταση αυτή των νεογέννητων

αντιμετωπίζεται με κατάλληλη θεραπεία.

Σήμερα η πάθηση της ερυθροβλάστωσης

προλαβαίνεται με τη χορήγηση στη μητέ­

ρα ειδικών παρασκευασμάτων που εμπο­

δίζουν τη δημιουργία αντισωμάτων στο

αίμα της .

Πολλά χαρακτηριστικά του ανθρώ­

που ελέγχονται από γονίδια που

βρίσκονται στα αυτοσώματα του

και η κληρονομικότητα τους ακο­

λουθεί τους νόμους του Mendel .

Η πάθηση της μεσογειακής αναι­

μίας οφείλεται σε υπολειπόμενο

αυτοσωματικό γονίδιο . Γονείς του

στίγματος έχουν 25% πιθανότητα ν ' αποκτήσουν θαλασσαιμικό παιδί.

Οι ομάδες αίματος ελέγχονται από

πολλαπλά αλληλόμορφα γονίδια

που βρίσκονται στα αυτοσώματα .

Ο παράγοντας Rhesus του αίμα­

τος ελέγχεται επίσης από αυτοσω­

ματικό γονίδιο.

Οι ομάδες αίματος και ο παράγο­

ντας Rhesus του αίματος πρέπει να λαμβάνονται υπόψη στις μεταγ­

γίσεις αίματος.

6.2 ΦυλοκαθορισTlκή κληρονομι-κότητα

Έχουμε αναφέρει ότι στα κύτταρα του αν­θρώπου υπάρχει ένα ζεύγος φυλετικών χρωματοσωμάτων.

Στη γυναίκα τα φυλετικά χρωματοσώματα παριστάνονται με ΧΧ και στον άνδρα με xv.

Δραστηριότητα Α. Καθορισμός του φύλου στον άνθρωπο .

1. Παρατηρήστε την εικ. 6.2.1

- Πόσα είδη γαμετών παράγονται από τη γυναίκα και πόσα από τον άνδρα .

- Ποια πιθανότητα έχει ένα ζευγά­

ρι να αποκτήσει αγόρι ή κορίτσι ;

- Ποιο άτομο καθορίζει το φύλο στον άνθρωπο ; Δικαιολογήστε την απάντηση σας.

Γονείς

θ χ Γαμέτες

Παιδιά

Εικ . 6.2.1 Καθορισμός του φύλου στον άνθρωπο

Όλα τα ωάρια που παράγονται με τη- μειω­τική διαίρεση έχουν 22 αυτοσωματικά χρωματοσώματα και το Χ φυλετικό χρω­

ματόσωμα. Τα σπερματοζωάρια είναι δύ? ειδών , τα μισά έχουν 22 αυτοσωματικα και το Χ φυλετικό. Τα άλλα μισά έχουν 22 αυτοσωματικά και το Υ φυλετικό χρωμα­τόσωμα. Το είδος του σπερματοζωαρίου που θα ενωθεί με το ωάριο θα καθορίσει το φύλο του απογόνου και η πιθανότητα να γεννηθεί αγόρι ή κορίτσι είναι 50%

θ

©

Ο καθορισμός του φύλου στον άν­θρωπο γίνεται από το είδος του φυλετικού χρωματοσώματος που βρίσκεται στο σπερματοζωάριο .

67

68

6.3 Γονίδια στα φυλετικά χρωματοσώμα τα

Στα φυλετικά χρωματοσώματα υπάρχουν γονίδια που δεν έχουν σχέση με τον κα­θορισμό του φύλου, αλλά ελέγχουν άλ­

λα χαρακτηριστικά του ανθρώπου.

Έχουμε αναφέρει ότι τα χρωματοσώματα Χ και γ είναι διαφορετικά.

Ένα μικρό τμήμα όμως του Χ είναι ομόλο­

γο με ένα μικρό τμήμα του Υ. (εικ. 6.3.1 .) Τα γονίδια που βρίσκονται στα ομόλογα τμήματα των Χ και γ λέγονται ατελώς φυ­

λοσύνδετα γονίδια.

Ο τρόπος κληρονομικότητας των γονι­δίων αυτών είναι ο ίδιος με τον τρόπο κληρονομικότητας των αυτοσωματικών γονιδίων. Τα γονίδια που βρίσκονται στο

μη ομόλογο τμήμα του Χ λέγονται φυλο­σύνδετα γονίδια. Τα γονίδια που βρίσκο­νται στο μη ομόλογο τμήμα του γ χρωμα­τοσώματος λέγονται ολανδρικά γονίδια (εικ . 6.3.1).

χ γ

Σχ. 6 . 3 . 1

ΕΙΚ 6.3.1 Φυλετικά χρωματοσώματα

Δραστηριότητα Α. Φυλοσύνδετη κληρονομικότητα

1. Στην εικ. 6.3.2 φαίνεται ένα μέ ­ρος του γενεαλογικού δένδρου που δείχνει την κατανομή της αι­

μορροφιλίας στους απογόνους της βασίλισσας Βικτώριας .

Η πάθηση της αιμορροφιλίας οφεί­λεται σε υπολειπόμενο φυλοσύν­δετο γονίδιο.

- Ποιου φύλου άτομα παρουσιά­ζουν την πάθηση αυτή ; Από ποιο από τους δυο γονείς έχουν κληρο­νομήσει τα άτομα αυτά την πάθη­ση; Εξηγήστε.

- Σε ποιού φύλου παιδί κληρονο­μείται φυλοσύνδετο γονίδιο του πατέρα . Εξηγήστε.

- Εξηγήστε γιατί γνώρισμα που ελέγχεται από υπολειπόμενο φυ­λοσύνδετο γονίδιο εμφανίζεται συ ­χνότερα σε αρσενικά άτομα.

• = αιμορροφιλικό αρσεν ικό άτομο

ct = φορέας θηλυκό άτομο

Εικ . 6.3 .2 Γενεαλογικό δέντρο

Η κληρονομικότητα γνωρισμάτων που ελέγχονται από φυλοσύνδετα γονίδια λέ­γεται φuλοσύνδετη κληρονομικότητα.

Τα αρσενικά άτομα που εκδηλώνουν γνωρίσματα που οφείλονται σε φυλοσύν­δετα γονίδια, τα κληρονομούν από τη μη­τέρα γιατί από αυτή θα πάρουν το Χ χρω­ματόσωμα. Τα γονίδια αυτά εκδηλώνουν το χαρακτήρα που ελέγχουν , έστω και αν είναι υπολειπόμενα , γιατί δεν υπάρχει το αλληλόμορφό τους στο γ χρωματόσωμα . Τα θηλυκά άτομα για να εκδηλώσουν γνώ­ρισμα που οφείλεται σε υπολειπόμενο φυ­λοσύνδετο γονίδιο πρέπει να είναι ομόζυ­γα ως προς το γονίδιο αυτό .

Γνώρισμα του πατέρα που οφείλεται σε φυλοσύνδετα γονίδια κληρονομείται μόνο

69

στα θηλυκά άτομα γιατί μόνο τα θηλυκά άτομα παίρνουν το Χ χρωματόσωμα του πατέρα .

Γνωστά φυλοσύνδετα γονίδια είναι τα γο­νίδις:ι της αιμορροφιλίας, της αχρωματο­ψίας ή του δαλτωνισμού και του κuαμι­σμού.

Η αιμορροφιλία είναι η πάθηση κατά την οποία το αίμα δεν μπορεί να πήξει σε μια πληγή ή πήζει πολύ αργά. Στο γενεαλογι­κό δένδρο της εικ. 6.3.2 παρατηρούμε ότι τα αιμορροφιλικά άτομα είναι αρσενικού φύλου και ότι την πάθηση αυτή την έχουν κληρονομήσει από μητέρα φορέα.

Αυτό φαίνεται και από την πιο κάτω δια­σταύρωση μεταξύ γυναίκας φορέα του γο­

νιδίου της αιμορροφιλίας με φυσιολογικό άντρα .

70

Γονείς (C;:» χΚ χα Χ (Ο" ) Γαμέτες:

Παιδιά : χΚχΚ χΚ γ χκχα χαγ

c;:> άτομα: 50% υγιή

50% φορείς

άτομα: 50% υγιή

50% αιμορροφιλικά

Κ = γονίδιο για κανονική πήξη του αίμα­τος.

α = γονίδιο για μη κανονική πήξη του αί­ματος

Η αχρωματοΨία ή δαλτωνισμός είναι η αδυναμία διάκρισης των χρωμάτων κυ­ρίως του κόκκινου ή του πράσινου ή και των δυο, από τα άλλα χρώματα.

Η πάθηση αυτή οφείλεται σε υπολειπόμε­νο φυλοσύνδετο γονίδιο. Γι' αυτό παρα­τηρείται με μεγαλύτερη συχνότητα στους άνδρες παρά στις γυναίκες.

Η πάθηση του κυαμισμού που οφείλεται σε υπολειπόμενο φυλοσύνδετο γονίδιο είναι μια μορφή αιμολυτικής αναιμίας που προκαλείται όταν το ετερόζυγο αρσενικό άτομο ή ομόζυγο θηλυκό άτομο ως προς το γονίδιο αυτό, φάει κουκκιά ή αναπνεύ­σει aτμoύς ναφθαλίνης.

Τα ολανδρικά γονίδια κληρονομούνται από τον πατέρα στα αρσενικά άτομα. Πα­ράδειγμα ολανδρικού γονιδίου είναι το γονίδιο που ελέγχει την υπερτρίχωση των αυτιών εικ. 6.3.3.

Εικ. 6.3.3 Υπετρίχωση των αυτιών στον άντρα

Στα φυλετικά χρωματοσώματα βρί­σκονται τα ατελώς φυλοσύνδετα γονίδια, τα φυλοσύνδετα και τα ολανδρικά γονίδια . Παθήσεις που οφείλονται σε φυλοσύνδετα γονί­δια παρατηρούνται πιο συχνά στα αρσενικά άτομα.

7. Προγεννητική πρόληψη -Ευγονική

Άτομα που έχουν κάποιο γενετικό πρό­βλημα ή και που συγγενικά τους άτομα παρουσιάζουν γενετικό πρόβλημα, είναι απαραίτητο να ζητούν γενετική συμβου­λή, από ειδικούς επιστήμονες, τους γενε­τιστές, με σκοπό τη πρόληψη γέννησης παιδιών με τα προβλήματα αυτά. Ο γενε­τιστής ενημερώνει τους μέλλοντες γο­νείς για την πιθανότητα γέννησης παιδιού με γενετικό πρόβλημα.

Αν μετά την ενημέρωση οι γονείς αποφα­σίσουν να αποκτήσουν παιδί τότε μπο­ρούν να κάνουν την προγεννητική εξέτα-

ση για να διαπιστώσουν αν το έμβρυο εί­ναι φυσιολογικό ή αν έχει κάποιο πρόβλη­μα. Αν διαπιστωθεί κάποιο πρόβλημα τό­τε οι γονείς μπορούν να αποφασίσουν για διακοπή της κύησης. Η προγεννητική εξέ­ταση μπορεί να γίνει με αμνιοκέντηση κα­τά τη 16η εβδομό-δα της κύησης.

Η διαδικασία της αμνιοκέντησης και τα αποτελέσματα της φαίνονται στην εικ. 7.1.

Μετά τον εντοπισμό της ακριβούς θέσης του εμβρύου με υπερήχους, λαμβάνεται αμνιακό υγρό με τη χρήση ειδικής βελό­νας δια μέσου των κοιλιακών τοιχωμάτων της μητέρας .

ΕΙΚ.7 . 1 Προγεννητική Εξέταση . Αμνιοκέντηση

71

Το αμνιακό υγρό περιέχει κύτταρα του εμ­βρύου. Τα κύτταρα αυτά αφού ξεχωρίσουν από το υγρό με φυγοκέντριση (εικ . 7.1 . α) καλλιεργούνται για δυο εβδομάδες (εικ. 7.1 . β) Με την εξέταση των κυττάρων της καλλιέργειας ελέγχεται ο αριθμός το μέ ­γεθος και το σχήμα των χρωματοσωμά­των του εμβρύου (εικ. 7.1.γ) για εντοπι­σμό χρωματοσωμικών ανωμαλιών (π . χ. σύνδρομο Down)

Ταυτόχρονα γίνεται και προσδιορισμός του φύλου του εμβρύου. Γίνεται επίσης βιοχημικός έλεγχος των κυττάρων (ανί­χνευση ορισμένων ενζύμων) για εντοπι­

σμό διαφόρων άλλων παθήσεων (εικ. 7.1 . δ).

α.

ανάλυση

αμνιακού υγρού

δ. βιοχημικός έλεγχος

κυττάρων

72

Ένας άλλος τρόπος προγεννητικής εξέ­τασης είναι η εξέταση κυττάρων που λαμβάνονται από τη μεμβράνη που πε­ριβάλλει το έμβρυο και το ενώνει με τα

τοιχώματα της μήτρας. Τα κύτταρα αυτά λαμβάνονται με ειδικό σωλήνα που εισά­γεται στη μητέρα δια μέσου του κόλπου, κατά τη διάρκεια της όγδοης μέχρι της

δωδεκάτης εβδομάδας. Τα κύτταρα εξε­τάζονται αμέσως, χωρίς να χρειάζεται καλλιέργεια, βιοχημικά και χρωματοσωμα­τικά για εντοπισμό διαφόρων γενετικών ανωμαλιών (εικ.7.2).

Εκτός από τα άτομα που παρουσιάζουν στο γενεαλογικό τους δένδρο γενετικές ανωμαλίες προγεννητική εξέταση πρέ­πει να κάνουν απαραιτήτως οι έγκυες γυναίκες που έχουν ηλικία άνω των 35 χρόνων, γιατί έχει παρατηρηθεί ότι οι γυ­ναίκες αυτές έχουν μεγάλη πιθανότητα να αποκτήσουν παιδί με το σύνδρομο Οοwπ για το οποίο θα μιλήσουμε πιο κά­τω.

Εικ.7 . 2 Προγεννητική Εξέταση

Με την προγεννητική εξέταση εντοπίζο­νται ασθένειες όπως η μεσογειακή αναι­μία ή άλλες μορφές αναιμίας, η μυίκή δυ­στροφία, η αιμορροφιλία και άλλες ανωμα­λίες.

Κατά την προγεννητική εξέταση υπάρχει μικρός κίνδυνος αποβολής του εμβρύου.

Με τη γενετική συμβουλή των γενετιστών και την προγεννητική εξέταση παρατηρεί­ται μείωση και εξάλειψη ορισμένων κλη­

ρονομικών ασθενειών που είναι ο σκοπός της ευγονικής.

Η ευγονική περιέχει προτάσεις για την εξάλειψη των κληρονομικών νόσων και την αύξηση εμφάνισης προτερημάτων όπως η εξυπνάδα , η ομορφιά , η επίδοση στον αθλητισμό, το ταλέντο στη μουσική με σκοπό τη βελτίωση του γενετικού υλι­κού του ανθρώπου.

βιοχημική και χρωματοσωματική εξέταση

Η μείωση και η εξάλειψη κληρονο­μικών ασθενειών γίνεται με τη γε­νετική συμβουλή των γενετιστών και την προγεννητική εξέταση. Αυτό αποτελεί τον σκοπό της ευ­γονικής.

8. Γενετικά λάθη

Από διάφορες μελέτες έχει διαπιστωθεί ότι οι οργανισμοί παρουσιάζουν βαθμιαίες αλλαγές από την εμφάνισή τους πάνω στη γη.

Δραστηριότητα Α. Μεταλλάξεις

1 . Σε ορισμένα είδη οργανισμών έχει παρατηρηθεί η εμφάνιση χα­ρακτήρων που δεν είχε το είδος π . χ. τα κοντύτερα πόδια ή το μα­κρύτερο μαλλί στα πρόβατα, οι αναδιπλωμένες πτέρυγες στη δροσόφιλα (εικ. 8.1).

- Πού πρέπει να έγινε αλλαγή και εμφανίστηκαν οι νέοι αυτοί χαρα­κτήρες; Θυμηθείτε τι ελέγχει την εκδήλωση των χρρακτήρων στους οργανισμούς.

2. Πού οφείλεται νoμίζ~τε η εμφά­νιση στον άνθρωπο κληρονομικών ασθενειών όπως η μεσογειακή αναιμία, η αιμορροφιλία, ο δαλτωνι­σμός;

3. Στην εικ. 8.2 φαίνεται η διάταξη των χρωματοσωμάτων δυο ατό­μων.

- Συγκρίνετε τα χρωματοσώματα ως προς τον αριθμό τους.

- Ποια διάταξη χρωματοσωμάτων ανήκει σε φυσιολογικό άτομο;

Q.

β.

Εικ. 8.1 α) Μετάλλαξη στη δροσόφιλα β) Μετάλλαξη στο πρόβατο

73

74

(ο)

δ~ δδ (β)

~~ 't1~ 8~ ~~ δδ 4 5 1

~ ~ 8 δ ~ ~ δ ~ δ Λ ~ ~ ~δ δ ~ 8 δ ~ ~ δ δ δ Λ ~ Κ ~δ 7 8 9 10 11 12 10 )1 12

~ χχ ~K x~ I~ X~ 13 14 15 16 17 18 13 14 15 16 17 18

ΧΙ( χ-χ )(ΚΧ ~)( 61\ 19 20 21 22 23 23 19 20 21 22 23

Εικ . 8.2 Χρωματοσώματα ανθρώπου α) Φυσ ιολογικού β) Με τρισωμία

Είναι γνωστό ότι οι χαρακτήρες των. ορ ­γανισμών οφείλονται στο· γενετικό τους υλικό. Η ξαφνική εμφάνιση νέων χαρα­

κτήρων στους οργανισμούς οφείλεται σε αλλαγές του γενετικού τους υλικού.

Οι απότομες αλλαγές που εμφανίζονται στο γενετικό υλικό λέγονται μεταλλάξεις. Οι μεταλλάξεις διακρίνονται σε γονιδια­κές και σε χρωματοσωμαTlκές.

Γονιδιακή μετάλλαξη είνqι η μεταβολή της χημικής σύστασης του D.N.A που αντιστοιχεί σ ' ένα γονίδιο με αποτέλεσμα τη δημιουργία νέου γονιδίου. Οι γονιδια­κές μεταλλάξεις μπορούν να προκληθούν

τυχαία ή με την επίδραση ακτινοβολίας (υπεριώδεις ακτίνες, ακτίνες Χ) και χημι­κών ουσιών.

Οι γονιδιακές μεταλλάξεις που γίνονται σια γεννητικά κύτταρα έχουν μεγάλη ση­

μασία γιατί μπορούν να κληρονομηθούν . Αποτέλεσμα των μεταλλάξεων είναι η εμ­φάνιση νέων χαρακτήρων και η αύξηση της ποκιλομομορφ ίας στα άτομα ενός εί­δους . Η ποικιλομορφία είναι σημαντικός παράγοντας στη διαιώνιση και στην εξέλι­ξη των ειδών.

Οι γονιδιακές μεταλλά.ξεις στο ανθρώπι­νο είδος δίνουν συνήθως υπολειπόμενα γονίδια. Σε τέτοιες μεταλλάξεις οφείλο­νται διάφορες κληρονομικές ασθένειες όπως ο αλφισμός, η μεσογειακή αναιμία , η αιμορροφιλία .

Οι χρωματοσωματικές μεταλλάξεις είναι οι αλλαγές που συμβαίνουν στην κατα­σκευή ή στον αριθμό των χρωματοσωμά­των και δημιουργούνται κατά τη μείωση. Παρατηρούνται κυρίως στα γεννητικά κύτ­ταρα .

Περίπτωση χρωματοσωματικής μετάλλα­ξης στον άνθρωπο που έχει σχέση με τον αριθμό των χρωματοσωμάτων είναι η τρι­σωμία 21 ή μογγολική ιδιωτεία ή σύνδρο­μο Down. Στην περίπτωση αυτή το 210 χρωματόσωμα των κυττάρων του ατόμου υπάρχε ι 3 φορές και όχι 2 όπως θα έπρε­πε (ζευγάρι ομολόγων χρωματοσωμάτων) με αποτέλεσμα σε κάθε σωματικό κύττα­ρο του ατόμου να υπάρχουν 47 αντί 46 χρωματοσώματα. Η τρισωμία 21 προέρχε­ται από μη κανονικό αποχωρισμό του 21 ου χρωματοσώματος κατά τη μειωτική διαίρεση με αποτέλεσμα να προκύπτουν γαμέτες με 24 χρωματοσώματα αντί 23. Τα άτομα με τρισωμία . αν επιβιώσουν, πα-

ρουσιάζουν μογγολοειδές πρόσωπο, πνευματική καθυστέρηση και ευπάθεια σε λοιμώδεις αρρώστιες (εικ. 8.3).

Από στατιστικές μελέτες έχει βρεθεί ότι η πιθανότητα γέννησης παιδιού με τρισω­μία είναι πολύ μεγαλύτερη στις περιπτώ­σεις που η μέλλουσα μητέρα είναι μεγαλύ­τερη των τριανταπέντε ετών, διότι αυξά­νεται η πιθανότητα λάθους κατά τη μείω­ση. Γι' αυτό στις γυναίκες αυτές συνίστα­ται να κάνουν την προγεννητική εξέταση.

Εικ.8.3 Παιδί με μογγολισμό

Οι μεταλλάξεις είναι οι αιφνίδιες αλλαγές του γενετικού υλικού και διακρίνονται σε γονιδιακές και χρωματοσωματικές. Αποτέλεσμα των μεταλλάξεων είναι η εμφάνιση νέων χαρακτηριστικών και η αύξη­ση της ποικιλομορφίας στα άτομα ενός είδους.

75

9. Εφαρμοσμένη Γενετική-Γενετική Μηχανική

Οι μεταλλάξεις οδηγούν όπως έχουμε αναφέρει στην εμφάνιση νέων χαρακτή­ρων είτε ευνο(κών , είτε δυσμενών για τον οργανισμό.

Μερικοί χαρακτήρες που είναι δυσμενείς για τους οργανισμούς μπορεί να είναι ωφέλιμοι για τον άνθρωπο. Τα πολύ κο­ντά πόδια που παρουσιάστηκαν σε μια φυλή προβάτων δεν είναι ωφέλιμος χαρα­κτήρας για το ίδιο το πρόβατο είναι όμως ωφέλιμος για τον άνθρωπο γιατί το ζώο έχει μεγαλύτερη απόδοση σε κρέας διότι δεν σπαταλά με τις καύσεις πολλές ου­σίες αφού δεν μπορεί να μετακινηθ"εί εύ­κολα.

Ο άνθρωπος από πολύ παλιά εκμεταλλεύ­τηκε τους χαρακτήρες των ζώων και των φυτών που ήταν ωφέλιμοι γι' αυτόν . Με τη μέθοδο της τεχνητής επιλογής, δηλα­δή με τη διασταύρωση οργανισμών με επι­θυμητά για τον άνθρωπο χαρακτηριστικά πέτυχε να εξασφαλίσει την επιβίωση φυ­τών και ζώων που τον εξυπηρετούν πε­ρισσότερο και να δημιουργήσει νέες ποι­κιλίες φυτών και ζώων. Άλλες μεθόδους που χρησιμοποιεί ο άνθρωπος για τη βελ­τίωση των φυτών και των ζώων που τον ενδιαφέρουν είναι οι τεχνητές μεταλλά­ξεις με τη χρήση ακτινοβολίας και χημι­κών ουσιών και η τεχνητή γονιμοποίηση.

Ο κλάδος της γενετικής που ασχολείται με τη βελτίωση των φυτών και των ζώων που ενδιαφέρουν τον άνθρωπο λέγεται εφαρμοσμένη γενετική. Η εφαρμοσμένη

γενετική ασχολείται ακόμη και με τη βελ­τίωση του ίδιου του ανθρώπου.

Για τη βελτίωση του ανθρώπινου είδo~ς μεγάλη σημασία έχει όπως έχουμε αναφέ­ρει η γενετική συμβουλή και η "προγεννη­τική εξέταση.

Τα τελευταία χρόνια για τη βελτίωση της

76

φυτικής και ζωικής παραγωγής, για την αντιμετώπιση κληρονομικών ασθενειών του ανθρώπου, καθώς επίσης και για την παρασκευή διαφόρων ουσιών χρησίμων για τον άνθρωπο (ένζυμα , ορμόνες κ.ά) ασχολείται η γενετική μηχανική.

Η Γενετική Μηχανική είναι η τεχνική με

την οποία αλλάζουμε κατά βούληση ιδιό­τητες οργανισμών μεταφέροντας σ' αυ­τούς γενετικό υλικό από άλλους οργανι­σμούς.

Εφαρμοσμένη γενετική είναι ο κλάδος της γενετικής που ασχο­

λείται με τη βελτίωση των φυτών και των ζώων που ενδιαφέρουν τον άνθρωπο και με τη βελτίωση του ίδιου του ανθρώπου .

Με τη γενετική μηχανική ς:ιλλάζου ­με κατά βούληση χαρακτηρστικά των οργανισμών .

10. Ασκήσεις

1. Να διαλέξετε το σωστό.

α) Με τη μείωση παράγονται

Α. κύτταρα σωματικά με τον ίδιο αριθ­μό χρωματοσωμάτων με το μητρικό κύτταρο .

Β . κύτταρα σωματικά με το μισό αριθ ­μό χρωματοσωμάτων του μητρικού .

Γ. γεννητικά κύτταρα με τον ίδιο αριθ­μό χρωματοσωμάτων με το μητρ ικό κύτταρο

Δ . γεννητικά κύτταρα με το μισό αριθ­μό χρωματοσωμάτων του μητρικού

β) Τα ωάρια της δροσόφιλας έχουν 4 χρωματοσώματα . Τα σωματικά της κύτταρα έχουν:

Α. 4 χρωματοσώματα

Β. 8 χρωματοσώματα

Γ. 2 χρωματοσώματα

Δ. καθόλου χρωματοσώματα

γ) Ο αριθμός των χρωματοσωμάτων στα κύτταρα του βλαστού του αραβό­σιτου είναι 20. Στα ωάρια του αραβό­σιτου υπάρχουν.

Α. 40 χρωματοσώματα

Β . 1 Ο χρωματοσώματα

Γ. 20 χρωματοσώματα

Δ. καθόλου χρωματοσώματα

δ) Τα χρωματοσώματα στα σωματικά κυτταρα στον άνδρα είναι :

Α. 22 ζεύγη αυτοσώματα και 1 ζεύγος φυλετικά ΧΧ

Β. 23 ζεύγη αυτοσώματα και 1 ζεύγος φυλετικά ΧΥ

Γ.22 ζεύγη αυτοσώματα και 1 ζεύγος φυλετικά ΧΥ .

Δ. 23 ζεύγη αυτοσώματα και 1 ζεύγος φυλετικά Χ.Χ

ε) Το γονίδιο της αιμορροφιλίας είναι:

Α. αυτοσωματικό

Β . φυλοσύνδετο

Γ.ολανδρικό

Δ. ατελώς φυλοσύνδετο

2. Να γράψετε "σωστό" ή "λάθος"

α) Διαφορετικά είδη οργανισμών

έχουν διαφορετικό αριθμό χρωματο-σωμάτων . ...... ........ .

β) Κατά την πρώτη μειωτική διαίρεση

αποχωρίζονται οι χρωματίδες των χρωματοσωμάτων .. .. ...... ... .. .... .

γ) Οι επίκτητοι ιδιότητες κληρονομού-νται στους απογόνους ................. .

δ) Στη μίτωση γίνονται δυο διαδοχικές διαιρέσεις .... ............. .

ε) Με τη μίτωση παράγονται γεννητικά κύπαρα ... .......... .. .. .

στ) Τα χρωματοσώματα στη γυναίκα είναι 22 ζεύγη αυτοσώματα και 1 ζεύ­γος φυλετικά ΧΥ.

ζ) Τα φυλετικά χρωματοσώματα του άνδρα είναι όμοια μεταξύ τους.

η) Τα συγκολητινογόνα βρίσκονται στο πλάσμα του αίματος ..... .. .... ... ..... .

θ) Οι συγκολλητίνες είναι αντισώματα .

ι) . Αντρας ομάδας αίματος Ο μπορεί να είναι πατέρας παιδιού ομάδας αίμα-τος ΑΒ .... .. .... ........... .

77

κ) Άτομο Rhesus θετικό μπορεί να πά­ρει αίμα από άτομο Rhesus αρνητι-κό ... .... .............. .

λ) Τα ετερόζυγα άτομα της β­μεσογειακής αναιμίας δεν παρουσιά­

ζουν τα συμπτώματα της πάθησης.

μ) Το φυλετικό χρωματόσωμα του ωα­ρίου καθορίζει το φύλο του ατόμου.

ν) Η πάθηση του δαλτωνισμού εμφανί­ζεται συχνότερα στα αρσενικά άτομα.

ξ) Το σύνδρομο Οοwπ οφείλεται σε γενετικό λάθος στα φυλετικά χρωμα-τοσώματα ........ ... ....... .

ο) Οι μεταλλάξεις οδηγούν πάντοτε στην εμφάνιση ευνοίκών για τον οργα-νισμό χαρακτήρων .................. .

3. Να εξηγήσετε τους πιο κάτω όρους.

α) Κληρονομικότητα

β) Αλληλόμορφα γονίδια

γ) Γονότυπος

δ) Ετερόζυγο άτομο

ε) Φαινότυπος

στ) Ομόλογα χρωματοσώματα

ζ) Φυλετικά χρωματοσώματα

η) Μεσογειακή αναιμία

θ) Αιμορροφιλία

ι) Δαλτωνισμός

κ) Αλφισμός

λ) Φυλοσύνδετα γονίδια

μ) Ευγονική

ν) Μετάλλαξη

ξ) Εφαρμοσμένη γενετική

ο) Γ ενετική μηχανική

78

4. Αν Μ είναι το γονίδιο που ελέγχει το μαύρο χρώμα σώματος στις

αγελάδες

μ το γονίδιο που ελέγχει το καφέ χρώμα σώματος

Κ το γονίδιο που ελέγχει τα μικρά κέρατα

κ το γονίδιο που ελέγχει τα μεγά­λα κέρατα.

α) Ποιος είναι ο φαινότυπος των ατό­μων που έχουν γονότυποα Μμ Κκ και μμ Κκ.

β) Να γράψετε τα είδη των γαμετών που σχηματίζονται από το άτομο Μμ Κκ.

γ) Να γράψετε το γονότυπο του ατό­μου που έχει καφέ χρώμα σώματος και μεγάλα κέρατα.

δ) Να γράψετε τους γονότυπους που μπορεί να έχει το άτομο με καφέ χρώμα σώματος και μικρά κέρατα.

5. Να γράψετε

α) την ομάδα αίματος που δεν έχει συγκολλητίνες .................. . .

β) την ομάδα αίματος που δεν έχει συγκολλητινογόνα ................... .

γ) την ομάδα αίματος που έχει γονό­τυπο ιΑιΟ . •.................

δ) την ομάδα αίματος που έχει συ-γκολλητίνες αντι-Α ................. ......... .

ε) τις ομάδες αίματος στις οποίες μπορεί να δώσει αίμα άτόμο ομάδας Α . .... .......... , ............. .... .

στ . τις ομάδες αίματος από τις οποίες μπορεί να πάρει αίμα άτομο της ομάδας Β .............. , .... ...... ......... .

6. α) Ποια άτομα λέγονται Rhesus θετι-

κά και ποιά Rhesus αρνητικά;

β) Να εξηγήσετε γιατί άτομα Rhesus αρνητικά δεν πρέπει να παίρνουν αί­μα από άτομα Rhesus θετικά .

γ) Να εξηγήσετε πως προκαλείται η ερυθροβλάστωση των νεογνών.

7. Να εξηγήσετε γιατί άτομο της ομά­δας αίματος Α δεν μπορεί να πάρει

αίμα από άτομο της ομάδας Β.

8. Από τη διασταύρωση δυο φυτών μπι­ζελιάς πήραμε 290 φυτά με σπέρματα κίτρινου χρώματος και 90 φυτά με σπέρματα πράσινου χρώματος . Να γράψετε τους γονότυπους των φυ­

τών που διασταυρώθηκαν και να δεί­ξετε με διασταύρωση τα αποτελέσμα­τα αυτά.

9. Από τη διασταύρωση δυο φυτών πή­

ραμε 99 φυτά με λευκά άνθη 202 φυ­τά με ροδόχροα άνθη και 97 φυτά με κόκκινα άνθη . Να γράψετε τους γονότυπους των φυτών που διασταυρώθηκαν και να δείξετε με διασταύρωση τα αποτελέ­σματα αυτά.

10. Να γράψετε το νόμο της ομοιομορ­φίας και το νόμο της ανεξαρτησίας των χαρακτήρων του Mendel .

11. Να γράψετε τη διασταύρωση μεταξύ γυναίκας φορέα του γονιδίου της αι­μορροφιλίας με άντρα υγιή. Να γρά­

ψετε τους φαινότυπους των απογό­νων.

12. Γυναίκα με φυσιολογική όραση πα­ντρεύεται δαλ τωνικό άντρα. Εξηγή­

στε αν υπάρχει πιθανότητα αυτό το ζευγάρι να αποκτήσει δαλ τωνικό παι­δΙ

13. Ένα ζευγάρι έχει αποκτήσει δυο κορί­τσια. Ποια η πιθανότητα το τρίτο τους παιδί να έίναι αγόρι;

79

ΕΝΟΤΗΤΑ Γ. ΕΞΕΛΙΞΗ

11. Το γεγονός της εξέλιξης

12. Ο μηχανισμός της εξέλιξης

13. Η εξέλιξη του ανθρώπου ~. -

14. Ασκήσεις

~~~ --

80

11. Το γεγονός της εξέλιξης Η εμφάνιση της ζωής πάνω στη γη πι­στεύεται ότι έγινε πριν 3,5 δισεκατομύ­ρια χρόνια με τη μορφή απλών μονοκύτ­ταρων οργανισμών.

Από τους απλούς αυτούς μονοκύττα­ρους οργανισμούς , προέκυψαν απλοί πο­λυκύτταροι οργανισμοί, που οδήγησαν στη δημιουργία πολυπλοκότερων πολυ­

κύτταρων οργανισμών.

Σήμερα υπάρχει στη γη, ένας πολύ μεγά­λος αριθμός από διαφορετικά είδη οργα­νισμών και μεγάλη ποικιλομορφία στα άτομα του ιδίου είδους.

Εικ. 11.1 Εξέλιξη των σπονδυλωτών

Δραστηριότητα Α

1. Παρατηρήστε την εικ. 11.1. Τι διαπιστώνετε για την προέλευση των σημερινών σπονδυλωτών;

2. Παρατηρώντας την εικ. 11.2 να αναφέρετε τις αλλαγές που έγι­ναν στο άλογο από την αρχική του μορφή μέχρι τη σημερινή.

3. Παρατηρήστε στην εικ. 11.3 την ποικιλομορφία του ράμφους των σπίνων που ζουν στα νησιά Γκαλα­μπάκος. Τι εξυπηρετεί νομίζετε η

ποικιλομορφία αυτή;

Εικ. 11.2 Η εξέλιξη του αλόγου

81

Οι διάφορες ομάδες των σπονδυλωτών που ζουν σήμερα όπως φαίνεται και στην εικ . 11 .1 προήλθαν από άλλους οργανι­σμούς που έζησαν σε παλαιότερες επο­χές, αφού συνέβηκαν σ' αυτούς πολλές αλλαγές. Μερικές μάλιστα ομάδες είχαν κοινό πρόγονο όπως Π.χ. τα mηνά και τα θηλαστικά. Και οι άλλες ομάδες οργανι­σμών που ζουν σήμερα προήλθαν από παλαιότερους οργανισμούς στους οποίους έγιναν αλλαγές. Οι αλλαγές που παρατηρήθηκαν με την πάροδο πολ­λών εκατομυρίων χρόνων μέσα στις διά­φορες ομάδες των οργανισμών οδήγη­

σαν στην εμφάνιση νέων ειδών Μερικά παλαιά είδη έχουν εκλείψει ενώ άλλα συ­νεχίζουν να υπάρχουν χωρίς καμιά αλλα­γή μέχρι σήμερα.

Οι μόνες ενδείξεις που φανερώνουν ότι κάποτε υπήρχαν οργανισμοί στη γη που σήμερα δεν υπάρχουν είναι τα λείψανά τους που διατηρήθηκαν σε πετρώματα παλαιότερων εποχών και ονομάζονται απολιθώματα. Στην εικ . 11.4 φαίνεται το Μαμμούθ που έζησε σε παλαιότερες επο­χές και δεν ζει σήμερα. Τα χαρακτηριστι­κά του μαμμούθ είναι γνωστά όχι μόνο από τα απολιθωμένα οστά του αλλά και από ολόκληρα ζώα που έτυχε να κλει­στούν και να διατηρηθούν μέσα σε πά­γους στη Σιβηρία .

Στην εικ . 11.5 φαίνεται το θαλάσσιο αρ­θρόποδο , ο Λίμουλος που ζει σήμερα και δεν άλλαξε πολύ δια μέσου των αιώνων.

Αλλαγές που παρατηρούνται με την πά­ροδο του χρόνου στα άτομα κάποιου εί­δους μπορούν να δημιουργήσουν νέα χα­ρακτηριστικά του είδους αυτού. Στην εικ. 11 .2 φαίνεται η μορφή του αλόγου που ζούσε πριν 50 εκατομύρια χρόνια και οι σταδιακές αλλαγές στις ενδιάμεσες μορ­φές του μέχρι τη σημερινή .

Άλλες φορές , διάφοροι παράγοντες οδη­

γούν σε αλλαγές στα χαρακτηριστικά

82

Εικ . 11.3 Σπίνοι Γκαλαμπάγκος

των ατόμων ενός είδους που προκαλούν την ποικιλομορφία του είδους . Όπως πα­ρατηρούμε στην εικ . 11.3, οι σπίνοι που ζουν στα νησιά Γκαλαμπάγκος , παρουσιά­ζουν μεγάλη ποικιλομορφία στη μορφή του ράμφους. Τα διαφορετικά ράμφη βοήθησαν στην προσαρμογή των σπίνων σε διαφορετικό είδος διατροφής και στην επιβίωσή τους.

Όλες οι βαθμιαίες αλλαγές που παρατη­ρήθηκαν και συνεχίζουν να παρατηρού­νται στους οργανισμούς με την πάροδο του χρόνου προκαλούν την εξέλιξη των οργανισμών .

Εικ. 11.4 Το Μαμμούθ

Εικ. 11 .5 Ο Λίμοuλος

Εξέλιξη είναι οι βαθμιαίες μεταβο­λές που παρουσιάζονται στους ορ­γανισμούς με την πάροδο του χρό­νου.

12. Ο Μηχανισμός της Εξέλιξης

Η εξέλιξη οδήγησε στη δημιουργία ενός

πολύ μεγάλου αριθμού ειδών και μεγάλης ποικιλομορφίας στα άτομα ενός είδους.

Δραστηριότητα Α:

1. Παρατηρήστε στην εικ. 12.1 τις αλλαγές που έγιναν στην καμηλο­πάρδαλη με την πάροδο του χρό­

νου.

- Γνωρίζοντας ότι η συνεχής χρήση κάποιου οργάνου το ανα­πτύσσει και το μεγαλώνει μπορού­με να δεχθούμε ότι οι αλλαγές αυτές οφείλονται στην προσπά­θεια που έκαναν οι καμηλοπαρδά­λεις να φθάσουν τα ψηλά δέντρα; Δικαιολογήστε την απάντησή σας.

- Πού οφείλονται τότε οι αλλαγές αυτές; Θυμηθείτε από τι ελέγχται η εκδήλωση των χαρακτήρων και πού οφείλεται η εμφάνιση νέων

χαρακτήρων.

- Γιατί νομίζετε εξαφανίστηκαν οι καμηλοπαρδάλεις με κοντό λαιμό και . κοντά πόδια ~ και επιβίωσαν μόνο αυτές με μακρύ λαιμό και ψηλά πόδια ;

2. Παρατηρήστε τις δυο διαφορετι­κές μορφές της πεταλούδας Biston betularia (Μπίστον μπετου­λάρια) στον ανοικτόχρωμο κορμό δένδρου στην εικόνα 12.2α και στο σκουρόχρωμο κορμό δένδρου στην εικόνα 12.2β.

- Ποια μορφή πεταλούδας μπορεί­τε να διακρίνετε ευκολότερα στην α περίmωση και ποια στη β;

- Ποια μορφή πεταλούδας μπορεί να γίνει ευκολότερα τροφή των πουλιών στην α περίπτωση και

ποια στη β;

- Ποια μορφή πεταλούδας θα υπάρχει σε αφθονία σε περιοχή που οι κορμοί των δένδρων είναι σκουρόχρωμοι από τη ρύπανση.

Εικ. 12. 1 Η εξέλιξη της καμηλοπάρδαλης

83

84

α.

s : --:-'-.- -

β.

Εικ. 12.2 Οι πεταλούδες Biston betularia

Αρχικά οι καμηλοπαρδάλεις , όπως βλέπε­τε στην εικ. 12.1 είχαν κοντό λαιμό και κοντά πόδια, και με την πάροδο του χρό­νου πήραν τη σημερινή μορφή με μακρύ­τερο λαιμό και ψηλότερα πόδια.

Σήμερα είναι γνωστό ότι οι αλλαγές αυτές δεν'- μπορεί να οφείλονται στη συ­

νεχή χρήση του λαιμού και των ποδιών , στη προσπάθεια της καμηλοπάρδαλης να εξασφαλίσει τροφή γιατί οι επίκτητες ιδιότητες δεν κληρονομούνται

Οι αλλαγές αυτές οφείλονται στις αιφνί­διες αλλαγές του γενετικού υλικού, τις μεταλλάξεις , που γίνονται στα γεννητικά κύπαρα και όπως είναι γνωστό κληρονο­μούνταΙ.

Οι καμηλοπαρδάλεις με μακρύ λαιμό και ψηλά πόδια που εμφανίζονταν στο πληθυ­σμό των καμηλοπαρδάλεων από μετάλλα­ξη μπορούσαν να εξασφαλίσουν ευκολό­τερα τροφή από τις άλλες με αποτέλεσμα αυτές να επιβιώσουν, ενώ οι άλλες να εξαφανιστούν με την πάροδο του χρόνου. Επιλέγησαν δηλαδή από τη φύση οι καλύ­τερα προσαρμοσμένες καμηλοπαρδάλεις. Έγινε φυσική επιλογή.

Στη Μεγάλη Βρεπανία υπήρχαν οι άσπρες πεταλούδες οι οποίες ζούσαν στους ανοικτόχρωμους κορμούς των δέν­δρων χωρίς να γίνονται εύκολα ορατές από τους εχθρούς τους. Στον πληθυσμό των άσπρων πεταλούδων υπήρχαν και­σκουρόχρωμες πεταλούδες που ο αριθ­μός τους παρέμενε μικρός διότι ήταν ευ­κολότερο να φαγωθούν από τα πουλιά. Με την ανάmυξη της βιομηχανίας η ρύ­πανση προκάλεσε την αλλαγή στο χρώμα των κορμών των δένδρων με αποτέλεσμα οι άσπρες πεταλούδες να είναι περισσό­τερο ορατές και να αποτελούν τροφή των πουλιών. Έτσι οι μαύρες πεταλούδες μπο­ρούσαν να επιβιώσουν και ο αριθμός τους άρχισε να γίνεται μεγαλύτερος συγκριτικά με τις άσπρες πεταλούδες .

Σήμερα με τα μέτρα που έχουν ληφθεί η ατμοσφαιρική ρύπανση έχει μειωθεί πολύ και οι κορμοί των δένδρων άρχισαν να γί­νονται και πάλι ανοικτόχρωμοι με αποτέ­λεσμα ο αριθμός των άσπρων πεταλού­δων να γίνεται συνεχώς μεγαλύτερος. Παρατηρούμε δηλαδή ότι επιβιώνουν οι οργανισμοί που είναι καλύτερα προσαρμο­σμένοι στο περιβάλλον·τους.Ειναι ενα πα­ράδειγμα φυσικής επιλογής που γίνεται στις μέρες μας.

Κατά τους δυο τελευταίους αιώνες οι επι­στήμονες προσπάθησαν να εξηγήσουν τις αλλαγές που παρατηρούνταν στους οργανισμούς χωρίς να μπορέσουν να δώ­σουν ακριβή εξήγηση του φαινομένου γιατί δεν γνώριζαν για το γενετικό υλικό και τις μεταλλάξεις.

Πρώτος ο Λαμάρκ και αργότερα ο Δαρβί­νος και ο Ουάλλας ασχολήθηκαν με το θέμα της εξέλιξης. Σήμερα μετά από την εργασία του Mendel για την κληρονομικό­τητα και την ανακάλυψη των μεταλλάξε­ων , η θεωρία του Δαρβίνου - Ουάλλας τροποποιήθηκε και διορθώθηκε στα ασθε­νή της σημεία και διατυπώθηκε νέα θεω­ρία που είναι γνωστή σαν νεοδαρβινική

θεωρία.

Με τη θεωρία αυτή που αναλύεται πιο κάτω εξηγείται ικανοποιητικά η θεωρία της εξέλιξης .

Τα νέα χαρακτηριστικά που εμφανίζονται στα άτομα ενός είδους , οφείλονται στις μεταλλάξεις οι οποίες μπορεί να είναι ευ­νοϊκές ή δυσμενείς. Τα άτομα που από­κτησαν ευνοικά χαρακτηριστικά , για το φυσικό περιβάλλο που ζουν , προσαρμόζο­νται καλύτερα σ' αυτό και επιβιώνουν.

Η επιβίωση του καλύτερα προσαρμοσμέ­νου ατόμου στο φυσικό του περιβάλλον αποτελεί τη φυσική επιλογή .

Άτομα με δυσμενείς χαρακτήρες προο­δευτικά λιγοστεύουν και εξαφανίζονται.

Κατά την διάρκεια της ζωής του , κάθε άτομο συναγωνίζεται με άλλα άτομα του ιδίου ή διαφορετικού είδους για την τροφή του , για το ζωτικό του χώρο και για άλλα. Γίνεται δηλαδή ένας συνεχής αγώ­νας για επιβίωση. Ο αγώνας αυτός διατη­ρεί σταθερό τον αριθμό των ατόμων ενός είδους από γενιά σε γενιά, διότι φθάνει στην ηλικία της αναπαραγωγής πολύ μι­κρότερος αριθμός ατόμων από αυτό που παράγεται κατά την αναπαραγωγή των

85

οργανισμών.

Με την πάροδο του χρόνου η συσσώρευ­ση πολλών ευνοίκών χαρακτήρων , σε ορι­σμένα άτομα μέσα στο είδος, μπορεί να οδηγήσει σε σημαντικές διαφοροποιή­σεις και σε εξέλιξη νέου είδους. Η δη­μιουργία νέου είδους υποβοηθείται και από την γενετική απομόνωση.

Κατά τη γενετική απομόνωση , εμπόδια, όπως για παράδειγμα γεωγραφικά (ποτα­μοί , έρημοι, θάλασσες), παρεμποδίζουν την ανταλλαγή γονιδίων, μεταλλαγμένων ή μη , μεταξύ μεγάλου αριθμού ατόμων του είδους. Ετσι τα μεταλλαγμένα γονίδια των ατόμων της απομονωμένης περιοχής μεταβιβάζονται στους απογόνους τους . Η συγκέντρωση πολλών μεταλλαγμένων χαρακτήρων στους απογόνους αυτούς δημιουργούν νέο είδος.

Στα άτομα ενός είδους υπάρχει μεγάλη ποικιλομορφία . Η ποικιλομορφία αυτή οφείλεται στην ανάμειξη του γενετικού υλικού · κατά την αμφιγονική αναπαραγω­γή .

86

Εικ. 12.3 Ποικιλομορφία στις κότες

Δραστηριότητα Β

1. Στην εικ. 12.3 φαίνεται η ποικι­λομορφία στα άτομα ενός είδους.

- Θυμηθείτε με ποιο τρόπο ο άν­θρωπος μπορεί και δημιουργεί με­γάλη ποικιλομορφία στα άτομα ενός είδους.

2. Να εξηγήσετε πώς μερικοί ορ­γανισμοί αποκτούν αντίσταση για καταστροφικό γι' αυτούς παράγο­ντα, όπως για παράδειγμα τα έντσ­μα για τα εντομοκτόνα και ορισμέ­

.να μικρόβια για τα αντιβιοτικά.

Με τη μέθοδο της τεχνητής επιλογής ο άνθρωπος μπορεί και δημιουργεί επιθυμη­τή ποικιλομορφία μεταξύ ατόμων ενός εί­δους, σε σύντομο σχετικά με τη φυσική επιλόγή , χρονικό διάστημα.

Μερικές φορές παρουσιάζονται στον πληθυσμό κάποιου ε ίδους , από μετάλλα­ξη , άτομα ανθεκτικά σε κάποιο καταστρε­mικό παράγοντα. Τα άτομα αυτά επιβιώ­νουν και με την αναπαραγωγή δημιουρ­γούν νέους ανθεκτικούς απογόνους που με την βοήθεια της φυσικής επιλογής δη ­μιουργείται νέα ποικιλία ατόμων ανθεκτι­κών στον παράγοντα αυτό .

Παράδειγμα του φαινομένου αυτού έχου­με στα έντομα έναντι ορισμένων εντομο­κτόνων και στα μικρόβια έναντι ορισμέ­νων αντιβιοτικών.

Η ύπαρξη μεγάλης ποικιλομορφ ίας στα άτομα ενός είδους και η δη­μιουργία νέων ειδών, οφείλεται στις μεταλλάξεις, στη φυσική επι­λογή και στην γενετική απομόνω­ση .

13. Η εξέλιξη του ανθρώπου Έχουμε μάθει ότι τα διάφορα είδη οργανι­σμών που ζουν σήμερα προήλθαν με τη διεργασία της εξέλιξης από άλλα είδη που έζησαν σε παλαιότερες εποχές.

Όσον αφορά τον άνθρωπο διάφορες εν­δείξεις φανερώνουν ότι εξελίχθηκε από προγονική μορφή που έμοιαζε με πίθηκο και ζούσε πριν 16 000 000 χρόνια περί­που. Από την προγονική αυτή μορφή εξελίχθηκαν δυο κλάδοι που ο ένας έδωσε τους σημερινούς πίθηκους και ο άλλος το σημερινό άνθρωπο, δηλ. οργα­νισμούς που ανήκουν στα πρωτεύοντα θηλαστικά.

Κατά τη διάρκεια της εξέλιξης μεταξύ της προγονικής αυτής μορφής και του σημερινού ανθρώπου έζησαν πολλές εν­διάμεσες μορφές οργανισμών.

ΕΙΚ. 13 . 1α Ο Αuστραλοπίθηκος

Δραστηριότητα Α

1. Στην εικόνα 13.1 φαίνονται μορ­φές προανθρώπων, ο Αυστραλοπί­θηκος (α) και ο Άνθρωπος ο όρ­θιος (Homo erectus)(β) , καθώς επίσης και ο σημερινός άνθρω­πος , ο Άνθρωπος ο έμφρων (Homo sapiens)(y) .

- Να συγκρίνετε τις μορφές

αυτές ως προ τη σωματική διάπλα­σή τους και ως προς τα χαρακτηρι­στικά του προσώπου τους. Τι πα­ρατηρείτε;

- Να συγκρίνετε τον όγκο της κρα­νιακής κοιλότητας τους . Τι παρα­τηρείτε;

87

88

Εικ . 13.1 β Ο άνθρωπος ο όρθιος ( Homo erectus)

Εικ . 13 . 1γ Ο άνθρωπος ο έμφρων (Homo sapiens)

Ο Αuστραλοπίθηκος ζούσε στις σαββάνες της Αφρικής πριν από 5 000 000 χρόνια περίπου. Είχε μικρό ύψος γύρω στα 120cm και τριχωτό σώμα. Το μέτωπο του είχε κλίση προς τα πίσω, με υπερόφρυα τόξα πετακτά. Είχε μικρό όγκο εγκεφά­λου περίπου 500 cm3 Τρεφόταν με χόρτα αλλά και με κρέας ζώων, όπως φαί­

νεται από τους μεγάλους κυνόδοντες που είχε στην προτεταμένη σιαγόνα του.

Χρησιμοποιούσε άτεχνα εργαλεία, πέτρι­να, κοκκάλινα, ή ξύλινα.

Ο Άνθρωπος ο όρθιος, ο Homo erectus, εμφανίστηκε στην Αφρική πριν από 1 700 000 χρόνια και μετανάστευσε πριν 1 000 000 χρόνια στην Ευρώπη και Ασία. Είχε όρθια στάση και δίποδη βάδιση. Είχε

ύψος γύρω στα 170 cm μεγαλύτερο δη­λαδή από το ύψος του Αυστραλοπίθηκου.

Είχε πρόσωπο με μύτη πλατιά, μέτωπο χαμηλό και με κλίση προς τα πίσω, υπερό

Eik. 13.2 Ο άνθρωπος του Νεάντερταλ

89

φρυα τόξα πετακτά. Σιαγόνες λιγότερο προτεταμένες και με μικρότερους κυνό­δοντες από του Αυστραλοπίθηκου .

Ο όγκος του κρανίου του ήταν σχεδόν δι­πλάσιος από τον όγκο του κρανίου του Αυστραλοπίθηκου και κυμαινόταν μεταξύ 700 - 11 00cm3.

Ζούσε κατά ομάδες , κοντά σε περιοχές που είχαν νερό και ήταν ο πρώτος άνθρω­πος που χρησιμοποίησε για καταφύγιο του τα σπήλαια.

Χρησιμοποιούσε οστέινα εργαλεία περισ­σότερο επεξεργασμένα απ' αυτά που χρη­σιμοποίησε ο Αυστραλοπίθηκος. Γνώριζε τη χρήση της φωτιά και ίσως ν' ανέmυξε γλωσσική επικοινωνία.

Πριν 200 000 χρόνια περίπου εμφανίστη­κε στην Ευρώπη το είδος του ανθρώπου, στο οποίο ανήκουμε και μεις, το Homo sapiens ο Άνθρωπος ο έμφρων.

Ι 90

Χαρακτηριστικό του ήταν ο μεγαλύτερος όγκος εγκεφάλου , συγκριτικά με τον Αυ­στραλοπίθl]κο και τον Homo erectus που έφτανε μέχρι 1400c m3.

Μία από τις πρώτες ομάδες Homo sapiens ήταν ο Homo sapiens neanderthalensis που ζούσε στην περιο­χή Neanderthal της Γερμανίας (εικ. 13.2) και η οποία πιστεύεται ότι εξαφανίστηκε .

Ο άνθρωπος με χαρακτηριστικά εξολο­κλήρου όμοια με αυτά του σημερινού , δη­λαδή ο Homo sapiens sapiens, ο σύγ­χρονος άνθρωπος πιστεύεται ότι εμφανίστηκε πριν 40 000 χρόνια.

Είχε ύψος 160 -180 cm περίπου , πρόσω­πο με λεmότερη μύτη , μέτωπο ψηλό , σχεδόν όρθιο , υπερόφρυα τόξα ελάχιστα εξέχοντα, με καμπυλωμένες σιαγόνες, χωρίς προγναθισμό . Ζούσε σε σπήλαια και έφτιαχνε τελειότερα εργαλεία από οστά, χαυλιόδοντες , κέρατα και πέτρες. Ζωγράφιζε τα τοιχώματα των σπηλαίων που ζούσε και πιστεύεται ότι η ανάmυξη του έναρθρου λόγου βοήθησε στην ανά­mυξη του πολιτισμού του.

Ο σημερινός άνθρωπος πιστεύεται ότι εξελίχθηκε από μία προγονική μορφή που ζούσε πριν 16 000 000 χρόνια από την οποία προήλθαν και οι σημερινοί πίθηκοι

Ενδιάμεσες ,εξελικτές μορφές ήταν ο Αυστραλοπίθηκος και Homo erectus.

14. Ασκήσεις 1. Να δώσετε τους σωστούς όρους:

α . Βαθμιαίες μεταβολές που εμφανίζο­νται στους οργανισμούς με την πάρο-δο του χρόνου .... .... ... .... .. .......... .

β. Λείψανα οργανισμών παλαιοτέρων εποχών .... .. .. ...... .. ... .. ...... .

γ. Η ύπαρξη διαφορετικών χαρακτηρι­

στικών στα άτομα ενός είδους

δ . Επιβίωση ατόμων καλά προσαρμο­σμένων στο περιβάλλον τους

ε . Η προσπάθεια του οργανισμού να κρατηθεί στη ζωή ...... ..... ... .. ........... .

2. Να εξηγήσετε σύμφωνα με τη νεοδαρ­βινική θεωρία την εμφάνιση καμηλο­παρδάλεων με μακρύ λαιμό και ψηλά πόδια.

3. Να εξηγήσετε πως η γεωγραφική απο­μόνωση βοηθά στην εξέλιξη των ορ­γανισμών.

4. Να αναφέρετε τα σημαντικότερα γνω­ρίσματα του

α. Αυστραλοπίθηκου

β . Ανθρώπου του όρθιου

γ . Ανθρώπου του έμφρονος