التكاثر الجنسي هو عملية بيولوجية تخلق كائنًا حيًا جديدًا من خلال الجمع بين المادة الوراثية لكائنين حيين. وهذا النوع من التكاثر شائع بين الحيوانات والنباتات والفطريات وبعض الكائنات الحية الدقيقة. وهو ينطوي على اندماج الأمشاج، وهي خلايا إنجابية متخصصة ينتجها كل من الوالدين. الأمشاج الأولية هي الحيوانات المنوية (ذكر) والبيض (أنثى). يؤدي اندماج هذه الأمشاج إلى تكوين زيجوت، والذي يتطور في النهاية إلى فرد جديد. يتيح التكاثر الجنسي التنوع الجيني، وهو أمر حيوي لبقاء الأنواع وتطورها.
يتضمن التكاثر الجنسي عدة مراحل رئيسية: تكوين الأمشاج، والتزاوج، والإخصاب، والتطور. تكوين الأمشاج هي العملية التي يتم من خلالها تكوين الأمشاج من خلال الانقسام الاختزالي. الانقسام الاختزالي هو نوع من انقسام الخلايا الذي يقلل عدد الكروموسومات بمقدار النصف، مما يضمن أن النسل لديه العدد الصحيح من الكروموسومات.
عند الذكور، ينتج تكوين الأمشاج الحيوانات المنوية في عملية تسمى تكوين الحيوانات المنوية. في الإناث، تنتج البيض في عملية تعرف باسم تكوين البويضات. يحدث تكوين الحيوانات المنوية في الخصيتين، بينما يحدث تكوين البويضات في المبيضين. نتيجة تكوين الأمشاج هي خلايا أحادية الصيغة الصبغية، والتي تحتوي على مجموعة واحدة من الكروموسومات.
يجمع التزاوج الأمشاج الذكرية والأنثوية معًا، وهو ما يمكن أن يحدث بطرق مختلفة عبر الأنواع المختلفة. بعد التزاوج، يحدث الإخصاب عندما تندمج خلية منوية مع خلية بويضة. تشكل هذه العملية لاقحة ثنائية الصيغة الصبغية تحتوي على مجموعتين من الكروموسومات - واحدة من كل من الوالدين.
تخضع اللاقحة لانقسامات خلوية متكررة، وهي عملية تسمى الانقسام الفتيلي، وتبدأ في التمايز إلى أنواع مختلفة من الخلايا. وهذا يؤدي إلى تطور الجنين، وفي نهاية المطاف إلى كائن كامل النمو. يمكن أن تختلف مراحل التطور بشكل كبير بين الأنواع.
واحدة من أهم مزايا التكاثر الجنسي هي توليد التنوع الجيني. ينشأ هذا الاختلاف من مصدرين: خلط الجينات أثناء تكوين الأمشاج (الانقسام الاختزالي) ودمج الجينات من أبوين مختلفين أثناء الإخصاب. يعد التنوع الوراثي أمرًا بالغ الأهمية لقدرة الأنواع على التكيف وبقائها في البيئات المتغيرة.
أثناء الانقسام الاختزالي، يمكن للكروموسومات أن تخضع لعملية تسمى العبور، حيث يتم تبادل أجزاء من الحمض النووي بين الكروموسومات المقترنة. يؤدي هذا، جنبًا إلى جنب مع التشكيلة المستقلة للكروموسومات، إلى تكوين أمشاج ذات مجموعات فريدة من الجينات. تشمل الصيغ التي تمثل هذه الاختلافات الجينية ما يلي:
\( \textrm{عدد مجموعات الكروموسومات الممكنة} = 2^{n} \)حيث \(n\) هو عدد أزواج الكروموسومات.
في النباتات، غالبًا ما يتضمن التكاثر الجنسي هياكل ذكرية وأنثوية متميزة. الزهور هي الهياكل الإنجابية في النباتات المزهرة (كاسيات البذور)، حيث يحدث التلقيح والإخصاب. التلقيح هو نقل حبوب اللقاح (التي تحتوي على الأمشاج الذكرية) من الجزء الذكري في الزهرة (المتك) إلى الجزء الأنثوي (وصمة العار). يحدث الإخصاب عندما يصل حبوب اللقاح إلى البويضة داخل المبيض، مما يؤدي إلى نمو البذور.
في الحيوانات، يتضمن التكاثر الجنسي عادة الإخصاب الداخلي أو الخارجي. يحدث الإخصاب الداخلي داخل جسم الأنثى كما يحدث في الثدييات، بينما يحدث الإخصاب الخارجي خارج الجسم، وهو أمر شائع في العديد من الحيوانات المائية مثل الأسماك والبرمائيات. تؤثر طريقة الإخصاب على سلوكيات التزاوج واستراتيجيات التكاثر لدى الأنواع.
يسمح التكاثر الجنسي بتنوع جيني كبير، مما يعزز البقاء في ظل الظروف البيئية المتغيرة. ومع ذلك، فهو يتطلب وجود فردين ويمكن أن يستهلك الكثير من الطاقة، مما يجعله أقل كفاءة من التكاثر اللاجنسي في البيئات المستقرة. على الرغم من هذه التحديات، فإن فوائد زيادة التنوع الجيني غالبًا ما تفوق مساوئها، مما يجعل التكاثر الجنسي وسيلة تكاثر سائدة في العديد من الأنواع.
التكاثر الجنسي هو عملية بيولوجية أساسية تسهل التنوع الجيني، وتدفع تطور الأنواع وقدرتها على التكيف. من خلال الآليات المعقدة لتكوين الأمشاج، والإخصاب، والتطور، يضمن التكاثر الجنسي التجديد والتنوع المستمر للحياة على الأرض.
