Η ΑΡΧΗ ΤΗΣ ΖΩΗΣ
Μία νέα μορφή ζωής, ένα καναρίνι, σχηματίζεται με την ένωση δύο σπερματικών ή αναπαραγωγικών κυττάρων τα οποία παράγονται στα σεξουαλικά όργανα των δύο γονέων. Αυτά τα δύο σπερματικά κύτταρα ονομάζονται γαμέτες και όταν ενωθούν σχηματίζουν ένα καινούριο κύτταρο το οποίο ευρίσκεται μέσα στο γονιμοποιημένο αυγό.
Στην ουσία από εδώ ξεκινάει η αναπαραγωγή. Το κύτταρο αυτό ονομάζεται ζυγωτό και είναι η αρχή μιας καινούριας ζωής περιέχει δε, αφού έχουν γίνει προηγουμένως πολλές περίπλοκες διαδικασίες, όλα τα χαρακτηριστικά που θα έχει το νέο καναρίνι, τα μισά κληρονομημένα από τον αρσενικό γαμέτη και τα άλλα μισά κληρονομημένα από τον θηλυκό γαμέτη.
Αμέσως μόλις δημιουργηθεί το ζυγωτό αρχίζει η διαδικασία της ανάπτυξης. Το μονοκύτταρο ζυγωτό διαιρείται σε 2 κύτταρα σε 4, σε 8, και ούτω καθεξής. Επιστημονικά η διαδικασία αυτή ονομάζεται μίτωση και συνεχίζεται με τέτοιο τρόπο ούτως ώστε μόλις επέλθει η ωριμότητα, κάθε σωματικό κύτταρο του νέου καναρινιού θα έχει πάρει τα μισά χαρακτηριστικά του αρσενικού και τα μισά του θηλυκού.
Μέσα στα δύο αυτά σπερματικά κύτταρα, τους γαμέτες του αρσενικού και του θηλυκού από τα οποία σχηματίζεται το ζυγωτό, υπάρχουν σε ζευγάρια τα χρωμοσώματα.
Τα χρωμοσώματα είναι πολύ μικρά σωματίδια σαν κλωστές ενωμένες, στο κέντρο ή και παράκεντρα, μεταξύ τους επιδεικνύοντας τελικά ένα σχήμα που θυμίζει το γράμμα Χ βρίσκονται δε μέσα στον πυρήνα του κυττάρου, ο οποίος είναι πραγματικά ο εγκέφαλος του. Στην ουσία το χρωμόσωμα έχει το σχήμα δύο κλωστών που είναι ενωμένες σε ένα σημείο μεταξύ τους. Το σημείο αυτό μπορεί να βρίσκεται στην μέση ή και προς την μία από τις δύο άκρες. Οι κλωστές αυτές ονομάζονται χρωματίδες και η μία είναι αντίγραφο της άλλης. Οι δύο αυτές χρωματίδες του ιδίου χρωμοσώματος ονομάζονται αδελφές χρωματίδες. To σημαντικό είναι το ότι οι χρωματίδες κουβαλούν επάνω τους τα γονίδια και το DNA.
Ο αριθμός των χρωμοσωμάτων μέσα στο κύτταρο είναι καθορισμένος και διαφέρει από είδος σε είδος. Το κάθε σωματικό κύτταρο ενός καναρινιού έχει 18 χρωμοσώματα (9 ζευγάρια). Για να ακριβολογώ, νεώτερες μελέτες έχουν αποδείξει ότι σε κάθε κύτταρο ενός καναρινιού υπάρχουν περίπου 40 ζευγάρια χρωμοσωμάτων, 9 ζευγάρια μακροχρωμοσωμάτων και περίπου 31 ζευγάρια μικροχρωμοσωμάτων.
Επειδή όμως το άρθρο αυτό, για να γίνει κατανοητό, πρέπει να είναι όσο είναι δυνατόν πιο απλοποιημένο, εκλαμβάνω, παραμένοντας στην κλασσική και απλή θεωρία, ότι υπάρχουν 9 ζευγάρια χρωμοσωμάτων (συγκεκριμένα τα μακροχρωμοσώματα) στο σωματικό κύτταρο ενός καναρινιού, μέσα στα οποία είναι αποθηκευμένες όλες οι γενετικές πληροφορίες και είναι έτοιμες να μεταδοθούν στο ζυγωτό. Τα μακροχρωμοσώματα λοιπόν είναι αυτά τα οποία θα μας απασχολήσουν για την περαιτέρω μελέτη της γενετικής και για τον λόγο αυτό θα αναφερθώ μόνο σε αυτά.
Για να καταλάβει καλύτερα ο αναγνώστης χρειάζεται να εμβαθύνω λίγο περισσότερο τον μηχανισμό με τον οποίον λειτουργούν τα χρωμοσώματα μέσα σε ένα σπερματικό κύτταρο.
Οπως προανέφερα μέσα σε ένα σωματικό κύτταρο ενός καναρινιού υπάρχουν 9 ζευγάρια χρωμοσωμάτων δηλαδή 18 χρωμοσώματα. Σε ένα σπερματικό κύτταρο (αρσενικό που είναι το σπέρμα ή θηλυκό που είναι το αυγό) , το οποίο είναι και αυτό που μας ενδιαφέρει όσον αφορά το συγκεκριμένο κεφάλαιο της γενετικής, υπάρχουν 9 χρωμοσώματα.
Τα 8 απο αυτά είναι σωματικά ή αλλοιώς χρωμοσώματα που δεν σχετίζονται με το φύλλο (autosomes chromosomes) και είναι υπεύθυνα για την κληροδότηση των χαρακτηριστικών των γονέων στους νεοσσούς και το 1 είναι αυτό που σχετίζεται με το φύλλο (sex chromosome) δηλαδή συμβάλλει στην δημιουργία ενός αρσενικού ή θηλυκού νεοσσού.
Για να γίνει αυτό πιο κατανοητό με απλά λόγια συμβαίνει το εξής :
Κατα την διάρκεια της αναπαραγωγικής περιόδου στα γενητικά όργανα του αρσενικού παράγεται σπέρμα, δηλαδή σπερματικά κύτταρα τα οποία προέρχονται απο την διαίρεση των χρωμοσωμάτων η οποία συντελείται γι'αυτόν τον σκοπό, ώστε απο 18 χρωμοσώματα που υπάρχουν μέσα σε ένα σωματικό κύτταρο τελικά να παραχωρηθούν τα 9 (μισά απο τον πατέρα). Με την ίδια διαδικασία στο θηλυκό σχηματίζονται τα ωάρια, που στην ουσία είναι τα αυγά, που και αυτά περιέχουν προς παραχώρηση 9 χρωμοσώματα (μισά απο την μητέρα). Κατα την συνένωση ενός αρσενικού σπερματικού κύτταρου με ένα θηλυκό ενώνονται 9 χρωμοσώματα απο τον πατέρα και 9 χρωμοσώματα απο την μητέρα δημιουργόντας έτσι ένα νέο κύτταρο (το ζυγωτό) το οποίο είναι ένα πλήρες σωματικό κύτταρο με 9 ζευγάρια χρωμοσωμάτων. Ετσι το καινούριο κύτταρο, και μελλοντικό καναρίνι, με τα 8 ζευγάρια χρωμοσωμάτων έχει κληρονομήσει μισά χαρακτηριστικά απο τον πατέρα του και μισά απο την μητέρα του ενώ ταυτόχρονα με το έννατο ζεύγος χρωμοσωμάτων του φύλλου, έχει σχηματισθεί το φύλλο του.
Συνήθως το αρσενικό φύλλο συμβολίζεται με τα γράμματα ΧΧ ενώ το θηλυκό με τα γράμματα ΧΥ τα οποία με την σειρά τους το καθένα συμβολίζει τα χρωμοσώματα του φύλλου. Σημειοτέον ότι γενετικά, τα Χ χρωμοσώματα του αρσενικού και του θηλυκού είναι ισχυρά ενώ το Υ χρωμόσωμα το οποίο φέρει το θηλυκό καναρίνι είναι αδύναμο. Αυτό σημαίνει ότι το χρωμόσωμα Υ περιέχει λιγώτερες γενετικές πληροφορίες απο το χρωμόσωμα Χ.
Παρακάτω βλέπουμε θεωρητικά με ποιό μηχανισμό ένα νέο καναρίνι μπορεί να γίνει αρσενικό ή θηλυκό.
Ενα αρσενικό σπερματικό κύτταρο, σύμφωνα με τα ανωτέρω, κατά την συνένωσή του δίνει, εκτός των 8 αυτοσωμικών χρωμοσωμάτων και ενα απο τα δυο χρωμόσωμα φύλλου το οποίο υποχρεωτικά θα είναι το Χ, ενώ ένα θηλυκό σπερματικό κύτταρο κατα την ίδια συνένωση δίνει και αυτό, εκτός των 8 αυτοσωμικών χρωμοσωμάτων ενα απο τα δυο χρωμoσώματα φύλλου το οποίο θα είναι είτε το Χ είτε το Υ. Επομένως ο καινούριος νεοσσός θα είναι είτε ΧΧ (αρσενικό καναρίνι) είτε ΧΥ (θηλυκό καναρίνι). Απο αυτή την διαδικασία εύκολα καταλαβαίνει κανείς ότι, σε αντίθεση με τους ανθρώπους, το θηλυκό καναρίνι (η μητέρα) είναι υπεύθυνο για την παραγωγή αρσενικών ή θηλυκών νεοσσών.
Ανακεφαλαιώνοντας λοιπόν όλα τα χαρακτηριστικά όπως π.χ. το πτέρωμα, το χρώμα, οι μελανίνες, ο διασκορπισμός των, η θέση που θα καταλάβουν στο σώμα του πουλιού, το φύλλο του και τόσα άλλα πολλά, καθορίζονται από τα χρωμοσώματα τα οποία βρίσκονται μέσα στους γαμέτες οι οποίοι είναι, όπως θα πρέπει να έχει γίνει αντιληπτό, ο μοναδικός υλικός σύνδεσμος μεταξύ των γενεών. Τα χρωμοσώματα ευρίσκονται μέσα στον πυρήνα του κυττάρου και μεταφέρουν επάνω στις χρωματίδες τους τα γονίδια και το DNA. Πιο απλά μεταφέρουν (κληροδοτούν) όλες τις γενετικές πληροφορίες στο ζυγωτό.
Διάγραμμα του Punnet στο οποίο αναφαίνεται θεωρητικά η παραγωγή αρσενικών και θηλυκών νεοσσών. Στην επάνω σειρά οριζοντίως με κόκκινα συμβολίζεται η μητέρα ΧΥ ενώ στην αριστερή στήλη με μπλέ συμβολίζεται ο πατέρας. Οπως βλέπετε παράγονται με το ζευγάρωμα θεωρητικά 4 νεοσοί 2 αρσενικοί και 2 θηλυκοί οι οποίοι ειναι σημειωμένοι με πράσινο.
Είναι αναγκαίο να γίνει και μία αναφορά, λίγο πιο αναλυτική, στα γονίδια γιατί αυτά είναι που διαδραματίζουν τον βασικό ρόλο κατά την εμφάνιση των μεταλλάξεων.
Οι χρωματίδες δομικά αποτελούνται από νήματα τυλιγμένα ελικοειδώς μεταξύ των, τα οποία αποτελούνται από DNA και πρωτεΐνες. Κατά μήκος αυτών των νημάτων εντοπίζονται τα γονίδια τα οποία ευρίσκονται εκεί κατά χιλιάδες, και είναι γραμμικά τμήματα (ίσια κομμάτια) των χρωματίδων. Επάνω στην χρωματίδα, η θέση την οποία καταλαμβάνει ένα γονίδιο ονομάζεται γεωμετρικός τόπος (locus πληθυντικός loci). Κάθε χρωμόσωμα, όπως ελέχθη , αποτελείται από δύο χρωματίδες που είναι τελείως όμοιες μεταξύ των, επιπλέον πρέπει να τονιστεί για την καλύτερη κατανόηση οτι, η μία αδελφή χρωματίδα είναι του πατέρα και η άλλη της μητέρας, επομένως , για να το πω απλά, τα γονίδια σε κάθε χρωμόσωμα ευρίσκονται σε ζευγάρια και αναλυτικότερα, το ένα μέλος του ζευγαριού ευρίσκεται στην μία χρωματίδα και το άλλο αντίστοιχό του στην άλλη. Τα δύο αυτά γονίδια που ευρίσκονται στον ίδιο γεωμετρικό τόπο ενός χρωμοσώματος ονομάζονται αλληλόμορφα.
Για κάθε χαρακτήρα λοιπόν, που έχει κληρονομηθεί απο τους γονείς, τα γονίδια που αντιστοιχούν είναι δύο και ευρίσκονται απο ένα σε κάθε χρωματίδα στον ίδιο γεωμετρικό τόπο.
Έτσι μπορούμε να πούμε ότι σε κάθε καναρίνι, ο κάθε γονιδιακός γεωμετρικός τόπος των χρωμοσωμάτων, είναι υπέυθυνος για κάθε τυχόν χαρακτηριστικό ορατό ή μη.
Σαν ένα απλό παράδειγμα μπορεί να αναφερθεί η μετάλλαξη Ιβουάρ (Ivory). Εάν ζευγαρώσει ένα ιβουάρ αρσενικό καναρίνι με ένα θηλυκό λιποχρωμικό που δεν είναι Ιβουάρ μπορεί να παράξει θηλυκά Ιβουάρ. Ο μόνος σύνδεσμος του Ιβουάρ πατέρα με τις Ιβουάρ κόρες είναι το σπέρμα του.
Αυτή η μετάλλαξη μεταφέρεται με το σπέρμα του αρσενικού, δια μέσω των γονιδίων και επομένως το γονίδιο που είναι υπεύθυνο ονομάζεται γονίδιο του Ιβουάρ. Κατά τον ίδιο τρόπο λαμβάνουν το όνομά τους γενικά τα γονίδια όλων των μεταλλάξεων. Για παράδειγμα το γονίδιο της κορώνας, του καφέ (cinnamon) και λοιπά.
Οπως έχει αναφερθεί προηγουμένως, τα γονίδια μεταφέρουν όλους τους κληροδοτούμενους χαρακτήρες και συνήθως μεταβιβάζονται αμετάλλακτα (χωρίς καμμία αλλαγή ή τροποποίηση) απο την μία γενιά στην άλλη. Μερικές φορές όμως μπορεί να μεταλλαχθούν, δηλαδή να αλλάξει ξαφνικά και αυθόρμητα η δομή των, είτε απο επιδράσεις του εξωτερικού περιβάλλοντος, είτε απο εσωτερικές αντιδράσεις, είτε και γενικά απο διάφορα ατυχή γεγονότα...
Όταν αυτό συμβεί, τα αλληλόμορφα γονίδια υπάρχουν σε δύο μορφές. Η μία μορφή είναι η αρχική αμετάλλακτη (άγρια) και αποκαλείται άγρια αλληλόμορφη, η οποία παράγει ένα γνωστό και αναμενόμενο αποτέλεσμα και η άλλη είναι η μεταλλαγμένη, αποκαλείται δε μεταλλακτική αλληλόμορφη και παράγει ένα νέο και διαφορετικό αποτέλεσμα.
Έτσι λοιπόν, όταν κατά την συνέννωση δύο γαμετών υπάρχει κάποιο μεταλλαγμένο γονίδιο, το ζυγωτό (το νέο πουλί) που θα δημιουργηθεί, μπορεί να κληρονομήσει δύο άγρια αλληλόμορφα ενα απο κάθε γονέα, ή δύο μεταλλακτικά αλληλόμορφα ένα απο κάθε γονέα, ή ένα άγριο αλληλόμορφο και ένα μεταλλακτικό αλληλόμορφο ένα απο κάθε γονέα.
Σαν παράδειγμα, το υποχωρητικό λευκό και το κίτρινο είναι αλληλομορφικοί χαρακτήρες (αυτό σημαίνει, όπως έχει εξηγηθεί παραπάνω, ότι και στα δύο αυτά καναρίνια τα ζευγάρια των γονιδίων που ευρίσκονται στον ίδιο γεωμετρικό τόπο των χρωματίδων των χρωμοσωμάτων των είναι ίδια). Σε ζευγάρωμα μεταξύ ενός κίτρινου φορέα του λευκού υποχωρητικού καναρινιού με ένα λιποχρωμικό κίτρινο, ένα νέο καναρίνι μπορεί να πάρει :
Επομένως σε ενα ζεύγος γονιδίων, τα οπτικά αποτελέσματά τα οποία εκφράζονται απο ένα μεταλλαγμένο γονίδιο μπορούν, άλλοτε να είναι ενισχυμένα και άλλοτε λιγώτερο ισχυρά, σε σχέση πάντα με το αντίστοιχο αμετάλλακτό του. Τότε, στην πρώτη περίπτωση (ενισχυμένα) τα γονίδια είναι επικρατούντα η μετάλλαξη είναι ορατή και ονομάζεται επικρατούσα (dominant), ενώ στην δεύτερη περίπτωση (λιγώτερο ισχυρά) τα γονίδια είναι υποχωρητικά η μετάλλαξη δεν φαίνεται και ονομάζεται υποχωρητική (recessive). Στην πράξη οι περισσότερες, γνωστές στους εκτροφείς καναρινιών, μεταλλάξεις είναι υποχωρητικές.
Σάν παράδειγμα πολύ ταιριαστό για την περίπτωση αυτή, στα καναρίνια, είναι οι μεταλλάξεις του λευκού επικρατούντος (dominant white) και του λευκού υποχωρητικού (recessive white).
Στο λευκό επικρατούν εννοείται ότι το μεταλλαγμένο γονίδιο του λευκού έχει επικρατήσει του κίτρινου αφήνοντας μόνο λίγο κίτρινο λιπόχρωμο να φαίνεται στα πρωτεύοντα φτερά της πτήσης, ενώ στο λευκό υποχωρητικό, το κίτρινο έχει υποχωρήσει τελείως με αποτέλεσμα να μην είναι ορατό και να υπάρχει μόνο στον γονότυπο του πουλιού.
Στις περιπτώσεις όπου σε ένα ζεύγος γονιδίων, αυτά παράγουν διαφορετικά χρώματα, συνήθως το ένα είναι επικρατούν. Έτσι όταν ένα ζυγωτό κληροδοτηθεί με ένα ζέυγος ανόμοιων, ως προς το χρώμα, για παράδειγμα, γονιδίων, τότε ο νεοσσός θα πάρει το χρώμα που θα καθορίσει το ένα απο τα δύο γονίδια του ζεύγους και που αυτό θα είναι το επικρατούν.
Με άλλα λόγια, όταν ένα πουλί κληρονομήσει ένα ζεύγος γονιδίων τα οποία εκφράζουν διαφορετικούς χαρακτήρες, εκ των οποίων ο ένας επικρατεί του άλλου, τότε θα εκφραστούν τα χαρακτηριστικά μόνον του ενός γονιδίου, αυτά του επικρατούντος. Το υποχωρητικό γονίδιο του ζεύγους είναι αυτό το οποίο δεν εκφράζεται και μη όντας ορατά τα αποτελέσματά του αναφέρεται μόνον στόν γονότυπο ενώ τα ορατά αποτελέσματα, του επικρατούντος, αναφέρονται στον φαινότυπο. Έτσι, μπορούμε να πούμε σαν δεύτερο παράδειγμα, ένα αρσενικό πράσινο καναρίνι που είναι φορέας του καφέ (cinnamon) έχει φαινότυπο πράσινο, φαίνεται δηλαδή πράσινο.
Θα πρέπει να διευκρινιστεί οτι αυτό δεν ισχύει στην περίπτωση ζευγαρώματος δύο λιποχρωμικών, ενός κίτρινου με ένα κόκκινο καθώς στην περίπτωση αυτή έχουμε ημιτελή επικράτηση (incomplete dominance) και η μετάλλαξη ονομάζεται επικρατούσα ημιτελής (incomplete dominant).
Σε μιά ημιτελή επικράτηση κανένα απο τα δύο γονίδια του ζεύγους δεν επικρατεί του άλλου.
Μη έχοντας τα γονίδια αυτήν την δυνατότητα το αποτέλεσμα στον νεοσσό είναι ένα χρώμα αναμειγμένου κίτρινου και κόκκινου που μας δίνει το πορτοκαλί.
Μιά τελευταία περίπτωση μετάλλαξης είναι η ημιεπικρατούσα (codominant), όπου εδώ παρατηρείται, τα δύο διαφορετικά γονίδια του ζεύγους να εκφράζουν τα χαρακτηριστικά των με την ίδια ακριβώς δύναμη. Το αποτέλεσμα είναι τα χαρακτηριστικά και των δύο γονιδίων να είναι ορατά στον νεοσσό. Για παράδειγμα μπορεί να αναφερεθεί το ζευγάρωμα ενός λιποχρωμικού με ένα μελανινικό όπου ο νεοσσός θα είναι ποικιλόχρωμος (varigated). Εδώ εκφράζονται και τα δύο χαρακτηριστικά, του λιποχρωμικού και του μελανινικού.
Τελειώνοντας τα βασικά στοιχεία της γεννετικής πρέπει να αναφέρω επίσης ότι, όταν ενας νεοσσός αναπτύσσεται απο το ζυγωτό που σχηματίστηκε απο ένα ζεύγος όμοιων γονιδίων και αφορούν κάποιο χαρακτηριστικό του, τότε είναι ομοζυγωτό ως προς αυτόν τον συγκεκριμένο χαρακτήρα. Όταν το ζεύγος των γονιδίων είναι ανόμοιο, τότε ως προς τον συγκεκριμένο αυτόν χαρακτήρα είναι ετεροζυγωτό. Αυτό μπορεί εύκολα να γίνει κατανοητό εξετάζοντας ένα κίτρινο λιποχρωμικό καναρίνι. Το καναρίνι αυτό, μπορεί να έχει και τα δύο γονίδια παραγωγής του κίτρινου στο ζεύγος γονιδίων που καθορίζουν το χρώμα, έτσι θα είναι ομοζυγωτό κίτρινο. Μπορεί όμως στο συγκεκριμένο ζεύγος γονιδίων να έχει ένα γονίδιο παραγωγής του κίτρινου και ένα γονίδιο παραγωγής του λευκού υποχωρητικού, στην περίπτωση αυτή θα είναι ετεροζυγωτό κίτρινο, με το λευκό να υποχωρεί (υποχωρητική μετάλλαξη) και να μην είναι ορατό.
Μία νέα μορφή ζωής, ένα καναρίνι, σχηματίζεται με την ένωση δύο σπερματικών ή αναπαραγωγικών κυττάρων τα οποία παράγονται στα σεξουαλικά όργανα των δύο γονέων. Αυτά τα δύο σπερματικά κύτταρα ονομάζονται γαμέτες και όταν ενωθούν σχηματίζουν ένα καινούριο κύτταρο το οποίο ευρίσκεται μέσα στο γονιμοποιημένο αυγό.
Στην ουσία από εδώ ξεκινάει η αναπαραγωγή. Το κύτταρο αυτό ονομάζεται ζυγωτό και είναι η αρχή μιας καινούριας ζωής περιέχει δε, αφού έχουν γίνει προηγουμένως πολλές περίπλοκες διαδικασίες, όλα τα χαρακτηριστικά που θα έχει το νέο καναρίνι, τα μισά κληρονομημένα από τον αρσενικό γαμέτη και τα άλλα μισά κληρονομημένα από τον θηλυκό γαμέτη.
Αμέσως μόλις δημιουργηθεί το ζυγωτό αρχίζει η διαδικασία της ανάπτυξης. Το μονοκύτταρο ζυγωτό διαιρείται σε 2 κύτταρα σε 4, σε 8, και ούτω καθεξής. Επιστημονικά η διαδικασία αυτή ονομάζεται μίτωση και συνεχίζεται με τέτοιο τρόπο ούτως ώστε μόλις επέλθει η ωριμότητα, κάθε σωματικό κύτταρο του νέου καναρινιού θα έχει πάρει τα μισά χαρακτηριστικά του αρσενικού και τα μισά του θηλυκού.
Μέσα στα δύο αυτά σπερματικά κύτταρα, τους γαμέτες του αρσενικού και του θηλυκού από τα οποία σχηματίζεται το ζυγωτό, υπάρχουν σε ζευγάρια τα χρωμοσώματα.
Τα χρωμοσώματα είναι πολύ μικρά σωματίδια σαν κλωστές ενωμένες, στο κέντρο ή και παράκεντρα, μεταξύ τους επιδεικνύοντας τελικά ένα σχήμα που θυμίζει το γράμμα Χ βρίσκονται δε μέσα στον πυρήνα του κυττάρου, ο οποίος είναι πραγματικά ο εγκέφαλος του. Στην ουσία το χρωμόσωμα έχει το σχήμα δύο κλωστών που είναι ενωμένες σε ένα σημείο μεταξύ τους. Το σημείο αυτό μπορεί να βρίσκεται στην μέση ή και προς την μία από τις δύο άκρες. Οι κλωστές αυτές ονομάζονται χρωματίδες και η μία είναι αντίγραφο της άλλης. Οι δύο αυτές χρωματίδες του ιδίου χρωμοσώματος ονομάζονται αδελφές χρωματίδες. To σημαντικό είναι το ότι οι χρωματίδες κουβαλούν επάνω τους τα γονίδια και το DNA.
Ο αριθμός των χρωμοσωμάτων μέσα στο κύτταρο είναι καθορισμένος και διαφέρει από είδος σε είδος. Το κάθε σωματικό κύτταρο ενός καναρινιού έχει 18 χρωμοσώματα (9 ζευγάρια). Για να ακριβολογώ, νεώτερες μελέτες έχουν αποδείξει ότι σε κάθε κύτταρο ενός καναρινιού υπάρχουν περίπου 40 ζευγάρια χρωμοσωμάτων, 9 ζευγάρια μακροχρωμοσωμάτων και περίπου 31 ζευγάρια μικροχρωμοσωμάτων.
Επειδή όμως το άρθρο αυτό, για να γίνει κατανοητό, πρέπει να είναι όσο είναι δυνατόν πιο απλοποιημένο, εκλαμβάνω, παραμένοντας στην κλασσική και απλή θεωρία, ότι υπάρχουν 9 ζευγάρια χρωμοσωμάτων (συγκεκριμένα τα μακροχρωμοσώματα) στο σωματικό κύτταρο ενός καναρινιού, μέσα στα οποία είναι αποθηκευμένες όλες οι γενετικές πληροφορίες και είναι έτοιμες να μεταδοθούν στο ζυγωτό. Τα μακροχρωμοσώματα λοιπόν είναι αυτά τα οποία θα μας απασχολήσουν για την περαιτέρω μελέτη της γενετικής και για τον λόγο αυτό θα αναφερθώ μόνο σε αυτά.
Για να καταλάβει καλύτερα ο αναγνώστης χρειάζεται να εμβαθύνω λίγο περισσότερο τον μηχανισμό με τον οποίον λειτουργούν τα χρωμοσώματα μέσα σε ένα σπερματικό κύτταρο.
Οπως προανέφερα μέσα σε ένα σωματικό κύτταρο ενός καναρινιού υπάρχουν 9 ζευγάρια χρωμοσωμάτων δηλαδή 18 χρωμοσώματα. Σε ένα σπερματικό κύτταρο (αρσενικό που είναι το σπέρμα ή θηλυκό που είναι το αυγό) , το οποίο είναι και αυτό που μας ενδιαφέρει όσον αφορά το συγκεκριμένο κεφάλαιο της γενετικής, υπάρχουν 9 χρωμοσώματα.
Τα 8 απο αυτά είναι σωματικά ή αλλοιώς χρωμοσώματα που δεν σχετίζονται με το φύλλο (autosomes chromosomes) και είναι υπεύθυνα για την κληροδότηση των χαρακτηριστικών των γονέων στους νεοσσούς και το 1 είναι αυτό που σχετίζεται με το φύλλο (sex chromosome) δηλαδή συμβάλλει στην δημιουργία ενός αρσενικού ή θηλυκού νεοσσού.
Για να γίνει αυτό πιο κατανοητό με απλά λόγια συμβαίνει το εξής :
Κατα την διάρκεια της αναπαραγωγικής περιόδου στα γενητικά όργανα του αρσενικού παράγεται σπέρμα, δηλαδή σπερματικά κύτταρα τα οποία προέρχονται απο την διαίρεση των χρωμοσωμάτων η οποία συντελείται γι'αυτόν τον σκοπό, ώστε απο 18 χρωμοσώματα που υπάρχουν μέσα σε ένα σωματικό κύτταρο τελικά να παραχωρηθούν τα 9 (μισά απο τον πατέρα). Με την ίδια διαδικασία στο θηλυκό σχηματίζονται τα ωάρια, που στην ουσία είναι τα αυγά, που και αυτά περιέχουν προς παραχώρηση 9 χρωμοσώματα (μισά απο την μητέρα). Κατα την συνένωση ενός αρσενικού σπερματικού κύτταρου με ένα θηλυκό ενώνονται 9 χρωμοσώματα απο τον πατέρα και 9 χρωμοσώματα απο την μητέρα δημιουργόντας έτσι ένα νέο κύτταρο (το ζυγωτό) το οποίο είναι ένα πλήρες σωματικό κύτταρο με 9 ζευγάρια χρωμοσωμάτων. Ετσι το καινούριο κύτταρο, και μελλοντικό καναρίνι, με τα 8 ζευγάρια χρωμοσωμάτων έχει κληρονομήσει μισά χαρακτηριστικά απο τον πατέρα του και μισά απο την μητέρα του ενώ ταυτόχρονα με το έννατο ζεύγος χρωμοσωμάτων του φύλλου, έχει σχηματισθεί το φύλλο του.
Συνήθως το αρσενικό φύλλο συμβολίζεται με τα γράμματα ΧΧ ενώ το θηλυκό με τα γράμματα ΧΥ τα οποία με την σειρά τους το καθένα συμβολίζει τα χρωμοσώματα του φύλλου. Σημειοτέον ότι γενετικά, τα Χ χρωμοσώματα του αρσενικού και του θηλυκού είναι ισχυρά ενώ το Υ χρωμόσωμα το οποίο φέρει το θηλυκό καναρίνι είναι αδύναμο. Αυτό σημαίνει ότι το χρωμόσωμα Υ περιέχει λιγώτερες γενετικές πληροφορίες απο το χρωμόσωμα Χ.
Παρακάτω βλέπουμε θεωρητικά με ποιό μηχανισμό ένα νέο καναρίνι μπορεί να γίνει αρσενικό ή θηλυκό.
Ενα αρσενικό σπερματικό κύτταρο, σύμφωνα με τα ανωτέρω, κατά την συνένωσή του δίνει, εκτός των 8 αυτοσωμικών χρωμοσωμάτων και ενα απο τα δυο χρωμόσωμα φύλλου το οποίο υποχρεωτικά θα είναι το Χ, ενώ ένα θηλυκό σπερματικό κύτταρο κατα την ίδια συνένωση δίνει και αυτό, εκτός των 8 αυτοσωμικών χρωμοσωμάτων ενα απο τα δυο χρωμoσώματα φύλλου το οποίο θα είναι είτε το Χ είτε το Υ. Επομένως ο καινούριος νεοσσός θα είναι είτε ΧΧ (αρσενικό καναρίνι) είτε ΧΥ (θηλυκό καναρίνι). Απο αυτή την διαδικασία εύκολα καταλαβαίνει κανείς ότι, σε αντίθεση με τους ανθρώπους, το θηλυκό καναρίνι (η μητέρα) είναι υπεύθυνο για την παραγωγή αρσενικών ή θηλυκών νεοσσών.
Ανακεφαλαιώνοντας λοιπόν όλα τα χαρακτηριστικά όπως π.χ. το πτέρωμα, το χρώμα, οι μελανίνες, ο διασκορπισμός των, η θέση που θα καταλάβουν στο σώμα του πουλιού, το φύλλο του και τόσα άλλα πολλά, καθορίζονται από τα χρωμοσώματα τα οποία βρίσκονται μέσα στους γαμέτες οι οποίοι είναι, όπως θα πρέπει να έχει γίνει αντιληπτό, ο μοναδικός υλικός σύνδεσμος μεταξύ των γενεών. Τα χρωμοσώματα ευρίσκονται μέσα στον πυρήνα του κυττάρου και μεταφέρουν επάνω στις χρωματίδες τους τα γονίδια και το DNA. Πιο απλά μεταφέρουν (κληροδοτούν) όλες τις γενετικές πληροφορίες στο ζυγωτό.
Διάγραμμα του Punnet στο οποίο αναφαίνεται θεωρητικά η παραγωγή αρσενικών και θηλυκών νεοσσών. Στην επάνω σειρά οριζοντίως με κόκκινα συμβολίζεται η μητέρα ΧΥ ενώ στην αριστερή στήλη με μπλέ συμβολίζεται ο πατέρας. Οπως βλέπετε παράγονται με το ζευγάρωμα θεωρητικά 4 νεοσοί 2 αρσενικοί και 2 θηλυκοί οι οποίοι ειναι σημειωμένοι με πράσινο.
Είναι αναγκαίο να γίνει και μία αναφορά, λίγο πιο αναλυτική, στα γονίδια γιατί αυτά είναι που διαδραματίζουν τον βασικό ρόλο κατά την εμφάνιση των μεταλλάξεων.
Οι χρωματίδες δομικά αποτελούνται από νήματα τυλιγμένα ελικοειδώς μεταξύ των, τα οποία αποτελούνται από DNA και πρωτεΐνες. Κατά μήκος αυτών των νημάτων εντοπίζονται τα γονίδια τα οποία ευρίσκονται εκεί κατά χιλιάδες, και είναι γραμμικά τμήματα (ίσια κομμάτια) των χρωματίδων. Επάνω στην χρωματίδα, η θέση την οποία καταλαμβάνει ένα γονίδιο ονομάζεται γεωμετρικός τόπος (locus πληθυντικός loci). Κάθε χρωμόσωμα, όπως ελέχθη , αποτελείται από δύο χρωματίδες που είναι τελείως όμοιες μεταξύ των, επιπλέον πρέπει να τονιστεί για την καλύτερη κατανόηση οτι, η μία αδελφή χρωματίδα είναι του πατέρα και η άλλη της μητέρας, επομένως , για να το πω απλά, τα γονίδια σε κάθε χρωμόσωμα ευρίσκονται σε ζευγάρια και αναλυτικότερα, το ένα μέλος του ζευγαριού ευρίσκεται στην μία χρωματίδα και το άλλο αντίστοιχό του στην άλλη. Τα δύο αυτά γονίδια που ευρίσκονται στον ίδιο γεωμετρικό τόπο ενός χρωμοσώματος ονομάζονται αλληλόμορφα.
Για κάθε χαρακτήρα λοιπόν, που έχει κληρονομηθεί απο τους γονείς, τα γονίδια που αντιστοιχούν είναι δύο και ευρίσκονται απο ένα σε κάθε χρωματίδα στον ίδιο γεωμετρικό τόπο.
Έτσι μπορούμε να πούμε ότι σε κάθε καναρίνι, ο κάθε γονιδιακός γεωμετρικός τόπος των χρωμοσωμάτων, είναι υπέυθυνος για κάθε τυχόν χαρακτηριστικό ορατό ή μη.
Σαν ένα απλό παράδειγμα μπορεί να αναφερθεί η μετάλλαξη Ιβουάρ (Ivory). Εάν ζευγαρώσει ένα ιβουάρ αρσενικό καναρίνι με ένα θηλυκό λιποχρωμικό που δεν είναι Ιβουάρ μπορεί να παράξει θηλυκά Ιβουάρ. Ο μόνος σύνδεσμος του Ιβουάρ πατέρα με τις Ιβουάρ κόρες είναι το σπέρμα του.
Αυτή η μετάλλαξη μεταφέρεται με το σπέρμα του αρσενικού, δια μέσω των γονιδίων και επομένως το γονίδιο που είναι υπεύθυνο ονομάζεται γονίδιο του Ιβουάρ. Κατά τον ίδιο τρόπο λαμβάνουν το όνομά τους γενικά τα γονίδια όλων των μεταλλάξεων. Για παράδειγμα το γονίδιο της κορώνας, του καφέ (cinnamon) και λοιπά.
Οπως έχει αναφερθεί προηγουμένως, τα γονίδια μεταφέρουν όλους τους κληροδοτούμενους χαρακτήρες και συνήθως μεταβιβάζονται αμετάλλακτα (χωρίς καμμία αλλαγή ή τροποποίηση) απο την μία γενιά στην άλλη. Μερικές φορές όμως μπορεί να μεταλλαχθούν, δηλαδή να αλλάξει ξαφνικά και αυθόρμητα η δομή των, είτε απο επιδράσεις του εξωτερικού περιβάλλοντος, είτε απο εσωτερικές αντιδράσεις, είτε και γενικά απο διάφορα ατυχή γεγονότα...
Όταν αυτό συμβεί, τα αλληλόμορφα γονίδια υπάρχουν σε δύο μορφές. Η μία μορφή είναι η αρχική αμετάλλακτη (άγρια) και αποκαλείται άγρια αλληλόμορφη, η οποία παράγει ένα γνωστό και αναμενόμενο αποτέλεσμα και η άλλη είναι η μεταλλαγμένη, αποκαλείται δε μεταλλακτική αλληλόμορφη και παράγει ένα νέο και διαφορετικό αποτέλεσμα.
Έτσι λοιπόν, όταν κατά την συνέννωση δύο γαμετών υπάρχει κάποιο μεταλλαγμένο γονίδιο, το ζυγωτό (το νέο πουλί) που θα δημιουργηθεί, μπορεί να κληρονομήσει δύο άγρια αλληλόμορφα ενα απο κάθε γονέα, ή δύο μεταλλακτικά αλληλόμορφα ένα απο κάθε γονέα, ή ένα άγριο αλληλόμορφο και ένα μεταλλακτικό αλληλόμορφο ένα απο κάθε γονέα.
Σαν παράδειγμα, το υποχωρητικό λευκό και το κίτρινο είναι αλληλομορφικοί χαρακτήρες (αυτό σημαίνει, όπως έχει εξηγηθεί παραπάνω, ότι και στα δύο αυτά καναρίνια τα ζευγάρια των γονιδίων που ευρίσκονται στον ίδιο γεωμετρικό τόπο των χρωματίδων των χρωμοσωμάτων των είναι ίδια). Σε ζευγάρωμα μεταξύ ενός κίτρινου φορέα του λευκού υποχωρητικού καναρινιού με ένα λιποχρωμικό κίτρινο, ένα νέο καναρίνι μπορεί να πάρει :
- δύο γονίδια παραγωγής του κίτρινου χρώματος, ένα απο κάθε γονέα, ή
- ένα γονίδιο παραγωγής του κίτρινου χρώματος και ένα γονίδιο παραγωγής του λευκού.
Επομένως σε ενα ζεύγος γονιδίων, τα οπτικά αποτελέσματά τα οποία εκφράζονται απο ένα μεταλλαγμένο γονίδιο μπορούν, άλλοτε να είναι ενισχυμένα και άλλοτε λιγώτερο ισχυρά, σε σχέση πάντα με το αντίστοιχο αμετάλλακτό του. Τότε, στην πρώτη περίπτωση (ενισχυμένα) τα γονίδια είναι επικρατούντα η μετάλλαξη είναι ορατή και ονομάζεται επικρατούσα (dominant), ενώ στην δεύτερη περίπτωση (λιγώτερο ισχυρά) τα γονίδια είναι υποχωρητικά η μετάλλαξη δεν φαίνεται και ονομάζεται υποχωρητική (recessive). Στην πράξη οι περισσότερες, γνωστές στους εκτροφείς καναρινιών, μεταλλάξεις είναι υποχωρητικές.
Σάν παράδειγμα πολύ ταιριαστό για την περίπτωση αυτή, στα καναρίνια, είναι οι μεταλλάξεις του λευκού επικρατούντος (dominant white) και του λευκού υποχωρητικού (recessive white).
Στο λευκό επικρατούν εννοείται ότι το μεταλλαγμένο γονίδιο του λευκού έχει επικρατήσει του κίτρινου αφήνοντας μόνο λίγο κίτρινο λιπόχρωμο να φαίνεται στα πρωτεύοντα φτερά της πτήσης, ενώ στο λευκό υποχωρητικό, το κίτρινο έχει υποχωρήσει τελείως με αποτέλεσμα να μην είναι ορατό και να υπάρχει μόνο στον γονότυπο του πουλιού.
Στις περιπτώσεις όπου σε ένα ζεύγος γονιδίων, αυτά παράγουν διαφορετικά χρώματα, συνήθως το ένα είναι επικρατούν. Έτσι όταν ένα ζυγωτό κληροδοτηθεί με ένα ζέυγος ανόμοιων, ως προς το χρώμα, για παράδειγμα, γονιδίων, τότε ο νεοσσός θα πάρει το χρώμα που θα καθορίσει το ένα απο τα δύο γονίδια του ζεύγους και που αυτό θα είναι το επικρατούν.
Με άλλα λόγια, όταν ένα πουλί κληρονομήσει ένα ζεύγος γονιδίων τα οποία εκφράζουν διαφορετικούς χαρακτήρες, εκ των οποίων ο ένας επικρατεί του άλλου, τότε θα εκφραστούν τα χαρακτηριστικά μόνον του ενός γονιδίου, αυτά του επικρατούντος. Το υποχωρητικό γονίδιο του ζεύγους είναι αυτό το οποίο δεν εκφράζεται και μη όντας ορατά τα αποτελέσματά του αναφέρεται μόνον στόν γονότυπο ενώ τα ορατά αποτελέσματα, του επικρατούντος, αναφέρονται στον φαινότυπο. Έτσι, μπορούμε να πούμε σαν δεύτερο παράδειγμα, ένα αρσενικό πράσινο καναρίνι που είναι φορέας του καφέ (cinnamon) έχει φαινότυπο πράσινο, φαίνεται δηλαδή πράσινο.
Θα πρέπει να διευκρινιστεί οτι αυτό δεν ισχύει στην περίπτωση ζευγαρώματος δύο λιποχρωμικών, ενός κίτρινου με ένα κόκκινο καθώς στην περίπτωση αυτή έχουμε ημιτελή επικράτηση (incomplete dominance) και η μετάλλαξη ονομάζεται επικρατούσα ημιτελής (incomplete dominant).
Σε μιά ημιτελή επικράτηση κανένα απο τα δύο γονίδια του ζεύγους δεν επικρατεί του άλλου.
Μη έχοντας τα γονίδια αυτήν την δυνατότητα το αποτέλεσμα στον νεοσσό είναι ένα χρώμα αναμειγμένου κίτρινου και κόκκινου που μας δίνει το πορτοκαλί.
Μιά τελευταία περίπτωση μετάλλαξης είναι η ημιεπικρατούσα (codominant), όπου εδώ παρατηρείται, τα δύο διαφορετικά γονίδια του ζεύγους να εκφράζουν τα χαρακτηριστικά των με την ίδια ακριβώς δύναμη. Το αποτέλεσμα είναι τα χαρακτηριστικά και των δύο γονιδίων να είναι ορατά στον νεοσσό. Για παράδειγμα μπορεί να αναφερεθεί το ζευγάρωμα ενός λιποχρωμικού με ένα μελανινικό όπου ο νεοσσός θα είναι ποικιλόχρωμος (varigated). Εδώ εκφράζονται και τα δύο χαρακτηριστικά, του λιποχρωμικού και του μελανινικού.
Τελειώνοντας τα βασικά στοιχεία της γεννετικής πρέπει να αναφέρω επίσης ότι, όταν ενας νεοσσός αναπτύσσεται απο το ζυγωτό που σχηματίστηκε απο ένα ζεύγος όμοιων γονιδίων και αφορούν κάποιο χαρακτηριστικό του, τότε είναι ομοζυγωτό ως προς αυτόν τον συγκεκριμένο χαρακτήρα. Όταν το ζεύγος των γονιδίων είναι ανόμοιο, τότε ως προς τον συγκεκριμένο αυτόν χαρακτήρα είναι ετεροζυγωτό. Αυτό μπορεί εύκολα να γίνει κατανοητό εξετάζοντας ένα κίτρινο λιποχρωμικό καναρίνι. Το καναρίνι αυτό, μπορεί να έχει και τα δύο γονίδια παραγωγής του κίτρινου στο ζεύγος γονιδίων που καθορίζουν το χρώμα, έτσι θα είναι ομοζυγωτό κίτρινο. Μπορεί όμως στο συγκεκριμένο ζεύγος γονιδίων να έχει ένα γονίδιο παραγωγής του κίτρινου και ένα γονίδιο παραγωγής του λευκού υποχωρητικού, στην περίπτωση αυτή θα είναι ετεροζυγωτό κίτρινο, με το λευκό να υποχωρεί (υποχωρητική μετάλλαξη) και να μην είναι ορατό.
|
|
Εικόνα 1 Εικόνα 2
Γενική άποψη κυττάρου Χρωμόσωμα με τις δυο χρωματίδες
Στην εικόνα 2 αναπαριστάται ένα νέο χρωμόσωμα που έχει προκύψει απο την συνένωση δύο γαμετών. Η μία χρωματίδα προέρχεται απο τον πατρικό γαμέτη και η άλλη απο τον μητρικό. Το σημείο 2 αποκαλείται κεντρομερές και είναι το σημείο όπου ενώνονται οι δύο αδελφές χρωματίδες.
Επάνω στις αδελφές χρωματίδες σε αναπαράσταση, φαίνονται με μαύρη γραμμή οι γεωμετρικοί τόποι, ενώ με πράσινο και κόκκινο φαίνονται σε αναπαράσταση τα γονίδια. Τα κόκκινα γονίδια, στο σημείο 4 αναπαριστούν ένα ζεύγος όμοιων γονιδίων όπου εκεί σημαίνει ότι δεν υπάρχει κάποια μετάλλαξη σε αυτό το συγκεκριμένο χαρακτηριστικό που αντιστοιχούν.
Στο σημείο 3, στο ζευγάρι που αποτελούν το πράσινο και το κόκκινο γονίδιο , αναπαρίσταται μια μετάλλαξη επομένως τα γονίδια δεν είναι όμοια μεταξύ των. Εάν υποτεθεί ότι το κόκκινο γονίδιο είναι το αμετάλλακτο (άγριο αλληλόμορφο), το πράσινο είναι το αντίστοιχο μεταλλακτικό του (μεταλλακτικό αλληλόμορφο).
Γενική άποψη κυττάρου Χρωμόσωμα με τις δυο χρωματίδες
Στην εικόνα 2 αναπαριστάται ένα νέο χρωμόσωμα που έχει προκύψει απο την συνένωση δύο γαμετών. Η μία χρωματίδα προέρχεται απο τον πατρικό γαμέτη και η άλλη απο τον μητρικό. Το σημείο 2 αποκαλείται κεντρομερές και είναι το σημείο όπου ενώνονται οι δύο αδελφές χρωματίδες.
Επάνω στις αδελφές χρωματίδες σε αναπαράσταση, φαίνονται με μαύρη γραμμή οι γεωμετρικοί τόποι, ενώ με πράσινο και κόκκινο φαίνονται σε αναπαράσταση τα γονίδια. Τα κόκκινα γονίδια, στο σημείο 4 αναπαριστούν ένα ζεύγος όμοιων γονιδίων όπου εκεί σημαίνει ότι δεν υπάρχει κάποια μετάλλαξη σε αυτό το συγκεκριμένο χαρακτηριστικό που αντιστοιχούν.
Στο σημείο 3, στο ζευγάρι που αποτελούν το πράσινο και το κόκκινο γονίδιο , αναπαρίσταται μια μετάλλαξη επομένως τα γονίδια δεν είναι όμοια μεταξύ των. Εάν υποτεθεί ότι το κόκκινο γονίδιο είναι το αμετάλλακτο (άγριο αλληλόμορφο), το πράσινο είναι το αντίστοιχο μεταλλακτικό του (μεταλλακτικό αλληλόμορφο).
Copyright © 2008 Ελληνικά καναρίνια χρώματος by Spiros. Με την επιφύλαξη παντός δικαιώματος
