الانقسام الانتصافي: كيف تتكوّن البويضات والحيوانات المنوية؟

تحتوي معظم خلايا الجسم البشري ذات النواة على 46 كروموسومًا، موزعة في 23 زوجًا. تضم الكروموسومات الحمض النووي الذي يحمل الجينات والتعليمات اللازمة لنمو الجسم وعمله. وفي كل زوج من الكروموسومات الجسمية توجد نسخة موروثة من الأم وأخرى من الأب، تحملان جينات للصفات نفسها، لكن نسخ هذه الجينات قد تختلف.

أما البويضة والحيوان المنوي، ويُعرفان بالأمشاج، فيحمل كل منهما عادةً 23 كروموسومًا فقط. يحقق الانقسام الانتصافي هذا الاختزال، فلا يتضاعف عدد الكروموسومات مع كل جيل. ويحدث في الخلايا الجنسية النامية داخل المبيضين والخصيتين، وليس في جميع أنسجة الجسم.

لا تقتصر وظيفة الانقسام الانتصافي على تقليل عدد الكروموسومات؛ فهو يعيد توزيع المادة الوراثية، بحيث لا تكون الأمشاج الناتجة نسخًا متطابقة. لذلك يمكن أن يختلف الإخوة في صفاتهم رغم اشتراكهم في الأبوين نفسيهما.

• الحفاظ على العدد المعتاد: اتحاد 23 كروموسومًا من البويضة مع 23 من الحيوان المنوي يعطي عادةً 46 كروموسومًا.
• إعادة التركيب الوراثي: تتبادل الكروموسومات المتماثلة أجزاءً من مادتها الوراثية خلال مرحلة محددة.
• التوزيع المستقل: تتوزع أزواج الكروموسومات على الخلايا الناتجة بتركيبات مختلفة.

ويضيف التقاء بويضة بحيوان منوي بعينه عند الإخصاب مصدرًا آخر للتنوع. ومع ذلك، فالصفات البشرية لا يحددها هذا التنوع وحده؛ إذ يتأثر كثير منها بتفاعل جينات متعددة مع البيئة والتغذية وعوامل النمو.

قبل بدء الانقسام الانتصافي، تتضاعف المادة الوراثية مرة واحدة. يصبح كل كروموسوم مكوّنًا من نسختين متصلتين تُسمّيان كروماتيدين شقيقين. ويظل عدد الكروموسومات في هذه المرحلة 46، رغم تضاعف كمية الحمض النووي؛ لأن عدّ الكروموسومات يعتمد على الوحدات المتصلة عند منطقة السنترومير.

بعد ذلك تمر الخلية بانقسامين متتاليين: الانقسام الانتصافي الأول والانقسام الانتصافي الثاني. ولا تتضاعف المادة الوراثية مجددًا بينهما. هذه النقطة تفسر كيف ينتهي المسار بخلايا تحتوي على نصف عدد كروموسومات الخلية الأصلية.

الانقسام الأول: فصل الكروموسومات المتماثلة

في الانقسام الأول، تتقابل الكروموسومات المتماثلة في أزواج، ثم تنفصل عن بعضها. وهو المرحلة التي تختزل عدد مجموعات الكروموسومات من مجموعتين إلى مجموعة واحدة داخل كل خلية ناتجة.

• الطور التمهيدي الأول: تتكثف الكروموسومات وتتزاوج الكروموسومات المتماثلة. ويحدث العبور الوراثي، أي تبادل أجزاء بين كروماتيدات غير شقيقة، مما يكوّن تركيبات جديدة من المادة الوراثية.
• الطور الاستوائي الأول: تصطف أزواج الكروموسومات قرب منتصف الخلية، ويتحدد اتجاه كل زوج بصورة مستقلة عن الأزواج الأخرى.
• الطور الانفصالي الأول: ينتقل كل كروموسوم من الزوج إلى جهة مقابلة، بينما يبقى الكروماتيدان الشقيقان متصلين.
• الطور النهائي الأول وانقسام السيتوبلازم: تتكوّن خليتان، في كل منهما عادةً 23 كروموسومًا، لكن كل كروموسوم لا يزال مكوّنًا من كروماتيدين.

الانقسام الثاني: فصل الكروماتيدات الشقيقة

يشبه الانقسام الثاني الانقسام المتساوي من حيث فصل الكروماتيدات الشقيقة. تصطف الكروموسومات داخل كل خلية، ثم تنفصل نسختا كل كروموسوم وتتجهان إلى طرفين متقابلين. وبعد انقسام السيتوبلازم، تكون النتيجة العامة أربع خلايا أحادية المجموعة الكروموسومية، تختلف وراثيًا في العادة.

لكن هذه النتيجة لا تعني إنتاج أربع بويضات قابلة للإخصاب؛ فتوزيع السيتوبلازم ومصير الخلايا يختلفان بين تكوين البويضات وتكوين الحيوانات المنوية.

في الخصيتين

تبدأ عملية إنتاج الحيوانات المنوية عادةً عند البلوغ، وتستمر بعده بدرجات متفاوتة. تعطي الخلية المنوية الأولية، بعد الانقسامين، أربع خلايا تُسمّى الطلائع المنوية. ثم تمر هذه الخلايا بتغيرات في الشكل والبنية لتصبح حيوانات منوية، وتكتسب مزيدًا من النضج أثناء مرورها في البربخ. لذلك لا يساوي انتهاء الانقسام الانتصافي اكتمال نضج الحيوان المنوي فورًا.

في المبيضين

تبدأ الخلايا البيضية الانقسام الانتصافي خلال الحياة الجنينية، ثم تتوقف في الطور التمهيدي الأول. وقد يستمر هذا التوقف سنوات طويلة. وبعد البلوغ، تستأنف بعض الخلايا البيضية نموها ضمن دورات المبيض، وتكمل الخلية التي ستُباض عادةً الانقسام الأول قبل الإباضة.

ينتج عن ذلك خلية بيضية ثانوية كبيرة وجسم قطبي صغير؛ إذ تحتفظ الخلية البيضية بمعظم السيتوبلازم. ثم تتوقف في الطور الاستوائي الثاني، ولا تكمل الانقسام الثاني عادةً إلا عند حدوث الإخصاب. والنتيجة الوظيفية بويضة واحدة تحتفظ بالموارد الخلوية اللازمة للمراحل الأولى من التطور، بينما لا تشارك الأجسام القطبية عادةً في تكوين الجنين.

يستخدم الجسم الانقسام المتساوي للنمو وتجديد كثير من الأنسجة، بينما يختص الانقسام الانتصافي بتكوين الخلايا التي تعطي الأمشاج. ويمكن تلخيص الفرق في النقاط الآتية:

• عدد الانقسامات: انقسام واحد في المتساوي، وانقسامان في الانتصافي.
• عدد الكروموسومات: يُحافَظ عليه عادةً في المتساوي، وينخفض إلى النصف في الانتصافي.
• التشابه الوراثي: تكون الخلايا الناتجة من المتساوي متشابهة وراثيًا عادةً، بينما يولّد الانتصافي تنوعًا وراثيًا.
• اقتران الكروموسومات المتماثلة: يحدث ضمن الانقسام الانتصافي الأول، وليس من السمات المعتادة للانقسام المتساوي.

قد تفشل الكروموسومات المتماثلة أو الكروماتيدات الشقيقة في الانفصال بصورة صحيحة، وهو ما يُعرف بعدم الانفصال. عندئذ قد يحمل أحد الأمشاج كروموسومًا زائدًا أو ينقصه كروموسوم. وإذا شارك في الإخصاب، فقد يتكوّن جنين بعدد غير معتاد من الكروموسومات.

قد تسهم هذه الاضطرابات في تعثر تطور الجنين أو الإجهاض، وقد يرتبط بعضها بحالات مثل متلازمة داون الناتجة غالبًا عن وجود نسخة إضافية من الكروموسوم 21. لكن ليست كل الاضطرابات الكروموسومية ناتجة عن الخطأ نفسه؛ فقد تحدث تغيرات بنيوية أو أخطاء بعد الإخصاب أيضًا.

يزداد احتمال بعض الأخطاء العددية في البويضات مع تقدم عمر الأم، لكن ذلك لا يعني حتمية حدوثها. وكثير من هذه الأخطاء عشوائي، ولا يدل على تقصير من الوالدين. ولا يوجد مكمل غذائي أو إجراء منزلي يضمن منعها أو إصلاحها.

لا يحتاج فهم الانقسام الانتصافي بحد ذاته إلى فحوص، لكن قد تفيد استشارة طبيب النساء أو اختصاصي الخصوبة أو الوراثة عند وجود إجهاضات متكررة، أو تأخر حمل، أو تاريخ عائلي لاضطراب وراثي أو كروموسومي، أو نتيجة غير معتادة في فحوص الحمل.

يُقيَّم تأخر الحمل عادةً بعد سنة من الجماع المنتظم دون مانع، أو بعد ستة أشهر إذا كان عمر المرأة 35 عامًا فأكثر، وقد يلزم التقييم أبكر عند وجود مشكلة معروفة. ويختار الطبيب الفحوص بحسب الحالة؛ فتحليل السائل المنوي لا يكشف وحده جميع أخطاء الكروموسومات، كما أن فحوص التحري أثناء الحمل تقدّر الاحتمال ولا تؤكد التشخيص. تساعد الاستشارة الوراثية على تفسير النتائج وفهم الخيارات المناسبة دون افتراض أن كل مشكلة إنجاب سببها الانقسام الانتصافي.