ASEXUAL REPRODUKTION: EGENSKABER OG TYPER - BIOLOGI - 2025

Den aseksuelle reproduktion defineres som multiplikation af et individ, der er i stand til at forårsage frø uden befrugtning. Derfor består datterorganismer af kloner af forælderen.

Børn produceret ved aseksuelle reproduktionsbegivenheder antages at være identiske kopier af deres forældre. Det skal dog huskes, at kopien af ​​det genetiske materiale er underlagt ændringer, der kaldes "mutationer".

Kilde: pixabay.com

Asexuel reproduktion er fremherskende i encellede organismer, såsom bakterier og protister. I de fleste tilfælde giver en stamcelle anledning til to datterceller, i tilfælde af binære fission.

Selvom dyr normalt er forbundet med seksuel reproduktion og planter med aseksuel reproduktion, er det et forkert forhold, og i begge linjer finder vi de to grundlæggende modeller for reproduktion.

Der er forskellige mekanismer, som en organisme kan reproducere aseksuelt. Hos dyr er hovedtyperne fragmentering, spiring og parthenogenese.

For planter er aseksuel reproduktion karakteriseret ved at være ekstremt varieret, da disse organismer nyder stor plasticitet. De kan reproducere ved hjælp af stiklinger, rhizomer, stiklinger og endda med dele af blade og rødder.

Asexual reproduktion har en række fordele. Det er hurtigt og effektivt, hvilket tillader kolonisering af miljøer på relativt kort tid. Derudover behøver du ikke bruge tid og energi på at kæmpe for seksuelle partnere eller komplekse og detaljerede fængselsdanse.

Imidlertid er dens største ulempe manglen på genetisk variabilitet, som er en sin qua non betingelse for, at mekanismer, der er ansvarlige for biologisk evolution, kan fungere.

Manglen på variation i en art kan føre til dens udryddelse, hvis de skal udsættes for ugunstige forhold, det være sig skadedyr eller ekstreme klimaer. Derfor forstås aseksuel reproduktion som en alternativ tilpasning som reaktion på forhold, der kræver ensartede populationer.

Generelle karakteristika

Seksuel reproduktion opstår, når et individ producerer nye organismer fra somatiske strukturer. Afkom er genetisk identiske med forælderen i alle aspekter af genomet, undtagen i regioner, der har gennemgået somatiske mutationer.

Forskellige udtryk bruges til at henvise til produktionen af ​​nye individer startende fra somatisk væv eller celler. I litteraturen er seksuel reproduktion synonym med klonal reproduktion.

For dyr bruges normalt udtrykket agammetisk reproduktion, mens det i planter er almindeligt at bruge udtrykket vegetativ reproduktion.

Et stort antal organismer formerer sig gennem deres liv gennem seksuel reproduktion. Afhængig af gruppen og miljøforholdene kan organismen udelukkende reproducere aseksuelt eller skifte den med seksuel reproduktionsbegivenheder.

Asexual reproduktion hos dyr (typer)

Hos dyr kan afkom komme fra en enlig forælder gennem mitotiske opdelinger (aseksuel reproduktion) eller det kan forekomme gennem befrugtning af to gameter fra to forskellige individer (seksuel reproduktion).

Forskellige grupper af dyr kan reproducere aseksuelt, overvejende grupper af hvirvelløse dyr. De vigtigste typer aseksuel reproduktion hos dyr er følgende:

knopskydning

Knoppene består af dannelsen af ​​en bule eller udflod fra det forældre individ. Denne struktur kaldes æggeblommen og vil give anledning til en ny organisme.

Denne proces forekommer i visse cnidarians (vandmænd og beslægtede) og tunikaer, hvor afkommet kan produceres ved fremspring på forældrenes krop. Individet kan vokse op og blive uafhængig eller blive knyttet til sin forælder for at danne en koloni.

Der er kolonier af cnidarians, de berømte stenede koraller, der kan strække sig over mere end en meter. Disse strukturer er sammensat af individer dannet af spirende begivenheder, hvis gemmules forblev forbundet. Hydraer er kendt for deres evne til at reproducere aseksuelt ved spiring.

I tilfælde af porifere (svampe) er spiring en forholdsvis almindelig måde at gengive på. Svampe kan danne svindler til at modstå tider med ugunstige miljøforhold. Svampe udviser imidlertid også seksuel reproduktion.

fragmentering

Dyr kan opdele deres kroppe i en fragmenteringsproces, hvor et stykke kan give anledning til et nyt individ. Denne proces ledsages af regenerering, hvor cellerne i den oprindelige forældredel deles for at generere et komplet legeme.

Dette fænomen forekommer i forskellige linjer af hvirvelløse dyr, såsom svampe, cnidarians, ringled, polychaetes og tunicates.

Regenerationsprocesser i sig selv bør ikke forveksles med aseksuelle reproduktionsbegivenheder. For eksempel kan svampe, når de mister en af ​​armene, genoprette en ny. Imidlertid indebærer det ikke reproduktion, da det ikke fører til en stigning i antallet af individer.

I søstjerner fra slægten Linckia er det muligt, at et nyt individ stammer fra en arm. Således kan en organisme med fem arme give anledning til fem nye individer.

Planarianer (Turbellarians) er vermiforme organismer med evnen til at reproducere både seksuelt og aseksuelt. En almindelig oplevelse i biologilaboratorier er at fragmentere en planarian for at observere, hvordan en ny organisme regenererer fra hvert stykke.

Parthenogenese hos hvirvelløse dyr

I nogle grupper af hvirvelløse dyr, såsom insekter og krebsdyr, er en æg i stand til at udvikle et komplet individ uden behov for at blive befrugtet af en sædcelle. Dette fænomen kaldes parthenogenese og er udbredt hos dyr.

Det klareste eksempel er Hymenopterans, især bier. Disse insekter kan give anledning til hanner, kaldet droner, gennem parthenogenese. Da individer kommer fra et ubefruktet æg, er de haploide (de har kun halvdelen af ​​den genetiske belastning).

Bladlus - en anden gruppe insekter - kan give anledning til nye individer ved processer med parthenogenese eller ved seksuel reproduktion.

I krebsdyren Daphnia producerer kvinden forskellige slags æg afhængigt af miljøforholdene. Æggene kan befrugtes og give anledning til et diploid individ eller udvikles ved parthenogenese. Det første tilfælde er forbundet med ugunstige miljøforhold, mens parthenogenese forekommer i velstående miljøer

På laboratoriet kan parthenogenese induceres ved anvendelse af kemikalier eller fysiske stimuli. I visse pighudder og amfibier er denne proces blevet udført med succes og kaldes eksperimentel parthenogenese. På samme måde er der en bakterie af slægten Wolbachia, der er i stand til at inducere processen.

Parthenogenese i hvirveldyr

Fænomenet parthenogenese strækker sig til hvirveldyrsafstamningen. I forskellige slægter af fisk, amfibier og krybdyr forekommer en mere kompleks form af denne proces, der involverer duplikering af kromosomsættet, hvilket fører til diploide zygoter uden deltagelse af et mandligt gamet.

Cirka 15 arter af firben er kendt for deres unikke evne til at reproducere gennem parthenogenese.

Selvom disse krybdyr ikke direkte har brug for en partner til at blive gravid (faktisk mangler disse arter hanner), kræver de seksuel stimuli fra falsk copulation og fængselsmøder med andre individer.

Androgenese og gynogenese

I androgeneseprocessen degenererer kernen fra oocytten og erstattes af kernen fra faderen gennem nuklear fusion fra to sædceller. Selvom det forekommer i nogle dyrearter, som f.eks. Pindinsekter, betragtes det ikke som en almindelig proces i dette rige.

På den anden side består gynogenese af produktion af nye organismer ved diploide oocytter (kvindelige kønsceller), som ikke gennemgik deling af deres genetiske materiale ved meiose.

Husk, at vores kønsceller kun har halvdelen af ​​kromosomerne, og når befrugtning forekommer, gendannes antallet af kromosomer.

For at gynogenese kan forekomme, er stimulering fra hanens sæd nødvendig. Afkomproduktet af gynogenese er hunner, der er identiske med deres mor. Denne sti er også kendt som pseudogamy.

Asexual reproduktion i planter (typer)

I planter er der et bredt spektrum af formeringsformer. De er meget plastiske organismer, og det er ikke usædvanligt at finde planter, der kan reproducere seksuelt og aseksuelt.

Imidlertid har mange arter vist sig at foretrække den aseksuelle reproduktionsvej, selv om deres forfædre gjorde det seksuelt.

I tilfælde af aseksuel reproduktion kan planter generere afkom på forskellige måder, fra udviklingen af ​​en ufrugtbar æggecelle til opnåelsen af ​​en komplet organisme af et fragment af forælderen.

Som for dyr finder seksuel reproduktion sted ved hændelser med celledeling ved mitose, som resulterer i identiske celler. Nedenfor diskuterer vi de mest relevante typer vegetativ reproduktion:

udløbere

Nogle planter er i stand til at formere sig på slanke, langstrakte stængler, der stammer fra jordens overflade. Disse strukturer er kendt som stoloner og genererer rødder med mellemrum. Rødderne kan generere oprejste stængler, der til sidst udvikler sig til uafhængige individer.

Et fremragende eksempel er jordbær- eller jordbærarter (Fragaria ananassa), der er i stand til at frembringe forskellige strukturer, herunder blade, rødder og stængler i hver knudepunkt i en stolon.

jordstængler

Både i tilfælde af stoloner og jordstængler kan planternes aksillære knopper generere et specialiseret skud til aseksuel reproduktion. Moderplanten repræsenterer en reservekilde til skuddene.

Rhizomer er ubestemt voksende stængler, der vokser under jorden - eller over - vandret. Ligesom stolons producerer de eventyrlige rødder, som vil generere en ny plante identisk med moderen.

Denne type vegetativ reproduktion er vigtig i gruppen af ​​græs (hvor jordstængler fører til dannelse af knopper, der giver anledning til stængler med blade og blomster), prydende stauder, græsarealer, rør og bambus.

Stiklinger

Stiklinger er bits eller stykker af en stamme, hvorfra en ny plante stammer. For at denne begivenhed skal finde sted, skal stilken begraves i jorden for at undgå tørring og kan behandles med hormoner, der stimulerer væksten af ​​eventyrlige rødder.

I andre tilfælde anbringes stykke stykke i vand for at stimulere roddannelse. Når det er overført til et passende miljø, kan et nyt individ udvikle sig.

podninger

Planter kan formere sig ved at indsætte en knopp i en tidligere lavet kløft i en stamme af en træagtig plante, der har rødder.

Når proceduren er vellykket, lukkes såret, og stammen er levedygtig. I almindelighed siges det, at anlægget "fanget".

Blade og rødder

Der er nogle arter, hvor bladene kan bruges som strukturer til vegetativ reproduktion. Arten populært kendt som "moderskabsplante" (Kalanchoe daigremontiana) kan generere planter adskilt fra det meristematiske væv placeret på kanten af ​​deres blade.

Disse små planter vokser fast på bladene, indtil de er modne nok til at adskille sig fra deres mor. Når datterplanten falder til jorden slår den rod.

I kirsebær, æble og hindbær kan reproduktion ske gennem rødderne. Disse underjordiske strukturer producerer skud, der er i stand til at stamme nye individer.

Der er ekstreme tilfælde som mælkebøtte. Hvis nogen forsøger at trække planten ud af jorden og fragmentere dens rødder, kan hver af stykkerne give anledning til en ny plante.

sporulation

Sporulering forekommer i en lang række planteorganismer, inklusive moser og bregner. Processen består af dannelse af et betydeligt antal sporer, der er i stand til at modstå ugunstige miljøforhold.

Sporer er små elementer, der let kan spredes, enten af ​​dyr eller af vinden. Når de når en gunstig zone, udvikler sporen sig i et individ, der er lig med det, der har sin oprindelse.

spredningslegemer

Propagler er akkumuleringer af celler, typiske for bryophytter og bregner, men findes også i visse højere planter, såsom knolde og græs. Disse strukturer kommer fra thallus og er små knopper med evnen til at sprede sig.

Parthenogenese og apomixis

I botanik anvendes det også ofte i udtrykket parthenogenese. Selvom det bruges i en snævrere forstand til at beskrive en hændelse med "gametophytic apomixis". I dette tilfælde produceres en sporophyt (frøet) af en celle i en æg, der ikke gennemgår reduktion.

Apoxymyse er til stede i ca. 400 arter af angiospermer, mens andre planter kan gøre det på en facultativ måde. Parthenogenese beskriver således kun en del af aseksuel reproduktion i planter. Derfor foreslås det at undgå brugen af ​​betegnelsen til planter.

Nogle forfattere (se De Meeûs et al. 2007) har en tendens til at opdele apomixis fra vegetativ reproduktion. Desuden klassificerer de apomixis som det allerede beskrevne gametophytiske, og det kommer fra sporofytten, hvor embryoet udvikler sig fra en nukleær celle eller andet somatisk væv i æggestokken, der ikke gennemgår den gametophytiske fase.

Fordele ved aseksuel reproduktion i planter

Generelt tillader aseksuel reproduktion planten at reproducere i identiske kopier, der er godt tilpasset det særlige miljø.

Desuden er aseksuel reproduktion i sølvere en hurtig og effektiv mekanisme. Af denne grund bruges det som en strategi, når organismen er i områder, hvor miljøerne ikke er særlig velegnede til reproduktion af frø.

F.eks. Reproducerer planter beliggende i tørre miljøer i Patagonia, såsom chorions, på denne måde og optager store jordarealer.

På den anden side har landmændene draget mest ud af denne form for formering. De kan vælge en sort og gengive den aseksuelt for at få kloner. De vil således opnå genetisk ensartethed og give dem mulighed for at bevare en ønsket egenskab.

Asexuel reproduktion i mikroorganismer (typer)

Asexuel reproduktion er meget almindelig i encellede organismer. I prokaryotiske linier, for eksempel bakterier, er den mest fremtrædende binære fission, spirende, fragmentering og multiple fission. På den anden side er der binære opdeling og sporulation i enhedscellede eukaryote organismer.

Binær fission i bakterier

Binær fission er en proces med opdeling af det genetiske materiale, efterfulgt af en retfærdig opdeling af det indre af cellen for at få to organismer, der er identiske med forældrene og identiske med hinanden.

Binær fission begynder, når bakterierne er i et miljø, hvor der er nok næringsstoffer, og miljøet er befordrende for reproduktion. Cellen oplever derefter en lille forlængelsesbegivenhed.

Senere begynder replikationen af ​​det genetiske materiale. I bakterier er DNA organiseret på et cirkulært kromosom og er ikke afgrænset af en membran, ligesom den iøjnefaldende og karakteristiske kerne i eukaryoter.

I delingsperioden distribueres genetisk materiale til modsatte sider af delingscellen. På dette tidspunkt begynder syntesen af ​​polysacchariderne, der danner bakterievæggen, derefter opstår dannelsen af ​​et septum i midten, og cellen adskilles endelig fuldstændigt.

I nogle tilfælde kan bakterier begynde at opdele og duplikere deres genetiske materiale. Cellerne adskiller sig imidlertid aldrig. Eksempler på dette er klynger af cocci, såsom diplokokker.

Binær fission i eukaryoter

I unicellulære eukaryoter, som f.eks. Trypanosoma, forekommer en lignende type reproduktion: En celle giver anledning til to datterceller i lignende størrelser.

På grund af tilstedeværelsen af ​​en ægte cellekerne bliver denne proces mere kompliceret og detaljeret. En mitose-proces skal forekomme for, at kernen kan opdeles, efterfulgt af cytokinesis, som omfatter opdelingen af ​​cytoplasmaet.

Flere fission

Selvom binær fission er den mest almindelige reproduktive modalitet, er nogle arter, såsom Bdellovibrio ¸, i stand til at opleve flere fissioner. Resultatet af denne proces er flere datterceller og ikke længere to, som nævnt i binær fission.

knopskydning

Det er en proces, der ligner den, der er nævnt for dyr, men ekstrapoleret til en enkelt celle. Bakteriel knoppning begynder med en lille knopp, der adskiller sig fra forældercellen. Denne udbuelse gennemgår en vækstproces, indtil den gradvist adskilles fra de bakterier, der stammer fra den.

Knoppende resulterer i ujævn fordeling af materialet indeholdt i cellen.

fragmentering

Generelt kan bakterier af den trådformede type (for eksempel Nicardia sp.) Reproducere sig gennem denne rute. Trådens celler adskilles og begynder at vokse som nye celler.

sporulation

Sporulering består af produktion af strukturer kaldet sporer. Dette er meget modstandsdygtige strukturer, der består af en celle.

Denne proces er knyttet til miljøbetingelserne, der omgiver organismen, generelt når disse bliver ugunstige på grund af manglen på næringsstoffer eller ekstreme klimaer, udløses sporulation.

Forskelle mellem seksuel og aseksuel reproduktion

Hos individer, der gengiver aseksuelt, består afkommet af næsten identiske kopier af deres forældre, det vil sige kloner. Genomet til den eneste forælder kopieres ved mitotiske celledelinger, hvor DNA'et kopieres og transmitteres i lige store dele til de to datterceller.

I modsætning hertil skal to individer af modsat køn deltage med undtagelse af hermafroditer for at seksuel reproduktion skal forekomme.

Hver af forældrene vil bære en gamet eller kønsceller genereret af meiotiske begivenheder. Afkom består af unikke kombinationer mellem begge forældre. Der er med andre ord bemærkelsesværdig genetisk variation.

For at forstå de høje niveauer af variation i seksuel reproduktion, skal vi fokusere på kromosomerne under opdeling. Disse strukturer er i stand til at udveksle fragmenter med hinanden, hvilket fører til unikke kombinationer. Derfor, når vi observerer søskende fra de samme forældre, er de ikke identiske med hinanden.

Fordele ved aseksuel versus seksuel reproduktion

Asexual reproduktion har flere fordele frem for seksuel reproduktion. For det første spildes ingen tid og energi i de komplekse fængselsdanse eller kampe for kvinden, der er typisk for nogle arter, da kun en forælder er nødvendig.

For det andet bruger mange individer, der formerer sig seksuelt, meget energi i produktionen af ​​gameter, der aldrig befrugtes. Dette giver dig mulighed for at kolonisere nye miljøer hurtigt og effektivt uden behov for at finde en makker.

Teoretisk giver de aseksuelle reproduktionsmodeller, der er nævnt ovenfor, flere fordele - sammenlignet med seksuel - til individer, der lever i stabile miljøer, da de kan forevige deres genotyper på en præcis måde.

Referencer

1. Campbell, NA (2001). Biologi: begreber og relationer. Pearson Uddannelse.
2. Curtis, H., & Schnek, A. (2006). Invitation til biologi. Panamerican Medical Ed.
3. De Meeûs, T., Prugnolle, F., & Agnew, P. (2007). Asexual reproduktion: genetik og evolutionære aspekter. Cellular and Molecular Life Sciences, 64 (11), 1355-1372.
4. Engelkirk, PG, Duben-Engelkirk, JL, & Burton, GRW (2011). Burtons mikrobiologi for sundhedsvidenskab. Lippincott Williams & Wilkins.
5. Patil, U., Kulkarni, JS, & Chincholkar, SB (2008). Fundamenter inden for mikrobiologi. Nirali Prakashan, Pune.
6. Raven, PH, Evert, RF, & Eichhorn, SE (1992). Plantebiologi (bind 2). Jeg vendte om.
7. Tabata, J., Ichiki, RT, Tanaka, H., & Kageyama, D. (2016). Seksuel versus asexuel reproduktion: Særlige resultater i forhold til overflod af parthenogenetiske mavebug efter nylig kolonisering. PLoS ONE, 11 (6), e0156587.
8. Yuan, Z. (2018). Mikrobiel energikonvertering. Walter de Gruyter GmbH & Co KG.