Značajke i tipovi aseksualne reprodukcije (životinje, biljke i mikroorganizmi)



aseksualna reprodukcija definira se kao umnožavanje pojedinca sposobnog za nastanak potomstva bez potrebe oplodnje. Stoga se dječji organizmi sastoje od klonova roditelja.

Pretpostavlja se da su djeca rođena iz aseksualnih reprodukcijskih događaja identične kopije njihovih roditelja. Međutim, treba imati na umu da kopija genetskog materijala podliježe promjenama koje se nazivaju "mutacije"..

Seksualna reprodukcija prevladava u jednostaničnim organizmima, kao što su bakterije i protisti. U većini slučajeva matična stanica uzrokuje nastanak dvije stanice kćeri, u slučaju zvanom binarna fisija.

Iako se životinje obično povezuju sa spolnim razmnožavanjem i biljkama s aseksualnom reprodukcijom, to je pogrešan odnos iu oba roda nalazimo dva osnovna modela reprodukcije.

Postoje različiti mehanizmi pomoću kojih se organizam može razmnožavati aseksualno. Kod životinja, glavni tipovi su fragmentacija, pupljenje i partenogeneza.

U slučaju biljaka aseksualna reprodukcija karakterizirana je iznimno raznovrsnošću, budući da ti organizmi uživaju veliku plastičnost. Mogu se razmnožavati reznicama, rizomima, kolcima, pa čak i lišćem i korijenjem.

Seksualna reprodukcija predstavlja niz prednosti. Ona je brza i učinkovita, dopuštajući kolonizaciju okruženja u relativno kratkom vremenu. Osim toga, ne treba trošiti vrijeme i energiju u borbama seksualnih partnera ili plesovima složenih i razrađenih sudova.

Međutim, njegov glavni nedostatak je nedostatak genetske varijabilnosti, što je uvjet sine qua non tako da mehanizmi odgovorni za biološku evoluciju mogu djelovati.

Nedostatak varijabilnosti u jednoj vrsti može dovesti do istrebljenja istih u slučaju da se moraju suočiti s nepovoljnim uvjetima, zvati kugu ili ekstremnim klimatskim uvjetima. Stoga se aseksualna reprodukcija shvaća kao alternativna adaptacija kao odgovor na uvjete koji zahtijevaju ujednačene populacije.

indeks

  • 1 Opće karakteristike
  • 2 Aseksualna reprodukcija kod životinja (vrste)
    • 2.1 Gemation
    • 2.2 Fragmentacija
    • Parthenogeneza u beskralježnjaka
    • 2.4. Partenogeneza u kralježnjaka
    • 2.5 Androgeneza i ginogeneza
  • 3 Aseksualna reprodukcija u biljkama (vrste)
    • 3.1 Stolons
    • 3.2 Rizomi
    • 3.3 Reznice
    • 3.4
    • 3.5 Lišće i korijenje
    • 3.6 Sporulacija
    • 3.7
    • 3.8 Parthenogeneza i apomixis
    • 3.9 Prednosti aseksualne reprodukcije u biljkama
  • 4 Seksualna reprodukcija u mikroorganizmima (tipovi)
    • 4.1. Binarna fisija u bakterijama
    • 4.2. Binarna fisija u eukariota
    • 4.3 Višestruka fisija
    • 4.4 Gemation
    • 4.5 Fragmentacija
    • 4.6 Sporulacija
  • 5 Razlike između seksualne i aseksualne reprodukcije
  • 6 Prednosti aseksualnog protiv spolnog razmnožavanja
  • 7 Reference

Opće karakteristike

Seksualna reprodukcija se događa kada pojedinac proizvodi nove organizme iz somatskih struktura. Potomci su genetski identični s prethodnicima u svim aspektima genoma, osim u regijama koje su iskusile somatske mutacije.

Koriste se različiti pojmovi koji se odnose na proizvodnju novih osoba počevši od tkiva ili somatskih stanica. U literaturi je spolna reprodukcija sinonim za klonsku reprodukciju.

Za životinje, izraz agametna reprodukcija (s engleskog reprodukcija agametom), dok je kod biljaka uobičajeno koristiti izraz vegetativna reprodukcija.

Ogromna količina organizama reproducira se tijekom svog života kroz spolnu reprodukciju. Ovisno o skupini i uvjetima okoline, organizam se može reproducirati isključivo putem aseksualnog puta ili ga mijenjati s događajima spolne reprodukcije.

Seksualna reprodukcija kod životinja (vrste)

Kod životinja, potomstvo može potjecati od jednog roditelja kroz mitotske podjele (aseksualna reprodukcija) ili se može dogoditi oplodnjom dviju gameta od dvije različite osobe (spolna reprodukcija)..

Različite skupine životinja mogu se razmnožavati aseksualno, uglavnom skupine beskralježnjaka. Najvažnije vrste aseksualne reprodukcije u životinja su sljedeće:

pupljenje

Budding se sastoji od stvaranja ispupčenja ili evakuacije koje dolazi od roditeljske osobe. Ta struktura se naziva žumance i potaknut će novi organizam.

Taj se proces odvija u određenim cnidarijancima (meduzama i srodnim) i pletenicama gdje potomci mogu biti proizvedeni izbočinama tijela roditelja. Pojedinac može rasti i postati neovisan ili biti vezan za svog roditelja da bi stvorio koloniju.

Postoje kolonije žarnjaka, poznati stjenoviti koralji, koji se mogu proširiti na više od jednog metra. Ove strukture su formirane od pojedinaca formiranih događajima pupanja, čiji su gemuli ostali povezani. Hidre su poznate po svojoj sposobnosti da se razmnožavaju aseksualno.

U slučaju porifera (spužve), pupljenje je prilično čest način reprodukcije. Spužve mogu formirati gemule da izdrže razdoblja s nepovoljnim uvjetima okoline. Međutim, spužve također imaju spolnu reprodukciju.

fragmentacija

Životinje mogu podijeliti svoje tijelo procesom fragmentacije, gdje dio može potjecati od novog pojedinca. Ovaj proces je popraćen regeneracijom, gdje su stanice izvornog dijela roditelja podijeljene kako bi se stvorilo kompletno tijelo.

Ovaj se fenomen javlja u različitim linijama beskralježnjaka, kao što su spužve, žarnjaci, anelidi, poliketi i plašnici.

Nemojte brkati procese regeneracije per se s aseksualnim reprodukcijskim događajima. Na primjer, spužve kada izgube jednu ruku, mogu regenerirati novu. Međutim, to ne podrazumijeva reprodukciju jer ne vodi povećanju broja pojedinaca.

U zvijezdama roda Linckia Moguće je da novi čovjek potječe iz ruke. Tako organizam s pet ruku može dovesti do pet novih jedinki.

Planarije (Turbelarios) su organizmi koji su sposobni reproducirati se seksualno i aseksualno. Zajedničko iskustvo u biološkim laboratorijima je fragmentiranje planarije u promatranju kako se novi organizam regenerira iz svakog komada.

Partenogeneza u beskralježnjaka

U nekim skupinama beskralješnjaka, kao što su kukci i rakovi, jajne stanice su sposobne razviti kompletnu osobu, bez potrebe za oplodnjom sperme. Ovaj fenomen naziva se partenogeneza i raširen je kod životinja.

Najjasniji primjer je hymenoptera, posebno pčela. Ovi insekti mogu nastati mužjacima, koji se nazivaju trutovi, putem partenogeneze. Kako pojedinci dolaze iz neoplođenog jaja, oni su haploidni (imaju samo polovicu genetskog opterećenja).

Aphids - druga skupina insekata - mogu poticati nove pojedince kroz proces partenogeneze ili spolne reprodukcije.

U rakovima Daphnia ženka proizvodi različite vrste jaja ovisno o uvjetima okoline. Jaja se mogu oploditi i dovesti do diploidnog pojedinca ili se razviti putem partenogeneze. Prvi je slučaj povezan s nepovoljnim uvjetima okoliša, dok se partenogeneza događa u prosperitetnom okruženju

U laboratoriju je moguće potaknuti parcijogenezu primjenom kemikalija ili fizičkih podražaja. U određenim ehinoderima i vodozemcima taj se proces uspješno provodi i naziva se eksperimentalni partenogeneza. Na isti način postoji i bakterija roda Wolbachia mogu potaknuti taj proces.

Partenogeneza u kralježnjaka

Fenomen partenogeneze proteže se na lozu kralježnjaka. U nekoliko rodova riba, vodozemaca i gmazova dolazi do složenijeg oblika ovog procesa, koji uključuje dupliciranje kromosomske igre, što dovodi do diploidnih zigota bez sudjelovanja muške gamete..

Otprilike 15 vrsta guštera poznato je po svojoj ekskluzivnoj sposobnosti reprodukcije putem partenogeneze.

Iako ovim gmazovima nije potreban partner za postizanje koncepcije (zapravo, ovim vrstama nedostaje mužjaka), oni zahtijevaju seksualne podražaje od lažnih kopulacija i udvaranja s drugim pojedincima..

Androgeneza i Ginogeneza

U procesu androgeneze nukleus iz oocita degenerira i zamjenjuje ga jezgra oca kroz nuklearnu fuziju iz dvije stanice sperme. Iako se javlja kod nekih životinjskih vrsta, kao što su štapići, na primjer, ne smatra se zajedničkim procesom u tom kraljevstvu.

S druge strane, gynogeneza se sastoji od proizvodnje novih organizama od diploida oocita (ženskih spolnih stanica) koje nisu podvrgnute podjeli genetskog materijala mejozom.

Podsjetimo se da naše spolne stanice imaju samo polovicu kromosoma, a kada dođe do oplodnje, broj kromosoma se obnavlja.

Da bi se pojavila gynogeneza, potrebna je stimulacija od spermija muškog spermija. Proizvod potomstva gynogeneze su ženke identične majci. Ovaj put je također poznat kao pseudogamija.

Seksualna reprodukcija u biljkama (tipovi)

U biljkama postoji širok spektar načina reprodukcije. Oni su vrlo plastični organizmi i nije neobično naći biljke koje se mogu reproducirati seksualno i aseksualno.

Međutim, utvrđeno je da mnoge vrste preferiraju put aseksualnog razmnožavanja, iako su to učinili njihovi preci seksualno.

U slučaju aseksualnog razmnožavanja, biljke mogu generirati potomke na različite načine, od razvoja ovocela bez oplodnje do dobivanja cjelovitog organizma fragmentom roditelja..

Kao iu slučaju životinja, seksualna reprodukcija se događa događajima diobe stanica mitozom, što rezultira identičnim stanicama. Zatim ćemo raspraviti najvažnije vrste vegetativne reprodukcije:

stolona

Neke biljke mogu se razmnožavati tankim i izduženim stabljikama koje potječu od površine tla. Ove strukture su poznate kao stoloni i stvaraju korijene u razmaknutim intervalima. Korijeni mogu stvoriti uspravne stabljike koje se tijekom vremena razvijaju u neovisnim pojedincima.

Upečatljiv primjer je vrsta jagoda ili jagoda (Fragaria ananassa) koji je u stanju generirati različite strukture, uključujući lišće, korijenje i stabljike svakog čvora stolona.

rizoma

I u slučaju stolona i rizoma, aksilarni pupoljci biljaka mogu generirati specijalizirani pucanj za aseksualnu reprodukciju. Matična biljka predstavlja rezervni izvor za epidemije.

Rizomi su stabljike nedefiniranog rasta koji rastu ispod zemlje - ili iznad - horizontalno. Poput stolona, ​​oni proizvode i adventivne korijene, koji će generirati novu biljku identičnu majčinskoj.

Ova vrsta vegetativnog razmnožavanja važna je u skupini trave (gdje rizomi dovode do stvaranja pupova koji stvaraju stabla s lišćem i cvijećem), ukrasnih višegodišnjih biljaka, pašnjaka, trske i bambusa..

strugotine

Reznice su dijelovi ili komadići stabljike iz koje potječe nova biljka. Da bi se taj događaj dogodio, matična stanica mora biti zakopana u tlo kako bi se spriječilo isušivanje i može se liječiti hormonima koji stimuliraju rast slučajnih korijena..

U drugim slučajevima, komadić stabljike se stavlja u vodu kako bi stimulirao stvaranje korijena. Nakon što se prenese u prikladno okruženje, može se razviti novi pojedinac.

presađivanje

Biljke se mogu reproducirati umetanjem pupoljaka u prorez koji je prethodno načinjen u stablu drvenaste biljke koja ima korijenje.

Kada je postupak uspješan, rana se zatvara, a stabljika je održiva. Kolokvijalno se kaže da je biljka "uhvaćena".

Lišće i korijenje

Postoje neke vrste u lišću koje se mogu koristiti kao strukture za vegetativnu reprodukciju. Vrsta koja je popularno poznata kao "rodilište" (Kalanchoe daigremontiana) može generirati biljke odvojene od meristematskog tkiva smještenog na rubu lišća.

Ove male biljke rastu spojene na lišće, sve dok ne sazriju dovoljno i odvoje se od majke. Kad padne na tlo, kći biljka je ukorijenjena.

U trešnjama, stablima jabuka i malinama reprodukcija se može odvijati kroz korijenje. Te podzemne građevine proizvode izbijanja sposobna za stvaranje novih pojedinaca.

Postoje ekstremni slučajevi kao što je maslačak. Ako je netko pokušao rastrgati biljku s tla i fragmentirati njezine korijene, svaki komad može dovesti do nove biljke.

sporulacijom

Sporulacija se javlja u širokom rasponu biljnih organizama, uključujući mahovine i paprati. Proces uključuje stvaranje značajnog broja spora koje su sposobne izdržati nepovoljne uvjete okoline.

Spore su male i lako raspršene, bilo životinjama ili vjetrom. Kada dostignu povoljnu zonu, spora se razvija u pojedincu jednakom onome koji ga je stvorio.

propagules

Propulesi su nakupine stanica, tipične za mahunu i paprati, ali se također nalaze u određenim višim biljkama kao što su gomolji i trave. Ove strukture potječu od talusa, i male su pupoljke sa sposobnošću širenja.

Partenogeneza i apomixis

U botanici se također obično primjenjuje u partenogenezi. Iako se koristi u strožem smislu za opisivanje događaja "apomixis gametofitica". U ovom slučaju, sporophyte (sjeme) proizvodi stanica jajeta koja se ne podvrgava redukciji.

Apoximisis je prisutan u otprilike 400 vrsta angiospermi, dok druge biljke to mogu učiniti opcionalno. Dakle, partenogeneza opisuje samo dio aseksualne reprodukcije u biljkama. Stoga se predlaže izbjegavanje upotrebe izraza za biljke.

Neki autori (vidi De Meeûs i sur. 2007) često dijele apomixis od vegetativne reprodukcije. Osim toga, oni klasificiraju apomixis u već opisanom gametofitu i dolaze iz sporofita, gdje se embrij razvija iz nuklearne stanice ili drugog somatskog tkiva jajnika koji ne doživljava gametofitičku fazu.

Prednosti aseksualne reprodukcije u biljkama

Općenito, aseksualna reprodukcija omogućuje biljci da se reproducira u identičnim kopijama koje su dobro prilagođene tom određenom okruženju.

Osim toga, aseksualna reprodukcija u srebru je brz i učinkovit mehanizam. Stoga se koristi kao strategija kada se organizam nalazi u područjima gdje okolina nije pogodna za razmnožavanje sjemena.

Na primjer, biljke smještene u sušnim uvjetima u Patagoniji, kao što su korioni, reproduciraju se na ovaj način i na kraju zauzimaju velike površine tla.

S druge strane, poljoprivrednici su najviše iskoristili ovu vrstu razmnožavanja. Možete odabrati sortu i reproducirati je bez spolnoće kako biste dobili klonove. Tako će dobiti genetsku uniformnost i omogućiti im da zadrže neke željene karakteristike.

Seksualna reprodukcija u mikroorganizmima (tipovi)

Seksualna reprodukcija je vrlo česta u jednoćelijskim organizmima. U prokariotskim linijama, primjerice bakterijama, najistaknutije su binarna fisija, pupanje, fragmentacija i višestruka fisija. S druge strane, u jednostaničnim eukariotskim organizmima postoji binarna podjela i sporulacija.

Binarna fisija u bakterijama

Binarna fisija je proces podjele genetskog materijala, nakon čega slijedi pravedna podjela unutrašnjosti ćelije kako bi se dobila dva organizma identična roditeljskom i identična jedan drugom..

Binarna fisija počinje kada se bakterija nalazi u mediju gdje ima dovoljno hranjivih tvari, a okoliš je pogodan za reprodukciju. Zatim, stanica doživljava događaj blagog izduženja.

Nakon toga započinje replikacija genetskog materijala. Kod bakterija, DNA je organizirana u kružnom kromosomu i nije ograničena membranom, kao vidljiva i prepoznatljiva jezgra eukariota.

U razdoblju podjele genetskog materijala distribuira se na suprotne strane stanice u podjeli. U ovom trenutku počinje sinteza polisaharida koji formiraju bakterijsku stijenku, zatim nastaje septum u sredini, a stanica se konačno potpuno odvaja.

U nekim slučajevima bakterije mogu početi dijeliti i duplicirati svoj genetski materijal. Međutim, stanice se nikada ne razdvajaju. Primjeri za to su skupine kokosovih oraha, poput diplocoka.

Binarna fisija u eukariota

Kod jednoćelijskih eukariota, kao što su Trypanosoma na primjer, pojavljuje se sličan tip reprodukcije: stanica daje dvije stanice kćeri sličnih veličina.

Prisutnošću istinske stanične jezgre, taj proces postaje složeniji i elaboriraniji. Mora doći do procesa mitoze kako bi se jezgra podijelila, nakon čega slijedi citokineza koja obuhvaća podjelu citoplazme..

Višestruka fisija

Iako je binarna fisija najčešći reproduktivni modalitet, neke vrste, kao npr BdellovibrioMultiple mogu doživjeti višestruke ficije. Rezultat tog procesa su višestruke stanice kćeri, a ne više dvije, kao što je spomenuto u binarnoj fisiji.

pupljenje

To je proces sličan onome koji se spominje za životinje, ali ekstrapoliran na jednu stanicu. Bakterijsko pupljenje počinje s malim pupoljkom koji se razlikuje od matične stanice. Navedena izbočina prolazi kroz proces rasta dok se postupno ne odvoji od bakterije koja ga je proizvela.

Budding rezultira nejednakom raspodjelom materijala koji se nalazi u ćeliji.

fragmentacija

Općenito, bakterije filamentoznog tipa (na primjer Nicardia sp.) može se reproducirati na taj način. Vlaknaste se stanice odvajaju i počinju rasti kao nove stanice.

sporulacijom

Sporulacija je proizvodnja struktura nazvanih spora. To su iznimno otporne strukture sastavljene od stanice.

Ovaj proces je povezan s okolnim uvjetima koji okružuju organizam, općenito kada oni postanu nepovoljni zbog nedostatka hranjivih tvari ili ekstremnih klimatskih uvjeta, sporulacija se pokreće.

Razlike između seksualne i aseksualne reprodukcije

Kod pojedinaca koji se razmnožavaju aseksualno, potomci se sastoje od gotovo identičnih kopija njihovih predaka, tj. Klonova. Genom jedinog roditelja kopira mitotska stanična dioba, gdje se DNA kopira i prenosi u jednakim dijelovima dvije stanice kćeri..

Nasuprot tome, da bi se dogodila spolna reprodukcija, moraju sudjelovati dvije osobe suprotnog spola, s izuzetkom hermafrodita..

Svaki od roditelja će nositi gamete ili spolne stanice generirane meiotičkim događajima. Potomci se sastoje od jedinstvenih kombinacija između oba roditelja. Drugim riječima, postoji izvanredna genetska varijacija.

Da bismo razumjeli visoku razinu varijacija u spolnoj reprodukciji, moramo ih koncentrirati na kromosome tijekom podjele. Ove strukture mogu međusobno izmjenjivati ​​fragmente, što rezultira jedinstvenim kombinacijama. Stoga, kada promatramo braću koja dolaze iz istih roditelja, oni nisu identični jedni drugima.

Prednosti aseksualnog u odnosu na spolnu reprodukciju

Aseksualna reprodukcija pretpostavlja nekoliko prednosti na seksualnoj reprodukciji. Prvo, vrijeme i energija se ne troše u složenim plesovima udvaranja ili ženskim bitkama tipičnim za neke vrste, budući da je potreban samo jedan roditelj..

Drugo, mnogi pojedinci koji reproduciraju seksualno troše mnogo energije u proizvodnji gameta koje nikada nisu oplođene. To omogućuje brzo i učinkovito naseljavanje novih okruženja bez potrebe za partnerom.

Teoretski, gore spomenuti modeli aseksualne reprodukcije daju im više prednosti - u usporedbi sa seksualnom - pojedincima koji žive u stabilnim okruženjima, jer mogu precizno održavati svoje genotipove.

reference

  1. Campbell, N.A. (2001). Biologija: Koncepti i odnosi. Obrazovanje Pearson.
  2. Curtis, H., i Schnek, A. (2006). Poziv na biologiju. Ed Panamericana Medical.
  3. De Meeûs, T., Prugnolle, F., & Agnew, P. (2007). Seksualna reprodukcija: genetika i evolucijski aspekti. Stanične i molekularne znanosti o životu, 64(11), 1355-1372.
  4. Engelkirk, P.G., Duben-Engelkirk, J.L., & Burton, G.R.W. (2011). Burtonova mikrobiologija za zdravstvene znanosti. Lippincott Williams & Wilkins.
  5. Patil, U., Kulkarni, J.S., & Chincholkar, S.B. (2008). Temelji u mikrobiologiji. Nirali Prakashan, Pune.
  6. Raven, P.H., Evert, R.F. i Eichhorn, S.E. (1992). Biologija biljaka (Vol. 2). Preokrenuo sam.
  7. Tabata, J., Ichiki, R.T., Tanaka, H., i Kageyama, D. (2016). Seksualna nasuprot reprodukciji seksualnog uzrasta: različiti ishodi u relativnom obilju partenogenetskih oboljenja nakon nedavne kolonizacije. PLoS ONE, 11(6), e0156587.
  8. Yuan, Z. (2018). Pretvorba mikrobne energije. Walter de Gruyter GmbH & Co KG.