Zdieľam:
Charakteristiky a typy asexuálnej reprodukcie (zvieratá, rastliny a mikroorganizmy)
asexuálna reprodukcia definuje sa ako množenie jedinca schopného pochádzať z potomstva bez potreby oplodnenia. Preto sa detské organizmy skladajú z klonov rodičov.
Predpokladá sa, že deti narodené z asexuálnych reprodukčných udalostí sú identickými kópiami rodičov. Treba však pripomenúť, že kópia genetického materiálu podlieha zmenám nazývaným "mutácie"..
Asexuálna reprodukcia prevláda v jednobunkových organizmoch, ako sú baktérie a protisti. Vo väčšine prípadov kmeňová bunka vedie k vzniku dvoch dcérskych buniek, v prípade nazývanom binárne štiepenie.
Hoci zvieratá sú zvyčajne spojené so sexuálnou reprodukciou a rastlinami s nepohlavnou reprodukciou, je to zlý vzťah av oboch líniách nájdeme dva základné modely reprodukcie..
Existujú rôzne mechanizmy, ktorými sa organizmus môže asexuálne rozmnožovať. U zvierat sú hlavnými typmi fragmentácia, pučanie a partenogenéza.
V prípade rastlín sa asexuálna reprodukcia vyznačuje extrémnou rozmanitosťou, pretože tieto organizmy majú veľkú plasticitu. Môžu sa rozmnožovať, odrezkami, odnožami, stávkami a dokonca množstvom listov a koreňov.
Asexuálna reprodukcia predstavuje sériu výhod. Je rýchly a efektívny, čo umožňuje kolonizáciu prostredia v relatívne krátkom čase. Okrem toho nepotrebuje trávenie času a energie v zápasoch sexuálnych partnerov alebo v tancoch zložitých a prepracovaných dvorení..
Jeho hlavnou nevýhodou je však nedostatok genetickej variability, čo je stav sine qua non aby mechanizmy zodpovedné za biologickú evolúciu mohli konať.
Nedostatok variability u druhu môže viesť k zániku toho istého druhu v prípade, že musia čeliť nepriaznivým podmienkam, volať choroby alebo extrémne podnebie. Asexuálna reprodukcia sa preto chápe ako alternatívna adaptácia v reakcii na stavy, ktoré vyžadujú jednotné populácie.
index
- 1 Všeobecné charakteristiky
- 2 Asexuálna reprodukcia u zvierat (typy) \ t
- 2.1 Blíženie
- 2.2 Fragmentácia
- 2.3 Parthenogenéza u bezstavovcov
- 2.4 Parthenogenéza u stavovcov
- 2.5 Androgenéza a ginogenéza
- 3 Asexuálna reprodukcia v rastlinách (typy) \ t
- 3.1 Stolony
- 3.2 Odevy
- 3.3 Rezanie
- 3.4 Štepy
- 3.5 Listy a korene
- 3.6 Sporulácia
- 3.7 Propágulos
- 3.8 Parthenogenéza a apomixia
- 3.9 Výhody asexuálnej reprodukcie v rastlinách
- 4 Asexuálna reprodukcia mikroorganizmov (typov)
- 4.1 Binárne štiepenie baktérií
- 4.2 Binárne štiepenie v eukaryotoch
- 4.3 Viacnásobné štiepenie
- 4.4 Blíženie
- 4.5 Fragmentácia
- 4.6 Sporulácia
- 5 Rozdiely medzi sexuálnou a asexuálnou reprodukciou
- 6 Výhody asexuálnej a sexuálnej reprodukcie
- 7 Referencie
Všeobecné charakteristiky
Sexuálna reprodukcia nastáva, keď jedinec produkuje nové organizmy zo somatických štruktúr. Potomkovia sú geneticky identickí s progenitorom vo všetkých aspektoch genómu, s výnimkou oblastí, ktoré mali somatické mutácie.
Rôzne termíny sa používajú na označenie produkcie nových jedincov z tkanivových alebo somatických buniek. V literatúre je sexuálna reprodukcia synonymom klonálnej reprodukcie.
Pre zvieratá termín agametická reprodukcia (z angličtiny agametická reprodukcia), zatiaľ čo v rastlinách je bežné používať výraz vegetatívna reprodukcia.
Obrovské množstvo organizmov sa rozmnožuje počas svojho života prostredníctvom sexuálnej reprodukcie. V závislosti od skupiny a podmienok prostredia sa organizmus môže reprodukovať výhradne asexuálnou cestou alebo striedať s udalosťami sexuálnej reprodukcie..
Asexuálna reprodukcia u zvierat (typy) \ t
U zvierat, potomstva môžu pochádzať z jedného z rodičov cez mitotické delenie (nepohlavné rozmnožovanie), alebo môžu byť spôsobené oplodnením dvoch gamét z dvoch rôznych jedincov (pohlavné rozmnožovanie).
Rôzne skupiny zvierat sa môžu rozmnožovať asexuálne, najmä skupiny bezstavovcov. Najdôležitejšie typy asexuálnej reprodukcie u zvierat sú nasledovné:
reprodukcie púčiky
Pučanie spočíva vo vytvorení vydutia alebo evakuácie pochádzajúcej z rodičovského jednotlivca. Táto štruktúra sa nazýva žĺtok a dá vzniknúť novému organizmu.
Tento proces sa vyskytuje u niektorých cnidariánov (medúzy a príbuzných) a plášťov, kde potomstvo môže byť tvorené výbežkami tela rodičov. Jednotlivec môže rásť a stať sa nezávislým alebo byť spojený so svojím rodičom, aby vytvoril kolóniu.
Tam sú kolónie cnidarians, slávne skalnaté koraly, ktoré môžu rozšíriť o viac ako meter. Tieto štruktúry sú tvorené jedincami tvorenými pučajúcimi udalosťami, ktorých gemmy zostali pripojené. Hydry sú známe svojou schopnosťou reprodukovať asexuálne pučaním.
V prípade porifera (špongie) je pučanie pomerne bežným spôsobom reprodukcie. Špongie môžu vytvárať gemmy, aby vydržali obdobia s nepriaznivými podmienkami prostredia. Špongie však majú aj sexuálnu reprodukciu.
roztrieštenia
Zvieratá môžu rozdeliť svoje telo v procese fragmentácie, kde kus môže pochádzať z nového jedinca. Tento proces je sprevádzaný regeneráciou, kde bunky pôvodnej časti rodiča sú rozdelené na vytvorenie kompletného tela.
Tento jav sa vyskytuje v rôznych líniách bezstavovcov, ako sú špongie, cnidari, annelids, polychaetes a tunicates.
Nezamieňajte regeneračné procesy per se s asexuálnymi reprodukčnými udalosťami. Napríklad huby, keď stratia jedno rameno, môžu regenerovať nové. Neznamená to však reprodukciu, pretože nevedie k zvýšeniu počtu jednotlivcov.
V hviezdice rodu Linckia Je možné, že nový jedinec pochádza z ramena. Tak môže organizmus s piatimi ramenami vytvoriť päť nových jedincov.
Planárne (Turbelarios) sú vermiformné organizmy so schopnosťou reprodukovať sexuálne aj asexuálne. Bežnou skúsenosťou v laboratóriách biológie je fragmentácia planár v pozorovaní, ako sa z každého kusa regeneruje nový organizmus.
Parthenogenéza u bezstavovcov
V niektorých skupinách bezstavovcov, ako sú hmyz a kôrovce, je vajíčko schopné vyvinúť jediného jedinca bez potreby oplodnenia spermií. Tento jav sa nazýva parthenogenéza a je rozšírený u zvierat.
Najjasnejším príkladom je hymenoptera, konkrétne včely. Tento hmyz môže pochádzať zo samcov, nazývaných drony, pomocou partenogenézy. Keďže jedinci pochádzajú z neoplodneného vajíčka, sú haploidní (majú len polovicu genetickej záťaže).
Vošky - iná skupina hmyzu - môžu vytvárať nové osoby prostredníctvom procesov partenogenézy alebo sexuálnej reprodukcie.
V kôrovcoch dafnie samica produkuje rôzne druhy vajec v závislosti od podmienok prostredia. Vajcia môžu byť oplodnené a môžu viesť k vzniku diploidného jedinca alebo sa môžu vyvinúť partenogenézou. Prvý prípad je spojený s nepriaznivými environmentálnymi podmienkami, zatiaľ čo partenogenéza sa vyskytuje v prosperujúcom prostredí
V laboratóriu je možné indukovať parthenogenézu aplikáciou chemikálií alebo fyzikálnych podnetov. U niektorých echinodermov a obojživelníkov sa tento proces úspešne realizoval a nazýva sa experimentálna partenogenéza. Rovnakým spôsobom existuje baktéria rodu Wolbachia proces.
Parthenogenéza u stavovcov
Fenomén partenogenézy sa rozširuje na líniu stavovcov. V niekoľkých rodoch rýb, obojživelníkov a plazov sa vyskytuje zložitejšia forma tohto procesu, ktorá zahŕňa duplikáciu chromozómovej hry, ktorá vedie k diploidným zygótom bez účasti mužského pohlavia.
Približne 15 druhov jašteríc je známych svojou exkluzívnou schopnosťou reprodukovať sa partenogenézou.
Hoci títo plazy nepotrebujú partnera priamo na dosiahnutie koncepcie (v skutočnosti tieto druhy nemajú samcov), vyžadujú sexuálne podnety z falošných kopulácií a zdvorilostných sedení s inými jedincami..
Androgenéza a ginogenéza
V procese androgenézy sa jadro z oocytov degeneruje a je nahradené jadrom otca jadrovou fúziou z dvoch spermií. Hoci sa vyskytuje v niektorých živočíšnych druhoch, ako je napríklad paličkový hmyz, nepovažuje sa za bežný proces v tomto kráľovstve.
Na druhej strane, gynogenéza spočíva v produkcii nových organizmov oocytmi (ženskými pohlavnými bunkami) diploidmi, ktoré nepodliehali rozdeleniu ich genetického materiálu meiózou..
Pripomeňme, že naše pohlavné bunky majú len polovicu chromozómov a keď dôjde k oplodneniu, počet chromozómov sa obnoví.
Aby sa gynogenéza vyskytla, je potrebná stimulácia zo spermií samca. Produkt potomstva gynogenézy sú ženy identické so svojou matkou. Táto cesta je tiež známa ako pseudogamy.
Asexuálna reprodukcia v rastlinách (typy)
V zariadeniach existuje široké spektrum režimov reprodukcie. Sú to vysoko plastické organizmy a nie je nezvyčajné nájsť rastliny, ktoré sa môžu rozmnožovať pohlavne a asexuálne.
Zistilo sa však, že mnoho druhov preferuje cestu asexuálnej reprodukcie, hoci ich predkovia to robili sexuálne.
V prípade asexuálnej reprodukcie môžu rastliny generovať potomstvo rôznymi spôsobmi, od vývoja ovocellu bez oplodnenia až po získanie kompletného organizmu fragmentom rodiča..
Podobne ako v prípade zvierat dochádza k sexuálnemu rozmnožovaniu v dôsledku bunkového delenia mitózou, čo vedie k identickým bunkám. Ďalej sa budeme zaoberať najrelevantnejšími typmi vegetatívnej reprodukcie:
stolony
Niektoré rastliny sú schopné sa rozmnožovať tenkými a predĺženými stonkami, ktoré vznikajú na povrchu pôdy. Tieto štruktúry sú známe ako stolony a vytvárajú korene v rozmiestnených intervaloch. Korene môžu vytvárať vzpriamené stonky, ktoré sa časom vyvíjajú u nezávislých jedincov.
Pozoruhodným príkladom sú jahody alebo jahody (Fragaria ananassa), ktorý je schopný vytvárať rôzne štruktúry, vrátane listov, koreňov a stoniek každého uzla stolonu.
odnože
Ako v prípade stolonov, tak aj odnoží, axilárne púčiky rastlín môžu generovať špecializovaný výhonok pre asexuálnu reprodukciu. Materská rastlina predstavuje rezervný zdroj pre ohniská.
Oddenky sú stonky nedefinovaného rastu, ktoré rastú pod zemou alebo nad horizontálne. Podobne ako stolony, aj oni produkujú náhodné korene, ktoré vytvoria novú rastlinu identickú s materskou.
Tento typ vegetatívneho rozmnožovania je dôležitý v skupine tráv (kde odnože vedú k tvorbe púčikov, ktoré spôsobujú stonky s listami a kvetmi), okrasných trvalých rastlín, pasienkov, trstiny a bambusov..
výstrižky
Odrezky sú porcie alebo kúsky stonky, z ktorej pochádza nová rastlina. Aby sa táto udalosť vyskytla, musí byť stonka zakopaná v pôde, aby sa zabránilo vysychaniu, a môže byť ošetrená hormónmi, ktoré stimulujú rast príhodných koreňov..
V ostatných prípadoch sa kus kmeňa umiestni do vody, aby sa stimulovala tvorba koreňov. Po prechode do vhodného prostredia sa môže vyvinúť nový jedinec.
štepy
Rastliny sa môžu rozmnožovať vložením puku do štrbiny, ktorá bola predtým vytvorená v stonke dreviny, ktorá má korene.
Keď je postup úspešný, rana sa uzavrie a kmeň je životaschopný. Hovorí sa, že rastlina "chytila".
Listy a korene
Tam sú niektoré druhy v listoch, ktoré môžu byť použité ako štruktúry pre vegetatívne rozmnožovanie. Druhy, ktoré sú známe ako „pôrodnica“ (Kalanchoe daigremontiana) môže generovať rastliny oddelené od meristematického tkaniva umiestneného na okraji ich listov.
Tieto malé rastliny rastú pripojené k listom, kým nie sú dostatočne zrelé a oddelené od svojej matky. Pri páde na zem je dcérska rastlina zakorenená.
V čerešni, jabloni a maline sa môže rozmnožovanie objaviť cez korene. Tieto podzemné stavby produkujú ohniská, ktoré môžu spôsobiť vznik nových jednotlivcov.
Existujú extrémne prípady ako púpava. Ak sa niekto pokúsil roztrhať rastlinu zo zeme a roztrhať svoje korene, každý kus môže viesť k novej továrni.
sporuláciu
Sporulácia sa vyskytuje v širokom spektre rastlinných organizmov, vrátane machov a papradí. Tento spôsob zahŕňa tvorbu významného počtu spór, ktoré sú schopné odolávať nepriaznivým podmienkam prostredia.
Spóry sú malé a ľahko rozptýlené, buď zvieratami alebo vetrom. Keď sa dostanú do priaznivej zóny, spóra sa vyvíja v jedincovi, ktorý je rovnaký ako ten, ktorý ho vytvoril.
rezne
Propagáty sú akumulácie buniek, typické pre machorasty a paprade, ale nachádzajú sa aj v niektorých vyšších rastlinách, ako sú hľuzy a trávy. Tieto štruktúry pochádzajú z Thallus, a sú malé púčiky s možnosťou šíriť.
Parthenogenéza a apomixia
V botanike sa zvyčajne používa aj pri partenogenéze. Hoci sa používa v prísnejšom zmysle na opis udalosti "apomixis gametofitica". V tomto prípade je sporofyt (semeno) produkovaný bunkou vajíčka, ktorá nepodlieha redukcii.
Apoximisis je prítomný u približne 400 druhov angiospermov, zatiaľ čo iné rastliny to môžu urobiť voliteľne. Partenogenéza teda opisuje len časť asexuálnej reprodukcie v rastlinách. Preto sa odporúča vyhnúť sa používaniu termínu pre rastliny.
Niektorí autori (pozri De Meeûs et al. 2007) často delia apomixis na vegetatívnu reprodukciu. Okrem toho klasifikujú apomixis v už opísanej gametofytii a pochádzajú zo sporofytu, kde sa embryo vyvíja z jadrovej bunky alebo iného somatického tkaniva vaječníkov, ktoré sa nevyskytujú v gametofytickej fáze..
Výhody asexuálnej reprodukcie v rastlinách
Všeobecne platí, že asexuálna reprodukcia umožňuje, aby sa zariadenie rozmnožovalo v identických kópiách, ktoré sú dobre prispôsobené danému prostrediu.
Okrem toho, asexuálna reprodukcia v striech je rýchly a efektívny mechanizmus. Preto sa používa ako stratégia, keď je organizmus v oblastiach, kde prostredie nie je vhodné na rozmnožovanie semien.
Napríklad rastliny nachádzajúce sa v suchom prostredí v Patagónii, ako sú chorióny, sa takto reprodukujú a nakoniec zaberajú veľké plochy pôdy..
Na druhej strane, poľnohospodári využili tento druh propagácie najviac. Môžete si vybrať odrodu a reprodukovať asexuálne, aby ste získali klony. Tak získajú genetickú uniformitu a umožnia im zachovať si niektoré požadované vlastnosti.
Asexuálna reprodukcia mikroorganizmov (typov)
Asexuálna reprodukcia je veľmi častá u jednobunkových organizmov. V prokaryotických líniách, napríklad baktériách, najvýznamnejšie sú binárne štiepenie, pučanie, fragmentácia a viacnásobné štiepenie. Na druhej strane v jednobunkových eukaryotických organizmoch existuje binárne delenie a sporulácia.
Binárne štiepenie baktérií
Binárne štiepenie je proces rozdelenia genetického materiálu, po ktorom nasleduje rovnomerné rozdelenie vnútra bunky, aby sa získali dva organizmy identické s rodičom a navzájom identické..
Binárne štiepenie začína, keď je baktéria v médiu, kde je dostatok živín a prostredie prispieva k reprodukcii. Potom sa v bunke vyskytne mierne predĺženie.
Následne sa začne replikácia genetického materiálu. V baktériách je DNA organizovaná v kruhovom chromozóme a nie je ohraničená membránou, ako viditeľné a výrazné jadro eukaryot.
V období rozdelenia genetického materiálu sa rozdeľuje na opačné strany bunky v divízii. V tomto bode sa začína syntéza polysacharidov, ktoré tvoria bakteriálnu stenu, potom sa v strede vytvára septum a bunka sa nakoniec úplne oddelí..
V niektorých prípadoch sa baktérie môžu rozdeliť a duplikovať ich genetický materiál. Bunky sa však nikdy nerozlišujú. Príkladmi sú skupiny kokosových orechov, ako sú diplokoky.
Binárne štiepenie v eukaryotoch
V jednobunkových eukaryotoch, ako napr Trypanosoma napríklad sa vyskytuje podobný typ reprodukcie: bunka vedie k vzniku dvoch dcérskych buniek podobných veľkostí.
Prítomnosťou jadra pravej bunky sa tento proces stáva zložitejším a prepracovanejším. Musí nastať proces mitózy, aby sa jadro mohlo rozdeliť, po ktorom nasleduje cytokinéza, ktorá zahŕňa rozdelenie cytoplazmy..
Viacnásobné štiepenie
Hoci binárne štiepenie je najbežnejším spôsobom reprodukcie, niektoré druhy, ako napr Bdellovibrio¸ dokážu zažiť viacero misií. Výsledkom tohto procesu je viac dcérskych buniek a už nie dva, ako je uvedené v binárnom štiepení.
reprodukcie púčiky
Je to proces podobný procesu, ktorý je uvedený pre zvieratá, ale extrapolovaný na jednu bunku. Bakteriálne pučanie začína malým púčikom, ktorý sa líši od rodičovskej bunky. Uvedený výstupok prechádza procesom rastu, až sa postupne oddeľuje od baktérie, ktorá ho vytvorila.
Pučanie má za následok nerovnomerné rozdelenie materiálu obsiahnutého v bunke.
roztrieštenia
Všeobecne baktérie vláknitého typu (napríklad Nicardia sp.) môžu byť reprodukované týmto spôsobom. Bunky vlákna sa separujú a začínajú rásť ako nové bunky.
sporuláciu
Sporulácia je produkcia štruktúr nazývaných spóry. Sú to extrémne odolné štruktúry tvorené bunkou.
Tento proces je spojený s environmentálnymi podmienkami, ktoré obklopujú organizmus, všeobecne, keď sa stanú nepriaznivými z dôvodu nedostatku živín alebo extrémneho podnebia, spúšťa sa sporulácia..
Rozdiely medzi sexuálnou a asexuálnou reprodukciou
U jedincov, ktorí rozmnožujú asexuálne, sa potomstvo skladá z prakticky identických kópií ich progenitorov, tj klonov. Genóm jediného rodiča je skopírovaný delením mitotických buniek, kde sa DNA kopíruje a prenáša v rovnakých častiach na dve dcérske bunky..
Na rozdiel od toho, aby sa uskutočnila sexuálna reprodukcia, musia sa zúčastniť dvaja jedinci opačných pohlaví, s výnimkou hermafroditov..
Každý z rodičov bude niesť gamétu alebo pohlavné bunky vytvorené meiotickými udalosťami. Potomkovia pozostávajú z unikátnych kombinácií medzi oboma rodičmi. Inými slovami, existuje pozoruhodná genetická variácia.
Aby sme pochopili vysokú úroveň variácií v sexuálnej reprodukcii, musíme ich sústrediť na chromozómy počas delenia. Tieto štruktúry si môžu navzájom vymieňať fragmenty, čo vedie k jedinečným kombináciám. Preto, keď pozorujeme bratov z tých istých rodičov, nie sú si navzájom identickí.
Výhody asexuálnej a sexuálnej reprodukcie
Asexuálna reprodukcia predpokladá pre sexuálne niekoľko výhod. Po prvé, čas a energia nie sú zbytočné v zložitých dvorných tancoch alebo ženských bitkách typických pre niektoré druhy, pretože je potrebný len jeden rodič..
Po druhé, mnohí jedinci, ktorí rozmnožujú sexuálne trávia veľa energie pri produkcii gamét, ktoré sa nikdy neoplodnia. To umožňuje rýchlo a efektívne kolonizovať nové prostredie bez potreby získania partnera.
Teoreticky, modely asexuálnej reprodukcie spomenuté vyššie im dávajú viac výhod - v porovnaní so sexuálnym - jednotlivcom, ktorí žijú v stabilnom prostredí, pretože môžu presným spôsobom zachovať svoje genotypy.
referencie
- Campbell, N.A. (2001). Biológia: koncepty a vzťahy. Pearson Education.
- Curtis, H., & Schnek, A. (2006). Pozvánka na biológiu. Panamericana Medical.
- De Meeûs, T., Prugnolle, F., & Agnew, P. (2007). Asexuálna reprodukcia: genetika a evolučné aspekty. Bunkové a molekulárne biologické vedy, 64(11), 1355-1372.
- Engelkirk, P.G., Duben-Engelkirk, J.L., & Burton, G.R.W. (2011). Burtonova mikrobiológia pre zdravotnícke vedy. Lippincott Williams & Wilkins.
- Patil, U., Kulkarni, J. S., & Chincholkar, S. B. (2008). Základy mikrobiológie. Nirali Prakashan, Pune.
- Raven, P. H., Evert, R. F., & Eichhorn, S.E. (1992). Biológia rastlín (Vol. 2). Obrátil som sa.
- Tabata, J., Ichiki, R. T., Tanaka, H., & Kageyama, D. (2016). Sexuálna verzus asexuálna reprodukcia: výrazné výsledky v relatívnej hojnosti partenogénnych mealybugov po nedávnej kolonizácii. PLoS ONE, 11(6), e0156587.
- Yuan, Z. (2018). Konverzia mikrobiálnej energie. Walter de Gruyter GmbH & Co KG.