Асексуални репродуктивни характеристики и видове (животни, растения и микроорганизми)
на безполово размножаване той се определя като умножение на индивид, който може да произвежда потомство, без да е необходимо оплождане. Следователно, детските организми се състоят от клонинги на родителя.
Предполага се, че децата, родени от асексуални репродуктивни събития, са идентични копия на техните родители. Трябва обаче да се помни, че копието на генетичния материал е предмет на промени, наречени "мутации".
Асексуалното размножаване е преобладаващо в едноклетъчни организми, като бактерии и протести. В повечето случаи стволовите клетки пораждат две дъщерни клетки, в събитие, наречено двоично делене.
Въпреки че животните обикновено са свързани със сексуално размножаване и растения с асексуално размножаване, това е неправилна връзка и в двата родословия намираме двата основни модела на възпроизвеждане..
Съществуват различни механизми, чрез които един организъм може да се размножава асексуално. При животните основните видове са фрагментация, пъпкуване и партеногенеза.
В случая с растенията асексуалното размножаване се характеризира с изключително разнообразие, тъй като тези организми се радват на голяма пластичност. Те могат да се размножават чрез резници, коренища, колове и дори с много листа и корени.
Асексуалното възпроизвеждане представлява редица предимства. Той е бърз и ефективен, позволявайки колонизацията на средата в относително кратко време. Освен това не е необходимо да харчат време и енергия за борба със сексуални партньори или в танци на сложни и сложни съдилища..
Основният му недостатък обаче е липсата на генетична вариабилност, която е състояние sine qua non така че механизмите, отговорни за биологичната еволюция, могат да действат.
Липсата на променливост в даден вид може да доведе до изчезване на същото в случай, че се наложи да се сблъскат с неблагоприятни условия, да се обадят язви или екстремни климатични условия. Следователно асексуалното размножаване се разбира като алтернативна адаптация в отговор на условия, които изискват еднакви популации.
индекс
- 1 Общи характеристики
- 2 Асексуално размножаване при животни (видове)
- 2.1 Gemation
- 2.2 Фрагментация
- 2.3 Партеногенеза при безгръбначни
- 2.4 Партеногенеза при гръбначни животни
- 2.5 Андрогенеза и гиногенеза
- 3 Асексуално размножаване в растения (видове)
- 3.1 Столони
- 3.2 Коренища
- 3.3 Резници
- 3.4 Присадки
- 3.5 Листа и корени
- 3.6 Спорулиране
- 3.7
- 3.8 Партеногенеза и апомиксис
- 3.9 Предимства на безполовото размножаване в растенията
- 4 Асексуално размножаване при микроорганизми (видове)
- 4.1 Бинарно делене в бактериите
- 4.2 Бинарно делене при еукариоти
- 4.3 Многократно делене
- 4.4 Gemation
- 4.5 Фрагментация
- 4.6 Спорулиране
- 5 Разлики между сексуалното и асексуалното размножаване
- 6 Предимства на асексуалното спрямо сексуалното размножаване
- 7 Препратки
Общи характеристики
Сексуалното размножаване се случва, когато индивидът произвежда нови организми от соматичните структури. Потомците са генетично идентични с прародителя във всички аспекти на генома, освен в региони, които са имали соматични мутации.
Използват се различни термини, които се отнасят до производството на нови индивиди, започващи от тъканни или соматични клетки. В литературата половото размножаване е синоним на клоновото размножаване.
За животни, терминът агаметично възпроизвеждане (от английски агаметично възпроизвеждане), докато при растенията е обичайно да се използва изразът вегетативно размножаване.
Огромно количество организми се размножават през целия си живот чрез сексуално размножаване. В зависимост от групата и условията на околната среда, организмът може да се възпроизвежда изключително чрез асексуалния път или да го замества със събития за сексуално размножаване..
Асексуално размножаване при животни (видове)
При животните потомството може да дойде от самотен родител чрез митотично разделение (асексуално размножаване) или може да се случи чрез оплождане на две гамети от две различни индивиди (полово размножаване)..
Различните групи животни могат да се размножават асексуално, предимно групите безгръбначни. Най-важните видове асексуално размножаване при животните са следните:
напъпване
Пъпкуването се състои в образуването на издутина или евакуация, идващи от родителския индивид. Тази структура се нарича жълтък и ще породи нов организъм.
Този процес се случва при някои житници (медузи и сродни) и ципести, където потомството може да бъде произведено от издатини на тялото на родителите. Индивидът може да расте и да стане независим или да бъде привързан към своя родител, за да образува колония.
Има колонии от житници, известните скалисти корали, които могат да се простират на повече от метър. Тези структури са формирани от индивиди, образувани от бутонични събития, чиито gemmules остават свързани. Хидратите са известни с тяхната способност да се размножават асексуално чрез пъпкуване.
В случая с porifera (гъби), пъпките са често срещан начин за възпроизвеждане. Гъбите могат да образуват геми, които да издържат на периоди с неблагоприятни условия на околната среда. Въпреки това, гъбите също имат сексуално размножаване.
раздробяване
Животните могат да разделят тялото си в процес на фрагментация, където парче може да създаде нов индивид. Този процес е съпроводен от регенерация, където клетките от първоначалната част на родителя са разделени, за да генерират цялостно тяло.
Това явление се среща в различни линии на безгръбначни, като например гъби, cnidarians, annelids, polychaetes и tunicates.
Не бъркайте процесите на регенерация per se с асексуални размножителни събития. Например, гъби, когато загубят една ръка, могат да регенерират нова. Той обаче не означава възпроизвеждане, тъй като не води до увеличаване на броя на индивидите.
В морските звезди от рода Linckia Възможно е нов индивид да произхожда от ръка. Така организъм с пет ръце може да доведе до пет нови индивида.
Планариите (Turbelarios) са живи същества, способни да се размножават както сексуално, така и безсмислено. Обичайният опит в лабораториите по биология е да се фрагментира планария, като се наблюдава как един нов организъм се регенерира от всяка част.
Партеногенеза при безгръбначни
В някои групи безгръбначни, като насекоми и ракообразни, яйцеклетката е способна да развие цялостна личност, без да е необходимо да бъде оплодена от сперма. Това явление се нарича партеногенеза и е широко разпространено при животните.
Най-ясният пример е този на хименоптерите, особено на пчелите. Тези насекоми могат да създадат мъжки, наречени дронове, чрез партеногенеза. Тъй като индивидите идват от неоплодено яйце, те са хаплоидни (те имат само половината от генетичния товар).
Тхидите - друга група насекоми - могат да създадат нови индивиди чрез процеси на партеногенеза или сексуално размножаване.
В ракообразното Daphnia женската произвежда различни видове яйца в зависимост от условията на околната среда. Яйцата могат да бъдат оплодени и да дадат диплоиден индивид или да се развият чрез партеногенеза. Първият случай е свързан с неблагоприятни условия на околната среда, докато партеногенезата се среща в просперираща среда
В лабораторията е възможно да се предизвика партеногенеза чрез прилагане на химикали или физически стимули. В някои бодлокожи и земноводни този процес се провежда успешно и се нарича експериментален партеногенеза. По същия начин има бактерия от рода Wolbachia могат да предизвикат процеса.
Партеногенеза при гръбначни животни
Феноменът на партеногенезата се простира до родословието на гръбначните. При няколко рода риби, земноводни и влечуги се среща по-сложна форма на този процес, включваща дублиране на хромозомната игра, което води до диплоидни зиготи без участието на мъжка гамета..
Приблизително 15 вида гущери са известни с изключителната си способност да се възпроизвеждат чрез партеногенеза.
Въпреки че тези влечуги не се нуждаят от партньор директно, за да постигнат зачеване (всъщност тези видове нямат мъжки), те изискват сексуални стимули от фалшиви копулации и ухажване на сесии с други индивиди..
Андрогенеза и гиногенеза
В процеса на андрогенезата ядрото от ооцита се дегенерира и се заменя от ядрото на бащата чрез ядрен синтез от два сперматозоида. Въпреки че се среща в някои животински видове, като например насекоми с пръчки, тя не се счита за общ процес в това царство.
От друга страна, гиногенезата се състои в производството на нови организми от диплоиди от ооцити (женски полови клетки), които не са подложени на разделяне на техния генетичен материал от мейоза.
Припомнете си, че нашите полови клетки имат само половината от хромозомите и когато възникне оплождане, броят на хромозомите се възстановява.
За да възникне гиногенезата, е необходимо стимулиране от спермата на мъжката. Потомственият продукт на гиногенезата са жени, идентични на майката. Този път е известен също като псевдогамия.
Асексуално размножаване в растения (видове)
В растенията има широк спектър от режими на възпроизвеждане. Те са много пластмасови организми и не е необичайно да се намерят растения, които могат да се размножават сексуално и безсмислено.
Въпреки това е установено, че много видове предпочитат пътя на асексуалното размножаване, въпреки че техните предци го правят сексуално.
В случай на асексуално размножаване, растенията могат да генерират потомство по различни начини, от развитието на овоцела без оплождане до получаването на цялостен организъм чрез фрагмент от родителя..
Както и при животните, половото размножаване се осъществява чрез събития на клетъчно делене чрез митоза, които водят до идентични клетки. След това ще обсъдим най-важните видове вегетативно размножаване:
ластуните, пуснали
Някои растения могат да се размножават от тънки и продълговати стъбла, които произхождат по повърхността на почвата. Тези структури са известни като столони и генерират корени на интервали от време. Корените могат да генерират изправени стъбла, които се развиват с времето в независими индивиди.
Ярък пример са видовете ягоди или ягоди (Fragaria ananassa), която е в състояние да генерира различни структури, включително листа, корени и стъбла на всеки възел на столон.
коренища
Както в случая на столоните, така и на коренищата, аксиларните пъпки на растенията могат да генерират специализиран изстрел за асексуално размножаване. Майчиното растение представлява резервен източник за огнища.
Коренищата са стъбла на неопределен растеж, които растат под земята - или по-горе - хоризонтално. Подобно на столоните, те произвеждат случайни корени, които ще генерират ново растение, идентично с майчиното.
Този тип вегетативно размножаване е важно в групата на тревите (където коренищата водят до образуването на пъпки, които пораждат стъбла с листа и цветя), декоративните многогодишни растения, пасищата, тръстиката и бамбука..
изрезки
Издънките са части или парчета стъбло, от които произхожда ново растение. За да се случи това събитие, стъблото трябва да бъде заровено в почвата, за да се предотврати изсушаването и може да се лекува с хормони, които стимулират растежа на случайните корени..
В други случаи парчето стъбло се поставя във вода, за да се стимулира образуването на корени. След като се прехвърли в подходяща среда, може да се развие нов индивид.
присадки
Растенията могат да бъдат възпроизведени чрез вмъкване на пъпка в процеп, направен преди това в стъблото на дървесно растение, което има корени..
Когато процедурата е успешна, раната се затваря и стъблото е жизнеспособно. Разговорно се казва, че заводът "е заловен".
Листа и корени
Има някои видове в листата, които могат да се използват като структури за вегетативно размножаване. Видът, известен като "майчинство" (Kalanchoe daigremontiana) може да генерира растения, разделени от меристематичната тъкан, разположена в края на листата.
Тези малки растения растат прикрепени към листата, докато не узреят достатъчно и се отделят от майка си. При падане на земята дъщерното растение се корени.
В черешовото дърво, ябълката и малината репродукцията може да се осъществи през корените. Тези подземни структури произвеждат огнища, способни да създават нови индивиди.
Има екстремни случаи като глухарче. Ако някой се опита да разкъса растението от земята и раздроби корените му, всяка от частите може да доведе до ново растение.
образуване на спори
Спорулата се среща в широк спектър от растителни организми, включително мъхове и папрати. Процесът включва образуването на значителен брой спори, които са способни да издържат на неблагоприятни условия на околната среда.
Спорите са малки и лесно диспергирани, или от животни, или от вятър. Когато достигнат благоприятна зона, спората се развива в индивид, равен на този, който го е създал.
размножителни
Пропагулите са натрупвания от клетки, типични за бриофити и папрати, но се срещат и в някои по-висши растения като клубени и треви. Тези структури идват от талуса и са малки пъпки с възможност за разпространение.
Партеногенеза и апомиксис
В ботаниката, обикновено се прилага и в партеногенезата. Въпреки че се използва в по-строг смисъл, за да се опише събитие от "apomixis gametofitica". В този случай спорофитът (семето) се произвежда от клетка от яйце, която не претърпява редукция.
Апоксимизата присъства в около 400 вида покритосеменни, докато други растения могат да го направят по избор. Така партеногенезисът описва само част от асексуалното размножаване в растенията. Поради това се предлага да се избягва използването на термина за растенията.
Някои автори (вж. De Meeûs et al. 2007) често разделят apomixis от вегетативно размножаване. В допълнение, те класифицират apomixis в вече описания гаметофит и идват от спорофита, където ембрионът се развива от ядрена клетка или друга соматична тъкан на яйчника, която не изпитва гаметофитна фаза..
Предимства на безполовото размножаване в растенията
Като цяло, асексуалното възпроизвеждане позволява на растението да се възпроизвежда в идентични копия, които са добре адаптирани към тази конкретна среда.
Освен това асексуалното възпроизвеждане в сребърните влакна е бърз и ефективен механизъм. Следователно, той се използва като стратегия, когато организмът е в области, където средата не е подходяща за възпроизвеждане на семена.
Например, растенията, разположени в суха среда в Патагония, като например хорионите, се размножават по този начин и в крайна сметка заемат големи площи на почвата..
От друга страна, земеделските производители са се възползвали максимално от този вид размножаване. Можете да изберете сорт и да го възпроизведете безсмислено, за да получите клонове. По този начин те ще получат генетична еднородност и ще им позволят да запазят някои желани характеристики.
Асексуално размножаване при микроорганизми (видове)
Асексуалното размножаване е много често срещано при едноклетъчни организми. В прокариотните линии, например бактерии, най-забележими са бинарните деления, пъпките, фрагментацията и множественото делене. От друга страна, в едноклетъчните еукариотни организми съществува бинарна деление и спорулация.
Бинарно делене в бактериите
Бинарното делене е процес на разделяне на генетичния материал, последван от равномерно разделяне на вътрешността на клетката, за да се получат два организма, идентични на родителя и идентични един на друг.
Бинарното делене започва, когато бактерията е в среда, където има достатъчно хранителни вещества и околната среда благоприятства репродукцията. След това клетката изпитва случай на слабо удължаване.
Впоследствие започва репликацията на генетичния материал. При бактериите ДНК е организирана в кръгова хромозома и не е ограничена от мембрана, като явно и отличително ядро на еукариоти.
В периода на разделяне на генетичния материал се разпределя в противоположните страни на клетката в деление. В този момент започва синтеза на полизахаридите, които образуват бактериалната стена, след което образуването на преграда се намира в средата, а клетката се разделя напълно.
В някои случаи бактериите могат да започнат да разделят и дублират своя генетичен материал. Въпреки това, клетките никога не се разделят. Примери за това са групите от кокосови орехи, като диплококи.
Бинарно делене в еукариоти
В едноклетъчни еукариоти, като например Trypanosoma Например, възниква подобен тип възпроизводство: клетката поражда две дъщерни клетки с подобни размери.
Чрез присъствието на истинско клетъчно ядро този процес става по-сложен и сложен. Трябва да настъпи процес на митоза, за да може ядрото да се раздели, последвано от цитокинеза, която включва разделяне на цитоплазмата..
Множествено делене
Въпреки че бинарното делене е най-често срещаната репродуктивна модалност, някои видове, като например Bdellovibrio¸ са в състояние да изпитат множество деления. Резултатът от този процес е множество дъщерни клетки и вече не две, както се споменава в бинарно делене.
напъпване
Това е процес, подобен на споменатия за животните, но екстраполиран в една клетка. Бактериалното размножаване започва с малка пъпка, която се различава от родителската клетка. Споменатата изпъкналост преминава през процес на растеж, докато постепенно се отделя от бактерията, която я е създала.
Прускането води до неравномерно разпределение на съдържащия се в клетката материал.
раздробяване
Обикновено бактериите от нишковидния тип (например Nicardia sp.) може да се възпроизвежда по този начин. Клетките на нишката се отделят и започват да растат като нови клетки.
образуване на спори
Спорулата е производството на структури, наречени спори. Това са изключително устойчиви структури, съставени от клетка.
Този процес е свързан с условията на околната среда, които заобикалят организма, обикновено когато те станат неблагоприятни поради недостига на хранителни вещества или екстремни климатични условия, спорообразуването се задейства.
Разлики между сексуалното и безполовото размножаване
При индивиди, които се размножават асексуално, поколението се състои от практически идентични копия на техните предшественици, т.е. клонинги. Геномът на единствения родител се копира от митотични клетъчни деления, където ДНК се копира и предава в равни части на двете дъщерни клетки..
За разлика от това, за да се случи сексуалното размножаване, трябва да участват двама души от противоположни полове, с изключение на хермафродите..
Всеки от родителите ще носи гамета или половите клетки, генерирани от мейотичните събития. Потомството се състои от уникални комбинации между двамата родители. С други думи, има забележителна генетична вариация.
За да разберем високите нива на вариации в сексуалното размножаване, трябва да ги концентрираме върху хромозомите по време на разделянето. Тези структури са способни да обменят фрагменти помежду си, което води до уникални комбинации. Следователно, когато наблюдаваме братята, идващи от същите родители, те не са еднакви.
Предимства на асексуалното спрямо сексуалното размножаване
Асексуалното възпроизвеждане предполага няколко предимства на сексуалното. Първо, времето и енергията не се губят в сложните танци за ухажване или битки, характерни за някои видове, тъй като е необходим само един родител..
Второ, много хора, които възпроизвеждат сексуално, изразходват много енергия за производството на гамети, които никога не се оплождат. Това позволява бързо и ефективно колонизиране на нови среди без необходимост от партньор.
Теоретично, моделите на асексуалното размножаване, споменати по-горе, им дават повече предимства - в сравнение със сексуалното - на индивиди, които живеят в стабилна среда, тъй като те могат да увековечат своите генотипи по точен начин.
препратки
- Кембъл, Н. А. (2001). Биология: Концепции и взаимоотношения. Образование в Пиърсън.
- Curtis, H., & Schnek, A. (2006). Покана за биология. Ed. Panamericana Medical.
- De Meeûs, T., Prugnolle, F., & Agnew, P. (2007). Асексуално възпроизвеждане: генетика и еволюционни аспекти. Клетъчни и молекулярни науки за живота, 64(11), 1355-1372.
- Engelkirk, P.G., Duben-Engelkirk, J.L., & Burton, G.R.W. (2011). Микробиологията на Бъртън за здравните науки. Lippincott Williams & Wilkins.
- Patil, U., Kulkarni, J.S., & Chincholkar, S.B. (2008). Основи в микробиологията. Нирали Пракашан, Пуне.
- Raven, P.H., Evert, R. F., & Eichhorn, S.E. (1992). Биология на растенията (Том 2). Обърнах се обратно.
- Tabata, J., Ichiki, R.T., Tanaka, H., & Kageyama, D. (2016). Сексуална срещу асексуална репродукция: Различни резултати при относително изобилие на партеногенетични мехурчета след последната колонизация. PLoS ONE, 11(6), e0156587.
- Юан, З. (2018 г.). Конверсия на микробна енергия. Walter de Gruyter GmbH & Co KG.