ASEKSUALNA REPRODUKCIJA: KARAKTERISTIKE I VRSTE - BIOLOGIJA - 2026

Aseksualna reprodukcija se definira kao umnožak pojedinac u stanju izazvati sjeme bez oplodnje. Stoga se kćerni organizmi sastoje od klonova roditelja.

Pretpostavlja se da su djeca proizvedena aseksualnim reproduktivnim događajima identična kopija roditelja. Međutim, valja imati na umu da kopija genetskog materijala podliježe promjenama koje nazivamo "mutacijama".

Izvor: pixabay.com

Aseksualna reprodukcija prevladava u jednostaničnim organizmima, poput bakterija i protista. U većini slučajeva, jedna matična stanica rađa dvije kćeri, u slučaju koji se naziva binarna fisija.

Iako su životinje obično povezane s seksualnom reprodukcijom, a biljke s aseksualnom reprodukcijom, to je pogrešan odnos i u obje linije nalazimo dva osnovna modela reprodukcije.

Postoje različiti mehanizmi pomoću kojih se organizam može aseksualno reproducirati. U životinja su glavne vrste fragmentacija, pupoljci i partenogeneza.

U slučaju biljaka, za aseksualnu reprodukciju je karakteristično izuzetno raznoliko, budući da ti organizmi uživaju veliku plastičnost. Mogu se razmnožavati reznicama, korijenima, reznicama, pa čak i dijelovima lišća i korijena.

Aseksualna reprodukcija ima niz prednosti. To je brzo i učinkovito, omogućava kolonizaciju okoliša u relativno kratkom vremenu. Osim toga, ne morate trošiti vrijeme i energiju boreći se za seksualne partnere ili složene i složene plesove udvaranja.

Međutim, njegov glavni nedostatak je nedostatak genetske varijabilnosti, što je nužni uvjet za djelovanje mehanizama odgovornih za biološku evoluciju.

Manjak varijabilnosti neke vrste može dovesti do njenog izumiranja ako se moraju suočiti s nepovoljnim uvjetima, bilo da je to štetočina ili ekstremna klima. Stoga se aseksualna reprodukcija shvaća kao alternativna prilagodba kao odgovor na uvjete koji zahtijevaju jednoličnu populaciju.

Opće karakteristike

Seksualna reprodukcija događa se kada pojedinac proizvodi nove organizme iz somatskih struktura. Potomstvo je genetski identično roditelju u svim aspektima genoma, osim u regijama koje su pretrpjele somatske mutacije.

Različiti se pojmovi koriste za proizvodnju novih jedinki počevši od somatskog tkiva ili stanica. U literaturi je seksualna reprodukcija sinonim za klonalnu reprodukciju.

Za životinje se obično koristi izraz agamska reprodukcija (od engleskog agametic reproduction), dok je za biljke uobičajeno koristiti izraz vegetativna reprodukcija.

Ogroman broj organizama reproducira se tijekom svog života seksualnom reprodukcijom. Ovisno o skupini i uvjetima okoline, organizam se može reproducirati isključivo aseksualno ili ga izmjenjivati ​​s događajima spolne reprodukcije.

Aseksualna reprodukcija u životinjama (vrste)

U životinja potomstvo može poticati od jednog roditelja kroz mitotske podjele (aseksualna reprodukcija) ili se može dogoditi oplodnjom dvije gamete od dvije različite jedinke (seksualna reprodukcija).

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

Pupljenje

Budding se sastoji od stvaranja ispupčenja ili iscjedaka iz roditeljske jedinke. Ta se struktura naziva žumanjka i stvorit će novi organizam.

Ovaj se proces događa u određenim cnidarima (meduza i srodnih vrsta) i plaštima gdje se potomstvo može stvoriti izbočinama na tijelu roditelja. Pojedinac može odrasti i postati neovisan ili se vezati za svog roditelja i stvoriti koloniju.

Postoje kolonije cnidarijana, poznati stjenoviti koralji, koji se mogu širiti i više od metra. Te se strukture sastoje od pojedinaca formiranih događajima koji propadaju, a čiji su dragulji ostali povezani. Hidre su poznate po sposobnosti da se aseksualno razmnožavaju pupoljkom.

U slučaju spužvi (spužve), pupoljci su prilično čest način razmnožavanja. Spužve mogu oblikovati dragulje kako bi izdržale vremena nepovoljnih okolišnih uvjeta. Međutim, spužve također pokazuju spolnu reprodukciju.

Fragmentacija

Životinje mogu podijeliti svoje tijelo u procesu fragmentacije, gdje komad može stvoriti novu jedinku. Taj je proces popraćen regeneracijom, gdje se stanice izvornog roditeljskog dijela dijele kako bi stvorile kompletno tijelo.

Taj se fenomen pojavljuje u različitim rodovima beskralježnjaka, kao što su spužve, cnidari, annelidi, polihiteti i plaštici.

Postupke regeneracije po sebi ne treba miješati s aseksualnim reproduktivnim događajima. Na primjer, spužve kad izgube jednu od ruku, mogu regenerirati novu. Međutim, to ne podrazumijeva razmnožavanje jer ne dovodi do povećanja broja jedinki.

Kod morskih zvijezda roda Linckia moguće je da je novi pojedinac podrijetlom iz ruke. Dakle, organizam s pet krakova može roditi pet novih jedinki.

Planari (turbelarci) su vermiformni organizmi sa sposobnošću da se razmnožavaju i seksualno i aseksualno. Uobičajeno iskustvo u biološkim laboratorijima je fragmentiranje planarijana kako bi se promatralo kako se novi organizam regenerira iz svakog komada.

Partenogeneza kod beskralješnjaka

U nekim skupinama beskralježnjaka, poput insekata i rakova, jajašca je sposobna razviti kompletnu jedinku, bez potrebe da se oplodi sperma. Taj se fenomen naziva partenogeneza i rasprostranjen je u životinjama.

Najjasniji je primjer Hymenopterana, posebno pčela. Ovi insekti mogu stvoriti mužjake, zvane dronovi, partenogenezom. Kako pojedinci potječu od neplodnog jajeta, oni su haploidni (imaju samo pola genetskog opterećenja).

Polipe - druga skupina insekata - mogu roditi nove jedinke procesima partenogeneze ili seksualnom razmnožavanjem.

U raku Daphnia ženka proizvodi različite vrste jaja, ovisno o uvjetima u okolišu. Jajašca se mogu oploditi i roditi diploidnu jedinku ili se razviti partenogenezom. Prvi je slučaj povezan s nepovoljnim okolišnim uvjetima, dok se partenogeneza događa u povoljnijim sredinama

U laboratoriju se partenogeneza može inducirati primjenom kemikalija ili fizičkih podražaja. Kod određenih ehinodermi i vodozemaca taj se proces uspješno provodi i naziva se eksperimentalna partenogeneza. Na isti način postoji i bakterija iz roda Wolbachia koja može inducirati proces.

Partenogeneza kod kralježnjaka

Fenomen partenogeneze proteže se na liniju kralježnjaka. Kod različitih rodova riba, vodozemaca i gmizavaca javlja se složeniji oblik ovog procesa, koji uključuje dupliranje kromosomskog skupa, što dovodi do diploidnih zigota bez sudjelovanja muške gamete.

Otprilike 15 vrsta guštera poznato je po jedinstvenoj sposobnosti razmnožavanja partenogenezom.

Iako ovim gmazovima izravno nije potreban partner za začeće (ustvari, tim vrstama nedostaju mužjaci), oni zahtijevaju seksualne podražaje zbog lažne kopulacije i udvaranja s drugim pojedincima.

Androgeneza i ginogeneza

U procesu androgeneze, jezgra iz oocita degenerira i zamjenjuje se jezgrom od oca putem nuklearne fuzije iz dvije sperme. Iako se pojavljuje kod nekih životinjskih vrsta, poput na primjer insekata štapa, to se ne smatra uobičajenim procesom u tom kraljevstvu.

S druge strane, ginogeneza se sastoji u proizvodnji novih organizama diploidnim oocitima (ženskim spolnim stanicama) koji nisu podvrgnuti podjeli svog genetskog materijala mejozom.

Zapamtite da naše spolne stanice imaju samo polovinu kromosoma, a kada dođe do oplodnje, broj kromosoma se vraća.

Da bi se dogodila ginogeneza, neophodna je stimulacija iz muške sperme. Potomci proizvoda ginogeneze su ženke identične majci. Taj je put poznat i kao pseudogamija.

Aseksualna reprodukcija u biljkama (vrste)

U biljkama postoji širok spektar načina reprodukcije. Vrlo su plastični organizmi i nije neobično pronaći biljke koje se mogu razmnožavati seksualno i aseksualno.

Međutim, nađeno je da mnoge vrste preferiraju aseksualni put razmnožavanja iako su njihovi preci to činili seksualno.

U slučaju aseksualne reprodukcije, biljke mogu stvoriti potomstvo na različite načine, od razvoja neplodne jajne stanice do dobivanja kompletnog organizma fragmentom roditelja.

Kao i u slučaju životinja, spolna reprodukcija se događa događajima stanične diobe mitozom, što rezultira identičnim stanicama. U nastavku ćemo raspravljati o najrelevantnijim vrstama vegetativne reprodukcije:

stolona

Neke biljke sposobne su da se razmnožavaju na vitkim, izduženim stabljikama koje potječu duž površine tla. Te su strukture poznate kao stoloni i stvaraju korijenje u razmacima. Korijenje može stvoriti uspravne stabljike koje se s vremenom razvijaju u neovisne jedinke.

Izuzetan primjer su vrste jagoda ili jagoda (Fragaria ananassa) koje mogu stvoriti različite strukture, uključujući lišće, korijenje i stabljike svakog čvora stolona.

rizoma

I u slučaju stolona i rizoma, aksilarni pupoljci biljaka mogu stvoriti specijalizirani izdanak za aseksualnu reprodukciju. Matična biljka predstavlja rezervni izvor za izbojke.

Korijenje je neograničeno rastuća stabljika koja raste pod zemljom - ili iznad - vodoravno. Poput stolona, ​​oni stvaraju avanturističke korijene, što će stvoriti novu biljku identičnu matičnoj.

Ova vrsta vegetativne reprodukcije važna je u skupini trava (gdje rizomi dovode do stvaranja pupova koji stvaraju stabljike s lišćem i cvjetovima), ukrasnih trajnica, pašnjaka, trske i bambusa.

strugotine

Reznice su komadići ili komadići stabljike iz koje potječe nova biljka. Da bi se taj događaj dogodio, stabljika se mora zakopati u zemlju kako bi se izbjegla isušivanje, a može se liječiti hormonima koji potiču rast aditivnih korijena.

U ostalim slučajevima, komad stabljike stavlja se u vodu kako bi potaknuo stvaranje korijena. Nakon prelaska u pogodno okruženje, može se razviti novi pojedinac.

transplantata

Biljke se mogu razmnožavati umetanjem pupoljka u prethodno napravljeni rascjep u stabljici drvene biljke koja ima korijenje.

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

Lišće i korijenje

Postoje neke vrste u kojima se lišće može koristiti kao struktura za vegetativnu reprodukciju. Vrste popularno nazvane „biljka majčinstva“ (Kalanchoe daigremontiana) mogu stvoriti biljke odvojene od meristematskog tkiva smještenog na rubu njihovih listova.

Ove male biljke rastu u prilogu lišća, sve dok nisu dovoljno zrele da se odvoje od majke. Kad biljka kći padne na zemlju, ona se ukorijeni.

U trešnji, jabuci i malini reprodukcija se može dogoditi kroz korijenje. Ove podzemne građevine proizvode mladice sposobne za podrijetlo novih jedinki.

Postoje ekstremni slučajevi poput maslačka. Ako netko pokuša izvaditi biljku iz zemlje i izlomiti joj korijenje, svaki od komada može dati novu biljku.

sporulacijom

Sporulacija javlja se u širokom rasponu biljnih organizama, uključujući mahove i paprati. Postupak se sastoji od stvaranja značajnog broja spora koje mogu izdržati nepovoljne uvjete okoliša.

Spore su mali elementi koji se lako rasuju, bilo od strane životinja ili od vjetra. Kada dostignu povoljnu zonu, spora se razvija u jedinki jednakoj onoj koja ju je stvorila.

Propagules

Propagule su nakupine stanica, tipične za bryophytes i paprati, ali se nalaze i u određenim višim biljkama, poput gomolja i trava. Te strukture potječu od talasa i mali su pupoljci s mogućnošću širenja.

Partenogeneza i apomiksis

U botanici se također često primjenjuje u terminu partenogeneza. Iako se koristi u užem smislu za opisivanje događaja "gametofitskog apomiksa". U ovom se slučaju sporofit (sjeme) proizvodi stanicom ovula koja se ne smanjuje.

Apoksimija je prisutna u otprilike 400 vrsta angiospermija, dok druge biljke to mogu učiniti fakultativno. Dakle, partenogeneza opisuje samo dio aseksualne reprodukcije u biljkama. Stoga se predlaže da se izbjegne upotreba izraza za biljke.

Neki autori (vidjeti De Meeûs i sur. 2007) skloni su dijeliti apomixis od vegetativne reprodukcije. Nadalje, oni klasificiraju apomixis kao već opisani gametofitični, a potječe od sporofita, gdje se zametak razvija iz nuklearne stanice ili drugog somatskog tkiva jajnika koji ne podliježe gametofitskoj fazi.

Prednosti aseksualne reprodukcije u biljkama

Općenito, aseksualna reprodukcija omogućava biljci da se razmnožava u identičnim primjercima koji su dobro prilagođeni određenom okruženju.

Nadalje, aseksualna reprodukcija u srebrnjacima brz je i učinkovit mehanizam. Iz tog razloga se koristi kao strategija kada se organizam nalazi u područjima u kojima okruženje nije baš pogodno za razmnožavanje sjemenom.

Na primjer, biljke smještene u sušnim sredinama Patagonije, kao što su horioni, razmnožavaju se na taj način, zauzimajući velike površine tla.

S druge strane, poljoprivrednici su iskoristili najviše od ove vrste razmnožavanja. Mogu odabrati sortu i reproducirati je aseksualno da bi dobili klonove. Na taj će način dobiti genetsku uniformnost i omogućiti im da zadrže neku željenu karakteristiku.

Reprodukcija aseksualaca u mikroorganizmima (vrste)

Aseksualna reprodukcija vrlo je česta kod jednostaničnih organizama. Na primjer, u bakterijama prokariotskih vrsta, najizraženije su binarna fisija, pupoljci, fragmentacija i višestruka fisija. S druge strane, u jednoćelijskim eukariotskim organizmima dolazi do binarne podjele i sporalacije.

Binarna fisija u bakterijama

Binarna fisija je proces diobe genetskog materijala, nakon čega slijedi pravična podjela unutrašnjosti stanice kako bi se dobila dva organizma identična roditelju i jednaki jedni drugima.

Binarna fisija započinje kada se bakterije nalaze u okruženju u kojem ima dovoljno hranjivih sastojaka, a okoliš pogoduje reprodukciji. Tada ćelija doživljava blagi produžetak.

Kasnije počinje replikacija genetskog materijala. DNA je u bakterijama organizirana na kružnom kromosomu i nije ograničena membranom, poput vidljivog i prepoznatljivog jezgra u eukariota.

U razdoblju podjele genetski se materijal distribuira na suprotne strane stanice koja dijeli. U tom trenutku započinje sinteza polisaharida koji tvore bakterijsku stijenku, tada dolazi do stvaranja septuma u sredini i stanica se konačno potpuno odvaja.

U nekim slučajevima bakterije mogu početi dijeliti i umnožavati svoj genetski materijal. Međutim, stanice se nikada ne odvajaju. Primjeri za to su grozdovi koka, poput diplokoka.

Binarna fisija u eukariota

U jednoćelijskih eukariota, kao na primjer Trypanosoma, događa se slična vrsta reprodukcije: jedna stanica stvara dvije kćeri stanice slične veličine.

Zbog prisutnosti istinskog staničnog jezgra, ovaj proces postaje složeniji i složeniji. Da bi se jezgro podijelilo mora se dogoditi proces mitoze, nakon čega slijedi citokineza, što podrazumijeva podjelu citoplazme.

Višestruka fisija

Iako je binarna fisija najčešći reproduktivni modalitet, neke vrste, poput Bdellovibrio ¸, mogu iskusiti višestruke fisije. Rezultat ovog procesa su više kćeri, a ne dvije, kao što je spomenuto u binarnoj fisiji.

Pupljenje

To je postupak sličan onom koji je spomenut za životinje, ali ekstrapoliran u jednu stanicu. Punjenje bakterija započinje malim pupoljkom koji se razlikuje od matične stanice. Ova izbočina prolazi proces rasta sve dok se postepeno ne odvoji od bakterija koje su je stvorile.

Krstenje rezultira neravnomjernom raspodjelom materijala koji se nalazi u ćeliji.

Fragmentacija

Općenito, bakterije vlaknastog tipa (na primjer Nicardia sp.) Mogu se razmnožavati ovim putem. Stanice filamenta odvajaju se i počinju rasti kao nove stanice.

sporulacijom

Sporulacija se sastoji od proizvodnje građe pod nazivom spora. To su visoko otporne strukture sačinjene od stanice.

Taj je postupak povezan s okolišnim uvjetima koji okružuju organizam, obično kad oni postanu nepovoljni zbog nedostatka hranjivih sastojaka ili ekstremne klime, dolazi do sporporacije.

Razlike između seksualne i aseksualne reprodukcije

U pojedinaca koji se razmnožavaju aseksualno, potomstvo se sastoji od gotovo identičnih primjeraka njihovih roditelja, odnosno klonova. Genom jedinog roditelja kopira se mitotičkim staničnim odjeljenjem, gdje se DNK kopira i u jednakim dijelovima prenosi do dvije kćeri.

Suprotno tome, da bi došlo do seksualne reprodukcije, moraju sudjelovati dvije osobe suprotnog spola, s izuzetkom hermafrodita.

Svaki od roditelja nosit će gamete ili spolne stanice generirane mejotičkim događajima. Potomstvo se sastoji od jedinstvene kombinacije između oba roditelja. Drugim riječima, postoji izuzetna genetska varijacija.

Da bismo razumjeli visoku razinu varijacije u seksualnoj reprodukciji, moramo se usredotočiti na kromosome tijekom odjeljenja. Te su strukture sposobne međusobno razmjenjivati ​​fragmente, što dovodi do jedinstvenih kombinacija. Stoga, kada promatramo braću i sestre od istih roditelja, one nisu jednake jedna drugoj.

Prednosti aseksualne nasuprot seksualnoj reprodukciji

Aseksualna reprodukcija ima nekoliko prednosti u odnosu na seksualnu reprodukciju. Prvo, ne troši se vrijeme i energija u složenim dvorskim plesovima ili borbama za ženku tipičnu za neke vrste, jer je potreban samo jedan roditelj.

Drugo, mnogi pojedinci koji se reproduciraju seksualno troše puno energije u proizvodnju gameta koji se nikada ne oplođuju. To vam omogućuje brzo i učinkovito koloniziranje novih okoliša bez potrebe za pronalaženjem partnera.

Teoretski, gore spomenuti modeli aseksualne reprodukcije daju više prednosti - u usporedbi sa seksualnim - osobama koje žive u stabilnim okruženjima, jer mogu ovjekovječiti svoje genotipove na precizan način.

Reference

1. Campbell, NA (2001). Biologija: pojmovi i odnosi. Pearson Education.
2. Curtis, H., i Schnek, A. (2006). Poziv na biologiju. Panamerican Medical Ed.
3. De Meeûs, T., Prugnolle, F., & Agnew, P. (2007). Aseksualna reprodukcija: genetika i evolucijski aspekti. Stanične i molekularne znanosti o životu, 64 (11), 1355-1372.
4. Engelkirk, PG, Duben-Engelkirk, JL, & Burton, GRW (2011). Burtonova mikrobiologija za zdravstvene znanosti. Lippincott Williams & Wilkins.
5. Patil, U., Kulkarni, JS, i Chincholkar, SB (2008). Temelji mikrobiologije. Nirali Prakashan, Pune.
6. Raven, PH, Evert, RF i Eichhorn, SE (1992). Biologija biljaka (svezak 2). Preokrenuo sam se.
7. Tabata, J., Ichiki, RT, Tanaka, H., i Kageyama, D. (2016). Seksualna nasuprot aseksualnoj reprodukciji: različiti ishodi u relativnom obilju parhenogenetskih grbava boba nakon nedavne kolonizacije. MJESTO JEDNO, 11 (6), e0156587.
8. Yuan, Z. (2018). Pretvorba mikrobne energije. Walter de Gruyter GmbH & Co KG.