ASEXUAL REPRODUKTION: EGENSKAPER OCH TYPER - BIOLOGI - 2025

Den asexuella reproduktionen definieras som multiplikationen av en individ som kan orsaka frö utan befruktning. Därför består dotterorganismer av klon av föräldern.

Barn som produceras av asexuella reproduktionshändelser antas vara identiska kopior av sina föräldrar. Det måste dock komma ihåg att kopian av det genetiska materialet är föremål för förändringar som kallas "mutationer".

Källa: pixabay.com

Asexuell reproduktion dominerar i encelliga organismer, som bakterier och protister. I de flesta fall ger en stamcell upphov till två dotterceller, i händelse som kallas binär klyvning.

Även om djur vanligtvis är förknippade med sexuell reproduktion och växter med asexuell reproduktion, är det en fel relation och i båda linjerna hittar vi de två grundläggande modellerna för reproduktion.

Det finns olika mekanismer genom vilka en organisme kan reproducera asexuellt. Hos djur är huvudtyperna fragmentering, spirande och parenogenes.

När det gäller växter kännetecknas aseksuell reproduktion av att vara extremt varierad, eftersom dessa organismer åtnjuter stor plastisitet. De kan reproducera, med sticklingar, jordstubbar, sticklingar och till och med delar av löv och rötter.

Asexual reproduktion har ett antal fördelar. Det är snabbt och effektivt, vilket tillåter kolonisering av miljöer på relativt kort tid. Dessutom behöver du inte spendera tid och energi på att kämpa för sexpartners eller komplexa och utarbetade fängelsedanser.

Emellertid är dess huvudsakliga nackdel bristen på genetisk variation, vilket är en förutsättning för att mekanismerna som är ansvariga för biologisk evolution kan verka.

Avsaknaden av variation i en art kan leda till dess utrotning om de måste möta ogynnsamma förhållanden, vare sig det är skadedjur eller extremt klimat. Därför förstås asexual reproduktion som en alternativ anpassning som svar på förhållanden som kräver enhetliga populationer.

Generella egenskaper

Sexuell reproduktion uppstår när en individ producerar nya organismer från somatiska strukturer. Avkommorna är genetiskt identiska med föräldern i alla aspekter av genomet, utom i regioner som har genomgått somatiska mutationer.

Olika termer används för att hänvisa till produktionen av nya individer från somatisk vävnad eller celler. I litteraturen är sexuell reproduktion synonymt med klonal reproduktion.

För djur används uttrycket agamisk reproduktion (från den engelska agametiska reproduktionen), medan det i växter är vanligt att använda uttrycket vegetativ reproduktion.

Ett stort antal organismer reproducerar hela livet genom sexuell reproduktion. Beroende på grupp och miljöförhållanden kan organismen reproducera uteslutande asexuellt eller byta ut den med sexuella reproduktionshändelser.

Asexual reproduktion hos djur (typer)

Hos djur kan avkommor komma från en ensamstående förälder genom mitotiska uppdelningar (asexuell reproduktion) eller det kan ske genom befruktning av två kön från två olika individer (sexuell reproduktion).

Olika grupper av djur kan reproducera asexuellt, främst grupper av ryggradslösa djur. De viktigaste typerna av asexuell reproduktion hos djur är följande:

KNOPPNING

Spirande består av bildningen av en utbuktning eller urladdning från föräldrarnas individ. Denna struktur kallas äggulan och kommer att ge upphov till en ny organisme.

Denna process sker i vissa cnidarians (maneter och besläktade) och tunicates där avkommor kan produceras genom utsprång på föräldrarnas kropp. Individen kan växa upp och bli självständig eller bli knuten till sin förälder för att bilda en koloni.

Det finns kolonier av cnidarians, de berömda steniga koraller, som kan sträcka sig över mer än en meter. Dessa strukturer består av individer som bildas av spirande händelser vars gemmules förblev sammankopplade. Hydras är kända för sin förmåga att reproducera asexuellt genom spirande.

När det gäller porifers (svampar) är spiror ett ganska vanligt sätt att reproducera. Svampar kan bilda svårigheter för att motstå tider med ogynnsamma miljöförhållanden. Svampar uppvisar emellertid också sexuell reproduktion.

Splittring

Djur kan dela upp sina kroppar i en fragmenteringsprocess, där en bit kan ge upphov till en ny individ. Denna process åtföljs av regenerering, där cellerna i den ursprungliga föräldradelen delar sig för att generera en komplett kropp.

Detta fenomen förekommer i olika linjer av ryggradslösa djur, såsom svampar, cnidarians, annelids, polychaetes och tunicates.

Förnyelseprocesser i sig bör inte förväxlas med asexual reproduktionshändelser. Till exempel svampar när de förlorar en av armarna kan återfå en ny. Men det innebär inte reproduktion eftersom det inte leder till en ökning av antalet individer.

I sjöstjärnor i släktet Linckia är det möjligt att en ny individ härstammar från en arm. Således kan en organisme med fem armar ge upphov till fem nya individer.

Planarianer (Turbellarians) är vermiforma organismer med förmågan att reproducera både sexuellt och asexuellt. En vanlig upplevelse inom biologilaboratorier är att fragmentera en planarian för att observera hur en ny organisme regenererar från varje bit.

Partenogenes i ryggradslösa djur

I vissa grupper av ryggradslösa djur, som insekter och kräftdjur, kan en ägg utveckla en komplett individ utan att behöva befruktas av en spermier. Detta fenomen kallas parthenogenes och är utbredd hos djur.

Det tydligaste exemplet är Hymenopterans, speciellt bin. Dessa insekter kan ge upphov till män, kallade drönare, genom parthenogenes. Eftersom individer kommer från ett odödligt ägg, är de haploida (de har bara hälften av den genetiska belastningen).

Bladlöss - en annan grupp insekter - kan ge upphov till nya individer genom processer med parthenogenes eller genom sexuell reproduktion.

I kräftdjur Daphnia producerar honan olika slags ägg beroende på miljöförhållandena. Äggen kan befruktas och ge upphov till en diploid individ eller utvecklas genom parthenogenes. Det första fallet är förknippat med ogynnsamma miljöförhållanden, medan parenogenes uppstår i välmående miljöer

På laboratoriet kan parenogenes induceras genom applicering av kemikalier eller fysiska stimuli. I vissa hästdjur och amfibier har denna process genomförts framgångsrikt och kallas experimentell parenogenes. På samma sätt finns det en bakterie av släktet Wolbachia som kan inducera processen.

Parthenogenes i ryggradsdjur

Fenomenet parthenogenes sträcker sig till ryggradslinjen. I olika släkter av fisk, amfibier och reptiler inträffar en mer komplex form av denna process, som involverar duplikering av kromosomsatsen, vilket leder till diploida zygoter utan deltagande av ett manligt gamete.

Cirka 15 arter av ödlor är kända för sin unika förmåga att reproducera genom parthenogenes.

Även om dessa reptiler inte direkt behöver en partner för att bli gravid (i själva verket, dessa arter saknar män), de kräver sexuella stimuli från falsk copulation och upplevelse sessioner med andra individer.

Androgenes och Gynogenesis

I androgenesprocessen degenereras kärnan från oocyten och ersätts av kärnan från fadern genom kärnfusion från två spermier. Även om det förekommer i vissa djurarter, till exempel pinninsekter, betraktas det inte som en vanlig process i det riket.

Å andra sidan består gynogenes av produktion av nya organismer av diploida oocyter (kvinnliga könsceller) som inte genomgått delning av deras genetiska material genom meios.

Kom ihåg att våra könsceller bara har hälften av kromosomerna och när befruktningen inträffar återställs antalet kromosomer.

För att gynogenes ska inträffa är stimulering från hanens spermier nödvändig. Avkomman från gynogenes är kvinnor som är identiska med deras mor. Denna väg är också känd som pseudogamy.

Asexual reproduktion i växter (typer)

I växter finns det ett brett spektrum av reproduktionssätt. Det är mycket plastorganismer och det är inte ovanligt att hitta växter som kan reproducera sexuellt och asexuellt.

Men många arter har visat sig föredra den asexuella reproduktionsvägen, även om deras förfäder gjorde det sexuellt.

När det gäller aseksuell reproduktion kan växter generera avkommor på olika sätt, från utvecklingen av en ofördelad äggcell till att få en fullständig organisme av ett fragment av föräldern.

Liksom för djur sker sexuell reproduktion genom händelser av celldelning genom mitos, vilket resulterar i identiska celler. Nedan diskuterar vi de mest relevanta typerna av vegetativ reproduktion:

utlöpare

Vissa växter kan reproducera sig på smala, långsträckta stjälkar som har sitt ursprung längs jordytan. Dessa strukturer är kända som stoloner och genererar rötter med åtskilda intervaller. Rötterna kan generera upprätta stjälkar som så småningom utvecklas till oberoende individer.

Ett enastående exempel är jordgubb- eller jordgubbearten (Fragaria ananassa) som kan generera olika strukturer, inklusive blad, rötter och stjälkar i varje nod i en stolon.

rhizom

I både stolon och jordstockar kan växternas axelknoppar generera en specialiserad stam för asexuell reproduktion. Moderplanten representerar en reservkälla för skotten.

Rhizomer är på obestämd tid växande stjälkar som växer under marken - eller över - horisontellt. Liksom stolons producerar de äventyrliga rötter, som kommer att generera en ny växt identisk med modern.

Denna typ av vegetativ reproduktion är viktig i gruppen av gräs (där jordgubbar leder till bildandet av knoppar som ger upphov till stjälkar med blad och blommor), prydnadsperper, betesmarker, vass och bambu.

sticklingar

Sticklingar är bitar eller delar av en stam som en ny växt kommer från. För att denna händelse ska inträffa måste stammen begravas i marken för att undvika uttorkning och kan behandlas med hormoner som stimulerar tillväxt av äventyrliga rötter.

I andra fall placeras stammen i vatten för att stimulera rotbildning. När det har överförts till en lämplig miljö kan en ny individ utvecklas.

transplantat

Växter kan reproducera genom att sätta in en knopp i en tidigare gjord klyftan i en stam av en träig växt som har rötter.

När proceduren är framgångsrik stängs såret och stammen är livskraftig. Gemensamt sägs att anläggningen "fångats".

Löv och rötter

Det finns vissa arter där bladen kan användas som strukturer för vegetativ reproduktion. Arten populärt känd som "moderskapsväxt" (Kalanchoe daigremontiana) kan generera växter separerade från den meristematiska vävnaden som ligger på kanten av deras blad.

Dessa små växter växer fast vid bladen tills de är mogna nog för att separera från sin mor. När dotterväxten faller till marken slår det rot.

I körsbär, äpple och hallon kan reproduktion ske genom rötterna. Dessa underjordiska strukturer producerar skott som kan komma från nya individer.

Det finns extrema fall som maskrosen. Om någon försöker dra växten ur marken och fragmentera sina rötter kan var och en av bitarna ge upphov till en ny växt.

sporulering

Sporulering förekommer i ett brett spektrum av växtorganismer, inklusive mossor och ormbunkar. Processen består av bildandet av ett betydande antal sporer som kan motstå ogynnsamma miljöförhållanden.

Sporer är små element som lätt sprids, antingen av djur eller av vinden. När de når en gynnsam zon utvecklas sporen i en individ som är lika med den som har sitt ursprung.

spridnings

Propaguler är ansamlingar av celler, typiska för bryofyter och ormbunkar men finns också i vissa högre växter som knölar och gräs. Dessa strukturer kommer från thallus och är små knoppar med förmågan att sprida sig.

Partenogenes och apomix

I botanik används det ofta även i termen parthenogenes. Även om det används i en smalare mening för att beskriva en händelse av "gametophytic apomixis". I detta fall produceras en sporofyt (fröet) av en cell i en ägglossning som inte genomgår reduktion.

Apoxymys finns i ungefär 400 arter av angiospermer, medan andra växter kan göra det på ett fakultativt sätt. Således beskriver parenogenes endast en del av asexuell reproduktion hos växter. Därför föreslås att man undviker användningen av termen för växter.

Vissa författare (se De Meeûs et al. 2007) tenderar att dela apomix från vegetativ reproduktion. Dessutom klassificerar de apomix som den gametofytiska som redan beskrivits och kommer från sporofyten, där embryot utvecklas från en kärncell eller annan somatisk vävnad i äggstocken som inte genomgår den gametofytiska fasen.

Fördelar med asexuell reproduktion i växter

I allmänhet tillåter asexual reproduktion växten att reproducera i identiska kopior som är väl anpassade till den specifika miljön.

Dessutom är aseksuell reproduktion i silvers en snabb och effektiv mekanism. Av den anledningen används den som en strategi när organismen är i områden där miljöerna inte är särskilt lämpliga för reproduktion av utsäde.

Till exempel reproducerar växter som är belägna i torra miljöer i Patagonia, såsom chorions, på detta sätt och upptar stora markområden.

Å andra sidan har jordbrukarna utnyttjat denna typ av utbredning mest. De kan välja en variation och reproducera den på samma sätt för att få kloner. Således kommer de att få genetisk enhetlighet och tillåta dem att behålla någon önskad egenskap.

Asexual reproduktion i mikroorganismer (typer)

Asexuell reproduktion är mycket vanligt i encelliga organismer. I prokaryotiska linjer, till exempel bakterier, är de mest framträdande binär klyvning, spirande, fragmentering och multipel klyvning. Å andra sidan finns det i binära eukaryota organismer binär uppdelning och sporulering.

Binär klyvning i bakterier

Binär klyvning är en process för uppdelning av det genetiska materialet, följt av en rättvis uppdelning av cellens inre för att erhålla två organismer identiska med föräldern och identiska med varandra.

Binär klyvning börjar när bakterierna finns i en miljö där det finns tillräckligt med näringsämnen och miljön bidrar till reproduktion. Cellen upplever sedan en lätt förlängningshändelse.

Senare börjar replikationen av det genetiska materialet. Hos bakterier är DNA organiserat på en cirkulär kromosom och är inte begränsad av ett membran, som den iögonfallande och distinkta kärnan i eukaryoter.

Under uppdelningsperioden distribueras genetiskt material till motsatta sidor av delningscellen. Vid denna punkt börjar syntesen av polysackariderna som bildar bakterieväggen, sedan bildas en septum i mitten, och cellen separeras slutligen fullständigt.

I vissa fall kan bakterier börja dela upp och duplicera sitt genetiska material. Men cellerna separeras aldrig. Exempel på detta är kluster av cocci, som diplokocker.

Binär klyvning i eukaryoter

I encelliga eukaryoter, som till exempel Trypanosoma, inträffar en liknande typ av reproduktion: en cell ger upphov till två dotterceller av liknande storlekar.

På grund av närvaron av en sann cellkärna blir denna process mer komplex och utarbetad. En mitosprocess måste ske för att kärnan ska delas, följt av cytokinesis, som innefattar uppdelningen av cytoplasma.

Flera fission

Även om binär klyvning är den vanligaste reproduktiva modaliteten, kan vissa arter, såsom Bdellovibrio ¸, uppleva flera fissioner. Resultatet av denna process är flera dotterceller och inte längre två, som nämnts i binär fission.

KNOPPNING

Det är en process som liknar den som nämns för djur, men extrapoleras till en enda cell. Bakteriell knoppning börjar med en liten knopp som skiljer sig från modercellen. Denna utbuktning genomgår en tillväxtprocess tills den gradvis separeras från de bakterier som har sitt ursprung.

Knoppning resulterar i ojämn fördelning av materialet i cellen.

Splittring

I allmänhet kan bakterier av filamentös typ (till exempel Nicardia sp.) Reproducera sig genom denna väg. Filamentens celler separeras och börjar växa som nya celler.

sporulering

Sporulering består av produktion av strukturer som kallas sporer. Dessa är mycket resistenta strukturer som består av en cell.

Denna process är kopplad till miljöförhållandena som omger organismen, i allmänhet när dessa blir ogynnsamma på grund av bristen på näringsämnen eller extremt klimat, utlösas sporulering.

Skillnader mellan sexuell och asexuell reproduktion

Hos individer som reproducerar oexuellt består avkommorna av nästan identiska kopior av sina föräldrar, det vill säga kloner. Den enda förälderns genom kopieras av mitotiska celldelningar, där DNA: et kopieras och överförs i lika delar till de två dottercellerna.

Däremot måste två individer av motsatt kön delta för att sexuell reproduktion ska ske, med undantag av hermafroditer.

Var och en av föräldrarna kommer att bära en kamet eller könsceller genererade av meiotiska händelser. Avkomman består av unika kombinationer mellan båda föräldrarna. Med andra ord finns det en anmärkningsvärd genetisk variation.

För att förstå de stora variationerna i sexuell reproduktion måste vi fokusera på kromosomerna under uppdelningen. Dessa strukturer kan utbyta fragment med varandra, vilket leder till unika kombinationer. Därför, när vi observerar syskon från samma föräldrar, är de inte identiska med varandra.

Fördelar med asexual kontra sexuell reproduktion

Asexual reproduktion har flera fördelar jämfört med sexuell reproduktion. För det första slösas ingen tid och energi i de komplexa fängelsedanserna eller slagsmålen för den kvinnliga som är typisk för vissa arter, eftersom endast en förälder behövs.

För det andra, många individer som reproducerar sexuellt spenderar mycket energi i produktionen av gameter som aldrig befruktas. Detta gör att du snabbt och effektivt kan kolonisera nya miljöer utan att behöva hitta en kompis.

Teoretiskt ger de asexuella reproduktionsmodellerna som nämns ovan fler fördelar - jämfört med sexuella - för individer som lever i stabila miljöer, eftersom de kan försvara sina genotyper på ett exakt sätt.

referenser

1. Campbell, NA (2001). Biologi: begrepp och relationer. Pearson Education.
2. Curtis, H., & Schnek, A. (2006). Inbjudan till biologi. Panamerican Medical Ed.
3. De Meeûs, T., Prugnolle, F., & Agnew, P. (2007). Asexual reproduktion: genetik och evolutionära aspekter. Cellular and Molecular Life Sciences, 64 (11), 1355-1372.
4. Engelkirk, PG, Duben-Engelkirk, JL, & Burton, GRW (2011). Burtons mikrobiologi för hälsovetenskap. Lippincott Williams & Wilkins.
5. Patil, U., Kulkarni, JS, & Chincholkar, SB (2008). Stiftelser inom mikrobiologi. Nirali Prakashan, Pune.
6. Raven, PH, Evert, RF, & Eichhorn, SE (1992). Växtbiologi (vol. 2). Jag vänt.
7. Tabata, J., Ichiki, RT, Tanaka, H., & Kageyama, D. (2016). Sexuell kontra Asexuell reproduktion: Särskilda resultat i relativ överflöd av parenogenetiska mugglyg efter nyligen kolonisering. PLoS ONE, 11 (6), e0156587.
8. Yuan, Z. (2018). Mikrobiell energiomvandling. Walter de Gruyter GmbH & Co KG.