Aseksuele voortplantingseigenschappen en -types (dieren, planten en micro-organismen)



de aseksuele reproductie het wordt gedefinieerd als de vermenigvuldiging van een individu dat nakomelingen kan voortbrengen zonder de noodzaak van bevruchting. Daarom bestaan ​​de kinderorganismen uit klonen van de ouder.

Aangenomen wordt dat kinderen geboren uit aseksuele reproductiegebeurtenissen identieke exemplaren van hun ouders zijn. We moeten echter niet vergeten dat de kopie van het genetische materiaal onderhevig is aan veranderingen die "mutaties" worden genoemd.

Aseksuele voortplanting is overheersend in eencellige organismen, zoals bacteriën en protisten. In de meeste gevallen veroorzaakt een stamcel twee dochtercellen, in een gebeurtenis die binaire splitsing wordt genoemd.

Hoewel dieren gewoonlijk worden geassocieerd met seksuele voortplanting en planten met aseksuele voortplanting, is het een verkeerde relatie en in beide geslachten vinden we de twee basismodellen van reproductie.

Er zijn verschillende mechanismen waardoor een organisme zich ongeslachtelijk kan voortplanten. Bij dieren zijn de belangrijkste typen fragmentatie, ontluikende en parthenogenese.

In het geval van planten wordt de ongeslachtelijke voortplanting gekenmerkt door een zeer gevarieerd karakter, omdat deze organismen een grote plasticiteit hebben. Ze kunnen zich reproduceren, door stekjes, wortelstokken, staken en zelfs door veel bladeren en wortels.

Aseksuele reproductie vertegenwoordigt een reeks voordelen. Het is snel en efficiënt, waardoor de kolonisatie van omgevingen in relatief korte tijd mogelijk is. Bovendien hoeft het geen tijd en energie te besteden aan worstelingen door seksuele partners of aan dansen van complexe en uitgebreide vrijplechtigheden..

Het grootste nadeel is echter het ontbreken van genetische variabiliteit, wat een voorwaarde is sine qua non zodat de mechanismen die verantwoordelijk zijn voor biologische evolutie kunnen handelen.

Het gebrek aan variabiliteit in een soort kan leiden tot het uitsterven van hetzelfde in het geval dat ze geconfronteerd worden met ongunstige omstandigheden, plagen of extreme klimaten oproepen. Daarom wordt aseksuele voortplanting begrepen als een alternatieve aanpassing in reactie op aandoeningen die uniforme populaties vereisen.

index

  • 1 Algemene kenmerken
  • 2 Aseksuele voortplanting bij dieren (soorten)
    • 2.1 Gematie
    • 2.2 Fragmentatie
    • 2.3 Parthenogenese bij ongewervelden
    • 2.4 Parthenogenese bij gewervelde dieren
    • 2.5 Androgenese en Ginogenese
  • 3 Aseksuele voortplanting in planten (soorten)
    • 3.1 Stolons
    • 3.2 Rhizomes
    • 3.3 Stekken
    • 3.4 Grafts
    • 3.5 Bladeren en wortels
    • 3.6 Sporulatie
    • 3.7 Propágulos
    • 3.8 Parthenogenese en apomixis
    • 3.9 Voordelen van aseksuele voortplanting in planten
  • 4 Aseksuele voortplanting in micro-organismen (typen)
    • 4.1 Binaire splitsing in bacteriën
    • 4.2 Binaire splitsing in eukaryoten
    • 4.3 Meervoudige splitsing
    • 4.4 Gematie
    • 4.5 Fragmentatie
    • 4.6 Sporulatie
  • 5 Verschillen tussen seksuele en aseksuele voortplanting
  • 6 Voordelen van aseksuele versus seksuele reproductie
  • 7 Referenties

Algemene kenmerken

Seksuele reproductie vindt plaats wanneer een individu nieuwe organismen uit somatische structuren produceert. De nakomelingen zijn genetisch identiek aan de voorloper in alle aspecten van het genoom, behalve in regio's die somatische mutaties hebben doorgemaakt.

Verschillende termen worden gebruikt om te verwijzen naar de productie van nieuwe individuen uitgaande van weefsel- of somatische cellen. In de literatuur is seksuele reproductie synoniem met klonale reproductie.

Voor dieren is de term agametische reproductie (uit het Engels agametische reproductie), terwijl het in planten gebruikelijk is om de uitdrukking vegetatieve reproductie te gebruiken.

Een immense hoeveelheid organismen reproduceren hun hele leven door seksuele reproductie. Afhankelijk van de groep en de omgevingscondities kan het organisme zich uitsluitend via de aseksuele route voortplanten of afwisselen met seksuele voortplantingsgebeurtenissen.

Aseksuele voortplanting bij dieren (typen)

Bij dieren kunnen de nakomelingen van een alleenstaande ouder komen via mitotische delingen (ongeslachtelijke voortplanting) of het kan gebeuren door de bevruchting van twee gameten van twee verschillende individuen (seksuele reproductie).

Verschillende groepen dieren kunnen zich ongeslachtelijk voortplanten, voornamelijk de groepen ongewervelde dieren. De belangrijkste soorten aseksuele voortplanting bij dieren zijn de volgende:

knopvorming

Ontluik bestaat uit de vorming van een uitstulping of evacuatie van het ouderlijk individu. Deze structuur wordt eigeel genoemd en zal aanleiding geven tot een nieuw organisme.

Dit proces vindt plaats bij bepaalde cnidarians (kwallen en aanverwanten) en manteldiertjes waarbij het nageslacht kan worden geproduceerd door uitsteeksels van het lichaam van de ouders. Het individu kan groeien en onafhankelijk worden of gehecht zijn aan zijn ouder om een ​​kolonie te vormen.

Er zijn kolonies cnidarians, de beroemde rotsachtige koralen, die zich over meer dan een meter uitstrekken. Deze structuren worden gevormd door individuen gevormd door ontluikende gebeurtenissen, waarvan de gemmules verbonden bleven. Hydra's staan ​​bekend om hun vermogen om zich ongeslachtelijk voort te planten door te ontluiken.

In het geval van porifera (sponzen) is ontluiken een tamelijk gebruikelijke manier van reproduceren. Sponzen kunnen gemmules vormen om perioden met ongunstige omgevingsomstandigheden te weerstaan. Sponzen hebben echter ook seksuele voortplanting.

fragmentatie

Dieren kunnen hun lichaam verdelen in een proces van fragmentatie, waarbij een stuk een nieuw individu kan zijn. Dit proces gaat gepaard met regeneratie, waarbij de cellen van het oorspronkelijke deel van de ouder worden verdeeld om een ​​volledig lichaam te genereren.

Dit fenomeen komt voor in verschillende lijnen van ongewervelde dieren, zoals sponzen, cnidarians, ringwormen, polychaetes en manteldieren.

Verwar regeneratieprocessen niet per se met aseksuele reproductiegebeurtenissen. Sponzen bijvoorbeeld, wanneer ze één arm verliezen, kunnen een nieuwe regenereren. Het impliceert echter geen reproductie omdat het niet leidt tot een toename van het aantal personen.

In de zeester van het geslacht Linckia Het is mogelijk dat een nieuw individu afkomstig is van een arm. Aldus kan een organisme met vijf armen aanleiding geven tot vijf nieuwe individuen.

De planarias (Turbelarios) zijn vermiforme organismen met het vermogen om zowel seksueel als ongeslachtelijk te reproduceren. Een veel voorkomende ervaring in biologielaboratoria is om een ​​planaria te fragmenteren door te observeren hoe een nieuw organisme uit elk stuk wordt geregenereerd.

Parthenogenese bij ongewervelden

In sommige groepen ongewervelde dieren, zoals insecten en kreeftachtigen, is een eitje in staat een volledig individu te ontwikkelen, zonder de noodzaak om door een sperma te worden bevrucht. Dit fenomeen wordt parthenogenese genoemd en is wijdverspreid bij dieren.

Het duidelijkste voorbeeld is dat van hymenoptera, specifiek bijen. Deze insecten kunnen afkomstig zijn van mannetjes, genaamd drones, door middel van parthenogenese. Omdat mensen uit een onbevrucht ei komen, zijn ze haploïde (ze hebben maar de helft van de genetische lading).

Bladluizen - een andere groep insecten - kunnen nieuwe individuen zijn door processen van parthenogenese of seksuele reproductie.

In de schaaldieren Daphnia het vrouwtje maakt verschillende soorten eieren afhankelijk van de omgevingsomstandigheden. De eieren kunnen worden bevrucht en aanleiding geven tot een diploïde individu of ontwikkelen door parthenogenese. Het eerste geval gaat gepaard met ongunstige omgevingsomstandigheden, terwijl parthenogenese plaatsvindt in welvarende milieus

In het laboratorium is het mogelijk parthenogenese te induceren door het toedienen van chemicaliën of fysieke stimuli. In bepaalde stekelhuidigen en amfibieën is dit proces met succes uitgevoerd en wordt het experimentele parthenogenese genoemd. Op dezelfde manier is er een bacterie van het geslacht Wolbachia in staat om het proces te induceren.

Parthenogenese bij gewervelde dieren

Het fenomeen van parthenogenese strekt zich uit tot het geslacht van gewervelde dieren. In verschillende geslachten van vissen, amfibieën en reptielen, vindt een complexere vorm van dit proces plaats, waarbij sprake is van duplicatie van het chromosoomspel, wat leidt tot diploïde zygoten zonder de deelname van een mannelijk spel.

Ongeveer 15 soorten hagedissen staan ​​bekend om hun exclusieve vermogen om zich te reproduceren door parthenogenese.

Hoewel deze reptielen niet direct een partner nodig hebben om conceptie te bereiken (in feite missen deze soorten mannen), ze vereisen seksuele stimuli van valse copulaties en vrijplechtigheidssessies met andere individuen..

Androgenese en Ginogenese

In het proces van androgenese degenereert de kern van de eicel en wordt vervangen door de kern van de vader door kernfusie van twee zaadcellen. Hoewel het voorkomt in sommige diersoorten, zoals bijvoorbeeld wandelinsecten, wordt het in dit koninkrijk niet als een gewoon proces beschouwd.

Aan de andere kant bestaat de gynogenese uit de productie van nieuwe organismen door eicellen (vrouwelijke geslachtscellen), diploïd die geen delen van hun genetisch materiaal ondergingen door meiose.

Bedenk dat onze geslachtscellen slechts de helft van de chromosomen hebben en wanneer bevruchting optreedt, wordt het aantal chromosomen hersteld.

Om de gynogenese te laten plaatsvinden, is stimulatie van het sperma van de man noodzakelijk. Het nageslachtproduct van de gynogenese zijn vrouwtjes die identiek zijn aan hun moeder. Deze route is ook bekend als pseudogamie.

Aseksuele voortplanting in planten (soorten)

In planten is er een breed spectrum van reproductiemodi. Het zijn zeer plastische organismen en het is niet ongebruikelijk om planten te vinden die zich seksueel en ongeslachtelijk kunnen vermenigvuldigen.

Er is echter gevonden dat veel soorten de voorkeur geven aan het pad van de aseksuele voortplanting, hoewel hun voorouders het seksueel deden.

In het geval van ongeslachtelijke voortplanting kunnen planten op verschillende manieren nakomelingen voortbrengen, van de ontwikkeling van een ovocell zonder bevruchting tot het verkrijgen van een compleet organisme door een fragment van de ouder..

Zoals in het geval van dieren vindt seksuele reproductie plaats door celdeling door mitose, die resulteert in identieke cellen. Vervolgens bespreken we de meest relevante soorten vegetatieve reproductie:

uitlopers

Sommige planten kunnen zich reproduceren door dunne en langwerpige stengels die ontstaan ​​langs het oppervlak van de grond. Deze structuren staan ​​bekend als stolonen en genereren wortels met intervallen op afstand. De wortels kunnen rechtopstaande stelen genereren die zich in de loop van de tijd ontwikkelen bij onafhankelijke personen.

Een treffend voorbeeld is de aardbei- of aardbeiensoort (Fragaria ananassa) die in staat is om verschillende structuren te genereren, inclusief bladeren, wortels en stelen van elk knooppunt van een stolon.

wortelstokken

Zowel in het geval van de stolonen als de wortelstokken, kunnen de okselknoppen van de planten een gespecialiseerde shoot genereren voor ongeslachtelijke voortplanting. De moederplant vertegenwoordigt een reservebron voor uitbraken.

Wortelstokken zijn stengels van ongedefinieerde groei die onder de grond groeien - of daarboven - horizontaal. Net als de stolons produceren ze toevallige wortels, die een nieuwe plant genereren die identiek is aan die van de moeder.

Dit type vegetatieve voortplanting is belangrijk in de groep van grassen (waar de wortelstokken leiden tot de vorming van knoppen die aanleiding geven tot stelen met bladeren en bloemen), de sierplanten, de weiden, het riet en de bamboes.

stekken

De stekken zijn delen of stukjes van een stengel waarvan een nieuwe plant afkomstig is. Om deze gebeurtenis te laten plaatsvinden, moet de stengel in aarde worden begraven om uitdroging te voorkomen en kunnen worden behandeld met hormonen die de groei van onvoorziene wortels stimuleren..

In andere gevallen wordt het stuk stengel in water geplaatst om de wortelvorming te stimuleren. Nadat het is overgebracht naar een geschikte omgeving, kan een nieuw individu zich ontwikkelen.

transplantaten

De planten kunnen worden gereproduceerd door het inbrengen van een knop in een spleet die eerder is gemaakt in een steel van een houtachtige plant met wortels.

Wanneer de procedure succesvol is, sluit de wond en is de stengel levensvatbaar. In de volksmond wordt er gezegd dat de plant "gevangen" is.

Bladeren en wortels

Er zijn enkele soorten in de bladeren die kunnen worden gebruikt als structuren voor vegetatieve voortplanting. De soort die in de volksmond bekend staat als "kraamafdeling" (Kalanchoe daigremontiana) kan planten genereren die gescheiden zijn van het meristeemweefsel dat zich aan de rand van hun bladeren bevindt.

Deze kleine planten groeien vast aan de bladeren, totdat ze voldoende volwassen zijn en loskomen van hun moeder. Bij het vallen op de grond is de dochterplant geroot.

In de kersenboom, de appelboom en de framboos kan de voortplanting via de wortels plaatsvinden. Deze ondergrondse structuren produceren uitbraken die in staat zijn om nieuwe individuen op te richten.

Er zijn extreme gevallen zoals paardenbloem. Als iemand de plant van de grond probeert te scheuren en de wortels fragmenteert, kan elk van de stukjes tot een nieuwe plant leiden.

sporulatie

Sporulatie komt voor in een breed scala van plantaardige organismen, waaronder mossen en varens. Het proces omvat de vorming van een aanzienlijk aantal sporen die in staat zijn om ongunstige omgevingsomstandigheden te weerstaan.

De sporen zijn klein en gemakkelijk verspreid, hetzij door dieren of door wind. Wanneer ze een gunstige zone bereiken, ontwikkelt de sporen zich in een persoon die gelijk is aan degene die haar heeft voortgebracht.

propagules

De propagules zijn ophopingen van cellen, typisch voor bryophyten en varens, maar worden ook aangetroffen in bepaalde hogere planten zoals knollen en grassen. Deze structuren komen uit de thallus en zijn kleine knoppen met het vermogen zich te verspreiden.

Parthenogenese en apomixis

In de plantkunde wordt het ook meestal toegepast bij parthenogenese. Hoewel het in een striktere betekenis wordt gebruikt om een ​​gebeurtenis van "apomixis gametofitica" te beschrijven. In dit geval wordt een sporofyt (het zaad) geproduceerd door een cel van een ei die geen reductie ondergaat.

Apoximisis is aanwezig in ongeveer 400 soorten angiospermen, terwijl andere planten dit op een optionele manier kunnen doen. Parthenogenese beschrijft dus slechts een deel van de ongeslachtelijke voortplanting in planten. Daarom wordt voorgesteld om de term voor planten niet te gebruiken.

Sommige auteurs (zie De Meeûs et al. 2007) verdeelt de apomixis vaak van vegetatieve voortplanting. Bovendien classificeren ze de apomixis in het gametofytische al beschreven en komen ze van de sporofyt, waar het embryo zich ontwikkelt uit een nucleaire cel of ander somatisch weefsel van de eierstok dat de gametofytische fase niet ervaart.

Voordelen van aseksuele voortplanting in planten

Over het algemeen laat de ongeslachtelijke voortplanting de plant zichzelf reproduceren in identieke exemplaren die goed zijn aangepast aan die specifieke omgeving.

Bovendien is aseksuele reproductie in de silvers een snel en efficiënt mechanisme. Daarom wordt het gebruikt als een strategie wanneer het organisme zich in gebieden bevindt waar de omgevingen niet geschikt zijn voor zaadreproductie.

Planten in droge gebieden in Patagonië bijvoorbeeld, zoals de korrels, planten zich op deze manier voort en bezetten uiteindelijk grote stukken grond.

Aan de andere kant hebben boeren het meeste van dit soort vermeerdering gemaakt. Je kunt een variëteit selecteren en het aseksueel reproduceren om klonen te verkrijgen. Aldus zullen ze genetische uniformiteit verkrijgen en toestaan ​​dat ze een gewenste eigenschap behouden.

Aseksuele voortplanting in micro-organismen (typen)

Aseksuele voortplanting komt veel voor in eencellige organismen. In prokaryote lijnen, bijvoorbeeld bacteriën, zijn de meest prominente binaire splitsing, ontluiking, fragmentatie en meervoudige splijting. Aan de andere kant bestaat er in de eencellige eukaryotische organismen de binaire verdeling en de sporulatie.

Binaire splitsing in bacteriën

De binaire splitsing is een proces van verdeling van het genetische materiaal, gevolgd door de billijke verdeling van het inwendige van de cel om twee organismen te verkrijgen identiek aan de ouder en identiek aan elkaar.

Binaire splitsing begint wanneer de bacterie zich in een medium bevindt met voldoende voedingsstoffen en het milieu bevorderlijk is voor de voortplanting. Vervolgens ervaart de cel een gebeurtenis van geringe verlenging.

Vervolgens begint de replicatie van genetisch materiaal. In bacteriën is DNA georganiseerd in een cirkelvormig chromosoom en wordt het niet begrensd door een membraan, als de opvallende en onderscheidende kern van eukaryoten.

In de periode van verdeling van genetisch materiaal wordt het verdeeld in tegenovergestelde zijden van de cel. Op dit punt begint de synthese van de polysacchariden die de bacteriële wand vormen, waarna de vorming van een tussenschot optreedt in het midden en de cel uiteindelijk volledig wordt gescheiden.

In sommige gevallen kunnen de bacteriën hun genetisch materiaal gaan delen en dupliceren. De cellen vallen echter nooit uit elkaar. Voorbeelden hiervan zijn de groepen kokosnoten, zoals diplococci.

Binaire splitsing in eukaryoten

In eencellige eukaryoten, zoals Trypanosoma er treedt bijvoorbeeld een vergelijkbaar type reproductie op: een cel geeft aanleiding tot twee dochtercellen van vergelijkbare grootte.

Door de aanwezigheid van een echte celkern wordt dit proces complexer en uitgebreider. Er moet een mitoseproces plaatsvinden om de nucleus te delen, gevolgd door de cytokinese die de verdeling van het cytoplasma omvat..

Meerdere splitsing

Hoewel binaire splijting de meest voorkomende reproductieve modaliteit is, zijn sommige soorten, zoals Bdellovibrio¸ kunnen meerdere fissies ervaren. Het resultaat van dit proces is meerdere dochtercellen en niet meer twee, zoals vermeld in binaire splitsing.

knopvorming

Het is een proces dat vergelijkbaar is met het proces dat is genoemd voor dieren, maar is geëxtrapoleerd naar een enkele cel. Bacteriële ontluikende begint met een kleine knop die verschilt van de bovenliggende cel. Genoemd uitsteeksel ondergaat een groeiproces totdat het zich geleidelijk afscheidt van de bacterie waaruit het is ontstaan.

Ontluikende resultaten in de ongelijke verdeling van het materiaal in de cel.

fragmentatie

Over het algemeen bacteriën van het filamenteuze type (bijvoorbeeld Nicardia sp.) kan op deze manier worden gereproduceerd. De filamentcellen scheiden zich en beginnen te groeien als nieuwe cellen.

sporulatie

Sporulatie is de productie van structuren die sporen worden genoemd. Dit zijn extreem resistente structuren gevormd door een cel.

Dit proces is gekoppeld aan de omgevingsomstandigheden die het organisme omringen, meestal als deze ongunstig worden vanwege de schaarste aan voedingsstoffen of extreme klimaten, wordt sporulatie geactiveerd.

Verschillen tussen seksuele en aseksuele reproductie

Bij individuen die zich ongeslachtelijk voortplanten, bestaan ​​nakomelingen uit vrijwel identieke exemplaren van hun stamouders, dwz klonen. Het genoom van de enige ouder wordt gekopieerd door mitotische celdelingen, waarbij het DNA wordt gekopieerd en in gelijke delen wordt overgedragen naar de twee dochtercellen.

Om seksueel voortplanting te voorkomen, moeten daarentegen twee individuen van het andere geslacht deelnemen, met uitzondering van de hermafrodieten..

Elk van de ouders zal een speleten of geslachtscellen dragen die zijn gegenereerd door meiotische gebeurtenissen. De nakomelingen bestaan ​​uit unieke combinaties tussen beide ouders. Met andere woorden, er is opmerkelijke genetische variatie.

Om de hoge niveaus van variatie in seksuele reproductie te begrijpen, moeten we ze tijdens de deling concentreren op de chromosomen. Deze structuren zijn in staat om fragmenten met elkaar uit te wisselen, resulterend in unieke combinaties. Daarom, als we waarnemen dat broers van dezelfde ouders niet identiek zijn aan elkaar.

Voordelen van aseksuele versus seksuele reproductie

De aseksuele reproductie veronderstelt verschillende voordelen op de seksuele. Ten eerste, tijd en energie worden niet verspild aan de complexe verkeringstansen of vrouwenslagen die kenmerkend zijn voor sommige soorten, omdat er maar één ouder nodig is..

Ten tweede, veel individuen die seksueel reproduceren, spenderen veel energie aan de productie van gameten die nooit worden bevrucht. Dit maakt het mogelijk om nieuwe omgevingen snel en effectief te koloniseren zonder de noodzaak om een ​​partner te krijgen.

Theoretisch gezien geven de hierboven genoemde modellen van aseksuele voortplanting hen meer voordelen - in vergelijking met de seksuele - aan personen die in een stabiele omgeving wonen, omdat ze hun genotypes op een precieze manier kunnen bestendigen.

referenties

  1. Campbell, N. A. (2001). Biologie: concepten en relaties. Pearson Education.
  2. Curtis, H., & Schnek, A. (2006). Uitnodiging voor biologie. Ed. Panamericana Medical.
  3. De Meeûs, T., Prugnolle, F., en Agnew, P. (2007). Aseksuele voortplanting: genetica en evolutionaire aspecten. Cellulaire en moleculaire levenswetenschappen, 64(11), 1355-1372.
  4. Engelkirk, P.G., Duben-Engelkirk, J.L., & Burton, G.R.W. (2011). Burton's microbiologie voor de gezondheidswetenschappen. Lippincott Williams & Wilkins.
  5. Patil, U., Kulkarni, J. S., en Chincholkar, S. B. (2008). Foundations in Microbiology. Nirali Prakashan, Pune.
  6. Raven, P.H., Evert, R.F., & Eichhorn, S.E. (1992). Biologie van planten (Deel 2). Ik draaide achteruit.
  7. Tabata, J., Ichiki, R.T., Tanaka, H., & Kageyama, D. (2016). Seksuele versus aseksuele reproductie: duidelijke resultaten in relatieve overvloed van parthenogenetische mealybugs na recente kolonisatie. PLoS ONE, 11(6), e0156587.
  8. Yuan, Z. (2018). Microbiële energieconversie. Walter de Gruyter GmbH & Co KG.