Del:
Asexual reproduktionskarakteristika og -typer (dyr, planter og mikroorganismer)
den aseksuel reproduktion Det er defineret som multiplikationen af et individ, der er i stand til at stamme fra afkom uden behov for befrugtning. Derfor består barnorganismerne af kloner af moderen.
Det antages, at børn født af aseksuelle reproduktionshændelser er identiske kopier af deres forældre. Det skal dog huskes, at kopien af det genetiske materiale er underlagt ændringer, der kaldes "mutationer".
Asexual reproduktion er fremherskende i enhedsorganer, såsom bakterier og protister. I de fleste tilfælde giver en stamcelle anledning til to datterceller, i en begivenhed kaldet binær fission.
Selvom dyr normalt er forbundet med seksuel reproduktion og planter med aseksuel reproduktion, er det et forkert forhold, og i begge linjer finder vi de to grundlæggende reproduktionsmodeller.
Der er forskellige mekanismer, hvormed en organisme kan reproducere aseksuelt. Hos dyr er hovedtyperne fragmentering, spirende og parthenogenese.
I tilfælde af planter er aseksuel reproduktion karakteriseret ved at være ekstremt varieret, da disse organismer nyder stor plasticitet. De kan reproducere, ved stiklinger, jordstænger, stakes og endda med mange blade og rødder.
Asexual reproduktion repræsenterer en række fordele. Det er hurtigt og effektivt, hvilket muliggør kolonisering af miljøer på relativt kort tid. Derudover behøver den ikke bruge tid og energi i kampe af seksuelle partnere eller i danse af komplekse og uddybede hofskaber.
Den største ulempe er imidlertid manglen på genetisk variabilitet, hvilket er en betingelse sine qua non således at de mekanismer, der er ansvarlige for den biologiske udvikling, kan handle.
Den manglende variation i en art kan føre til udslettelse af den samme, hvis de skal vende ugunstige forhold, call skadedyr eller ekstreme klimaer. Derfor forstås aseksuel reproduktion som en alternativ tilpasning som reaktion på betingelser, som kræver ensartede populationer.
indeks
- 1 Generelle egenskaber
- 2 Ældre reproduktion i dyr (typer)
- 2.1 Gemation
- 2.2 Fragmentering
- 2.3 Parthenogenese hos hvirvelløse dyr
- 2.4 Parthenogenese hos hvirveldyr
- 2,5 androgenese og ginogenese
- 3 Ældre reproduktion i planter (typer)
- 3.1 Stoler
- 3.2 Rhizomes
- 3.3 Stiklinger
- 3.4 Grafts
- 3.5 Løv og rødder
- 3.6 Sporulation
- 3.7 Propágulos
- 3.8 Parthenogenese og apomixis
- 3.9 Fordele ved aseksal reproduktion i planter
- 4 Asexual reproduktion i mikroorganismer (typer)
- 4.1 Binær fission i bakterier
- 4.2 Binær fission i eukaryoter
- 4.3 Flere fissioner
- 4.4 Gemation
- 4.5 Fragmentering
- 4.6 Sporulation
- 5 Forskelle mellem seksuel og aseksuel reproduktion
- 6 Fordele ved aseksual versus seksuel reproduktion
- 7 referencer
Generelle egenskaber
Seksuel gengivelse sker, når en person producerer nye organismer fra somatiske strukturer. Efterkommerne er genetisk identiske med forfæderen i alle aspekter af genomet, undtagen i regioner, der har oplevet somatiske mutationer.
Forskellige udtryk bruges til at henvise til produktion af nye individer, der starter fra væv eller somatiske celler. I litteraturen er seksuel reproduktion synonym med klonal reproduktion.
For dyr er udtrykket agametic reproduktion (fra engelsk agametic reproduktion), mens det i planter er almindeligt at anvende udtrykket vegetativ reproduktion.
En enorm mængde af organismer reproducerer gennem deres liv gennem seksuel reproduktion. Afhængig af gruppens og miljøforholdene kan organismen udelukkende reproducere gennem den aseksuelle vej eller skifte den med seksuelle reproduktionshændelser.
Ældre reproduktion i dyr (typer)
Hos dyr kan afkommet komme fra en enkelt forælder gennem mitotiske divisioner (ukønnet formering) eller kan opstå gennem befrugtning af to gameter fra to forskellige individer (seksuel reproduktion).
Forskellige grupper af dyr kan reproducere aseksuelt, overvejende grupper af hvirvelløse dyr. De vigtigste typer af aseksuel reproduktion hos dyr er følgende:
knopskydning
Budding består af dannelsen af en bulge eller evakuering, der kommer fra forældrenes individuelle. Denne struktur kaldes æggeblomme og vil give anledning til en ny organisme.
Denne proces forekommer hos visse cnidarians (maneter og beslægtede) og sækdyr, hvor afkomene kan produceres ved fremspring af forældrenes legeme. Den enkelte kan vokse og blive uafhængig eller være knyttet til deres forældre til at danne en koloni.
Der er kolonier af cnidarians, de berømte stenige koraller, der kan strække sig over mere end en meter. Disse strukturer er dannet af personer dannet af spirende begivenheder, hvis gemmules forblev forbundet. Hydras er kendt for deres evne til at reproducere aseksuelt ved spirende.
I tilfælde af porifera (svampe) er budding en ret almindelig måde at reproducere. Svampe kan danne gemmules for at modstå perioder med ugunstige miljøforhold. Svampe har dog også seksuel reproduktion.
fragmentering
Dyr kan dele deres krop i en fragmenteringsproces, hvor et stykke kan stamme fra et nyt individ. Denne proces ledsages af regenerering, hvor cellerne i den oprindelige del af forældrene er opdelt for at generere en komplet krop.
Dette fænomen forekommer i forskellige rækker af hvirvelløse dyr, såsom svampe, cnidarians, annelider, polychaetes og tunicates.
Forsæt ikke fornyelsesprocesser i sig selv med aseksuelle reproduktionshændelser. For eksempel kan svampe, når de mister en arm, regenerere en ny. Det indebærer dog ikke reproduktion, da det ikke medfører en stigning i antallet af individer.
I søsøsterne Linckia Det er muligt, at et nyt individ stammede fra en arm. Således kan en organisme med fem arme give anledning til fem nye individer.
Planarias (Turbelarios) er vermiforme organismer med evnen til at reproducere både seksuelt og aseksuelt. En fælles erfaring i biologilaboratorier er at fragmentere en planaria i at observere, hvordan en ny organisme regenereres fra hvert stykke.
Parthenogenese hos hvirvelløse dyr
I nogle grupper af hvirvelløse dyr, såsom insekter og krebsdyr, et æg er i stand til at udvikle et komplet individ, uden behov for at blive befrugtet af sædceller. Dette fænomen kaldes parthenogenese og er udbredt hos dyr.
Det mest klogeste eksempel er det for hymenoptera, specielt bier. Disse insekter kan stamme fra mænd, kaldet droner, ved hjælp af parthenogenese. Da individer kommer fra et ubefrugtet æg, er de haploide (de har kun halvdelen af den genetiske belastning).
Bladlus - en anden gruppe af insekter - kan stamme fra nye individer gennem processer af parthenogenese eller seksuel reproduktion.
I krebsdyr Daphnia kvinden producerer forskellige slags æg afhængigt af miljøforholdene. Ægene kan befrugtes og give anledning til et diploid individ eller udvikle sig ved parthenogenese. Det første tilfælde er forbundet med ugunstige miljøforhold, mens parthenogenese forekommer i velstående miljøer
I laboratoriet er det muligt at fremkalde parthenogenese ved anvendelse af kemikalier eller fysiske stimuli. Hos visse pighuder og amfibier er denne proces blevet gennemført med succes og kaldes eksperimentel parthenogenese. På samme måde er der en bakterie af slægten Wolbachia kunne fremkalde processen.
Parthenogenese hos hvirveldyr
Fænomenet parthenogenese strækker sig til rækken af hvirveldyr. I flere slægter af fisk, amfibier og krybdyr forekommer en mere kompleks form af denne proces, der involverer duplikering af kromosomspillet, hvilket fører til diploide zygoter uden deltagelse af en mandlig gamete.
Ca. 15 arter af firben er kendt for deres enestående evne til at reproducere ved parthenogenese.
Selv om disse krybdyr ikke behøver direkte fra en kammerat at blive gravide (faktisk disse arter mangler hanner), de kræver seksuelle stimuli fra falske parringer og courtships sessioner med andre individer.
Androgenese og ginogenese
I androgénesis proces, kernen fra oocytten degenererer og bliver erstattet af den forælder kernen via nuklear fusion fra to sperm. Selvom det forekommer hos nogle dyrearter, som f.eks. Stickinsekter, betragtes det ikke som en fælles proces i det kongerige.
På den anden side består gynogenese af produktion af nye organismer af oocytter (kvindelige kønsceller) diploid, der ikke underkastes opdeling af deres genetiske materiale af meiosis.
Husk at vores sexceller kun har halvdelen af kromosomerne, og når befrugtning sker, bliver antallet af kromosomer genoprettet.
For at gynogenese skal forekomme, er stimulering fra sædets sæd nødvendig. Gynogenesens afkomprodukt er kvinder, der er identiske med deres mor. Denne vej er også kendt som pseudogami.
Asexual reproduktion i planter (typer)
I planter er der et bredt spektrum af reproduktionsformer. De er stærkt plastiske organismer, og det er ikke usædvanligt at finde planter, der kan reproducere seksuelt og aseksuelt.
Det har imidlertid vist sig, at mange arter foretrækker vejen for aseksuel reproduktion, selv om deres forfædre gjorde det seksuelt.
I tilfælde af ukønnet formering kan frembringe afkom planter på forskellige måder, fra udviklingen af en ubefrugtede æg celle til opnåelse af en hel organisme med et fragment af forælder.
Som hos dyr foregår seksuel reproduktion ved hændelser af celledeling ved mitose, hvilket resulterer i identiske celler. Dernæst vil vi diskutere de mest relevante typer vegetativ reproduktion:
udløbere
Nogle planter er i stand til at reproducere med tynde og aflange stængler, der stammer fra jordens overflade. Disse strukturer er kendt som stolons og genererer rødder med mellemrum. Rødderne kan generere oprejst stængler, der udvikler sig over tid i uafhængige individer.
Et slående eksempel er jordbær- eller jordbærarterne (Fragaria ananassa) der er i stand til at generere forskellige strukturer, herunder blade, rødder og stilker af hver knude på en stolon.
jordstængler
Både i tilfælde af stolons og rhizomes, kan de axillære knopper af planterne skabe en specialiseret skyde for aseksuel reproduktion. Moderfabrikken repræsenterer en reservekilde for udbrud.
Rhizomes er stammer af udefineret vækst, der vokser under jorden - eller over - vandret. Ligesom stolons producerer de utilsigtede rødder, som vil generere en ny plante identisk med moderens ene.
Denne type vegetativ reproduktion er vigtig i gruppen af græsser (hvor jordstængler fører til dannelse af knopper, der resulterer stængler med blade og blomster), udsmykning stauder, græsgange, siv og bambus.
stiklinger
Stiklinger er dele eller stykker af en stamme, hvorfra en ny plante stammer fra. For at denne begivenhed skal forekomme, skal stammen begraves i jord for at forhindre udtørring og kan behandles med hormoner, der stimulerer væksten af utilsigtede rødder..
I andre tilfælde er stænglen placeret i vand for at stimulere dannelsen af rødder. Når det er overført til et passende miljø, kan et nyt individ udvikle sig.
podninger
Planterne kan reproduceres ved indsættelse af en knopp i en spalte, der tidligere er lavet i en stamme af en træagtig plante, der har rødder.
Når proceduren er vellykket, lukker såret, og stammen er levedygtig. Samfund er det sagt at planten "fanget".
Blade og rødder
Der er nogle arter i bladene, der kan bruges som strukturer til vegetativ reproduktion. Arten populært kendt som "barsel plante" (Kalanchoe daigremontiana) kan generere planter adskilt fra det meristematiske væv placeret ved kanten af deres blade.
Disse små planter vokser fastgjort til bladene, indtil de er modne nok og adskiller sig fra deres mor. Når den falder til jorden, er datterplanten forankret.
I kirsebærtræet, æbletræet og hindbær kan reproduktionen ske gennem rødderne. Disse underjordiske strukturer producerer udbrud, der kan skabe nye individer.
Der er ekstreme tilfælde som mælkebøtte. Hvis nogen forsøgte at rive planten ud af jorden og fragmentere sine rødder, kan hvert stykke føre til en ny plante.
sporulation
Sporulation forekommer i en bred vifte af planteorganismer, herunder moser og bregner. Processen indebærer dannelsen af et betydeligt antal sporer, der er i stand til at modstå negative miljøforhold.
Sporer er små og let spredt, enten ved dyr eller ved vind. Når de når en gunstig zone, udvikler sporen sig i et individ, der svarer til den, der stammer fra den.
spredningslegemer
Propagulaerne er akkumuleringer af celler, der er typiske for bryophytter og bregner, men findes også i visse højere planter som knolde og græs. Disse strukturer kommer fra thallus, og er små knopper med evnen til at sprede sig.
Parthenogenese og apomixis
I botanik anvendes den også normalt i parthenogenese. Selvom det bruges i strengere forstand til at beskrive en begivenhed af "apomixis gametofitica". I dette tilfælde produceres en sporophyte (frøet) af en celle af et æg, der ikke undergår reduktion.
Apoximisis er til stede i ca. 400 arter af angiospermer, mens andre planter kan gøre det på en valgfri måde. Parthenogenese beskriver således kun en del af aseksuel reproduktion i planter. Derfor foreslås det at undgå at bruge udtrykket for planter.
Nogle forfattere (se De Meeûs et al. 2007) deler ofte apomixis fra vegetativ reproduktion. Desuden klassificerer de apomixis i den allerede beskrevne gametofytiske, og kommer fra sporofyten, hvor embryoet udvikler sig fra en nuklear celle eller andet somatisk væv i æggestokken, der ikke oplever den gametofytiske fase.
Fordele ved aseksuel reproduktion i planter
Generelt giver aseksuelle reproduktion planten mulighed for at reproducere sig i identiske kopier, der er velegnede til det pågældende miljø.
Desuden er aseksuel reproduktion i silverne en hurtig og effektiv mekanisme. Derfor bruges den som en strategi, når organismen er i områder, hvor miljøerne ikke er egnede til frøproduktion.
For eksempel reproducerer planter i tørre miljøer i Patagonien, såsom koror, på denne måde og til sidst optager store arealer af jord.
På den anden side har landmændene fået mest ud af denne form for udbredelse. Du kan vælge en sort og reproducere det aseksuelt for at opnå kloner. Således vil de opnå genetisk ensartethed og give dem mulighed for at bevare nogle ønskede karakteristika.
Asexual reproduktion i mikroorganismer (typer)
Asexual reproduktion er meget almindelig i encellulære organismer. I prokaryotiske linjer, for eksempel bakterier, er den mest fremtrædende binær fission, spirende, fragmentering og multipel fission. På den anden side findes der i de encellulære eukaryote organismer den binære division og sporulationen.
Binær fission i bakterier
Binær fission er en proces til opdeling det genetiske materiale, efterfulgt af lige deling inde i cellen til opnåelse af to identiske parentale organismer og er identiske med hinanden.
Binær fission begynder, når bakterien er i et medium, hvor der er tilstrækkelige næringsstoffer, og miljøet er befordrende for reproduktion. Derefter oplever cellen en begivenhed med let forlængelse.
Efterfølgende begynder replikationen af genetisk materiale. I bakterier er DNA organiseret i et cirkulært kromosom og er ikke afgrænset af en membran som den iøjnefaldende og karakteristiske kerne af eukaryoter.
I perioden med opdeling af genetisk materiale fordeles det på modsatte sider af cellen i division. På dette tidspunkt begynder syntesen af polysacchariderne, der danner bakteriemuren, så forekommer dannelsen af en septum i midten, og cellen udskiller sig endelig.
I nogle tilfælde kan bakterierne begynde at opdele og duplikere deres genetiske materiale. Men cellerne kommer aldrig fra hinanden. Eksempler på dette er grupperne af kokosnødder, såsom diplokokker.
Binær fission i eukaryoter
I enscellulære eukaryoter, såsom Trypanosoma For eksempel forekommer en lignende reproduktionstype: En celle giver anledning til to datterceller af samme størrelse.
Ved tilstedeværelsen af en ægte cellekernen bliver denne proces mere kompleks og uddybet. En proces med mitose skal forekomme, for at kernen skal opdeles, efterfulgt af cytokinesen, der omfatter opdelingen af cytoplasmaen.
Multipel fission
Selvom binær fission er den mest almindelige reproduktionsmodalitet, er nogle arter, som f.eks Bdellovibrio¸ er i stand til at opleve flere fissions. Resultatet af denne proces er flere datterceller, og ikke længere to, som nævnt i binær fission.
knopskydning
Det er en proces, der ligner den, der er nævnt for dyr, men ekstrapoleret til en enkelt celle. Bakteriel budding begynder med en lille knopp, der adskiller sig fra modercellen. Den nævnte fremspring undergår en vækstproces, indtil den adskiller sig gradvist fra den bakterie, der stammer fra den.
Sprudlende resultater resulterer i den ujævne fordeling af materialet indeholdt i cellen.
fragmentering
Generelt bakterier af filamentøs type (for eksempel Nicardia sp.) kan gengives på denne måde. Filamentcellerne adskilles og begynder at vokse som nye celler.
sporulation
Sporulation er produktionen af strukturer kaldet sporer. Disse er ekstremt resistente strukturer udgjort af en celle.
Denne proces er knyttet til de miljømæssige forhold omkring organismen, som regel, når disse bliver ugunstig af manglen på næringsstoffer eller ekstreme klimaer, er sporulation udløst.
Forskelle mellem seksuel og aseksuel reproduktion
For personer, der reproducerer aseksuelt, består afkom af næsten identiske kopier af deres stamfæller, dvs. kloner. Genet af den eneste forælder kopieres af mitotiske celledele, hvor DNA'et kopieres og overføres i lige store dele til de to datterceller.
I modsætning hertil skal der for seksuel reproduktion forekomme to individer af modsatte køn, med undtagelse af hermafroditterne..
Hver af forældrene vil bære en gamete eller sexceller genereret af meiotiske begivenheder. Afkomne består af unikke kombinationer mellem begge forældre. Med andre ord er der bemærkelsesværdig genetisk variation.
For at forstå de høje niveauer af variation i seksuel reproduktion skal vi koncentrere dem om kromosomerne under divisionen. Disse strukturer er i stand til at udveksle fragmenter med hinanden, hvilket resulterer i unikke kombinationer. Derfor, når vi observerer, at brødre, der kommer fra de samme forældre, ikke er identiske med hinanden.
Fordele ved aseksual versus seksuel reproduktion
Den aseksuelle reproduktion forudsætter flere fordele på den seksuelle. For det første bliver tid og energi ikke spildt i de komplekse courtship-danse eller hunner-kampe, der er typiske for nogle arter, da kun en forælder er nødvendig..
For det andet bruger mange personer, der reproducerer seksuelt, meget energi i produktionen af gameter, der aldrig befrugtes. Dette giver mulighed for at kolonisere nye miljøer hurtigt og effektivt uden at skulle få en partner.
Teoretisk giver de ovennævnte modeller af aseksuel reproduktion dem flere fordele - sammenlignet med den seksuelle - til personer, der lever i stabile miljøer, da de kan fortsætte deres genotyper på en præcis måde.
referencer
- Campbell, N. A. (2001). Biologi: Begreber og relationer. Pearson Education.
- Curtis, H., & Schnek, A. (2006). Invitation til biologi. Ed. Panamericana Medical.
- De Meeûs, T., Prugnolle, F., & Agnew, P. (2007). Asexual reproduktion: genetik og evolutionære aspekter. Cellular and Molecular Life Sciences, 64(11), 1355-1372.
- Engelkirk, P.G., Duben-Engelkirk, J. L., & Burton, G.R.W. (2011). Burton's mikrobiologi for sundhedsvidenskaben. Lippincott Williams & Wilkins.
- Patil, U., Kulkarni, J. S., & Chincholkar, S. B. (2008). Fonde i mikrobiologi. Nirali Prakashan, Pune.
- Raven, P.H., Evert, R.F., & Eichhorn, S.E. (1992). Biologi af planter (Vol. 2). Jeg vendte om.
- Tabata, J., Ichiki, R. T., Tanaka, H., & Kageyama, D. (2016). Seksuelt versus seksuel reproduktion: Distinct Outcomes i Relativ Overflod af Parthenogenetiske Mealybugs efter Nylig Kolonisering. PLoS ONE, 11(6), e0156587.
- Yuan, Z. (2018). Mikrobiel Energikonvertering. Walter de Gruyter GmbH & Co. KG.