Поділитися:
Характеристики та типи безстатевого розмноження (тварини, рослини та мікроорганізми)
The безстатеве розмноження воно визначається як розмноження індивіда, здатного до походження нащадків без необхідності запліднення. Тому дитячі організми складаються з клонів батьків.
Передбачається, що діти, народжені асексуальними відтвореннями, є ідентичними копіями батьків. Однак слід пам'ятати, що копія генетичного матеріалу підлягає змінам під назвою "мутації".
Безстатеве розмноження переважає в одноклітинних організмах, таких як бактерії і протисти. У більшості випадків стовбурова клітина породжує дві дочірні клітини, в події, що називається двійковим поділом.
Хоча тварини, як правило, асоціюються з статевим розмноженням і рослинами з безстатевим розмноженням, це неправильне відношення і в обох лініях ми знаходимо дві основні моделі відтворення.
Існують різні механізми, за допомогою яких організм може розмножуватися безстатево. У тварин основним типом є фрагментація, бутонізація і партеногенез.
У випадку рослин асексуальне розмноження характеризується надзвичайною різноманітністю, оскільки ці організми користуються великою пластичністю. Вони можуть розмножуватися, живцями, кореневищами, колами і навіть безліччю листя і коріння.
Безстатеве розмноження являє собою ряд переваг. Вона є швидкою та ефективною, дозволяючи колонізацію середовищ за відносно короткий час. Крім того, їй не потрібно витрачати час і енергію на боротьбу сексуальними партнерами або в танцях складних і складних судів.
Однак основним його недоліком є відсутність генетичної мінливості, яка є умовою sine qua non так що механізми, відповідальні за біологічну еволюцію, можуть діяти.
Відсутність мінливості у виду може призвести до вимирання того чи іншого виду, якщо їм доведеться зіткнутися з несприятливими умовами, викликати виразки або екстремальний клімат. Таким чином, асексуальне розмноження розуміється як альтернативна адаптація у відповідь на умови, які вимагають однорідних популяцій.
Індекс
- 1 Загальна характеристика
- 2 Безстатеве розмноження у тварин (типи)
- 2.1 Gemation
- 2.2 Фрагментація
- 2.3 Партеногенез у безхребетних
- 2.4 Партеногенез у хребетних
- 2.5. Андрогенез і гіногенез
- 3 Безстатеве розмноження у рослинах (типи)
- 3.1 Столони
- 3.2 Кореневища
- 3.3 Живці
- 3.4
- 3.5 Листя і коріння
- 3.6 Споруляція
- 3.7 Пропозиції
- 3.8 Партеногенез і апоміксис
- 3.9 Переваги безстатевого розмноження в рослинах
- 4 Безстатеве розмноження мікроорганізмів (типів)
- 4.1 Бінарна ділення в бактеріях
- 4.2 Двійковий поділ у еукаріотів
- 4.3
- 4.4 Gemation
- 4.5 Фрагментація
- 4.6 Споруляція
- 5 Відмінності між сексуальним і безстатевим розмноженням
- 6 Переваги асексуального проти статевого розмноження
- 7 Посилання
Загальна характеристика
Статеве розмноження відбувається, коли людина виробляє нові організми з соматичних структур. Нащадки генетично ідентичні попередникам у всіх аспектах геному, за винятком областей, які зазнали соматичних мутацій.
Різні терміни використовуються для позначення продукції нових осіб, починаючи з тканинних або соматичних клітин. У літературі статеве розмноження є синонімом клонального розмноження.
Для тварин термін агаметическое розмноження (від англ агаметичне розмноження), в той час як у рослин звичайно використовується вираз вегетативного розмноження.
Величезна кількість організмів розмножується протягом усього життя шляхом статевого розмноження. Залежно від групи та умов навколишнього середовища, організм може розмножуватися виключно по безстатевому шляху або чергувати його з подіями статевого розмноження.
Безстатеве розмноження у тварин (типи)
У тварин потомство може походити від одного батька через мітотичні поділи (безстатеве розмноження) або може відбуватися шляхом запліднення двох гамет від двох різних осіб (статеве розмноження).
Різні групи тварин можуть розмножуватися безстатево, переважно групи безхребетних. Найбільш важливими типами безстатевого розмноження у тварин є:
Gemation
Брунькування складається з утворення опуклості або евакуації, що надходить від батьківської особи. Ця структура називається жовтком і дасть початок новому організму.
Цей процес протікає у певних бігунів (медуз і споріднених) і оболонках, де потомство може бути вироблено виступами тіла батьків. Людина може зростати і стати незалежною або бути прив'язаною до свого батька, щоб сформувати колонію.
Є колонії снайдарів, знамениті скельні корали, які можуть простягатися більше метра. Ці структури утворюються з індивідуумів, утворених зародковими явищами, чиї геммули залишаються пов'язаними. Гідри відомі своєю здатністю розмножуватися безпосередньо шляхом бутонізації.
У разі porifera (губки), бутонізація є досить поширеним способом відтворення. Губки можуть утворювати геммули, щоб витримувати періоди з несприятливими умовами навколишнього середовища. Однак губки також мають статеве розмноження.
Фрагментація
Тварини можуть розділити своє тіло в процесі фрагментації, де фрагмент може походити з нового індивідуума. Цей процес супроводжується регенерацією, де клітини вихідної частини батьків поділяються, щоб створити повне тіло.
Це явище зустрічається в різних лініях безхребетних, таких як губки, книдарі, аннеліди, поліхети і оболочки.
Не плутайте процеси регенерації як така з асексуальними відтвореннями. Наприклад, губки, коли вони втрачають одну руку, можуть регенерувати нову. Однак це не означає відтворення, оскільки не призводить до збільшення кількості осіб.
У морських зірках роду Linckia Можливо, що нова особа виникла з руки. Таким чином, організм з п'ятьма руками може викликати п'ять нових особин.
Planarias (Turbelarios) - це червоподібні організми, здатні відтворюватися як сексуально, так і безстатево. Загальний досвід в біологічних лабораторіях полягає у фрагментації планаріїв, спостерігаючи за тим, як новий організм регенерується з кожної частини.
Партеногенез у безхребетних
У деяких групах безхребетних, таких як комахи і ракоподібні, яйцеклітина здатна розвивати повноцінну особу без необхідності запліднення спермою. Це явище називається партеногенезом і широко поширене у тварин.
Найбільш яскравим прикладом є хименокрилі, особливо бджоли. Ці комахи можуть породжувати самців, званих дронами, за допомогою партеногенезу. Оскільки особи, що походять з незаплідненого яйця, є гаплоїдними (вони мають лише половину генетичного навантаження).
Попелиці - ще одна група комах - можуть виникнути нових особин через процеси партеногенезу або статевого розмноження.
У ракоподібних Дафнія Самка виробляє різні види яєць залежно від умов навколишнього середовища. Яйця можуть бути запліднені і давати початок диплоїдному індивідууму або розвиватися шляхом партеногенезу. Перший випадок пов'язаний з несприятливими умовами навколишнього середовища, в той час як партеногенез відбувається в процвітаючих середовищах
У лабораторії можна індукувати партеногенез шляхом застосування хімічних речовин або фізичних подразників. У деяких голкошкірих і амфібіях цей процес успішно виконується і називається експериментальним партеногенезом. Так само існує бактерія роду Вольбахія здатні викликати процес.
Партеногенез у хребетних
Феномен партеногенезу поширюється на походження хребетних. У кількох родах риб, амфібій і плазунів виникає більш складна форма цього процесу, що включає дублювання гри хромосоми, що призводить до диплоїдних зигот без участі чоловічої гамети..
Приблизно 15 видів ящірок відомі своєю ексклюзивною здатністю розмножуватися партеногенезом.
Хоча ці рептилії не потребують безпосереднього партнера для досягнення зачаття (насправді, у цих видів не вистачає самців), вони вимагають сексуальних подразників від помилкових копуляцій і догляду за іншими людьми..
Андрогенез і гіногенез
У процесі андрогенезу ядро з ооцита вироджується і замінюється ядром батька шляхом ядерного злиття з двох клітин сперми. Хоча вона зустрічається у деяких видів тварин, наприклад, у комах, наприклад, в цьому випадку, це не вважається загальним процесом у цьому царстві.
З іншого боку, гіногенез полягає у виробництві нових організмів ооцитами (жіночими статевими клітинами) диплоїдами, які не зазнали поділу генетичного матеріалу на мейоз.
Нагадаємо, що наші статеві клітини мають лише половину хромосом, і коли відбувається запліднення, кількість хромосом відновлюється.
Для виникнення гіногенезу необхідна стимуляція сперматозоїдів чоловічої статі. Продуктом потомства гіногенезу є жінки, ідентичні своїй матері. Цей шлях також відомий як псевдогамія.
Безстатеве розмноження у рослин (типів)
У рослин існує широкий спектр режимів відтворення. Вони є надзвичайно пластичними організмами, і незвично знайти рослини, які можуть розмножуватися статевим шляхом і безстатевим шляхом.
Однак було встановлено, що багато видів віддають перевагу шляху безстатевого розмноження, хоча їхні предки робили це статевим шляхом.
У випадку безстатевого розмноження рослини можуть генерувати потомство різними шляхами, починаючи від розвитку яйцеклітин без запліднення до отримання цілісного організму фрагментом батьківського..
Як і у випадку з тваринами, статеве розмноження відбувається подіями поділу клітин шляхом мітозу, які призводять до ідентичних клітин. Далі ми обговоримо найбільш релевантні види вегетативного розмноження:
Столони
Деякі рослини здатні розмножуватися тонкими і витягнутими стеблами, які походять вздовж поверхні грунту. Ці структури відомі як столони і генерують коріння в інтервалах, розташованих на відстані. Коріння можуть генерувати прямостоячі стебла, які з часом розвиваються у незалежних індивідуумів.
Яскравим прикладом є полуниця або полуниця (Fragaria ananassa), що здатний генерувати різноманітні структури, включаючи листя, коріння і стебла кожного вузла столона.
Кореневища
Як у випадку столонів, так і кореневищ, пахвові бруньки рослин можуть генерувати спеціалізований відросток для безстатевого розмноження. Материнський завод є резервним джерелом для спалахів.
Кореневища - це стебла невизначеного зростання, які ростуть під землею - або вище - горизонтально. Як і столони, вони виробляють придаткові коріння, які генерують нову рослину, ідентичну материнській.
Цей тип вегетативного розмноження важливий в групі трав (де кореневища призводять до утворення бутонів, які дають початок стеблам з листям і квітками), декоративних багаторічних рослин, пасовищ, очерету і бамбука..
Живці
Живці являють собою частини або шматки стебла, з якого бере початок нова рослина. Щоб ця подія відбулася, стовбур повинен бути похований у грунт, щоб запобігти висиханню і може бути оброблений гормонами, які стимулюють зростання придаткових коренів..
В інших випадках шматок стебла поміщають у воду, щоб стимулювати утворення коренів. Після того, як вона перейде до відповідного середовища, може розвинутися нова людина.
Трансплантати
Рослини можуть бути відтворені шляхом вставки нирки в щілину, попередньо зроблену в стеблі деревної рослини, яка має коріння..
Коли процедура успішна, рана закривається, а стебло життєздатне. Розмовно говорять, що завод "потрапив".
Листя і коріння
У листі є деякі види, які можна використовувати як структури для вегетативного розмноження. Види, відомі як "материнські заводи" (Kalanchoe daigremontiana) можуть генерувати рослини, відокремлені від меристематичної тканини, розташованої на краю їх листя.
Ці маленькі рослини ростуть прикріпленими до листя, поки вони не дозрівають і не відокремлюються від своєї матері. При падінні на землю коріння дочкової рослини.
У вишневому дереві, яблуні і малині відтворення може відбуватися через коріння. Ці підземні структури виробляють спалахи, здатні породжувати нові особи.
Є екстремальні випадки, такі як кульбаба. Якщо хтось спробував відірвати рослину від землі і фрагментувати її коріння, кожна з частин може привести до нової рослини.
Споруляція
Споруляція відбувається в широкому діапазоні рослинних організмів, включаючи мохи і папороті. Процес передбачає утворення значної кількості спор, здатних витримувати несприятливі умови навколишнього середовища.
Спори дрібні і легко дисперговані або тваринами, або вітром. Коли вони досягають сприятливої зони, спори розвиваються в індивідуумі, рівному тому, що його виник.
Гусаки
Пропагули є скупченнями клітин, характерними для мохоподібних і папоротей, але також зустрічаються в деяких вищих рослинах, таких як бульби і трави. Ці структури походять з слоевища і являють собою маленькі бруньки з здатністю поширюватися.
Партеногенез і апоміксис
У ботаніці він також зазвичай застосовується в партеногенезі. Хоча він використовується в більш суворому сенсі для опису подій "apomixis gametofitica". У цьому випадку спорофіт (насіння) виробляється кліткою яйця, яка не зазнає зниження.
Аппоксимис присутній приблизно в 400 видах покритонасінних рослин, тоді як інші рослини можуть робити це необов'язково. Таким чином, партеногенез описує лише частину безстатевого розмноження в рослинах. Тому пропонується уникати використання терміну для рослин.
Деякі автори (див. De Meeûs et al. 2007) часто розділяють апоміксис від вегетативного розмноження. Крім того, вони класифікують апоміксис в вже описаному гаметофіті і походять з спорофіту, де ембріон розвивається з ядерної клітини або іншої соматичної тканини яєчника, що не відчуває гаметофітної фази..
Переваги безстатевого розмноження у рослин
Взагалі, безстатеве розмноження дозволяє рослині відтворювати себе в ідентичних екземплярах, які добре пристосовані до цього конкретного середовища.
Крім того, безстатеве розмноження в сріблястих матеріалах є швидким і ефективним механізмом. Тому він використовується як стратегія, коли організм знаходиться в областях, де середовища не придатні для розмноження насіння.
Наприклад, рослини, розташовані в посушливих середовищах в Патагонії, такі як хоріони, розмножуються таким чином, і в кінцевому підсумку займають великі площі ґрунту.
З іншого боку, фермери скористалися цим видом поширення. Можна вибрати різноманітність і відтворити його безстатево для отримання клонів. Таким чином, вони отримають генетичну однорідність і дозволять їм зберегти певну бажану характеристику.
Безстатеве розмноження мікроорганізмів (типів)
Безстатеве розмноження дуже поширене в одноклітинних організмах. У прокаріотичних лініях, наприклад, бактеріях, найбільш помітними є бінарне поділ, бутонізація, фрагментація і множинне ділення. З іншого боку, в одноклітинних еукаріотичних організмах існує бінарний поділ і споруляція.
Двійковий поділ у бактеріях
Двійковий поділ - це процес поділу генетичного матеріалу з наступним рівномірним поділом внутрішньої частини клітини для отримання двох організмів, ідентичних батьківським і ідентичним один одному.
Бінарне поділ починається тоді, коли бактерія знаходиться в середовищі, де є достатньо поживних речовин, а середовище сприяє відтворенню. Потім клітина зазнає події невеликого подовження.
Згодом починається реплікація генетичного матеріалу. У бактеріях ДНК організована в кругову хромосому і не розмежована мембраною, як явне і відмітне ядро еукаріотів..
У період поділу генетичного матеріалу він розподіляється на протилежні сторони клітини в поділі. На цьому етапі починається синтез полісахаридів, які утворюють бактеріальну стінку, потім у середині відбувається утворення перегородки, а клітина остаточно повністю відділяється..
У деяких випадках бактерії можуть почати розділяти і дублювати свій генетичний матеріал. Однак клітини ніколи не розходяться. Прикладами цього є групи кокосових горіхів, такі як диплококи.
Бінарне поділ у еукаріотів
У одноклітинних еукаріотів, таких як Трипаносома наприклад, відбувається подібний тип розмноження: клітина породжує дві дочірні клітини аналогічних розмірів.
Завдяки наявності справжнього ядра клітини цей процес стає більш складним і складним. Процес мітозу повинен відбуватися для поділу ядра з наступним цитокінезом, що включає поділ цитоплазми..
Кілька поділу
Хоча двійковий поділ є найпоширенішою репродуктивної модальністю, деякі види, такі як BdellovibrioTo здатні відчувати багаторазові ділянки. Результатом цього процесу є безліч дочірніх клітин, і не більше двох, як згадується в двійковому поділі.
Gemation
Це процес, подібний до того, що згадується для тварин, але екстраполюється до однієї клітини. Бактеріальне брунькування починається з невеликої нирки, що відрізняється від батьківської клітини. Зазначене випромінювання проходить процес зростання, поки він поступово не відокремлюється від бактерії, яка її породила.
Брунькування призводить до нерівномірного розподілу матеріалу, що міститься в клітці.
Фрагментація
Взагалі бактерії ниткоподібного типу (наприклад Нікардія sp.) можуть бути відтворені цим способом. Клітини нитки розділяються і починають рости як нові клітини.
Споруляція
Споруляція - це виробництво структур, що називаються спорами. Це надзвичайно стійкі структури, що складаються з клітини.
Цей процес пов'язаний з умовами навколишнього середовища, які оточують організм, як правило, коли вони стають несприятливими внаслідок дефіциту поживних речовин або екстремального клімату, спороутворення викликається.
Відмінності між сексуальним і безстатевим розмноженням
У осіб, які розмножуються безстатевим шляхом, потомство складається з практично ідентичних копій їх попередників, тобто клонів. Геном єдиного батька копіюється поділом мітотичних клітин, де ДНК копіюється і передається рівними частинами до двох дочірніх клітин.
Навпаки, для статевого розмноження повинні брати участь дві особи протилежних статей, за винятком гермафродитів..
Кожен з батьків буде нести гамету або статеві клітини, породжені мейотичними подіями. Потомство складається з унікальних комбінацій між обома батьками. Іншими словами, існує чудова генетична варіація.
Щоб зрозуміти високий рівень варіації в статевому розмноженні, ми повинні зосередити їх на хромосомах під час ділення. Ці структури здатні обмінюватися фрагментами один з одним, в результаті чого утворюються унікальні комбінації. Тому, коли ми спостерігаємо, що брати, що приходять від тих же батьків, не ідентичні один одному.
Переваги асексуального проти статевого розмноження
Безстатеве розмноження передбачає кілька переваг на сексуальному. По-перше, час і енергія не витрачаються в складних залицяльних танцях або жіночих битвах, характерних для деяких видів, оскільки потрібен лише один з батьків..
По-друге, багато людей, які розмножуються статевим шляхом, витрачають багато енергії на виробництво гамет, які ніколи не запліднюються. Це дозволяє швидко і ефективно колонізувати нові середовища без необхідності отримати партнера.
Теоретично, вищезазначені моделі асексуального відтворення дають їм більше переваг - у порівнянні зі статевим - особам, які живуть у стабільних умовах, оскільки вони можуть точно утримувати свої генотипи..
Список літератури
- Кемпбелл, Н. А. (2001). Біологія: Поняття та відносини. Освіта Пірсона.
- Curtis, H., & Schnek, A. (2006). Запрошення до біології. Ed. Panamericana Medical.
- De Meeûs, Т., Prugnolle, F., & Agnew, P. (2007). Безстатеве розмноження: генетика та еволюційні аспекти. Клітинні та молекулярні науки про життя, 64(11), 1355-1372.
- Engelkirk, P.G., Duben-Engelkirk, J.L., & Burton, G.R.W. (2011). Мікробіологія Бертона для медичних наук. Lippincott Williams & Wilkins.
- Patil, U., Kulkarni, J.S., & Chincholkar, S.B. (2008). Основи мікробіології. Нірала Пракашан, Пуне.
- Raven, P.H., Evert, R. F., & Eichhorn, S.E. (1992). Біологія рослин (Том 2). Я повернувся назад.
- Tabata, J., Ichiki, R.T., Tanaka, H., & Kageyama, D. (2016). Статеве та безстатеве розмноження: відмінні результати у відносній чисельності партеногенетичних мішалок після недавньої колонізації. PLoS ONE, 11(6), e0156587.
- Yuan, Z. (2018). Конверсія мікробної енергії. Walter de Gruyter GmbH & Co KG.