NESEKSUALUS DAUGINIMASIS: SAVYBĖS IR TIPAI - BIOLOGIJA - 2025

Nelytinis reprodukcija yra apibrėžiamas kaip individualus gali sukelti sėklą be apvaisinimo dauginimo. Todėl dukterinius organizmus sudaro pradiniai klonai.

Manoma, kad vaikai, kuriuos užaugino nelytiniai reprodukciniai įvykiai, yra tapačios jų tėvų kopijos. Tačiau reikia atsiminti, kad genetinės medžiagos kopijoje galimi pokyčiai, vadinami „mutacijomis“.

Šaltinis: pixabay.com

Vienkartinių organizmų, tokių kaip bakterijos ir protistai, dauginimasis yra neseksualus. Daugeliu atvejų viena kamieninė ląstelė sukuria dvi dukterines ląsteles tokiu atveju, kuris vadinamas dvinariu dalijimu.

Nors gyvūnai dažniausiai yra siejami su lytiniu dauginimu, o augalai - su lytiniu dauginimu, tai yra neteisingi santykiai ir abiejose giminystės šakose randame du pagrindinius reprodukcijos modelius.

Yra skirtingi mechanizmai, kuriais organizmas gali daugintis aseksualiai. Gyvūnams pagrindinės rūšys yra suskaidymas, pumpuravimas ir partenogenezė.

Augalų nelytinė reprodukcija pasižymi ypatinga įvairove, nes šie organizmai pasižymi dideliu plastiškumu. Jie gali daugintis auginiais, šakniastiebiais, auginiais ir net dalimis lapų ir šaknų.

Neseksualus dauginimasis turi daug privalumų. Jis yra greitas ir efektyvus, todėl per palyginti trumpą laiką galima kolonizuoti aplinką. Be to, jums nereikia skirti laiko ir energijos kovojant su seksualiniais partneriais ar sudėtingais ir sudėtingais mandagumo šokiais.

Tačiau pagrindinis jo trūkumas yra genetinio kintamumo stoka, o tai yra būtina sąlyga, kad veiktų mechanizmai, atsakingi už biologinę evoliuciją.

Dėl rūšių kintamumo trūkumo jos gali išnykti, jei jos turės susidurti su nepalankiomis sąlygomis, nesvarbu, ar tai kenkėjai, ar ekstremalus klimatas. Todėl aseksualus dauginimasis suprantamas kaip alternatyvus prisitaikymas reaguojant į sąlygas, kurios reikalauja vienodų populiacijų.

Bendrosios savybės

Lytinis dauginimasis vyksta tada, kai individas iš somatinių struktūrų gamina naujus organizmus. Palikuonys yra genetiškai identiški tėvui visais genomo aspektais, išskyrus regionus, kuriuose įvyko somatinės mutacijos.

Skirtingi terminai vartojami kalbant apie naujų asmenų, pradedančių nuo somatinio audinio ar ląstelių, gamybą. Literatūroje lytinis dauginimasis yra sinonimas klonų reprodukcijai.

Gyvūnams dažnai naudojamas terminas agaminis reprodukcija (iš angliško agametic reproduction), o augaluose įprasta vartoti posakį vegetatyvinė reprodukcija.

Daugybė organizmų dauginasi per savo gyvenimą lytiniu būdu. Priklausomai nuo grupės ir aplinkos sąlygų, organizmas gali daugintis tik aseksualiai arba pakaitomis su lytiniu dauginimu.

Neseksualus gyvūnų dauginimasis (tipai)

Gyvūnams palikuonys gali kilti iš vieno iš tėvų per mitozinį dalijimąsi (aseksualinis dauginimasis) arba taip gali būti apvaisinus dvi lytines reprodukcijas iš dviejų skirtingų asmenų.

Įvairios gyvūnų grupės gali daugintis aseksualiai, daugiausia bestuburių grupės. Svarbiausi gyvūnų nelytinio dauginimosi tipai yra šie:

Gemmacija

Jaunimas susideda iš išpūtimo susidarymo ar išsiskyrimo iš tėvų. Ši struktūra vadinama tryniu ir sukels naują organizmą.

Šis procesas vyksta tam tikriems cnidarijams (medūzoms ir panašiems) ir gaubiamiesiems gyvūnams, kur palikuonys gali būti užauginti ant tėvų kūno. Asmuo gali užaugti ir tapti savarankiškas arba prisirišti prie savo tėvų ir sudaryti koloniją.

Yra cnidarijų kolonijos, garsieji uoliniai koralai, kurių ilgis gali siekti daugiau nei metrą. Šios struktūros yra sudarytos iš asmenų, suformuotų pradėjusių įvykių, kurių brangakmeniai išliko sujungti. Hidros yra žinomos dėl savo sugebėjimo daugintis aseksualiai, pumpurais.

Kiaulės (kempinės) yra gana dažnas būdas daugintis. Kempinės gali sudaryti brangakmenius, kad atlaikytų nepalankias aplinkos sąlygas. Tačiau kempinės taip pat demonstruoja seksualinę reprodukciją.

Suskaidymas

Gyvūnai gali suskaidyti savo kūną suskaidymo proceso metu, kai gabalas gali sukelti naują individą. Šį procesą lydi regeneracija, kai pradinės tėvynės dalies ląstelės dalijasi, kad susidarytų visas kūnas.

Šis reiškinys pasitaiko skirtingose ​​bestuburių rūšyse, tokiose kaip kempinės, cnidarijos, aneliidai, policitai ir gaubtagyviai.

Regeneracijos procesai per se neturėtų būti painiojami su aseksualios reprodukcijos įvykiais. Pavyzdžiui, kempinės, pametusios vieną iš ginklų, gali atsinaujinti. Tačiau tai nereiškia reprodukcijos, nes tai nepadidina individų skaičiaus.

Gali būti, kad Linckia genties jūriniame jūreivyje naujas individas atsirado iš rankos. Taigi penkių ginklų organizmas gali sukelti penkis naujus individus.

Planarianai (turbellarianai) yra vermiforminiai organizmai, turintys galimybę daugintis tiek lytiškai, tiek aseksualiai. Įprasta biologijos laboratorijų patirtis yra suskaidyti planariją, kad būtų galima stebėti, kaip iš kiekvieno gabalo atsinaujina naujas organizmas.

Partenogenezė bestuburiuose

Kai kuriose bestuburių grupėse, tokiose kaip vabzdžiai ir vėžiagyviai, kiaušialąstė gali išsivystyti ištisas individas, jo nereikia apvaisinti spermatozoidu. Šis reiškinys vadinamas partenogeneze ir yra plačiai paplitęs gyvūnams.

Aiškiausias pavyzdys yra hymenopterans, ypač bitės. Šie vabzdžiai gali sukelti patinus, vadinamus dronais, per partenogenezę. Kadangi individai kilę iš neapvaisinto kiaušinio, jie yra haploidai (jie turi tik pusę genetinio krūvio).

Amarai - dar viena vabzdžių grupė - gali sukelti naujus individus dėl partenogenezės ar lytinio dauginimosi.

Vėžyje Daphnia patelė gamina įvairių rūšių kiaušinius, atsižvelgiant į aplinkos sąlygas. Kiaušiniai gali būti apvaisinti ir sukelti diploidinį individą arba išsivystyti partenogenezės būdu. Pirmasis atvejis yra susijęs su nepalankiomis aplinkos sąlygomis, o partenogenezė vyksta klestinčioje aplinkoje

Laboratorijoje partenogenezę gali sukelti chemikalai ar fiziniai dirgikliai. Kai kuriems dygiaodžiams ir varliagyviams šis procesas buvo sėkmingai vykdomas ir vadinamas eksperimentine partenogeneze. Tokiu pat būdu yra ir Wolbachia genties bakterija, galinti sukelti procesą.

Partenogenezė stuburiniuose

Parthenogenezės reiškinys apima stuburinių liniją. Įvairiose žuvų, varliagyvių ir roplių generacijose sudėtingesnė šio proceso forma yra chromosomų rinkinio dubliavimasis, sukeliantis diploidinius zigotus, nedalyvaujant lytinių lytinių organų.

Apie 15 driežų rūšių yra žinomos dėl savo išskirtinio sugebėjimo daugintis per partenogenezę.

Nors šiems ropliams tiesiogiai nereikia partnerio pastoti (tiesą sakant, šioms rūšims trūksta patinų), jiems reikia seksualinių stimulų nuo melagingos kopuliacijos ir teismų sesijų su kitais individais.

Androgenezė ir gynogenezė

Androgenezės procese branduolys iš oocito išsigimsta ir yra pakeistas branduoliu iš tėvo per branduolių suliejimą iš dviejų spermos. Nors jis pasitaiko kai kuriose gyvūnų rūšyse, pavyzdžiui, vabzdžių vabzdžiuose, tai nėra laikoma įprastu procesu toje karalystėje.

Kita vertus, ginekologiją sudaro nauji organizmai, kuriuos gamina diploidiniai oocitai (moteriškos lyties ląstelės) ir kurių genetinė medžiaga nebuvo dalijama mejozės būdu.

Atminkite, kad mūsų lytinės ląstelės turi tik pusę chromosomų, o apvaisinus chromosomų skaičius atsistato.

Kad įvyktų ginogenezė, būtina stimuliuoti vyro spermą. Ginogenezės palikuonys yra moterys, identiškos motinai. Šis kelias taip pat žinomas kaip pseudoamija.

Neseksualus dauginimasis augaluose (tipai)

Augaluose yra daugybė dauginimosi būdų. Tai labai plastiški organizmai ir nėra neįprasta rasti augalų, kurie galėtų daugintis lytiškai ir aseksualiai.

Tačiau buvo nustatyta, kad daugelis rūšių renkasi aseksualų dauginimosi būdą, net jei jų protėviai tai darė lytiškai.

Aseksualaus dauginimosi atveju augalai gali duoti palikuonių skirtingais būdais, pradedant nuo neapvaisintos kiaušinių ląstelės ir baigiant visiško organizmo gavimu iš tėvo fragmento.

Kaip ir gyvūnų atveju, lytinė reprodukcija vyksta dėl ląstelių dalijimosi mitozės metu, dėl kurių ląstelės tampa identiškos. Žemiau aptarsime aktualiausias vegetatyvinės reprodukcijos rūšis:

Stolonai

Kai kurie augalai gali daugintis ant lieknų, pailgų stiebų, kilusių išilgai dirvos paviršiaus. Šios struktūros yra žinomos kaip stolonai ir sukuria šaknis tarpais. Šaknys gali suformuoti stačius stiebus, kurie ilgainiui išsivysto į nepriklausomus asmenis.

Puikus pavyzdys yra braškių arba braškių rūšys (Fragaria ananassa), galinčios sukurti įvairias struktūras, įskaitant kiekvieno stolono mazgo lapus, šaknis ir stiebus.

Šakniastiebiai

Tiek stolonų, tiek šakniastiebių atveju, augalų ašiniai pumpurai gali sukelti specializuotą šaudymą nelytiniam dauginimuisi. Motininis augalas yra atsargus ūglių šaltinis.

Šakniastiebiai yra neterminuotai augantys stiebai, kurie auga po žeme arba aukščiau horizontaliai. Kaip ir stolonai, jie duoda atsitiktines šaknis, kurios užaugins naują, identišką motinai, augalą.

Šis vegetatyvinis dauginimasis yra svarbus žolių (kai šakniastiebiai sudaro pumpurus, iš kurių susidaro stiebai su lapais ir žiedais), dekoratyvinių daugiamečių augalų, ganyklų, nendrių ir bambalių grupėje.

Pjaustiniai

Auginiai yra stiebo gabalėliai ar gabalėliai, iš kurių kilęs naujas augalas. Kad šis įvykis įvyktų, stiebas turi būti palaidotas žemėje, kad būtų išvengta sausinimo, ir gali būti gydomas hormonais, kurie skatina atsitiktinių šaknų augimą.

Kitais atvejais stiebo gabalas dedamas į vandenį, kad būtų skatinamas šaknų formavimasis. Perkėlus jį į tinkamą aplinką, gali išsivystyti naujas individas.

Transplantai

Augalai gali daugintis įterpdami pumpurą į anksčiau padarytą skiautelę sumedėjusio augalo, turinčio šaknis, stiebe.

Kai procedūra sėkminga, žaizda uždaroma, o stiebas gyvybingas. Bendrai kalbama, kad augalas „pagautas“.

Lapai ir šaknys

Yra keletas rūšių, kai lapai gali būti naudojami kaip vegetatyvinės reprodukcijos struktūros. Rūšys, populiariai vadinamos motinystės augalais (Kalanchoe daigremontiana), gali auginti augalus, atskirtus nuo meristeminio audinio, esančio jų lapų krašte.

Šie maži augalai auga prisirišę prie lapų, kol jie yra pakankamai subrendę, kad galėtų atsiskirti nuo motinos. Kai dukterinis augalas nukrenta ant žemės, jis įsišaknija.

Vyšniose, obuoliuose ir avietėse dauginimasis gali vykti per šaknis. Šios požeminės struktūros duoda ūglius, galinčius sukelti naujus individus.

Yra kraštutinių atvejų, pavyzdžiui, kiaulpienės. Jei kas nors bandys ištraukti augalą iš žemės ir suskaidyti jo šaknis, kiekvienas gabalas gali sukelti naują augalą.

Sporuliacija

Sporuliacija vyksta daugelyje augalų organizmų, įskaitant samanas ir paparčius. Šis procesas susideda iš daugybės sporų, galinčių atlaikyti neigiamas aplinkos sąlygas, susidarymo.

Sporos yra maži elementai, kuriuos lengvai išsklaido gyvūnai arba vėjas. Kai jie pasiekia palankią zoną, sporos vystosi individe, lygiame tam, kuris ją sukūrė.

Propagules

Proprovageliai yra ląstelių sankaupos, būdingos bryofitams ir paparčiams, tačiau jų yra ir tam tikruose aukštesniuose augaluose, tokiuose kaip gumbai ir žolės. Šios struktūros yra iš talijos ir yra nedideli pumpurai, turintys galimybę plisti.

Partenogenezė ir apomiksė

Botanikoje ji taip pat dažnai taikoma terminui partenogenezė. Nors jis vartojamas siaurąja prasme apibūdinti „gametofitinės apomiksės“ įvykį. Tokiu atveju sporofitą (sėklą) gamina kiaušialąstelė, kuri nėra redukuojama.

Apoksimizė yra apytiksliai 400 angipermedžių rūšių, kiti augalai tai gali atlikti fakultatyviai. Taigi partenogenezė apibūdina tik dalį aseksualaus dauginimosi augaluose. Todėl siūloma vengti vartoti terminą augalams.

Kai kurie autoriai (žr. De Meeûs ir kt., 2007) linkę atskirti apomiksę nuo vegetatyvinės reprodukcijos. Be to, jie klasifikuoja apomiksę kaip jau aprašytą gametofitą, gaunamą iš sporofito, kai embrionas vystosi iš branduolinės ląstelės ar kito kiaušidės somatinio audinio, kuriame nevyksta gametofitinė fazė.

Aseksualaus dauginimosi pranašumai augaluose

Apskritai neseksualus dauginimasis leidžia augalui daugintis tomis pačiomis kopijomis, kurios yra gerai pritaikytos toje aplinkoje.

Be to, nelytinis dauginimasis sidabrinėse yra greitas ir efektyvus mechanizmas. Dėl šios priežasties jis naudojamas kaip strategija, kai organizmas yra tose vietose, kur aplinka nėra labai tinkama daugintis sėklai.

Pavyzdžiui, augalai, esantys Patagonijos sausringoje aplinkoje, pavyzdžiui, chorionai, dauginasi tokiu būdu, užimdami didelius dirvožemio plotus.

Kita vertus, ūkininkai pasinaudojo šia dauginimo galimybe. Jie gali pasirinkti veislę ir ją dauginti aseksualiai, kad gautų klonus. Taigi jie įgis genetinį vienodumą ir leis išlaikyti tam tikras norimas savybes.

Neseksualus dauginimasis mikroorganizmuose (tipai)

Aseksualinis dauginimasis yra labai dažnas vienaląsčių organizmų. Prokariotinėse linijose, pavyzdžiui, bakterijos, ryškiausios yra dvejetainis dalijimasis, skilimas, suskaidymas ir daugybinis dalijimasis. Kita vertus, vienaląsčiuose eukariotiniuose organizmuose yra dvejetainis dalijimasis ir sporuliacija.

Dvejetainis dalijimasis bakterijomis

Dvejetainis dalijimasis yra genetinės medžiagos dalijimosi procesas, po kurio teisingai dalijamasi ląstelės vidus, gaunant du organizmus, tapačius pirminiam ir identiškus vienas kitam.

Binarinis dalijimasis prasideda tada, kai bakterijos yra aplinkoje, kurioje yra pakankamai maistinių medžiagų, o aplinka yra palanki reprodukcijai. Tada ląstelė patiria nedidelį pailgėjimą.

Vėliau prasideda genetinės medžiagos replikacija. Bakterijose DNR yra organizuota apskritoje chromosomoje ir nėra ribojama membrana, kaip matomas ir išskirtinis branduolys eukariotuose.

Dalijimosi laikotarpiu genetinė medžiaga yra paskirstoma į priešingas dalijančiosios ląstelės puses. Šiuo metu prasideda bakterijų sienelę sudarančių polisacharidų sintezė, tada viduryje susidaro pertvara, o ląstelė galiausiai visiškai atsiskiria.

Kai kuriais atvejais bakterijos gali pradėti dalintis ir dubliuoti savo genetinę medžiagą. Tačiau ląstelės niekada neišsiskiria. To pavyzdžiai yra kokciai, tokie kaip diplokokai.

Dvejetainis dalijimasis eukariotuose

Vienaląsteliniuose eukariotuose, pavyzdžiui, pvz., Trypanosomos, dauginimasis būna panašus: vienoje ląstelėje atsiranda dvi panašaus dydžio dukterinės ląstelės.

Dėl tikro ląstelės branduolio šis procesas tampa sudėtingesnis ir sudėtingesnis. Branduoliui susiskaidžius, turi įvykti mitozės procesas, po kurio seka citokinezė, susidedanti iš citoplazmos padalijimo.

Daugybinis dalijimasis

Nors dvejetainis dalijimasis yra dažniausiai pasitaikantis reprodukcijos būdas, kai kurios rūšys, tokios kaip Bdellovibrio ¸, gali patirti daugybinę dalijimąsi. Šio proceso rezultatas yra kelios dukterinės ląstelės, o ne dvi, kaip minėta dvejetainio dalijimosi metu.

Gemmacija

Tai procesas, panašus į nurodytą gyvūnams, tačiau ekstrapoliuotas į vieną ląstelę. Bakterijų pumpurai prasideda nuo mažo pumpuro, kuris skiriasi nuo motininės ląstelės. Ši gumbas patiria augimo procesą, kol palaipsniui atsiskiria nuo jį sukėlusių bakterijų.

Dėl pradėjimo ląstelėje esanti medžiaga pasiskirsto netolygiai.

Suskaidymas

Paprastai siūlinio tipo bakterijos (pavyzdžiui, Nicardia sp.) Gali daugintis šiuo keliu. Gijų ląstelės atsiskiria ir pradeda augti kaip naujos ląstelės.

Sporuliacija

Sporuliaciją sudaro struktūrų, vadinamų sporomis, gamyba. Tai yra labai atsparios struktūros, sudarytos iš ląstelės.

Šis procesas yra susijęs su aplinkos sąlygomis, kurios supa organizmą, paprastai, kai jos tampa nepalankios dėl maistinių medžiagų trūkumo ar ekstremalių klimato sąlygų, prasideda sporuliacija.

Skirtumai tarp seksualinio ir aseksualinio dauginimosi

Asmenims, kurie dauginasi aseksualiai, palikuonys susideda iš beveik tapačių jų tėvų kopijų, tai yra, klonų. Vienintelio iš tėvų genomas yra nukopijuojamas mitozinių ląstelių dalijimosi būdu, kai DNR yra nukopijuojama ir lygiomis dalimis perduodama į dvi dukterines ląsteles.

Priešingai, norint įvykti lytinė reprodukcija, turi dalyvauti du priešingos lyties asmenys, išskyrus hermafroditus.

Kiekvienas iš tėvų nešis lytinę ląsteles ar lytines ląsteles, sugeneruotas meiotinių įvykių metu. Palikuonį sudaro unikalūs abiejų tėvų deriniai. Kitaip tariant, yra puikus genetinis kitimas.

Norėdami suprasti didelius lytinės reprodukcijos pokyčius, dalijimosi metu turime sutelkti dėmesį į chromosomas. Šios struktūros gali keistis fragmentais tarpusavyje, todėl gaunami unikalūs deriniai. Todėl, kai stebime brolius ir seseris iš tų pačių tėvų, jie nėra tapatūs vienas kitam.

Aseksualaus ir lytinio dauginimosi pranašumai

Neseksualus dauginimasis turi keletą pranašumų, palyginti su lytiniu. Pirma, nereikia švaistyti laiko ir energijos sudėtingame kai kurių rūšių moteriškos lyties šokiuose ar kovose dėl patelių, nes reikia tik vieno iš tėvų.

Antra, daugelis lytiniu būdu dauginančių asmenų išleidžia daug energijos gamyboje, kurios niekada nėra apvaisintos. Tai leidžia greitai ir efektyviai kolonizuoti naują aplinką nereikia susirasti kapitono padėjėjo.

Teoriškai aukščiau paminėti aseksualinio dauginimosi modeliai suteikia daugiau pranašumų, palyginti su seksualiniais, stabilioje aplinkoje gyvenantiems asmenims, nes jie gali tiksliai išsaugoti savo genotipus.

Nuorodos

1. Campbell, NA (2001). Biologija: sąvokos ir santykiai. „Pearson Education“.
2. Curtis, H., ir Schnek, A. (2006). Kvietimas į biologiją. Panamerican Medical Ed.
3. De Meeûs, T., Prugnolle, F., ir Agnew, P. (2007). Neseksualus dauginimasis: genetika ir evoliucijos aspektai. Ląstelių ir molekuliniai gyvybės mokslai, 64 (11), 1355-1372.
4. „Engelkirk“, PG, „Duben-Engelkirk“, JL ir „Burton“, GRW (2011). Burtono mikrobiologija sveikatos mokslams. Lippincott Williams ir Wilkins.
5. Patil, JAV, Kulkarni, JS, ir Chincholkar, SB (2008). Mikrobiologijos pagrindai. Nirali Prakashan, Pune.
6. Raven, PH, Evert, RF ir Eichhorn, SE (1992). Augalų biologija (2 tomas). Aš atbuline eiga.
7. Tabata, J., Ichiki, RT, Tanaka, H., & Kageyama, D. (2016). Lytinis ir neseksualus dauginimasis: išsiskiriantys santykinės partenogenetinių maistinių kiaušinių gausos rezultatai po naujausios kolonizacijos. „PLoS ONE“, 11 (6), e0156587.
8. Yuan, Z. (2018). Mikrobų energijos konversija. „Walter de Gruyter GmbH & Co KG“.