rozmnażanie bezpłciowe

Biolog

2022

Wyjaśniamy, czym jest rozmnażanie bezpłciowe, jakie istnieją typy, ich zalety i wady. A także czym jest klonowanie.

Niektóre rośliny, takie jak mniszek lekarski, rozmnażają się bezpłciowo poprzez nasiona.

Co to jest rozmnażanie bezpłciowe?

Rozmnażanie bezpłciowe to takie, które wymaga singla organizm, który nie musi łączyć się w pary, aby tworzyć nowe osobniki. Ponieważ nie ma interwencji komórek płciowych, w rozmnażanie płciowe nie ma wymiany ani kombinacji Informacja genetyczna.

Kiedy organizm rozmnaża się bezpłciowo, robi to poprzez metody które polegają na powielaniu lub powielaniu jego treści genetycznej, aby dać początek nowym osobnikom genetycznie identycznym ze sobą.

Rozmnażanie polega na wytwarzaniu nowych osobników tego samego gatunku co protoplasta, co pozwala na zwielokrotnienie i utrwalenie gatunek. Reprodukcja stanowi jeden z głównych etapów Koło życia wszystkiego żyjąca istota i chociaż przetrwanie osobnika nie jest niezbędne, dla gatunku jest to niezbędne, aby pozostał w Ziemia.

Organizmy mogą rozmnażać się na różne sposoby, które można podzielić na dwa typy rozmnażania: płciowe lub bezpłciowe, w zależności od liczby zaangażowanych osobników i tego, czy potomstwo jest genetycznie identyczne z organizmem lub organizmami rodzicielskimi.

Rozmnażanie płciowe jak ta z ludzie, obejmuje kontakt seksualny między dwiema osobami, kobietą i mężczyzną, z których każda dostarcza gametę lub komórkę płciową. Połączenie między gametami żeńskimi i męskimi (odpowiednio komórki jajowe i plemniki) daje początek zarodkowi, który podczas rozwoju utworzy nowy indywidualny tego samego gatunku, którego materiał genetyczny będzie wynikiem połączenia materiałów jego rodziców. Tak więc w rozmnażaniu płciowym każdy rodzic dostarcza połowę informacji genetycznej, a potomstwo różni się genetycznie od swoich rodziców.

Rozmnażanie bezpłciowe jest typowe dla organizmy jednokomórkowe, Jak prokariota Y protisty, i jest powszechny w grzyby, ten bezkręgowce Y rośliny. Podczas gdy w najbardziej złożonych formach życie, rozmnażanie płciowe jest zwykle częstsze, zdarzają się też specyficzne przypadki Zwierząt które rozmnażają się bezpłciowo.

Rodzaje rozmnażania bezpłciowego

Wiele roślin może z fragmentu stworzyć nowego osobnika.

Rozmnażanie bezpłciowe może odbywać się poprzez różne mechanizmy, wśród których są następujące:

  • Pączkowanie. Polega na wytwarzaniu guzków lub pączków w ciele samego rodzica, z których wyłania się niezależna jednostka, zdolna do odłączania się i samodzielnego życia lub pozostawania przywiązana i zakładania kolonii. Pączkowanie jest częstym procesem u poriferów, parzydełkowatych i mszywiołów. Ponadto niektóre organizmy jednokomórkowe, takie jak drożdże a niektóre bakteria, odtworzyć tą metodą.
  • Podział. Polega na produkcji nowych osobników z fragmentów ciała rodzica, a więc odbudowie całego ciała z jego znacznej części. Te fragmentacje mogą być celowe lub przypadkowe. Fragmentacja jest mechanizmem rozmnażania bezpłciowego obecnym u wielu bezkręgowców, takich jak rozgwiazdy, rozgwiazdy i planarianie. Oprócz zwierząt istnieją rośliny, które mogą się rozmnażać dzięki mechanizmowi fragmentacji, kierowanemu przez interwencję człowieka, i który jest lepiej znany jako „sztuczne rozmnażanie wegetatywne”.
    Ważne jest, aby nie mylić procesów regeneracji przez fragmentację z procesami rozmnażania bezpłciowego. Na przykład niektóre jaszczurki są w stanie zregenerować swój ogon, jeśli przypadkowo go zgubią, ale zjawisko to nie oznacza reprodukcji, ponieważ nie prowadzi do pojawienia się nowych osobników.
  • Binarne rozczepienie. Jest to najprostszy mechanizm rozmnażania bezpłciowego i polega na duplikacji materiału genetycznego (cząsteczki DNA) rodzica, po czym następuje podział jego organelli i wreszcie wycięcie cytoplazmy, uzyskując w ten sposób dwa komórki identyczne, gdzie wcześniej był tylko jeden. Rozszczepienie binarne jest przeprowadzane przez organizmy prokariotyczne, do których należą bakterie archeonów. Istnieją również jednokomórkowe organizmy eukariotyczne, które rozmnażają się w podobny sposób: jedna komórka daje początek dwóm identycznym komórkom potomnym o podobnych rozmiarach. Jednak w tych organizmach obecność Jądro komórkowe true sprawia, że ​​proces jest nieco bardziej złożony i skomplikowany.
  • Zarodnikowanie. Polega na rozmnażaniu poprzez odporne, jednokomórkowe struktury, zdolne do wytrzymania ekstremalnych warunków, zwanych zarodnikami lub endosporami.Zarodnikowanie może być częścią normalnego cyklu życiowego organizmu lub, w niektórych przypadkach, być faworyzowane lub wywołane przez niesprzyjające warunki środowiskowe. Mechanizm zarodnikowania jest formą podziału komórek powszechną u grzybów, rośliny i pewnego rodzaju bakteria.
  • Apomiksy. Mechanizm ten jest unikalny dla roślin i polega na rozmnażaniu bezpłciowym za pomocą nasion, co nie oznacza zapłodnienia ani mejoza. W roślinach, które rozmnażają się tą metodą, osobnik wytwarza nasiona, które są genetycznie identyczne z nim, co pozwala na rozszerzenie gatunku, ale ma niewielką zdolność adaptacji do środowiska. W królestwie roślin występują różne typy apomiksów i jest to dość częsty rodzaj rozmnażania bezpłciowego w tej grupie istot żywych.
  • Partenogeneza. Ten sposób rozmnażania bezpłciowego obejmuje rozwój niezapłodnionych żeńskich komórek płciowych, to znaczy posiadających ten sam materiał genetyczny co ich prekursor, poprzez segmentację niezapłodnionej komórki jajowej. Ten mechanizm rozmnażania bezpłciowego występuje w grupach bezkręgowców, a także w kręgowce: jest to normalna procedura u niektórych ryb, Gadyowady, skorupiaki Y płazy, szczególnie w czasach ryzyko dla gatunku.
  • Poliembrion. Składa się z trybu rozmnażania, w którym z jednej zygoty rozwijają się dwa lub więcej zarodków. W rzeczywistości można powiedzieć, że stanowi połączenie rozmnażania płciowego i bezpłciowego: pierwsza jest niezbędna do zapłodnienia i powstania zygoty, a druga ma miejsce, gdy zarodek dzieli się na kilka identycznych genetycznie i daje początek dwóm lub więcej osobników genetycznie identycznych, ale różniących się od swoich rodziców. W zależności od liczby wygenerowanych zarodków poliembrion może być pojedynczy lub wielokrotny. Ten sposób rozmnażania jest częsty u niektórych owadów, roślin i, co ciekawe, u pancerników, których miot jest zawsze monozygotyczny (pochodzi z tego samego zarodka). Może również wystąpić u ludzi, tak jak ma to miejsce u bliźniąt jednojajowych lub jednojajowych, które pochodzą z tej samej zygoty (i nie należy ich mylić z bliźniętami dwujajowymi).

Zalety rozmnażania bezpłciowego

Rozmnażanie bezpłciowe, takie jak rozszczepienie binarne, wymaga bardzo niewielu zasobów.

Rozmnażanie bezpłciowe jest szybkie i proste, ponieważ nie wymaga produkcji wyspecjalizowanych komórek (gamet) ani wydatków Energia w celu uzyskania zapłodnienia lub innych podobnych wysiłków. Tak więc ten rodzaj rozmnażania pozwala izolowanemu osobnikowi doskonale rodzić nowych potomków, czasami wielu z nich, choć zawsze genetycznie identycznych ze sobą i ze sobą.

Jest to szczególnie przydatne w sytuacjach zagrożenia biologicznego lub potrzeby szybkiej ekspansji, na przykład podczas kolonizacji terytorium lub umasowienia okazów w obliczu bezpośredniego zagrożenia.

Wady rozmnażania bezpłciowego

Wielką wadą rozmnażania bezpłciowego jest brak zmienności genetycznej, czyli fakt, że potomkowie są identyczni z rodzicem, z wyjątkiem przypadku mutacje nieprzewidziany.

W związku z tym gatunek ewoluuje w znacznie wolniejszym i mniej efektywnym tempie, ponieważ naturalna selekcja nie może faworyzować najlepiej przystosowanych osób. Może to bardzo szybko zabić kolonię, a nawet gatunek, ponieważ jego mniejsza zmienność genetyczna może zapobiec gwałtownemu dostosowanie do zmieniającego się środowiska.

Klony i klonowanie

Klonowanie ludzi zostało zakazane przez UNESCO w 1997 roku.

W genetyce klon definiuje się jako zbiór genetycznie identycznych osobników, pochodzących od innego osobnika poprzez mechanizmy rozmnażania bezpłciowego. Chociaż procesy te są bardzo częste w Natura (w rzeczywistości rozmnażanie bezpłciowe na długo poprzedza płeć), termin klon została utworzona w 1903 roku przez H.J. Webera, z zamiarem przyczynienia się do rozwoju leksykonu genetyka, nauka to zaczynało się wtedy rozwijać. Obecnie rozmnażanie bezpłciowe można nazwać rozmnażaniem klonalnym, chociaż nie jest ono powszechnie stosowane.

ten klonowanie, który wywodzi się od terminu klon, to działanie polegające na wytworzeniu jednostki biologicznej, która jest genetycznie identyczna z inną, z już istniejącej. Chociaż proces ten można przeprowadzić bez większej wiedzy technicznej (na przykład przy rozmnażaniu wegetatywnym roślin), to mówiąc o klonowaniu, zwykle robi się to bardziej w odniesieniu do sztucznych technik stosowanych w laboratorium w celu uzyskania genetycznie identycznych osobników.

W przypadku kręgowców sztuczne klonowanie polega na usunięciu jądra zalążka i zastąpieniu go jądrem dorosłej komórki należącej do klonowanego osobnika. Następnie ta zmodyfikowana komórka jajowa (która jest obecnie odpowiednikiem zdolnej do życia zygoty) zostaje przeniesiona do ciała samicy, gdzie będzie się rozwijać aż do narodzin. Technikę tę zaczęto stosować u żab w 1952 roku, ale odniosła sukces dopiero w ssaki w 1996 roku ze słynną owcą Dolly.

Z praktycznego punktu widzenia klonowanie u ludzi nie powinno mieć w dłuższej perspektywie przeszkód technicznych nie do pokonania. Jednak możliwość wykorzystania tej techniki u naszego gatunku, która nazywa się „klonowaniem reprodukcyjnym”, wywołała intensywną debatę etyczną, religijną, społeczną i polityczną, w której uczestniczy wielu aktorów i która wciąż jest daleka od rozwiązania.

!-- GDPR -->