БЕСПОЛОЕ РАЗМНОЖЕНИЕ: ХАРАКТЕРИСТИКИ И ВИДЫ - БИОЛОГИЯ - 2025

Бесполое размножение определяется как умножение индивидуум способен вызывать семена без оплодотворения. Следовательно, дочерние организмы состоят из клонов родительского.

Предполагается, что дети, рожденные в результате бесполого размножения, являются идентичными копиями своих родителей. Однако следует помнить, что копия генетического материала подвержена изменениям, называемым «мутациями».

Источник: pixabay.com

Бесполое размножение преобладает у одноклеточных организмов, таких как бактерии и простейшие. В большинстве случаев одна стволовая клетка дает начало двум дочерним клеткам, что называется бинарным делением.

Хотя животные обычно ассоциируются с половым размножением, а растения - с бесполым, это неправильные отношения, и в обеих линиях мы находим две основные модели размножения.

Существуют разные механизмы, с помощью которых организм может размножаться бесполым путем. У животных основными типами являются фрагментация, почкование и партеногенез.

В случае растений бесполое размножение характеризуется чрезвычайно разнообразием, поскольку эти организмы обладают большой пластичностью. Они могут размножаться черенками, корневищами, черенками и даже частями листьев и корней.

Бесполое размножение имеет ряд преимуществ. Это быстро и эффективно, позволяя колонизировать окружающую среду за относительно короткое время. Кроме того, вам не нужно тратить время и силы на борьбу за сексуальных партнеров или сложные и замысловатые танцы для ухаживания.

Однако его главный недостаток - отсутствие генетической изменчивости, которая является непременным условием работы механизмов, ответственных за биологическую эволюцию.

Отсутствие изменчивости у вида может привести к его исчезновению, если ему придется столкнуться с неблагоприятными условиями, будь то вредители или экстремальный климат. Следовательно, бесполое размножение понимается как альтернативная адаптация в ответ на условия, требующие однородных популяций.

Общие характеристики

Половое размножение происходит, когда человек производит новые организмы из соматических структур. Потомство генетически идентично родителю во всех аспектах генома, за исключением участков, подвергшихся соматическим мутациям.

Для обозначения появления новых особей, начиная с соматической ткани или клеток, используются разные термины. В литературе половое размножение является синонимом клонального размножения.

Для животных часто используется термин агамное размножение (от английского agametic reproduction), в то время как для растений обычно используется выражение вегетативное размножение.

Огромное количество организмов размножаются на протяжении всей своей жизни половым путем. В зависимости от группы и условий окружающей среды организм может воспроизводить исключительно бесполым путем или чередовать его с половым размножением.

Бесполое размножение у животных (виды)

У животных потомство может происходить от одного родителя в результате митотических делений (бесполое размножение) или в результате оплодотворения двух гамет от двух разных особей (половое размножение).

Бесполым путем могут размножаться различные группы животных, преимущественно группы беспозвоночных. Наиболее важными видами бесполого размножения у животных являются:

почкование

Бутонирование состоит из образования выпуклости или выделений у родительской особи. Эта структура называется желтком и дает начало новому организму.

Этот процесс происходит у некоторых книдарий (медуз и родственных им) и у оболочников, где потомство может быть произведено за счет выступов на теле родителей. Человек может вырасти и стать независимым или привязаться к своему родителю, чтобы сформировать колонию.

Есть колонии книдарий, знаменитых скалистых кораллов, которые могут вырастать более чем на метр. Эти структуры состоят из особей, образованных в результате процессов бутонизации, чьи геммулы остались соединенными. Гидры известны своей способностью бесполым размножением почкованием.

У поферов (губок) бутонизация - довольно распространенный способ размножения. Губки могут образовывать геммулы, чтобы выдерживать неблагоприятные условия окружающей среды. Однако губки также обладают половым размножением.

фрагментация

Животные могут разделять свои тела в процессе фрагментации, когда кусок может дать начало новому человеку. Этот процесс сопровождается регенерацией, когда клетки исходной родительской части делятся, образуя полное тело.

Этот феномен встречается у различных линий беспозвоночных, таких как губки, книдарии, кольчатые червяки, полихеты и оболочники.

Не следует путать процессы регенерации как таковые с событиями бесполого размножения. Например, губки, потеряв одну из рук, могут восстановить новую. Однако это не предполагает воспроизводства, поскольку не приводит к увеличению количества особей.

У морских звезд рода Linckia возможно, что новая особь произошла от руки. Таким образом, организм с пятью руками может дать начало пяти новым особям.

Планарии (турбеллярии) - это червеобразные организмы, способные к размножению как половым, так и бесполым путем. Обычный опыт в биологических лабораториях - фрагментировать планарию, чтобы наблюдать, как новый организм регенерируется из каждой части.

Партеногенез у беспозвоночных

У некоторых групп беспозвоночных, таких как насекомые и ракообразные, яйцеклетка способна развить полноценную особь без необходимости оплодотворения спермой. Это явление называется партеногенезом и широко распространено у животных.

Самый яркий пример - это перепончатокрылые, в частности пчелы. Эти насекомые могут дать начало самцам, называемым трутнями, посредством партеногенеза. Поскольку особи происходят из неоплодотворенной яйцеклетки, они гаплоидны (на них приходится только половина генетической нагрузки).

Тля - еще одна группа насекомых - может давать начало новым особям в процессе партеногенеза или половым размножением.

У рачка дафнии самка откладывает яйца разных видов в зависимости от условий окружающей среды. Яйца могут быть оплодотворены и дать начало диплоидным особям или развиваться путем партеногенеза. Первый случай связан с неблагоприятными экологическими условиями, тогда как партеногенез происходит в благополучных условиях.

В лаборатории партеногенез может быть вызван применением химических или физических раздражителей. У некоторых иглокожих и амфибий этот процесс прошел успешно и называется экспериментальным партеногенезом. Точно так же существует бактерия рода Wolbachia, способная вызывать этот процесс.

Партеногенез у позвоночных

Феномен партеногенеза распространяется и на позвоночные. У различных родов рыб, амфибий и рептилий происходит более сложная форма этого процесса, включающая дублирование набора хромосом, приводящее к диплоидным зиготам без участия мужской гаметы.

Примерно 15 видов ящериц известны своей уникальной способностью к воспроизводству посредством партеногенеза.

Хотя этим рептилиям напрямую не нужен партнер для зачатия (на самом деле, у этих видов отсутствуют самцы), им необходимы сексуальные стимулы от ложных совокуплений и сеансов ухаживания с другими особями.

Андрогенез и гиногенез

В процессе андрогенеза ядро ​​ооцита дегенерирует и заменяется ядром от отца в результате слияния ядер двух сперматозоидов. Хотя это происходит у некоторых видов животных, таких как, например, палочники, это не считается обычным процессом в этом царстве.

С другой стороны, гиногенез состоит из продукции новых организмов диплоидными ооцитами (женскими половыми клетками), которые не подверглись делению своего генетического материала в результате мейоза.

Помните, что наши половые клетки имеют только половину хромосом, и когда происходит оплодотворение, количество хромосом восстанавливается.

Для возникновения гиногенеза необходима стимуляция мужской спермы. Потомственный продукт гиногенеза - самки, идентичные своей матери. Этот путь также известен как псевдогамия.

Бесполое размножение у растений (виды)

У растений существует широкий спектр способов размножения. Это очень пластичные организмы, и нет ничего необычного в том, чтобы найти растения, способные размножаться половым и бесполым путем.

Однако было обнаружено, что многие виды предпочитают бесполый путь размножения, хотя их предки так и поступали половым путем.

В случае бесполого размножения растения могут производить потомство по-разному, от развития неоплодотворенной яйцеклетки до получения целостного организма фрагментом родителя.

Как и в случае с животными, половое размножение происходит посредством деления клеток путем митоза, в результате чего образуются идентичные клетки. Ниже мы обсудим наиболее актуальные виды вегетативного размножения:

столоны

Некоторые растения способны размножаться на тонких, удлиненных стеблях, которые берут начало на поверхности почвы. Эти структуры известны как столоны и порождают корни через определенные промежутки времени. Из корней могут образовываться прямостоячие стебли, которые со временем превращаются в самостоятельные особи.

Выдающимся примером являются виды клубники или клубники (Fragaria ananassa), способные создавать различные структуры, включая листья, корни и стебли каждого узла столона.

Корневища

Как в случае столонов, так и корневищ, пазушные почки растений могут давать специализированный побег для бесполого размножения. Материнское растение представляет собой резервный источник всходов.

Корневища - это бесконечно растущие стебли, которые растут под землей или над ней горизонтально. Как и столоны, они производят придаточные корни, которые дают новое растение, идентичное материнскому.

Этот тип вегетативного размножения важен для группы злаков (где корневища приводят к образованию почек, из которых появляются стебли с листьями и цветами), декоративных многолетних растений, пастбищ, тростника и бамбука.

шлам

Черенки - это кусочки или кусочки стебля, из которого происходит новое растение. Чтобы это произошло, стебель нужно закопать в землю, чтобы избежать высыхания, и можно обработать гормонами, стимулирующими рост придаточных корней.

В других случаях кусок стебля помещают в воду, чтобы стимулировать образование корней. После переноса в подходящую среду может развиваться новый человек.

Прививки

Растения могут воспроизводиться, вставляя почку в предварительно сделанную щель на стебле древесного растения, имеющего корни.

Когда процедура проходит успешно, рана закрывается, и стебель жизнеспособен. В просторечии говорится, что растение «поймано».

Листья и корни

Есть некоторые виды, у которых листья могут использоваться в качестве структур для вегетативного размножения. Вид, широко известный как «материнское растение» (Kalanchoe daigremontiana), может производить растения, отделенные от меристематической ткани, расположенной на краю их листьев.

Эти маленькие растения растут прикрепленными к листьям, пока не станут достаточно зрелыми, чтобы отделиться от своей матери. Когда дочернее растение падает на землю, оно укореняется.

У вишни, яблони и малины размножение может происходить через корни. Эти подземные сооружения дают побеги, способные дать начало новым особям.

Бывают крайние случаи, как у одуванчика. Если кто-то попытается вытащить растение из земли и фрагментировать его корни, из каждой части может появиться новое растение.

спорообразование

Спороношение происходит у многих растительных организмов, включая мхи и папоротники. Процесс заключается в образовании значительного количества спор, способных противостоять неблагоприятным условиям окружающей среды.

Споры - это мелкие элементы, которые легко разносятся животными или ветром. Когда они достигают благоприятной зоны, спора развивается в особи, равной той, которая ее породила.

Сеянцы

Черенки представляют собой скопления клеток, типичные для мохообразных и папоротников, но также встречаются у некоторых высших растений, таких как клубни и травы. Эти структуры происходят из слоевища и представляют собой маленькие почки, способные распространяться.

Партеногенез и апомиксис

В ботанике также часто употребляется термин партеногенез. Хотя он используется в более узком смысле для описания события «гаметофитного апомиксиса». В этом случае спорофит (семя) продуцируется клеткой семяпочки, которая не подвергается восстановлению.

Апоксимизис присутствует примерно у 400 видов покрытосеменных, в то время как у других растений это может быть факультативно. Таким образом, партеногенез описывает только часть бесполого размножения растений. Поэтому рекомендуется избегать использования этого термина по отношению к растениям.

Некоторые авторы (см. De Meeûs et al. 2007) склонны отделять апомиксис от вегетативного размножения. Кроме того, они классифицируют апомиксис как уже описанный гаметофит и исходящий от спорофита, где зародыш развивается из ядерной клетки или другой соматической ткани яичника, не претерпевающей гаметофитную фазу.

Преимущества бесполого размножения у растений

В целом, бесполое размножение позволяет растению воспроизводиться в идентичных копиях, которые хорошо адаптированы к этой конкретной среде.

Кроме того, бесполое размножение у серебристых - быстрый и эффективный механизм. По этой причине он используется как стратегия, когда организм находится в областях, где окружающая среда не очень подходит для размножения семенами.

Например, растения, расположенные в засушливых районах Патагонии, такие как хорионы, размножаются таким образом, занимая большие площади почвы.

С другой стороны, фермеры максимально использовали этот тип размножения. Они могут выбрать сорт и воспроизвести его бесполым путем для получения клонов. Таким образом, они получат генетическое единообразие и позволят им сохранить некоторые желаемые характеристики.

Бесполое размножение у микроорганизмов (видов)

Бесполое размножение очень распространено у одноклеточных организмов. В прокариотических линиях, например бактериях, наиболее заметными являются бинарное деление, почкование, фрагментация и множественное деление. С другой стороны, у одноклеточных эукариотических организмов есть бинарное деление и споруляция.

Бинарное деление в бактериях

Бинарное деление - это процесс деления генетического материала, за которым следует справедливое деление внутренней части клетки для получения двух организмов, идентичных родителю и идентичных друг другу.

Бинарное деление начинается, когда бактерии находятся в среде, где достаточно питательных веществ, а среда способствует размножению. Затем клетка испытывает небольшое удлинение.

Позже начинается репликация генетического материала. У бактерий ДНК организована на круговой хромосоме и не ограничена мембраной, как заметное и отличительное ядро ​​у эукариот.

В период деления генетический материал распределяется по противоположным сторонам делящейся клетки. В этот момент начинается синтез полисахаридов, которые образуют бактериальную стенку, затем происходит образование перегородки в середине, и клетка, наконец, полностью отделяется.

В некоторых случаях бактерии могут начать делиться и дублировать свой генетический материал. Однако клетки никогда не разделяются. Примеры этого - скопления кокков, таких как диплококки.

Бинарное деление у эукариот

У одноклеточных эукариот, таких как, например, трипаносома, происходит похожий тип воспроизводства: одна клетка дает две дочерние клетки аналогичного размера.

Из-за наличия настоящего клеточного ядра этот процесс становится более сложным и сложным. Для деления ядра должен произойти процесс митоза, за которым следует цитокинез, который включает деление цитоплазмы.

Множественное деление

Хотя бинарное деление является наиболее распространенной модальностью воспроизводства, некоторые виды, такие как Bdellovibrio ¸, способны испытывать множественные деления. Результатом этого процесса являются несколько дочерних клеток, а не две, как упоминалось в бинарном делении.

почкование

Это процесс, аналогичный описанному для животных, но экстраполированный на одну клетку. Бактериальное почкование начинается с маленькой почки, которая отличается от родительской клетки. Эта выпуклость подвергается процессу роста, пока постепенно не отделяется от бактерий, которые ее породили.

Почкование приводит к неравномерному распределению материала, содержащегося в ячейке.

фрагментация

Обычно бактерии нитевидного типа (например, Nicardia sp.) Могут размножаться этим путем. Клетки волокна разделяются и начинают расти как новые клетки.

спорообразование

Спороношение состоит из образования структур, называемых спорами. Это высокопрочные конструкции, состоящие из клетки.

Этот процесс связан с условиями окружающей среды, окружающей организм. Обычно, когда они становятся неблагоприятными из-за нехватки питательных веществ или экстремальных климатических условий, запускается спороношение.

Различия между половым и бесполым размножением

У лиц, размножающихся бесполым путем, потомство состоит из практически идентичных копий своих родителей, то есть клонов. Геном единственного родителя копируется митотическими клеточными делениями, где ДНК копируется и передается в равных частях двум дочерним клеткам.

Напротив, для того, чтобы произошло половое размножение, должны участвовать два человека противоположного пола, за исключением гермафродитов.

Каждый из родителей несет гамету или половые клетки, генерируемые мейотическими событиями. Потомство состоит из уникальных комбинаций обоих родителей. Другими словами, существует замечательная генетическая изменчивость.

Чтобы понять высокий уровень вариабельности полового размножения, мы должны сосредоточиться на хромосомах во время деления. Эти структуры способны обмениваться фрагментами друг с другом, что приводит к уникальным комбинациям. Следовательно, когда мы наблюдаем братьев и сестер от одних и тех же родителей, они не идентичны друг другу.

Преимущества бесполого размножения перед половым

Бесполое размножение имеет ряд преимуществ перед половым размножением. Во-первых, не тратится время и энергия на сложные брачные танцы или драки за самку, типичные для некоторых видов, поскольку нужен только один родитель.

Во-вторых, многие люди, которые размножаются половым путем, тратят много энергии на производство гамет, которые никогда не оплодотворяются. Это позволяет быстро и эффективно колонизировать новую среду без необходимости искать помощника.

Теоретически модели бесполого размножения, упомянутые выше, дают больше преимуществ - по сравнению с половым - для людей, живущих в стабильной среде, поскольку они могут точно сохранить свои генотипы.

Ссылки

1. Кэмпбелл, Северная Каролина (2001). Биология: понятия и отношения. Pearson Education.
2. Кертис, Х., и Шнек, А. (2006). Приглашение к биологии. Panamerican Medical Ed.
3. Де Меес, Т., Пругнолле, Ф. и Агнью, П. (2007). Бесполое размножение: генетика и эволюционные аспекты. Клеточные и молекулярные науки о жизни, 64 (11), 1355-1372.
4. Энгелькирк, П.Г., Дубен-Энгелькирк, Д.Л., и Бертон, GRW (2011). Микробиология Бертона для наук о здоровье. Липпинкотт Уильямс и Уилкинс.
5. Патил, У., Кулкарни, Дж. С., и Чинчолкар, С. Б. (2008). Основы микробиологии. Нирали Пракашан, Пуна.
6. Raven, PH, Evert, RF, & Eichhorn, SE (1992). Биология растений (Том 2). Я поменял направление.
7. Табата, Дж., Ичики, RT, Танака, Х., и Кагеяма, Д. (2016). Половое и бесполое размножение: отчетливые результаты в относительной численности партеногенетических мучнистых червецов после недавней колонизации. PLoS ONE, 11 (6), e0156587.
8. Юань, З. (2018). Преобразование микробной энергии. Walter de Gruyter GmbH & Co KG.