Het ontluiken is een vorm van ongeslachtelijke voortplanting van organismen waarbij een ongelijke verdeling optreedt. De nieuwe organismen "steken" uit de ouders als een bult, juweeltje of knop, totdat de totale scheiding plaatsvindt.
Ontluiking komt voor in verschillende phyla van eukaryoten en prokaryoten, van bacteriën tot cnidarians. Deze vorm van voortplanting is vooral belangrijk bij schimmels, bacteriën, dieren zoals sponzen en kwallen of cnidarians.
Foto van een Hydra viridissima-exemplaar tijdens het ontluikingsproces (Bron: Peter Schuchert via Wikimedia Commons)
Ontluikende voortplanting is een vorm van voortplanting die vaak wordt aangetroffen in organismen met koloniale groepen, omdat het een evolutionair voordeel vertegenwoordigt om zich in nieuwe habitats te vestigen en nieuwe kolonies te vormen.
Voor koloniale meercellige organismen is voortplanting door middel van knopvorming een aanzienlijk voordeel, vooral vlak na natuurrampen, omdat ze in staat zijn om de hele kolonie in korte tijd en van een enkel individu te regenereren.
Hoewel voortplanting door knopvorming veel voordelen heeft, kan het een verslechtering van de genetische variabiliteit van de soort veroorzaken, aangezien het genereren van een hele populatie van klonen ze erg vatbaar maakt voor pathogenen, veranderingen in pH en temperatuur, zoutgehalte, enz.
kenmerken
Voortplanting door knopvorming is een van de soorten ongeslachtelijke voortplanting die het vaakst wordt waargenomen bij micro-organismen. Door deze reproductie kunnen ze meerdere klonen van zichzelf produceren die volledig metabolisch en in korte tijd zijn ontwikkeld.
Alle ontluikende nakomelingen hebben organen ontwikkeld die lijken op die van hun ouders. Scheiding van de ouder vindt van nature pas plaats als de ontluikende nakomelingen in de kiem volledig ontwikkelde organen of organellen hebben.
Op het moment dat de knoppen en de ouders worden gescheiden, wordt een duidelijk verschil in grootte tussen hen waargenomen (de nakomelingen zijn veel kleiner). Deze nakomelingen kunnen echter in korte tijd de grootte van de ouder bereiken.
Soorten ontluikende
In veel van de organismen die dit type ongeslachtelijke voortplanting hebben, kunnen twee soorten knopvorming worden onderscheiden:
G
Het komt vaak voor wanneer de omgevingsomstandigheden vol of gunstig zijn voor het leven van het organisme en daarom begint het individu zich te vermenigvuldigen door te ontluiken om de omvang van de populatie te vergroten en te profiteren van de grootste hoeveelheid hulpbronnen.
G
Het treedt op als reactie op ongunstige omstandigheden en het is wanneer organismen deze omstandigheden detecteren en, als een soort overlevingsstraling, proberen te reageren op de ongunstige toestand door hun aantal te vergroten (waardoor de kans op het achterlaten van nakomelingen wordt vergroot).
Sommige zoölogen zijn van mening dat de definitie van ontluiken enigszins dubbelzinnig is binnen het dierenrijk, aangezien veel auteurs in het concept processen opnemen zoals het ontluiken van de tentakels van poliepen in koralen, van de proglottiden van lintwormen of van een derde segment in ringwormen.
Al deze voorbeelden vallen onder de definitie van ontluiken, aangezien het allemaal individuen of hele delen zijn die op een ouder ontkiemen met enige onafhankelijkheid van het lichaam dat ze voortbrengt.
Werkwijze
In het ontluikingsproces kunnen ten minste vijf gedeelde stadia worden waargenomen voor alle organismen, zowel in eencellige als in meercellige organismen:
1- De progenitorcel verhoogt het volume van zijn cytosol tussen de helft en een kwart meer dan normaal.
2- Een bult, knop of edelsteen begint zich te vormen aan de buitenkant van de cel, waardoor het cytosolische volume toeneemt. In het geval dat het organisme een celwand heeft, een afname van de componenten en de synthese van een nieuw omhulsel rond de dochtercellen, precies op de plaats waar de uitstulping begint te worden waargenomen.
3- Op het moment dat het uitsteeksel significanter is, vindt een migratie van de kern naar de zijkant ervan plaats. Zodra de kern van de cel op de periferie van de cel is gepositioneerd ten opzichte van de ontluikende edelsteen, gaat deze een mitotisch proces in, om uiteindelijk twee exact dezelfde kernen te vormen.
4- De kern van de voorlopercel migreert terug naar het midden van de oorspronkelijke cel en de tweede kern wordt in het midden van de knop of edelsteen geplaatst. Direct na dat moment begint de oorspronkelijke structuur van de celwand of het membraan waar de edelsteen of knop is ontstaan, te regenereren in de progenitorcel.
5- Ten slotte zijn de celwand van de dooier en de progenitorcel klaar met verharden en wanneer deze stap is voltooid, worden beide cellen onafhankelijk van elkaar.
Foto van het ontluikende proces van een koraal (poliepen) (Bron: NOAA via Wikimedia Commons)
In veel organismen, zoals hydra's, koralen en sponzen, komt de laatste stap mogelijk niet voor, omdat er enige cytosolische continuïteit is tussen ouders en nakomelingen. Deze nakomelingen hebben echter volledige onafhankelijkheid in veel functies, zoals bijvoorbeeld voedsel.
Voorbeelden
Veel soorten bacteriën kunnen zich voortplanten door te ontluiken. De pathogene bacteriën van het geslacht Rickettsia evenals vele protozoaire soorten amoeben en euglenozoa planten zich voornamelijk voort door te ontluiken.
Gisten
Van gisten kan worden gezegd dat ze een van de "koninginnen" van het ontluiken zijn, aangezien ze zich op deze manier constant voortplanten. Zelfs in de gistbeelden die in de meeste studieboeken worden gepresenteerd, zijn kleine bultjes of knoppen te zien op het celoppervlak.
Gisten tijdens aseksuele voortplanting door ontluiken (Bron: Bookofjude, via Wikimedia Commons)
Zeestralen
Voor invasieve organismen biedt ontluikende voortplanting veel voordelen, omdat ze zich hierdoor snel kunnen verspreiden en grote gebieden kunnen koloniseren. Dat is het geval met zakpijpen, die zich constant voortplanten door te ontluiken.
Zeeschuiten worden door veel zoölogen geclassificeerd als "meta-organismen" die bestaan uit meerdere klonen van hetzelfde individu. Deze meta-organismen staan bekend als kolonies en elk van de klonen in een kolonie wordt " zooiden " genoemd.
Hydras
Een van de model meercellige organismen voor de studie van voortplanting door knopvorming zijn hydra's, omdat ze gemakkelijk in gevangenschap te houden zijn en zich constant voortplanten.
Schematische voorstelling van het ontluikingsproces van een Hydra (Bron: A.houghton19 via Wikimedia Commons)
In de hydra's kan worden waargenomen hoe, vanaf de eerste steel, nieuwe poliepen beginnen te "ontkiemen" die, ondanks dat ze al hun metabolisme onafhankelijk maken van het moederorganisme, eraan gehecht blijven. Het is nog steeds de vraag of het kolonievormende organismen zijn of dat ze simpelweg een mechanisme missen dat de knoppen van de ouders scheidt.
De phylum Cniaria, die koralen, kwallen en hydra's omvat, is misschien de groep meercellige organismen met de hoogste frequentie van ongeslachtelijke voortplanting door knopvorming, aangezien dit type voortplanting essentieel is voor de groei en verspreiding van koloniale organismen.
Referenties
- Brusca, RC en Brusca, GJ (2003). Ongewervelden (nr. QL 362. B78 2003). Basingstoke.
- Gray, A. (1871). Over hypocotyledonaire gemmatie. Journal of Natural History, 8 (45), 220-220.
- Hickman, CP, Roberts, LS en Hickman, FM (1984). Geïntegreerde principes van zoölogie. Times Mirror.
- Monniot, C. (1992). Nouvelle-Calédonie Ascidies. XI. Phlébobranches en Stolidobranches op het plateau van Chesterfield. Bulletin du Muséum National d'Histoire Naturelle. Parijs (4) A, 14, 3-22.
- Solomon, EP, Berg, LR en Martin, DW (2011). Biologie (9e edn). Brooks / Cole, Cengage Learning: VS.
- Von Wagner, F. (1892). VI.-Algemene opmerkingen over splijting en gemmatie in het dierenrijk. Journal of Natural History, 10 (55), 23-54.
- Willey, JM, Sherwood, L., en Woolverton, CJ (2008). Prescott, Harley en Klein's microbiologie. McGraw-Hill hoger onderwijs.