ONGESLACHTELIJKE VOORTPLANTING: KENMERKEN EN TYPEN - BIOLOGIE - 2025

De ongeslachtelijke voortplanting wordt gedefinieerd als de vermenigvuldiging van een individu dat zonder bevruchting zaad kan veroorzaken. Daarom bestaan ​​dochterorganismen uit klonen van de ouder.

Aangenomen wordt dat kinderen die voortkomen uit ongeslachtelijke voortplantingsgebeurtenissen identieke kopieën van hun ouders zijn. Houd er echter rekening mee dat de kopie van het genetisch materiaal onderhevig is aan veranderingen die "mutaties" worden genoemd.

Bron: pixabay.com

Ongeslachtelijke voortplanting is overheersend in eencellige organismen, zoals bacteriën en protisten. In de meeste gevallen geeft één stamcel aanleiding tot twee dochtercellen, in een geval dat binaire splitsing wordt genoemd.

Hoewel dieren meestal worden geassocieerd met seksuele voortplanting en planten met aseksuele voortplanting, is het een verkeerde relatie en in beide geslachten vinden we de twee basismodellen van voortplanting.

Er zijn verschillende mechanismen waarmee een organisme zich ongeslachtelijk kan voortplanten. Bij dieren zijn de belangrijkste soorten fragmentatie, knopvorming en parthenogenese.

In het geval van planten kenmerkt de ongeslachtelijke voortplanting zich door zeer gevarieerd te zijn, aangezien deze organismen een grote plasticiteit hebben. Ze kunnen zich voortplanten, door stekken, wortelstokken, stekken en zelfs door delen van bladeren en wortels.

Ongeslachtelijke voortplanting heeft een aantal voordelen. Het is snel en efficiënt, waardoor de kolonisatie van omgevingen in relatief korte tijd mogelijk is. Bovendien hoef je geen tijd en energie te besteden aan het vechten voor seksuele partners of ingewikkelde en uitgebreide vrijingsdansen.

Het grootste nadeel is echter het gebrek aan genetische variabiliteit, wat een conditio sine qua non is voor de werking van de mechanismen die verantwoordelijk zijn voor biologische evolutie.

Het gebrek aan variabiliteit in een soort kan leiden tot het uitsterven ervan als ze te maken krijgen met ongunstige omstandigheden, of het nu gaat om ongedierte of extreme klimaten. Daarom wordt aseksuele voortplanting opgevat als een alternatieve aanpassing in reactie op omstandigheden die uniforme populaties vereisen.

Algemene karakteristieken

Seksuele voortplanting vindt plaats wanneer een individu nieuwe organismen produceert uit somatische structuren. De nakomelingen zijn genetisch identiek aan de ouder in alle aspecten van het genoom, behalve in regio's die somatische mutaties hebben ondergaan.

Er worden verschillende termen gebruikt om te verwijzen naar de productie van nieuwe individuen, uitgaande van somatisch weefsel of cellen. In de literatuur is seksuele voortplanting synoniem met klonale voortplanting.

Voor dieren wordt meestal de term agammetische voortplanting gebruikt, terwijl het bij planten gebruikelijk is om de uitdrukking vegetatieve voortplanting te gebruiken.

Een groot aantal organismen planten zich hun hele leven voort door seksuele voortplanting. Afhankelijk van de groep en de omgevingsomstandigheden kan het organisme zich uitsluitend aseksueel voortplanten of afwisselen met seksuele voortplantingsgebeurtenissen.

Ongeslachtelijke voortplanting bij dieren (typen)

Bij dieren kunnen nakomelingen afkomstig zijn van een alleenstaande ouder via mitotische delingen (aseksuele voortplanting) of het kan optreden door de bevruchting van twee gameten van twee verschillende individuen (seksuele voortplanting).

Verschillende groepen dieren kunnen zich ongeslachtelijk voortplanten, voornamelijk groepen ongewervelde dieren. De belangrijkste soorten ongeslachtelijke voortplanting bij dieren zijn de volgende:

Knopvorming

Ontluiken bestaat uit de vorming van een uitstulping of afscheiding van het ouderlijk individu. Deze structuur wordt de dooier genoemd en zal aanleiding geven tot een nieuw organisme.

Dit proces vindt plaats bij bepaalde cnidarians (kwallen en aanverwanten) en manteldieren waar nakomelingen kunnen worden geproduceerd door uitsteeksels op het lichaam van de ouders. Het individu kan opgroeien en onafhankelijk worden of gehecht raken aan zijn ouder om een ​​kolonie te vormen.

Er zijn kolonies cnidarians, de beroemde rotskoralen, die zich meer dan een meter kunnen uitstrekken. Deze structuren bestaan ​​uit individuen gevormd door ontluikende gebeurtenissen, waarvan de edelstenen verbonden bleven. Hydra's staan ​​bekend om hun vermogen om zich ongeslachtelijk voort te planten door te ontluiken.

In het geval van poriferen (sponzen) is ontluiken een vrij gebruikelijke manier om zich voort te planten. Sponzen kunnen gemmules vormen om tijden van ongunstige omgevingsomstandigheden te weerstaan. Sponzen vertonen echter ook seksuele voortplanting.

Fragmentatie

Dieren kunnen hun lichaam in een fragmentatieproces verdelen, waarbij uit een stuk een nieuw individu kan ontstaan. Dit proces gaat gepaard met regeneratie, waarbij de cellen van het oorspronkelijke oudergedeelte zich delen om een ​​compleet lichaam te genereren.

Dit fenomeen doet zich voor in verschillende geslachten van ongewervelde dieren, zoals sponzen, cnidarians, ringwormen, polychaeten en manteldieren.

Regeneratieprocessen op zich moeten niet worden verward met aseksuele voortplantingsgebeurtenissen. Als ze bijvoorbeeld een van de armen verliezen, kunnen sponzen een nieuwe regenereren. Het impliceert echter geen reproductie, aangezien het niet leidt tot een toename van het aantal individuen.

Bij zeesterren van het geslacht Linckia is het mogelijk dat een nieuw individu uit een arm is voortgekomen. Zo kan een organisme met vijf armen vijf nieuwe individuen voortbrengen.

Planarians (Turbellarians) zijn wormvormige organismen met het vermogen om zowel seksueel als aseksueel te reproduceren. Een veel voorkomende ervaring in biologielaboratoria is om een ​​planariër te fragmenteren om te observeren hoe een nieuw organisme uit elk stuk regenereert.

Parthenogenese bij ongewervelde dieren

Bij sommige groepen ongewervelde dieren, zoals insecten en kreeftachtigen, is een eicel in staat om een ​​compleet individu te ontwikkelen, zonder dat het nodig is om door een sperma te worden bevrucht. Dit fenomeen wordt parthenogenese genoemd en is wijdverbreid bij dieren.

Het duidelijkste voorbeeld is dat van de Hymenopterans, met name bijen. Deze insecten kunnen door parthenogenese mannetjes voortbrengen, drones genaamd. Omdat individuen uit een onbevrucht ei komen, zijn ze haploïde (ze hebben slechts de helft van de genetische belasting).

Bladluizen - een andere groep insecten - kunnen nieuwe individuen voortbrengen door processen van parthenogenese of door seksuele voortplanting.

Bij de kreeftachtige Daphnia produceert het vrouwtje verschillende soorten eieren, afhankelijk van de omgevingsomstandigheden. De eieren kunnen worden bevrucht en aanleiding geven tot een diploïde individu of zich ontwikkelen door parthenogenese. Het eerste geval houdt verband met ongunstige omgevingsomstandigheden, terwijl parthenogenese voorkomt in welvarende omgevingen

In het laboratorium kan parthenogenese worden opgewekt door de toepassing van chemicaliën of fysieke stimuli. Bij bepaalde stekelhuidigen en amfibieën is dit proces met succes uitgevoerd en wordt het experimentele parthenogenese genoemd. Op dezelfde manier is er een bacterie van het geslacht Wolbachia die het proces kan induceren.

Parthenogenese bij gewervelde dieren

Het fenomeen parthenogenese strekt zich uit tot de lijn van vertebraten. In verschillende geslachten van vissen, amfibieën en reptielen vindt een meer complexe vorm van dit proces plaats, waarbij de chromosoomset wordt gedupliceerd, wat leidt tot diploïde zygoten zonder de deelname van een mannelijke gameet.

Ongeveer 15 soorten hagedissen staan ​​bekend om hun unieke vermogen om zich voort te planten via parthenogenese.

Hoewel deze reptielen niet direct een partner nodig hebben om zwanger te worden (in feite missen deze soorten mannen), hebben ze seksuele prikkels nodig van valse copulatie en verkeringssessies met andere individuen.

Androgenese en gynogenese

Bij het androgeneseproces degenereert de kern van de eicel en wordt deze vervangen door de kern van de vader door kernfusie van twee zaadcellen. Hoewel het bij sommige diersoorten voorkomt, zoals bijvoorbeeld wandelende takken, wordt het in dat koninkrijk niet als een algemeen proces beschouwd.

Aan de andere kant bestaat gynogenese uit de productie van nieuwe organismen door diploïde eicellen (vrouwelijke geslachtscellen) die geen deling van hun genetisch materiaal door meiose hebben ondergaan.

Bedenk dat onze geslachtscellen maar de helft van de chromosomen hebben en dat bij bevruchting het aantal chromosomen hersteld wordt.

Om gynogenese te laten plaatsvinden, is stimulatie van het mannelijke sperma noodzakelijk. Het nakomelingenproduct van gynogenese zijn vrouwtjes die identiek zijn aan hun moeder. Deze route staat ook bekend als pseudogamie.

Ongeslachtelijke voortplanting bij planten (soorten)

Bij planten is er een breed spectrum aan reproductiemodi. Het zijn zeer plastische organismen en het is niet ongebruikelijk om planten te vinden die zich seksueel en ongeslachtelijk kunnen voortplanten.

Van veel soorten is echter gebleken dat ze de voorkeur geven aan de aseksuele voortplantingsroute, ook al deden hun voorouders dat seksueel.

In het geval van ongeslachtelijke voortplanting kunnen planten op verschillende manieren nageslacht voortbrengen, van de ontwikkeling van een onbevruchte eicel tot het verkrijgen van een compleet organisme door een fragment van de ouder.

Net als bij dieren vindt seksuele voortplanting plaats door gebeurtenissen van celdeling door mitose, die resulteren in identieke cellen. Hieronder bespreken we de meest relevante soorten vegetatieve voortplanting:

Stolons

Sommige planten kunnen zich voortplanten op slanke, langwerpige stengels die langs het oppervlak van de grond ontstaan. Deze structuren staan ​​bekend als stolonen en genereren wortels met tussenpozen. De wortels kunnen rechtopstaande stengels genereren die uiteindelijk uitgroeien tot onafhankelijke individuen.

Een uitstekend voorbeeld is de aardbei- of aardbeiensoort (Fragaria ananassa) die in staat is om verschillende structuren te genereren, waaronder bladeren, wortels en stengels van elk knooppunt van een uitloper.

Wortelstokken

Zowel in het geval van stolonen als wortelstokken kunnen de okselknoppen van planten een gespecialiseerde scheut genereren voor ongeslachtelijke voortplanting. De moederplant vormt een reservebron voor de scheuten.

Wortelstokken zijn oneindig groeiende stengels die onder de grond - of boven - horizontaal groeien. Net als uitlopers produceren ze adventieve wortels, die een nieuwe plant zullen genereren die identiek is aan de moederplant.

Deze vorm van vegetatieve voortplanting is belangrijk in de groep grassen (waar de wortelstokken leiden tot de vorming van knoppen die aanleiding geven tot stengels met bladeren en bloemen), sierplanten, weilanden, riet en bamboe.

Stekken

Stekken zijn stukjes of beetjes van een stengel waaruit een nieuwe plant voortkomt. Om deze gebeurtenis te laten plaatsvinden, moet de stengel in de grond worden begraven om uitdroging te voorkomen en kan hij worden behandeld met hormonen die de groei van onvoorziene wortels stimuleren.

In andere gevallen wordt het stuk stengel in water geplaatst om wortelvorming te stimuleren. Nadat het is overgebracht naar een geschikte omgeving, kan een nieuw individu zich ontwikkelen.

Transplantaten

Planten kunnen zich voortplanten door een knop in een eerder gemaakte spleet in een stengel van een houtachtige plant met wortels te steken.

Als de procedure succesvol is, is de wond gesloten en is de steel levensvatbaar. In de volksmond wordt gezegd dat de plant "gevangen" is.

Bladeren en wortels

Bij sommige soorten kunnen de bladeren worden gebruikt als structuren voor vegetatieve voortplanting. De soort die in de volksmond bekend staat als "moederschapsplant" (Kalanchoë daigremontiana) kan planten voortbrengen die gescheiden zijn van het meristeemweefsel op de rand van hun bladeren.

Deze kleine plantjes groeien vast aan de bladeren, totdat ze volwassen genoeg zijn om van hun moeder te scheiden. Wanneer de dochterplant op de grond valt, schiet hij wortel.

Bij kersen, appel en framboos kan reproductie plaatsvinden via de wortels. Deze ondergrondse structuren produceren scheuten die nieuwe individuen kunnen voortbrengen.

Er zijn extreme gevallen zoals de paardenbloem. Als iemand probeert de plant uit de grond te trekken en de wortels te fragmenteren, kan elk van de stukjes aanleiding geven tot een nieuwe plant.

Sporulatie

Sporulatie komt voor in een breed scala aan plantenorganismen, waaronder mossen en varens. Het proces bestaat uit de vorming van een aanzienlijk aantal sporen die bestand zijn tegen ongunstige omgevingsomstandigheden.

Sporen zijn kleine elementen die gemakkelijk worden verspreid, hetzij door dieren of door de wind. Wanneer ze een gunstige zone bereiken, ontwikkelt de sporen zich in een individu dat gelijk is aan degene die het heeft voortgebracht.

Propagules

Propagules zijn ophopingen van cellen, typisch voor bryofyten en varens, maar worden ook aangetroffen in bepaalde hogere planten zoals knollen en grassen. Deze structuren komen uit de thallus en zijn kleine toppen die zich kunnen verspreiden.

Parthenogenese en apomixis

In de plantkunde wordt het ook vaak toegepast in de term parthenogenese. Hoewel het in engere zin wordt gebruikt om een ​​gebeurtenis van "gametofytische apomixis" te beschrijven. In dit geval wordt een sporofyt (het zaadje) geproduceerd door een cel van een zaadknop die geen reductie ondergaat.

Apoxymyse is aanwezig in ongeveer 400 soorten angiospermen, terwijl andere planten dit facultatief kunnen doen. Parthenogenese beschrijft dus slechts een deel van de ongeslachtelijke voortplanting in planten. Daarom wordt voorgesteld om het gebruik van de term voor planten te vermijden.

Sommige auteurs (zie De Meeûs et al. 2007) neigen ertoe apomixis te scheiden van vegetatieve reproductie. Bovendien classificeren ze apomixis als de gametofytische die al is beschreven, en het komt van de sporofyt, waar het embryo zich ontwikkelt uit een kerncel of ander somatisch weefsel van de eierstok dat de gametofytische fase niet ondergaat.

Voordelen van ongeslachtelijke voortplanting bij planten

Over het algemeen stelt ongeslachtelijke voortplanting de plant in staat zich voort te planten in identieke kopieën die goed zijn aangepast aan die specifieke omgeving.

Bovendien is ongeslachtelijke voortplanting in zilver een snel en efficiënt mechanisme. Om deze reden wordt het als een strategie gebruikt wanneer het organisme zich in gebieden bevindt waar de omgevingen niet erg geschikt zijn voor reproductie door zaad.

Planten in droge omgevingen in Patagonië, zoals chorionen, planten zich bijvoorbeeld op deze manier voort en bezetten grote stukken grond.

Aan de andere kant hebben boeren optimaal geprofiteerd van dit soort vermeerdering. Ze kunnen een variëteit selecteren en deze aseksueel reproduceren om klonen te verkrijgen. Zo zullen ze genetische uniformiteit verkrijgen en kunnen ze een gewenst kenmerk behouden.

Ongeslachtelijke voortplanting bij micro-organismen (typen)

Ongeslachtelijke voortplanting is heel gebruikelijk bij eencellige organismen. In prokaryote lijnen, bijvoorbeeld bacteriën, zijn de meest prominente binaire splitsing, knopvorming, fragmentatie en meervoudige splitsing. Aan de andere kant is er bij eencellige eukaryote organismen sprake van binaire deling en sporulatie.

Binaire splitsing in bacteriën

Binaire splitsing is een proces van deling van het genetisch materiaal, gevolgd door de rechtvaardige deling van het inwendige van de cel om twee organismen te verkrijgen die identiek zijn aan de ouder en identiek aan elkaar.

Binaire splitsing begint wanneer de bacteriën zich in een omgeving bevinden waar er voldoende voedingsstoffen zijn en de omgeving bevorderlijk is voor voortplanting. De cel ervaart dan een lichte rekgebeurtenis.

Later begint de replicatie van het genetisch materiaal. Bij bacteriën is DNA georganiseerd op een cirkelvormig chromosoom en wordt het niet begrensd door een membraan, zoals de opvallende en onderscheidende kern in eukaryoten.

In de periode van deling wordt genetisch materiaal verdeeld over tegenoverliggende zijden van de delende cel. Op dit punt begint de synthese van de polysacchariden die de bacteriële wand vormen, vervolgens vindt de vorming van een septum in het midden plaats en wordt de cel uiteindelijk volledig gescheiden.

In sommige gevallen kunnen bacteriën hun genetisch materiaal gaan delen en dupliceren. De cellen scheiden echter nooit. Voorbeelden hiervan zijn de clusters van kokken, zoals diplokokken.

Binaire splitsing in eukaryoten

Bij eencellige eukaryoten, zoals bijvoorbeeld Trypanosoma, vindt een vergelijkbare reproductie plaats: uit één cel ontstaan ​​twee dochtercellen van vergelijkbare grootte.

Door de aanwezigheid van een echte celkern wordt dit proces complexer en uitgebreider. Een proces van mitose moet plaatsvinden om de kern te delen, gevolgd door cytokinese, die de deling van het cytoplasma omvat.

Meerdere splijting

Hoewel binaire splitsing de meest voorkomende voortplantingsmodaliteit is, kunnen sommige soorten, zoals Bdellovibrio ¸, meerdere splijtingen ondergaan. Het resultaat van dit proces zijn meerdere dochtercellen, en niet langer twee, zoals vermeld bij binaire splitsing.

Knopvorming

Het is een proces vergelijkbaar met dat genoemd voor dieren, maar dan geëxtrapoleerd naar een enkele cel. Bacteriële knopvorming begint met een kleine knop die verschilt van de oudercel. Deze uitstulping ondergaat een groeiproces totdat hij zich geleidelijk afscheidt van de bacteriën die hem hebben veroorzaakt.

Ontluiken resulteert in een ongelijke verdeling van het materiaal in de cel.

Fragmentatie

Over het algemeen kunnen bacteriën van het draadvormige type (bijvoorbeeld Nicardia sp.) Zich via deze route voortplanten. De cellen van het filament scheiden zich en beginnen te groeien als nieuwe cellen.

Sporulatie

Sporulatie bestaat uit de productie van structuren die sporen worden genoemd. Dit zijn zeer resistente structuren die uit een cel bestaan.

Dit proces is gekoppeld aan de omgevingscondities die het organisme omringen, in het algemeen wanneer deze ongunstig worden vanwege het gebrek aan voedingsstoffen of extreme klimaten, wordt sporulatie geactiveerd.

Verschillen tussen seksuele en aseksuele voortplanting

Bij individuen die zich ongeslachtelijk voortplanten, bestaan ​​de nakomelingen uit vrijwel identieke kopieën van hun ouders, dat wil zeggen klonen. Het genoom van de enige ouder wordt gekopieerd door mitotische celdelingen, waarbij het DNA wordt gekopieerd en in gelijke delen wordt overgedragen naar de twee dochtercellen.

Om seksuele voortplanting te laten plaatsvinden, moeten daarentegen twee individuen van het andere geslacht deelnemen, met uitzondering van hermafrodieten.

Elk van de ouders zal een gameet of geslachtscellen dragen die zijn gegenereerd door meiotische gebeurtenissen. De nakomelingen bestaan ​​uit unieke combinaties tussen beide ouders. Met andere woorden, er is een opmerkelijke genetische variatie.

Om de grote variatie in seksuele voortplanting te begrijpen, moeten we ons tijdens de deling concentreren op de chromosomen. Deze structuren zijn in staat fragmenten met elkaar uit te wisselen, wat leidt tot unieke combinaties. Als we broers en zussen van dezelfde ouders observeren, zijn ze dus niet identiek aan elkaar.

Voordelen van aseksuele versus seksuele voortplanting

Ongeslachtelijke voortplanting heeft verschillende voordelen ten opzichte van seksuele voortplanting. Ten eerste wordt er geen tijd en energie verspild aan de complexe verkeringdansen of gevechten voor het vrouwtje dat typerend is voor sommige soorten, aangezien er maar één ouder nodig is.

Ten tweede verbruiken veel individuen die zich seksueel voortplanten veel energie in de productie van gameten die nooit worden bevrucht. Hierdoor kun je nieuwe omgevingen snel en efficiënt koloniseren zonder dat je een partner hoeft te vinden.

Theoretisch bieden de hierboven genoemde aseksuele reproductiemodellen meer voordelen - vergeleken met seksueel - voor individuen die in een stabiele omgeving leven, omdat ze hun genotypen op een precieze manier kunnen bestendigen.

Referenties

1. Campbell, NA (2001). Biologie: concepten en relaties. Pearson Education.
2. Curtis, H., & Schnek, A. (2006). Uitnodiging voor biologie. Panamerican Medical Ed.
3. De Meeûs, T., Prugnolle, F., & Agnew, P. (2007). Ongeslachtelijke voortplanting: genetica en evolutionaire aspecten. Cellulaire en moleculaire levenswetenschappen, 64 (11), 1355-1372.
4. Engelkirk, PG, Duben-Engelkirk, JL en Burton, GRW (2011). Burton's microbiologie voor de gezondheidswetenschappen. Lippincott Williams & Wilkins.
5. Patil, U., Kulkarni, JS en Chincholkar, SB (2008). Fundamenten in microbiologie. Nirali Prakashan, Pune.
6. Raven, PH, Evert, RF, en Eichhorn, SE (1992). Plant Biology (Vol. 2). Ik draaide me om.
7. Tabata, J., Ichiki, RT, Tanaka, H., & Kageyama, D. (2016). Seksuele versus aseksuele voortplanting: verschillende resultaten in relatieve overvloed van parthenogenetische wolluizen na recente kolonisatie. PLoS ONE, 11 (6), e0156587.
8. Yuan, Z. (2018). Microbiële energieconversie. Walter de Gruyter GmbH & Co KG.