- Čo je to asexuálna reprodukcia?
- Druhy asexuálnej reprodukcie
- Výhody asexuálneho rozmnožovania
- Nevýhody asexuálnej reprodukcie
- Klony a klonovanie
Vysvetľujeme, čo je to nepohlavné rozmnožovanie, typy, ktoré existujú, ich výhody a nevýhody. Tiež, čo je klonovanie.
Čo je to asexuálna reprodukcia?
Asexuálna reprodukcia je taká, ktorá si vyžaduje jediné organizmu, ktorý sa nepotrebuje páriť, aby vytvoril nové jedince. Keďže nedochádza k zásahu pohlavných buniek, v sexuálnej reprodukcie neexistuje žiadna výmena alebo kombinácia Genetické informácie.
Keď sa organizmus rozmnožuje nepohlavne, robí to prostredníctvom metódy ktoré pozostávajú z replikácie alebo duplikácie jeho genetického obsahu, aby vznikli noví jedinci geneticky identickí so sebou samým.
Reprodukcia pozostáva z produkcie nových jedincov rovnakého druhu ako je progenitor, ktorý umožňuje množenie a udržiavanie druhov. Reprodukcia predstavuje jednu z hlavných etáp v Životný cyklus zo všetkého živá bytosť a hoci nie je nevyhnutné, aby jednotlivec prežil, je nevyhnutné, aby druh zostal v Zem.
Organizmy sa môžu rozmnožovať rôznymi spôsobmi, ktoré možno rozdeliť do dvoch typov rozmnožovania: pohlavné alebo nepohlavné, v závislosti od počtu zapojených jedincov a od toho, či sú potomkovia geneticky totožné s rodičovským organizmom alebo organizmami.
Sexuálna reprodukcia, ako je tá Ľudia, zahŕňa sexuálny kontakt medzi dvoma jednotlivcami, ženou a mužom, z ktorých každý prispieva gamétou alebo pohlavnou bunkou. Spojením ženských a mužských gamét (vajíčok a spermií) vzniká embryo, ktoré pri vývoji vytvorí nový individuálny rovnakého druhu, ktorého genetický materiál bude výsledkom kombinácie genetického materiálu jeho rodičov. Pri pohlavnom rozmnožovaní teda každý rodič poskytuje polovicu genetickej informácie a potomstvo je geneticky odlišné od rodičov.
Typické je nepohlavné rozmnožovanie jednobunkové organizmy, Ako prokaryoty Y protisti, a je bežný v huby, bezstavovcov Y rastliny. Zatiaľ čo v najzložitejších formách životapohlavné rozmnožovanie je zvyčajne častejšie, existujú aj špecifické prípady zvierat ktoré sa rozmnožujú nepohlavne.
Druhy asexuálnej reprodukcie
Asexuálna reprodukcia sa môže vyskytnúť prostredníctvom rôznych mechanizmov, medzi ktoré patria:
- Gemácia. Spočíva vo vytváraní hrbolčekov alebo púčikov v tele samotného rodiča, z ktorých vzíde samostatný jedinec, schopný odpútať sa a žiť samostatne, prípadne zostať pripútaný a založiť kolóniu. Pučanie je častým procesom u porifov, cnidariánov a machorastov. Okrem toho niektoré jednobunkové organizmy, ako napr droždie a niečo baktérie, reprodukovať týmto spôsobom.
- Fragmentácia. Spočíva vo výrobe nových jedincov z úlomkov tela rodiča, čím sa z jeho výrazného kusu prebuduje celé telo. Tieto fragmentácie môžu byť úmyselné alebo náhodné. Fragmentácia je mechanizmus nepohlavnej reprodukcie prítomný u mnohých bezstavovcov, ako sú hviezdice, hviezdice a planáriky. Okrem živočíchov existujú aj rastliny, ktoré sa dokážu rozmnožovať fragmentačným mechanizmom riadeným ľudským zásahom, a ktorý je lepšie známy ako „umelé vegetatívne množenie“.
Je dôležité nezamieňať procesy regenerácie fragmentáciou s procesmi asexuálneho rozmnožovania. Napríklad niektoré jašterice sú schopné regenerovať svoj chvost, ak ho náhodou stratia, ale tento jav neznamená reprodukciu, pretože nevedie k objaveniu sa nových jedincov. - Binárne delenie. Je to najjednoduchší mechanizmus nepohlavnej reprodukcie a pozostáva z duplikácie genetického materiálu (molekúl DNA) rodiča, po ktorom nasleduje rozdelenie jeho organel a nakoniec vyrezanie cytoplazmy, čím sa získajú dve bunky identický tam, kde predtým bol len jeden. Binárne štiepenie vykonávajú prokaryotické organizmy, medzi ktoré patria baktérie archaea. Existujú aj niektoré jednobunkové eukaryotické organizmy, ktoré sa rozmnožujú podobným mechanizmom: jedna bunka dáva vznik dvom identickým dcérskym bunkám podobnej veľkosti. Avšak v týchto organizmoch je prítomnosť a bunkové jadro true robí proces o niečo zložitejším a prepracovanejším.
- Sporulácia. Spočíva v rozmnožovaní prostredníctvom odolných, jednobunkových štruktúr, schopných odolávať extrémnym podmienkam, nazývaným spóry alebo endospóry.Sporulácia môže byť súčasťou normálneho životného cyklu organizmu alebo v niektorých prípadoch môže byť podporovaná alebo spúšťaná nepriaznivými okolnosťami prostredia. Mechanizmus sporulácie je forma bunkového delenia bežná u húb, rastliny a určitý druh baktérie.
- Apomixis. Tento mechanizmus je jedinečný pre rastliny a pozostáva z formy nepohlavného rozmnožovania pomocou semien, čo neznamená oplodnenie alebo meióza. V rastlinách, ktoré sa rozmnožujú touto metódou, jedinec produkuje semená, ktoré sú geneticky identické so sebou samým, čo umožňuje rozšírenie druhu, ale má malú adaptabilitu na prostredie. V rastlinnej ríši sa vyskytujú rôzne druhy apomixí a ide o pomerne častý typ nepohlavného rozmnožovania v tejto skupine živých bytostí.
- Partenogenéza. Tento spôsob asexuálnej reprodukcie zahŕňa vývoj neoplodnených ženských pohlavných buniek, to znamená, že majú rovnaký genetický materiál ako ich predchodcovia, prostredníctvom segmentácie neoplodneného vajíčka. Tento mechanizmus nepohlavnej reprodukcie je prítomný v skupinách bezstavovcov, ako aj v stavovcov: je to bežný postup u niektorých rýb, plazov, hmyz, kôrovce Y obojživelníkov, najmä v časoch riziko pre druh.
- Polyembryónia. Pozostáva z spôsobu reprodukcie, v ktorom sa z jednej zygoty vyvinú dve alebo viac embryí. V skutočnosti sa dá povedať, že ide o kombináciu pohlavného a nepohlavného rozmnožovania: prvé je nevyhnutné na oplodnenie a tvorbu zygoty a druhé nastáva, keď sa embryo rozdelí na niekoľko geneticky identických a vzniknú dve, resp. viac jedincov navzájom geneticky identických, ale odlišných od svojich rodičov. V závislosti od počtu vytvorených embryí môže byť polyembryónia jednoduchá alebo viacnásobná. Tento spôsob reprodukcie je častý u niektorých druhov hmyzu, rastlín a čo je zvláštne, u pásavcov, ktorých vrh je vždy monozygotný (pochádza z toho istého embrya). Môže sa vyskytnúť aj u ľudí, ako sa to deje u univitelných alebo identických dvojčiat, ktoré pochádzajú z rovnakej zygoty (a nemali by sa zamieňať s dvojvaječnými dvojčatami).
Výhody asexuálneho rozmnožovania
Asexuálna reprodukcia ako binárne štiepenie vyžaduje veľmi málo zdrojov.
Nepohlavné rozmnožovanie je rýchle a jednoduché, pretože nepotrebuje produkciu špecializovaných buniek (gamét), ani si nevyžaduje výdavky energie na dosiahnutie oplodnenia alebo iného podobného úsilia. Tento typ rozmnožovania teda umožňuje izolovanému jedincovi dokonale dať vznik novým potomkom, niekedy aj mnohým, hoci vždy geneticky identickým so sebou samým a navzájom.
To je užitočné najmä v situáciách biologického rizika alebo pri potrebe rýchlej expanzie, napríklad počas kolonizácie územia alebo zhlukovania jedincov tvárou v tvár hroziacemu nebezpečenstvu.
Nevýhody asexuálnej reprodukcie
Veľkou nevýhodou nepohlavného rozmnožovania je absencia genetickej variability, teda skutočnosť, že potomkovia sú identickí s rodičom, s výnimkou príp. mutácie nepredvídané.
Druh sa teda vyvíja oveľa pomalším a menej efektívnym tempom od r prirodzený výber nemôže uprednostňovať najschopnejších jedincov. To by mohlo veľmi rýchlo zabiť kolóniu alebo dokonca druh, pretože jej nižšia genetická variabilita môže zabrániť rýchlemu rastu prispôsobenie do meniaceho sa prostredia.
Klony a klonovanie
V genetike je klon definovaný ako súbor geneticky identických jedincov, pochádzajúcich od iného jedinca prostredníctvom mechanizmov nepohlavnej reprodukcie. Aj keď sú tieto procesy veľmi časté v prírody (v skutočnosti nepohlavné rozmnožovanie dávno predchádza sexuálnemu), termín klonovať vytvoril v roku 1903 H. J. Weber so zámerom prispieť k rozvoju lexiky genetika, veda ktorá sa v tom čase začínala rozvíjať. V súčasnosti možno nepohlavné rozmnožovanie nazvať klonálnym rozmnožovaním, aj keď sa veľmi nepoužíva.
The klonovanie, ktorý je odvodený od výrazu klon, je činnosť produkcie biologickej entity, ktorá je geneticky identická s inou, z existujúcej. Aj keď sa tento proces môže vykonávať bez väčších technických znalostí (napríklad pri vegetatívnom rozmnožovaní rastlín), keď sa hovorí o klonovaní, zvyčajne sa to robí skôr s odkazom na umelé techniky používané v laboratóriu na produkciu geneticky identických jedincov.
V prípade stavovcov je umelé klonovanie založené na odstránení jadra vajíčka a jeho nahradení jadra z dospelej bunky patriacej jedincovi, ktorý sa má klonovať. Potom sa toto modifikované vajíčko (ktoré je teraz ekvivalentom životaschopnej zygoty) prenesie do tela ženy, kde bude pokračovať vo svojom vývoji až do svojho narodenia. Táto technika sa začala používať na žabách v roku 1952, ale úspešná bola až v r cicavcov v roku 1996 so slávnou ovečkou Dolly.
Z praktického hľadiska by klonovanie u ľudí nemalo mať z dlhodobého hľadiska neprekonateľné technické prekážky. Možnosť využitia techniky v našom druhu, ktorá sa nazýva „reprodukčné klonovanie“, však vyvolala intenzívnu etickú, náboženskú, spoločenskú a politickú diskusiu, na ktorej sa zúčastňujú viacerí aktéri a ktorá ešte nie je ani zďaleka vyriešená.