Определение бесполого размножения
Бесполое размножение происходит, когда организм делает больше себя, не обмениваясь генетической информацией с другим организмом через секс.
В сексуально размножающихся организмах геномы двух родителей объединяются, чтобы создать потомство с уникальными генетическими профилями. Это выгодно для Население потому что генетически разнообразные группы населения имеют больше шансов противостоять таким проблемам выживания, как болезни и изменения окружающей среды.
Воспроизводимые бесполым путем организмы могут страдать от опасного отсутствия разнообразия, но они также могут размножаться быстрее, чем организмы, размножающиеся половым путем, и один человек может найти новую популяцию без необходимости в спаривании.
Некоторые организмы, которые практикуют бесполое размножение, могут обмениваться генетической информацией, чтобы способствовать разнообразию, используя формы горизонтального ген передача, такая как бактерии которые используют плазмиды, чтобы передать маленькие кусочки ДНК. Однако этот метод дает меньше уникальных генотипов, чем половое размножение.
Несколько вид растений, животных и грибы способны к половому и бесполому размножению, в зависимости от требований окружающей среды.
Бесполое размножение практикуется большинством одноклеточных организмов, включая бактерии, архебактерии и протисты. Это также практикуется некоторыми растениями, животными и грибами.
1. Быстрый рост населения. Это особенно полезно для видов, стратегия выживания которых заключается в быстром размножении.
Например, многие виды бактерий могут полностью перестроить популяцию из одного мутанта в течение нескольких дней, если большинство ее членов будет уничтожено вирус.
2. Для создания новой популяции не нужен помощник.
Это полезно для видов, члены которых могут оказаться изолированными, таких как грибы, которые растут из ветровых спор, растения, которые зависят от опылителей для полового размножения, и животные, обитающие в средах с низкой плотностью населения.
3. Сокращение инвестиций в ресурсы. Бесполое размножение, которое часто может быть достигнуто простым разделением части родительского организма и принятием собственной жизни, требует меньше ресурсов, чем воспитание нового детского организма.
Например, многие растения и морские существа могут просто отрезать часть себя от родительского организма и выжить этой части самостоятельно.
Только потомство, генетически идентичное родительскому, может быть получено таким образом: взращивая создание нового организма, чей ткань отличается от ткани родителей требует больше времени, энергии и ресурсов.
Эта способность просто делиться на две части – одна из причин, по которой бесполое размножение происходит быстрее, чем половое.
Недостатки бесполого размножения
Самым большим недостатком бесполого размножения является отсутствие разнообразия. Поскольку представители бесполой репродуктивной популяции генетически идентичны, за исключением редких мутантов, все они подвержены тем же болезням, дефициту питания и другим типам экологических проблем.
Ирландский картофельный голод был одним из примеров отрицательной стороны бесполого размножения: ирландский картофель, который размножался главным образом в результате бесполого размножения, был уязвим, когда чума, убивающая картофель, охватила остров. В результате почти все посевы провалились, и многие люди голодали.
Ближнийвымирание Другой пример – банан Грос-Мишель – один из двух основных сортов бананов, коммерческий рост которых стал невозможным в 20-м веке после появления болезни, к которой он был генетически уязвим.
С другой стороны, многие виды бактерий на самом деле используют свои высокие мутация скорость для создания генетического разнообразия при использовании бесполого размножения для очень быстрого роста своих колоний. Бактерии имеют более высокий уровень ошибок при копировании генетических последовательностей, что иногда приводит к созданию новых полезных признаков даже при отсутствии полового размножения.
Типы бесполого размножения
Есть много разных способов размножения бесполым. К ним относятся:
1. Бинарное деление , Этот метод, в котором клетка просто копирует свою ДНК, а затем разделяется на две части, давая копию своей ДНК каждой «дочерней клетке», используемой бактериями и архебактериями.
2. многообещающий, Некоторые организмы отщепляют небольшую часть себя, чтобы вырасти в новый организм. Это практикуется многими растениями и морскими существами, а также одноклеточными эукариотами, такими как дрожжи.
3. Вегетативное размножение, Так же, как подающий надежды, этот процесс включает в себя растение выращивание нового побега, способного стать целым новым организмом. Клубника является примером растений, которые размножаются с помощью «бегунов», которые растут наружу от родительского растения и позже становятся отдельными, независимыми растениями.
4. спороношения, Спорогенез – это производство репродуктивных клеток, называемых спорами, которые могут вырасти в новый организм.
Споры часто используют те же стратегии, что и у семян. Но в отличие от семян, споры могут быть созданы без оплодотворение сексуальным партнером. Споры также более склонны распространяться автономно, например, через ветер, чем полагаться на распространение других организмов, таких как животные-носители.
5. фрагментация, При фрагментации «родительский» организм делится на несколько частей, каждая из которых превращается в целостный, независимый «потомственный» организм. Этот процесс напоминает почкование и вегетативное размножение, но с некоторыми отличиями.
С одной стороны, фрагментация не может быть добровольной со стороны «родительского» организма. Земляные черви, а также многие растения и морские существа способны восстанавливать целые организмы из фрагментов после травм, которые разделяют их на несколько частей.
Когда фрагментация происходит добровольно, один и тот же родительский организм может разделиться на множество примерно равных частей, чтобы сформировать много потомков. Это отличается от процессов почкования и вегетативного размножения, когда организм выращивает новые части, которые являются небольшими по сравнению с родительскими и которые предназначены стать потомством организмов.
6. Agamenogenesis, Агаменогенез – это размножение нормально половых организмов без необходимости оплодотворения. Есть несколько способов, которыми это может произойти.
В партеногенезе неоплодотворенное яйцо начинает развиваться в новый организм, который по необходимости обладает только генами от своей матери.
Это происходит у нескольких видов животных женского пола и у женщин некоторых видов животных, когда нет самцов, которые оплодотворяют яйца.
При апомоксисе нормально размножающееся половым путем растение размножается бесполым путем, давая потомство, идентичное родительскому растению, из-за недостатка мужского растения для оплодотворения женских гамет.
В ядерных эмбрионах, эмбрион формируется из собственной ткани родителей без мейоз или использование репродуктивных клеток. Известно, что это в основном происходит в цитрусовых, которые могут давать семена таким способом при отсутствии мужского оплодотворения.
Примеры бесполого размножения
бактерии
Все бактерии размножаются путем бесполого размножения, разделяясь на две «дочерние» клетки, которые генетически идентичны их родителям.
Некоторые бактерии могут подвергаться горизонтальному переносу генов, при котором генетический материал передается «горизонтально» от одного организма к другому, а не «вертикально» от родителя к ребенку. Поскольку у них есть только одна клетка, бактерии могут изменять свой генетический материал как зрелые организмы.
Процесс генетического обмена между бактериальными клетками иногда называют «сексом», хотя он проводится для изменения генотип зрелой бактерии, а не как средство размножения.
Бактерии могут позволить себе использовать эту стратегию выживания, потому что их чрезвычайно быстрое размножение делает вредные генетические мутации, такие как ошибки копирования или горизонтальный перенос генов, несущественными для всей популяции. Пока несколько человек переживут мутации и бедствия, эти люди смогут быстро восстановить популяцию бактерий.
Эта стратегия «быстро размножаться, часто мутировать» является основной причиной, по которой бактерии так быстро развивают устойчивость к антибиотикам. Также было обнаружено, что они «изобретают» в лаборатории совершенно новые биохимические методы, такие как один вид бактерий, который самопроизвольно приобрел способность выполнять анаэробное дыхание.
Эта стратегия не будет работать хорошо для организма, который вкладывает значительные средства в выживание людей, таких как многоклеточный организмы.
Формы слизи
Плесневые слизи – это захватывающий организм, который иногда ведет себя как многоклеточный организм, а иногда ведет себя как колония одноклеточных организмов.
В отличие от животных, растений и грибов, клетки в слизистой плесени не связаны в фиксированной форме и зависят друг от друга для выживания. Клетки, которые составляют плесень слизи, способны жить индивидуально и могут распространяться или отделяться, когда пищи в изобилии, очень похоже на людей в колонии бактерий.
Но клетки слизистой плесени являются эукариотическими и могут проявлять высокую степень сотрудничества вплоть до создания временного внеклеточный матрикс и «тело», которое может стать большим и сложным. Формы слизи, чьи клетки работают совместно, могут быть ошибочно приняты за грибки и могут выполнять локомоцию.
Плесень слизи может производить споры, очень похожие на грибок, и они также могут размножаться в результате фрагментации. Экологические причины или травмы могут привести к рассеянию плесени слизи на множество частей, а небольшие по размеру клетки, как одна клетка, могут перерасти в совершенно новую колонию / организм плесени слизи.
Ящерицы Уиптейла Нью-Мексико
Этот вид ящерицы был создан путем скрещивания двух соседних видов. Генетическая несовместимость между гибридными родителями сделала невозможным рождение здоровых мужчин: однако, гибриды женского пола были способны к партеногенезу, делая их репродуктивно независимой популяцией.
Все ящерицы из Нью-Мексико – женщины. Новые представители вида могут быть созданы путем гибридизации родительских видов или путем партеногенеза у самок нью-мексиканских кнутов.
Возможно, в качестве остатка своего сексуально воспроизводимого прошлого, ящерицы из Нью-Мексико действительно проявляют «спаривание», которое они должны пройти, чтобы воспроизвести. Члены этого вида «спариваются» с другими членами, и ящерица, играющая женскую роль, пойдет на откладку яиц.
Считается, что брачное поведение стимулирует овуляцию, что может привести к партеногенной беременности. Ящерица, играющая «мужскую» роль в ухаживании, не откладывает яйца.
- гамета – Половые репродуктивные клетки, которые содержат половину генетического материала родительского организма.
- Репродуктивная стратегия – Стратегия, которая описывает, как данное население использует свои ресурсы для производства потомства.
- Половое размножение – средство размножения, при котором генетический материал двух родителей объединяется для получения потомства с уникальным генетическим профилем.
викторина
1. Что из перечисленного НЕ является преимуществом бесполого размножения?A. Быстрое размножение.B. Высокое генетическое разнообразие.C. Нет необходимости в мате.D. Низкие ресурсные вложения в потомство.
Ответ на вопрос № 1
В верно. Высокое генетическое разнообразие является характеристикой полового размножения, тогда как низкое генетическое разнообразие является характеристикой бесполого размножения.
2. Какое из следующих событий НЕ было вызвано низким генетическим разнообразием из-за бесполого размножения?A. Ирландский картофельный голодB. Исчезновение банана Грос-МишельC. Черная смерть в АнглииD. А и Б
Ответ на вопрос № 2
С верно. Европейцы пережили Черную смерть в Англии, возможно, частично из-за генетического разнообразия из-за полового размножения.
Банану Грос-Мишель не повезло, когда он был поражен Панамской болезнью, и почти все образцы растения, которые были генетически идентичны благодаря бесполому размножению, были убиты. Та же проблема бесполого размножения привела к гибели большинства культур картофеля из-за грибковой инфекции и, как следствие, к массовому голоду в ирландском картофельном голоде.
3. Что из следующего НЕ верно для бесполого размножения?A. Некоторые организмы могут производить бесполое размножение только потому, что их генетика не допускает существования здоровых мужчин.B. Некоторые организмы могут осуществлять как половое, так и бесполое размножение.C. Он используется различными организмами, включая все бактерии и некоторые растения, животных и грибов.D. Используется только одноклеточными организмами.
Ответ на вопрос № 3
D верно. Бесполое размножение является единственным средством размножения для прокариот, но некоторые эукариоты, в том числе многие растения, многие морские существа и некоторые наземные животные, также способны размножаться бесполым путем.