Levande organismer måste reproducera för att upprätthålla sina arter. Vissa arter reproducerar sexuellt och kombinerar sitt DNA för att producera en ny organisme. Sexuell reproduktion kräver både ett ägg och spermier som kombineras för att skapa en ny organisme som har en kombination av gener från båda föräldrarna. Organismer kan interagera med varandra för att uppnå detta mål, eller ägget och spermierna kan resa via andra organismer eller vind- eller vattenströmmar. Detta avkomma, även om det innehåller genetiska egenskaper hos var och en av sina föräldrar, är genetiskt unikt. Denna process resulterar i mångfald i populationer, vilket förbättrar risken för överlevnad i en föränderlig miljö.
Andra organismer reproducerar asexuellt och skapar avkom helt på egen hand. Eftersom ingen annan organisme är inblandad är alla avkommor genetiskt identiska med föräldern. Denna reproduktionsmetod är vanlig bland ensamiga organismer och växter och djur med enkla organisationer. Det tenderar att inträffa snabbare än sexuell reproduktion, vilket gör att dessa arter kan växa snabbare. Från början kan avkomman leva självständigt och behöver ingenting från föräldern.
TL; DR (för länge; läste inte)
Asexuell reproduktion resulterar i avkommor med identiska gener till förälderns. Detta kan ske genom uppdelning, parthenogenes eller apomix.
Vissa arter kan antingen sexuell eller asexuell reproduktion. De enklaste organismerna har inga könsorgan, så asexuell reproduktion är en nödvändighet. Andra arter, såsom koraller, kan reproducera antingen sexuellt eller asexuellt, beroende på förhållanden. Även om det förekommer sällan, överrasker vissa arter forskare genom att anpassa sig till asexuell reproduktion, ibland där arten eller till och med en enskild organisme hade reproducerats sexuellt tidigare. Detta är vanligast i arter i fångenskap och hos de där inga män är närvarande för att främja arten, men är också bevis i hajar och ormar i det vilda där populationerna inkluderade både hane och tikar av arten.
Asexuell reproduktion sker oftast i lägre nivåer, till exempel uni- och flercelliga organismer som fungerar som primära och sekundära producenter i ett ekosystem. Detta är fördelaktigt eftersom det gör det möjligt för dessa organismer att reproducera även om det inte finns någon lämplig kompis för dem, vilket gör att de snabbt kan producera ett stort antal avkommor med samma genetiska smink.
Naturligtvis i vissa fall en stor population med samma genetiska smink kan vara en nackdel eftersom det begränsar en art förmåga att anpassa sig till förändrade förhållanden. Dessutom kommer alla mutationer att finnas i alla individer. Om en organisme är genetiskt mottaglig för sjukdom kommer alla dess avkommor att vara lika bra, så en hel befolkning kan snabbt elimineras.
En organism delar sig själv.
Det finns flera sätt en organism kan skapa avkommor genom att dela direkt från föräldern. Detta kan hända när föräldrarnas celler delar sig genom klyvningsprocessen, när avkomman formar sig till föräldern genom knoppning eller när en del av föräldern separeras från föräldern och sedan växer den saknade delen eller delarna till en hel separat organisme.
Fission Is Simple Division
Fission är metoden för asexuell reproduktion som ses i de enklaste livsformerna, såsom amöben, och tenderar att inträffa ganska snabbt. I vissa arter kan celldelning ske så snabbt som var 20: e minut. Alla eukaryota celler som inte producerar gameter (ägg och spermier) reproducerar med mitos. I denna process utvecklas två identiska dotterceller och separeras till två distinkta organismer.
I processen med binär klyvning delas en cell i hälften och separeras så att varje hälft blir en ny oberoende organisme. I sin enklaste form sker fission när en kromosom replikeras och cellen expanderar för att rymma båda kromosomerna. Cellen utsträcker sig sedan och klämmer inåt i mitten när de två kromosomerna rör sig isär innan de separeras och producerar två identiska celler. I själva verket blir den första organismen två organismer av samma storlek utan skada på modercellen.
I andra organismer, såsom alger, och i vissa grupper av bakterier, delar modercellen flera gånger och separerar i flera identiska avkommor. Med hjälp av flera fission växer de och replikerar cellulärt DNA flera gånger och producerar snabbt dussintals eller till och med hundratals mindre celler som kallas baeocyter innan de slutligen slits upp och släpper ut de nya organismerna som sedan kan leva självständigt.
Short-Term Buds
Knoppning innebär också en uppdelning. Avkomma knoppar och växer medan de är knutna till föräldern tills de är mogna nog att överleva på egen hand. Efter separationen förblir moderorganismen oförändrad från sitt ursprungliga tillstånd. Medan de kan överleva oberoende av föräldern, är de nya organismerna mindre i början men fortsätter att växa och mogna.
Ett antal växter reproducerar sig på detta sätt, inklusive de som växer från kulor eller kulor, knölar , rhizomer eller växter med en stolon (allmänt känd som en löpare) som bildar äventyrliga rötter som framträder åtskilda från den primära roten och blir en ny växt. Andra växter växer små knoppar på sina blad som, när de är separerade från växten (eller när de rör vid jord), kan växa oberoende. Det är så vissa växter, som påskliljor, "naturaliseras" eller sprids på egen hand.
Jordgubbeplanter har löpare, stjälkar som rotar sig själva och skapar en ny växt. Vitlök har en korm, som liknar tulpan eller påsklilja, som kan delas och separeras för att skapa nya växter. Ingefära och vissa blommor som iris bildar jordstubbar som fungerar som grunden för nya växter. I vissa arter, till exempel vissa kaktusar, förblir avkommorna bundna till föräldern men bildar sin egen koloni.
Spirande är mindre vanligt i djurriket, men det ses i vissa organismer som jäst och fast hav liv som hydras, som utvecklar polyper som bryter av för att bilda nya organismer. Vissa svampar och koraller återger också asexuellt. Efter att ha nått en viss storlek bildar vissa arter polypper och delar sig för att bilda en ny koloni. I andra fall reproducerar de sig sexuellt genom att släppa spermier eller ägg som befruktar i vattnet och transporteras för att växa på en annan plats.
Dela sig på egen hand.
Fragmentering eller förnyelse uppstår när en förälder eller en organism "tappar" en kroppsdel och återupptar det som saknas och blir en ny helhet. Detta är vanligt bland många maskar, sjöborrar, svampar och sjöstjärnor. I växtriket inträffar fragmentering i svamp, lav och fotosyntetiska alger och bakterier.
En ny studie avslöjade detaljer om reproduktionsprocessen hos sötvattensplanarian, bättre känd som plattmaskar. Flatworms är blyga organismer som bara återger i mörkret och när de är ostörda, så forskare behövde använda kontinuerliga videoinspelningar för att bestämma hur processen sker. De upptäckte att asexuell reproduktion i flatmaskar sker på ett förutsägbart sätt, ungefär en gång i månaden. Processen har tre steg: midjebildning, pulsering och bristning. Under det första steget, midjebildning, skapas en svag punkt så att pulser får organismen att brytas eller brista vid den svaga punkten. När masken har separerats i två sektioner, växer båda bitarna igen den saknade sektionen med stamceller som har fördelats mellan de två delarna.
Även om denna process ofta sker naturligt, är det också möjligt att göra konstgjord reproduktion i växter. Detta görs genom ympning, skiktning eller genom att konstgjorda rötter genom att placera sticklingar i vatten under en tid. Alternativt kan vävnadskulturer tas och manipuleras i ett laboratorium för att skapa nya växter.
Förändras med förhållanden.
Vissa arter använder mer än en metod för reproduktion. Vissa knölar, som potatisen, kan reproducera sig genom antingen knoppar eller när en del av växten separerar (i detta fall "ögonen") och återplanteras genom fragmentering. Svampar reproduceras också genom både knoppning och fragmentering, där asexuella sporer produceras och frigörs från moderplantan. I vissa fall kan genetiska mutationer eller vissa miljöförhållanden orsaka en art som vanligtvis reproducerar sig sexuellt för att anpassa sig till asexuell reproduktion. . I dessa fall utvecklas ägg utan befruktning. Parthenogenesis är den process genom vilken ett odödligt ägg utvecklas till en ny organisme. Detta avkomma skulle nödvändigtvis ha samma gener som sin mor.
Parthenogenes, även känd som "jungfrufödelse" förekommer oftast i växter. Även om det är sällsynt hos djur har det dokumenterats i fåglar, hajar, strålar och squamate reptiler som ormar och ödlor. I denna process utvecklas ett ägg utan befruktning. Ryggradslösa djur som loppor, bladlöss, stickinsekter, vissa myror, getingar och bin reproducerar på detta sätt. Det är vanligt i honungsbin där oförgiftade ägg producerar drönare som är haploida män; om ägget befruktas producerar det en kvinnlig arbetare eller drottning. Vissa ryggradsdjur har också reproducerats via parthenogenes; detta har mest sett i djurparker i vissa arter, t.ex. Komodo-drakar, och i vissa hajar när kvinnor är isolerade från män.
Det finns två typer: obligate och facultative parthenogenesis. Obligate parthenogenesis arter är oförmögen att reproducera sexuellt medan facultativ parthenogenesis inträffar när arter som normalt reproducerar på ett sexuellt sätt istället reproducerar asexually.
Obligate parthenogenesis förekommer sällan i växter. Inom djurriket ses det oftast i ödlor och i allmänhet endast bland kvinnor av alla kvinnor. Det har också setts i en slangart: Brahminy blind orm. Facultativ parthenogenes upptäcktes ursprungligen i vissa kycklingar och kalkoner på 1950-talet och dokumenterades nyligen i ormar och varanidödor. Det har också setts i benfisk och vissa arter av hajar och strålar. I många fall tros detta hända på grund av en mutation och kan vara relaterad till miljöfaktorer.
Vanligtvis sett i vissa fasasmider och mayflies, är fakultativ parthenogenes sällsynt bland däggdjur och anses länge endast förekomma i fångenskap och endast i populationer där kvinnor hade begränsad tillgång till män. En studie av ormar från 2012 indikerade emellertid att parthenogenetisk reproduktion inte är begränsad till oproportionerliga könsförhållanden där det var brist på män. I själva verket var antalet män och kvinnor i denna studie på eller nära jämna antal. Uppgifterna, som visade att den genetiska sammansättningen av avkomman var identisk med modern, visade att dessa ”jungfru födelser” också hände bland ormpopulationer där förekomsten av manliga ormar var vanligt. Forskningen indikerar också att detta händer med mer frekvens än tidigare antagits, i upp till 5 procent av ormpopulationen som studerats.
Asexual reproduktion: Naturlig kloning i växter
Apomixis, asexuell reproduktion i växter via frön, är ett naturligt sätt att klona som gör att växtembryon odlas från oförgiftade ägg. Apomix förekommer naturligt i ett antal tropiska och subtropiska gräs, orkidéer, citrusväxter och i vilda arter av grödor som rödbetor, jordgubbar och mango. Över 300 arter och över 35 planteringsfamiljer reproduceras genom apomix.
Forskare har arbetat för att utveckla apomiktiska växter i hopp om att producera grödor som har en jämn kvalitet och utbyte samt att vara mer toleranta mot väderförhållanden, och vara mer sjukdoms- och insektsresistent. Detta skulle också möjliggöra produktion av gynnsamma hybridarter som anses vara för svåra eller dyra att odla med traditionella metoder. Forskare tror att apomixsteknik kommer att minska kostnaden och avelstiden för grödor och också undvika komplikationerna i samband med sexuell reproduktion och vegetativ förökning.
