Στη βιολογική αναπαραγωγική διαδικασία υπάρχουν δύο τύποι αναπαραγωγής: σεξουαλική ή γενετική αναπαραγωγή και ασεξουαλική ή φυτική αναπαραγωγήΚαι οι δύο επιτρέπουν τη συνέχεια των ειδών, αλλά το κάνουν μέσω πολύ διαφορετικών κυτταρικών και γενετικών μηχανισμών, γεγονός που έχει άμεσες συνέπειες στη βιολογική ποικιλομορφία, τον ρυθμό πολλαπλασιασμού και την ικανότητα των οργανισμών να προσαρμόζονται στο περιβάλλον.
Ένα ζωντανό ον ή οργανισμός χαρακτηρίζεται από την ικανότητα να εκτελεί τις βασικές λειτουργίες της ζωής, συμπεριλαμβανομένης της αναπαραγωγή, το οποίο του επιτρέπει να παράγει παρόμοια αντίγραφα του εαυτού του, και τα δύο άσεξα από έναν μόνο γονέα...καθώς και σεξουαλικά από τουλάχιστον δύο γονείς. Η κατανόηση αυτών των διαφορών είναι το κλειδί για την κατανόηση του πώς εξελίσσονται οι πληθυσμοί και γιατί ορισμένα είδη αναπαράγονται με τον έναν ή τον άλλον τρόπο ανάλογα με το περιβάλλον στο οποίο ζουν.
Τι είναι το εκκολαπτήριο;
Το μπουμπούκι είναι ένα από τα διαφορετικά είδη ασεξουαλικής αναπαραγωγής, στην οποία η παραγωγή ενός Ένα νέο ον δημιουργείται μέσω του σχηματισμού προεξοχών, που ονομάζονται μπουμπούκια, στο σώμα του γονικού οργανισμού, τα οποία αναπτύσσονται και αναπτύσσονται και μπορεί να παραμένουν προσκολλημένα στον γονέα ή ξεχωριστά από αυτόν.
Από βιολογική άποψη, η εκβλάστηση είναι μια άνιση κατανομή του σώματος του γονέαΤο αρχικό άτομο διατηρεί το μεγαλύτερο μέρος του κυτταροπλάσματος και της δομής του, ενώ ο οφθαλμός ή το βλαστάρι ξεκινά ως μια μικρή προεξοχή που περιέχει κύτταρα με το ίδιο γενετικό υλικό με τον γονικό οργανισμό. Με την πάροδο του χρόνου, αυτός ο οφθαλμός αυξάνεται σε μέγεθος, διαφοροποιείται και μπορεί τελικά να εξελιχθεί σε έναν ολοκληρωμένο οργανισμό.
Η προέλευση του όρου "εκβλάστηση" προέρχεται από τα λατινικά. GEMINUSπου σημαίνει «δίδυμο». Το νέο άτομο είναι, στην πραγματικότητα, ένα «γενετικό δίδυμο» από τον γονέα, καθώς και οι δύο μοιράζονται τις ίδιες κληρονομικές πληροφορίες, καθώς δεν υπάρχει ανταλλαγή DNA με άλλον οργανισμό. Ωστόσο, παρά αυτή τη γενετική ομοιότητα, οι περιβαλλοντικές συνθήκες μπορούν να προκαλέσουν την ανάπτυξη διαφορών στο μέγεθος, το σχήμα ή τη φυσιολογική τους κατάσταση.
Η εκβλάστηση παρατηρείται σε μονοκύτταροι οργανισμοί όπως ορισμένες ζύμες και πρωτόζωα, καθώς και σε πολυκύτταροι οργανισμοί όπως ορισμένα φυτά και ασπόνδυλα ζώα (σφουγγάρια, ύδρες, κοράλλια και ορισμένες μέδουσες). Είναι, επομένως, ένας ευρέως διαδεδομένος μηχανισμός στη φύση, ειδικά σε είδη που ζουν προσκολλημένα σε ένα υπόστρωμα ή σε υδάτινα περιβάλλοντα όπου η ανταλλαγή γαμετών θα ήταν πιο δαπανηρή.
Ασεξουαλική αναπαραγωγή
Αυτός ο τύπος αναπαραγωγής χαρακτηρίζεται από τη συμμετοχή μονογονεϊκό άτομοΗ αναπαραγωγή πραγματοποιείται, στις περισσότερες περιπτώσεις, μέσω μίτωση, όπου λαμβάνει χώρα κυτταρική διαίρεση και παράγει δύο ή περισσότερα γενετικά πανομοιότυπα κύτταρα.
Είναι ένας τύπος αναπαραγωγής στον οποίο δεν υπάρχει γονιμοποίησηΣυνεπώς, δεν υπάρχει ανταλλαγή DNA μεταξύ διαφορετικών ατόμων. Το νέο ζωντανό ον διατηρεί γενικά τα χαρακτηριστικά του όντος από το οποίο προήλθε. Για αυτόν τον λόγο, μιλάμε για κλωνικοί απόγονοι ή κλώνων, δηλαδή γενετικών αντιγράφων του γονικού οργανισμού.
Υπάρχει μια μεγάλη ποικιλία φυτών που μπορούν να αναπαραχθούν σεξουαλικά ή αγενώς, μέσω μπουμπουκιών, υπόγειων ριζών ή έρποντων στελεχών. Σε αυτές τις περιπτώσεις, ένα μόνο είδος μπορεί να εναλλάσσεται μεταξύ και των δύο τύπων αναπαραγωγής. ασεξουαλική αναπαραγωγή να πολλαπλασιάζονται γρήγορα όταν οι συνθήκες είναι ευνοϊκές και σεξουαλική αναπαραγωγή για να δημιουργηθεί γενετική μεταβλητότητα όταν το περιβάλλον είναι πιο μεταβλητό.
Άλλοι οργανισμοί, όπως οι αστερίες, μπορούν να αναγεννηθούν αφού χάσουν ένα μέρος του σώματός τους, και πολλοί άλλοι μπορούν πολλαπλασιάζονται σε μεγάλες ποσότητες διαιρώντας αγενώς πολλές φορές. Σε πολλά θαλάσσια ασπόνδυλα, η αναγέννηση, ο κατακερματισμός και η εκβλάστηση συνδυάζονται ως στρατηγικές αναπαραγωγής και επιβίωσης.
Εκτός από την εκβλάστηση, η ασεξουαλική αναπαραγωγή περιλαμβάνει και άλλες πολύ σημαντικές διεργασίες, όπως δυαδική σχάση (τυπικό των προκαρυωτικών οργανισμών όπως τα βακτήρια και τα αρχαία), το σποριογένεση (που υπάρχει σε μύκητες, ορισμένα φυτά και βακτήρια), το κατακερματισμός και παρθενογένεσημεταξύ άλλων. Όλα μοιράζονται ένα βασικό χαρακτηριστικό: ένα μόνο άτομο είναι αρκετό να παράγουν νέους απογόνους, χωρίς την ανάγκη συντρόφου.
Σεξουαλική αναπαραγωγή
Η σεξουαλική αναπαραγωγή χαρακτηρίζεται από τη συμμετοχή δύο κύτταρα που προήλθαν από μείωση που ενώνονται μέσω γονιμοποίησης. Αυτά τα γεννητικά κύτταρα ή γαμέτες (συνήθως ένα ωάριο και ένα σπερματοζωάριο στα ζώα ή αρσενικοί και θηλυκοί γαμέτες στα φυτά) περιέχουν το μισό αριθμό χρωμοσωμάτων του ενήλικου ατόμου.
Δύο γονείς πρέπει να συμμετάσχουν μεταδίδουν το DNA τους Υπάρχουν γενετικές διαφορές μεταξύ γονέων και απογόνων, καθώς και μεταξύ των ίδιων των απογόνων. Αυτή η διακύμανση οφείλεται στον συνδυασμό γονιδίων που συμβαίνει κατά τη μείωση (μέσω γενετικού ανασυνδυασμού) και στην τυχαία ένωση γαμετών κατά τη γονιμοποίηση.
Η σεξουαλική αναπαραγωγή, παρά το γεγονός ότι απαιτεί περισσότερη ενέργεια και χρόνο (αναζήτηση συντρόφου, παραγωγή γαμετών, ερωτοτροπία, γονιμοποίηση, εμβρυϊκή ανάπτυξη), έχει ένα μεγάλο πλεονέκτημα: δημιουργεί γενετική ποικιλομορφίαΑυτή η ποικιλομορφία αυξάνει την πιθανότητα, μέσα σε έναν πληθυσμό, να υπάρχουν άτομα με χαρακτηριστικά που τους επιτρέπουν να επιβιώνουν και να αναπαράγονται σε μεταβαλλόμενες περιβαλλοντικές συνθήκες ή απέναντι σε νέες ασθένειες.
Σε ορισμένους οργανισμούς, όπως η ζύμη, υπάρχει η ικανότητα εναλλαγής μεταξύ ασεξουαλικής αναπαραγωγής (με εκβλάστηση) και σεξουαλικής αναπαραγωγής, ανάλογα με τις περιβαλλοντικές συνθήκες. Σε περιβάλλοντα πλούσια σε θρεπτικά συστατικά, τείνουν να χρησιμοποιούν την ασεξουαλική αναπαραγωγή λόγω της ταχύτητάς της, ενώ σε καταστάσεις στρες ή σπανιότητας, μπορούν να ενεργοποιήσουν σεξουαλικούς μηχανισμούς για να αυξήσουν τη γενετική μεταβλητότητα.
Πώς συμβαίνει η εκβλάστηση;
Η ασεξουαλική αναπαραγωγή είναι η αναπαραγωγή που λαμβάνει χώρα χωρίς αλληλεπίδραση μεταξύ δύο μελών του ίδιου είδους. Τα κύτταρα διαιρούνται χρησιμοποιώντας μίτωση, όπου κάθε χρωμόσωμα αντιγράφεται πριν διαιρεθεί ο πυρήνας, με κάθε νέο κύτταρο να λαμβάνει τις ίδιες γενετικές πληροφορίες. Στην περίπτωση των μονοκύτταρων οργανισμών, σχηματίζεται στο κύτταρο μια διόγκωση που ονομάζεται μπουμπούκι. ένα ορισμένο τμήμα της μεμβράνης πλάσματος. Ο πυρήνας του προγονικού κυττάρου χωρίζεται και ένας από τους θυγατρικούς πυρήνες περνά στον κρόκο. Υπό ευνοϊκές συνθήκες, ο κρόκος μπορεί να παράγει έναν άλλο κρόκο ταυτόχρονα προτού τελικά διαχωριστεί από το προγονικό κύτταρο.
Σε μονοκύτταρο επίπεδο, είναι μια διαδικασία ασύμμετρη μίτωση η οποία εμφανίζεται σε ορισμένους μονοκύτταρους οργανισμούς, όπως η ζύμη. Ένας μονοκύτταρος οργανισμός αποτελείται από ένα μόνο κύτταρο. Παραδείγματα μονοκύτταρων οργανισμών περιλαμβάνουν βακτήρια, μικροσκοπικά φύκια, ορισμένους μύκητες και πρωτόζωα. Αν και μπορεί να φαίνεται περίεργο, τα μονοκύτταρα όντα αντιπροσωπεύουν τη συντριπτική πλειοψηφία των ζωντανών όντων που κατοικούν σήμερα στη Γη, τόσο σε αριθμό ατόμων όσο και σε εύρος αποικισμένων οικοτόπων.
Η μαγιά ή η ζύμωση αναφέρεται σε οποιονδήποτε από τους διάφορους ευκαρυωτικούς οργανισμούς, που ταξινομούνται ως μύκητες, είτε αυτοί ασκομύκητες ή βασιδιομύκητες μικροσκοπικά, με κυρίαρχη μονοκύτταρη μορφή στον κύκλο ζωής τους, που γενικά χαρακτηρίζονται από διαιρείται αγενώς με εκβλάστηση ή δυαδική σχάση και έχοντας σεξουαλικά στάδια που δεν είναι προσκολλημένα σε σποροκάρπιο (καρποφόρο σώμα). Σε αυτούς τους μικροοργανισμούς, η απόφαση για χρήση ασεξουαλικής ή σεξουαλικής αναπαραγωγής εξαρτάται από χημικά και περιβαλλοντικά σήματα, όπως η παρουσία θρεπτικών συστατικών ή φερομονών που παράγονται από άλλα κύτταρα.
Η μίωση είναι η ίδια η κυτταρική διαίρεση και παράγει δύο θυγατρικά κύτταρα που είναι γενετικά πανομοιότυπα μεταξύ τουςΑυτή η διαδικασία μπορεί να συμβεί στα κύτταρα τόσο απλοειδών όσο και διπλοειδών ευκαρυωτικών ατόμων. Εξασφαλίζει ότι το γενετικό υλικό κατανέμεται ισότιμα μεταξύ των κυττάρων που προκύπτουν, διατηρώντας τον ίδιο αριθμό χρωμοσωμάτων με το γονικό κύτταρο.
Είναι, επομένως, μια διαδικασία κυτταρικής αναπαραγωγής που συνίσταται, ουσιαστικά, στην διαμήκης διαίρεση χρωμοσωμάτων και στη διαίρεση του πυρήνα και του κυτταροπλάσματος· ως αποτέλεσμα, σχηματίζονται δύο θυγατρικά κύτταρα με τον ίδιο αριθμό χρωμοσωμάτων και την ίδια γενετική πληροφορία με το γονικό κύτταρο. Κατά την εκβλάστηση, μετά από αυτή τη μίτωση, ο πυρήνας που θα μεταναστεύσει στον οφθαλμό τοποθετείται στρατηγικά στην προεξοχή που σχηματίζεται.
Η εκβλάστηση είναι μια διαδικασία κατά την οποία ο πυρήνας διαιρείται και το κυτταρόπλασμα διαιρείται, αλλά ο πυρήνας που προκύπτει μεταναστεύει προς την κυτταρική μεμβράνη, σχηματίζοντας μια δομή που μοιάζει με μπουμπούκι και περιβάλλεται από κυτταρόπλασμα, δημιουργώντας έτσι δύο κύτταρα διαφορετικών μεγεθών. Το γονικό κύτταρο διατηρεί μεγαλύτερο όγκο, ενώ το θυγατρικό κύτταρο ξεκινά μικρότερο, αν και είναι πλήρως ικανό να αναπτύσσεται και να διαιρείται ανεξάρτητα όταν οι συνθήκες είναι κατάλληλες.
Η διαδικασία εκβλάστησης είναι συνηθισμένη σε Porifera, Cnidaria και BryozoaΟρισμένα είδη ζώων μπορούν να έχουν εσωτερικούς εκβλαστούς: μπουμπούκια που επιβιώνουν σε δυσμενείς συνθήκες χάρη σε ένα προστατευτικό κάλυμμα. Στην περίπτωση των σφουγγαριών γλυκού νερού, τα μπουμπούκια έχουν μια προστατευτική κάψουλα και Μέσα υπάρχει αποθεματική ουσίαΌταν έρχεται η άνοιξη, η προστατευτική κάψουλα χάνεται και το νέο σφουγγάρι αναδύεται από το μπουμπούκι. Στα βρυόζωα του γλυκού νερού, παράγεται ένα στρώμα χιτίνης και ασβεστίου και δεν χρειάζονται εφεδρικές ουσίες επειδή βρίσκονται σε κατάσταση χειμερίας νάρκης.
Σε ζώα όπως οι ύδρες, οι πολύποδες μέδουσες και τα κοράλλια, οι οφθαλμοί σχηματίζονται στην επιφάνεια του σώματος του γονέα, αναπτύσσονται και σε πολλές περιπτώσεις αποκολλώνται, δημιουργώντας ανεξάρτητα άτομα. Σε άλλα είδη, αρκετά άτομα που παράγονται με εκβλάστηση παραμένουν προσκολλημένα, δημιουργώντας σύνθετες αποικίες στην οποία όλοι μοιράζονται το ίδιο γενετικό υλικό αλλά μπορούν να εκτελούν εξειδικευμένες λειτουργίες εντός της ομάδας.
Τύποι εκβλάστησης και άλλοι τύποι ασεξουαλικής αναπαραγωγής
Υπάρχουν διάφοροι τύποι ασεξουαλικής αναπαραγωγής. Αυτοί περιλαμβάνουν εκκολαπτόμενοςόπου ο απόγονος αναπτύσσεται μέσα στο σώμα του γονέα (όπως κάνει ένα φυτό μπανάνας, για παράδειγμα). Ένας άλλος τύπος είναι μέσω των βλαστικών οφθαλμών (gemules), όπου ο μητρικός οργανισμός απελευθερώνει μια μάζα κυττάρων εξειδικευμένες δεξιότητες που γίνονται ένα νέο άτομο.
Στο ευρύτερο πλαίσιο της ασεξουαλικής αναπαραγωγής, βρίσκουμε επίσης:
- Δυαδική σχάση: Τυπικό των προκαρυωτικών οργανισμών όπως τα βακτήρια και τα αρχαία. Συνίσταται στον διπλασιασμό του γενετικού υλικού και στη συμμετρική διαίρεση του γονικού κυττάρου σε δύο θυγατρικά κύτταρα ίδιου μεγέθους.
- Σποριοποίηση: Υπάρχουν σε σχεδόν όλους τους μύκητες, σε ορισμένα φυτά (όπως οι φτέρες) και σε ορισμένα βακτήρια. Σχηματίζουν ανθεκτικά σπόρια περιβάλλονται από ένα παχύ τοίχο που τους επιτρέπει να επιβιώνουν σε εχθρικά περιβάλλοντα και να βλασταίνουν όταν οι συνθήκες βελτιώνονται.
- Κατακερματισμός και αναγέννηση: Ο οργανισμός διαιρείται σε πολλά τμήματα, καθένα από τα οποία μπορεί να αναγεννηθεί σε ένα πλήρες άτομο. Αυτό συμβαίνει, για παράδειγμα, σε πλατύφυλλους σκώληκες και αστερίες.
- Παρθενογένεση: Ένας μηχανισμός με τον οποίο ένα νέο άτομο αναπτύσσεται από μη γονιμοποιημένα θηλυκά αναπαραγωγικά κύτταρα. Εμφανίζεται σε ορισμένα ασπόνδυλα (έντομα, τροχόζωα, πλατυέλμινθες) και σε ορισμένα σπονδυλωτά είδη όπως ψάρια, αμφίβια και ορισμένα ερπετά.
Αν και όλοι αυτοί οι μηχανισμοί παράγουν απογόνους γενετικά παρόμοιους με τον γονέα, ο βλάστηση Ξεχωρίζει για τη δομική του απλότητα και για το ότι επιτρέπει, σε πολλές περιπτώσεις, τον σχηματισμό αποικίεςόπως παρατηρείται σε ορισμένα κνιδόζωα και σφουγγάρια. Επιπλέον, η εκβλάστηση μπορεί να συμβεί σε εξωτερικές ή εσωτερικές μορφές (για παράδειγμα, gemmules σε σφουγγάρια), προσφέροντας διαφορετικά πλεονεκτήματα ανάλογα με το βιότοπο και τον κύκλο ζωής του είδους.
Ασεξουαλική αναπαραγωγή στα φυτά
Αυτό συμβαίνει στα φυτά όταν ένα μέρος τους διαιρείται (στέλεχος, κλαδί, οφθαλμός, κόνδυλος, ρίζωμα κ.λπ.) και αναπτύσσεται ξεχωριστά σε ένα νέο φυτό. Είναι εξαιρετικά διαδεδομένο και έχει πολλές ποικίλες μορφές. Αυτές περιλαμβάνουν:
- Μοσχεύματα: Ένα θραύσμα στελέχους από ένα φυτό (μόσχευμα) εισάγεται στον στελέχος ή τον κορμό του ίδιου είδους ή ενός διαφορετικού αλλά συμβατού είδους. Χρησιμοποιείται συνήθως σε οπωροφόρα δέντρα ή καλλωπιστικά είδη για πολλαπλασιάστε τις ποικιλίες ενδιαφέροντος και να βελτιώσουν την παραγωγή.
- Ποντάρισμα: Ο πολλαπλασιασμός με μοσχεύματα περιλαμβάνει την κοπή ενός τμήματος στελέχους με μπουμπούκια και την ταφή του. Στη συνέχεια, περιμένετε μέχρι να βλαστήσουν οι ρίζες. Αυτό παράγει ένα νέο φυτό, μια μέθοδος που χρησιμοποιείται ευρέως για θάμνους και καλλωπιστικά φυτά.
- Κοπή ή τμήματα: Τα στελέχη προετοιμάζονται σε δοχεία με νερό ή υγρό χώμα, όπου σχηματίζουν νέες ρίζες, μετά τις οποίες μπορούν να φυτευτούν. Αυτή είναι μια πολύ κοινή μέθοδος πολλαπλασιασμού για φυτά εσωτερικού χώρου και είδη που ριζώνουν εύκολα.
- Καλλιέργεια ιστών: Η καλλιέργεια πραγματοποιείται σε ένα μέσο απαλλαγμένο από μικροοργανισμούς χρησιμοποιώντας θρεπτικά διαλύματα και φυτικές ορμόνες, οι οποίες προκαλούν την ανάπτυξη ριζών, στελεχών και φύλλων από ένα θραύσμα φυτού. Αυτή η τεχνική επιτρέπει πολλαπλασιάστε χιλιάδες ίδια φυτά από ένα μόνο αντίγραφο.
- Στρώμα: Συνίσταται στο θάψιμο ενός μέρους του φυτού και στην αναμονή για να ριζώσει. Στη συνέχεια, κόβεται και μεταφυτεύεται. Χρησιμοποιείται, για παράδειγμα, σε αμπέλια και σε ορισμένα αναρριχώμενα φυτά.
- Σποριοποίηση: τύπος αναπαραγωγής μέσω σπορίων, κοινός σε φτέρες, βρύα και άλλα φυτά που δεν παράγουν σπόρους.
Σε πολλά φυτά, η εκβλάστηση εκδηλώνεται μέσω μασχαλιαία ή τελικά μπουμπούκια Αυτοί οι βλαστοί μπορούν να δημιουργήσουν νέα βλάστηση και, σε ορισμένες περιπτώσεις, ολόκληρα φυτά εάν διαχωριστούν και ριζωθούν. Ένα συνηθισμένο παράδειγμα είναι αυτό ορισμένων παχύφυτων και κάκτων, των οποίων οι πλευρικοί βλαστοί μπορούν να γίνουν νέα φυτά εάν τοποθετηθούν σε κατάλληλο υπόστρωμα.
Άλλα παραδείγματα φυτών που αναπαράγονται αγενώς (είτε με διευρυμένο βλαστό, βλαστούς ή τροποποιημένες δομές) περιλαμβάνουν τουλίπες, κρίνοι, πατάτες και φράουλεςΣτις πατάτες, οι κόνδυλοι αποθηκεύουν αποθέματα και βλασταίνουν σε νέα φυτά. Στις φράουλες, τα έρποντα στόλωνα δημιουργούν νέα φυτά ριζοβολώντας σε διαφορετικά σημεία του εδάφους.
Πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα της ασεξουαλικής αναπαραγωγής
Η ασεξουαλική αναπαραγωγή είναι πιο αποτελεσματική για οργανισμούς που μένουν σε ένα μέρος και δεν μετακινούνται για να βρουν συντρόφους ή που ζουν σε σχετικά σταθερά περιβάλλονταΕίναι η μέθοδος που χρησιμοποιείται από πολλούς απλούς οργανισμούς, όπως βακτήρια, πολυάριθμους μύκητες, πρωτόζωα και φυτά που αποικίζουν γρήγορα ένα συγκεκριμένο περιβάλλον.
Ωστόσο, η ασεξουαλική αναπαραγωγή δεν οδηγεί σε σημαντικές γενετικές διακυμάνσεις μεταξύ των οργανισμών, και αυτό σημαίνει ότι ολόκληρες ομάδες μπορούν να καταστραφούν λόγω ασθένειας ή ξαφνικών αλλαγών στο περιβάλλον. Επειδή μοιράζονται τον ίδιο γονότυπο, εάν μια απειλή επηρεάσει ένα άτομο, είναι πολύ πιθανό να επηρεάσει τους περισσότερους κλώνους του με τον ίδιο τρόπο.
Πλεονέκτημα
Μεταξύ των βιολογικών πλεονεκτημάτων που συνεπάγεται είναι ταχύτητα διαίρεσης και την απλότητά του, καθώς οι οργανισμοί δεν χρειάζεται να παράγουν αναπαραγωγικά κύτταρα ή να ξοδεύουν ενέργεια στις διαδικασίες πριν από τη γονιμοποίηση (αναζήτηση συντρόφου, ερωτοτροπία, συνάντηση γαμετών κ.λπ.).
Με αυτόν τον τρόπο, ένα μεμονωμένο άτομο μπορεί να δημιουργήσει μεγάλο αριθμό απογόνων, μέσω ασεξουαλικού σχηματισμού σπορίων, εγκάρσιας σχάσης ή εκβλάστησης. διευκολύνοντας ο γρήγορος αποικισμός νέων εδαφώνΣε περιβάλλοντα που παραμένουν σταθερά για μεγάλα χρονικά διαστήματα, αυτή η στρατηγική μπορεί να είναι εξαιρετικά αποτελεσματική στην κατάληψη του διαθέσιμου χώρου και στην αξιοποίηση των πόρων.
Στη συγκεκριμένη περίπτωση της εκβλάστησης, ένα άλλο πλεονέκτημα είναι ότι, σε πολλά ζώα και φυτά, οι απόγονοι μπορούν μείνετε μαζί στον γονέα, σχηματίζοντας αποικίες που ωφελούν η μία την άλλη: μοιράζονται θρεπτικά συστατικά, προστασία και, μερικές φορές, εξειδικευμένες λειτουργίες (για παράδειγμα, σε κοράλλια και σε ορισμένα αποικιακά κνιδόζωα).
Μειονεκτήματα
Ωστόσο, έχει το σημαντικό μειονέκτημα της παραγωγής απογόνων. χωρίς γενετική ποικιλομορφίακλωνικά, αφού όλα είναι γονοτυπικά ισοδύναμα με τον γονέα τους και μεταξύ τους. Η φυσική επιλογή δεν μπορεί να «επιλέξει» τα καλύτερα προσαρμοσμένα άτομα (αφού όλα είναι εξίσου προσαρμοσμένα μέσα σε ένα δεδομένο περιβάλλον) και αυτά τα κλωνικά άτομα μπορεί να μην είναι σε θέση να επιβιώσουν σε ένα μεταβαλλόμενο, εχθρικό περιβάλλον, καθώς δεν έχουν τις απαραίτητες γενετικές πληροφορίες για να προσαρμοστούν σε αυτήν την αλλαγή.
Επομένως, αυτό το είδος θα μπορούσε να εξαφανιστεί εκτός εάν υπάρχει ένα άτομο που φέρει έναν ευνοϊκό γενετικό συνδυασμό λόγω αυθόρμητων μεταλλάξεων. Αν και η μετάλλαξη δημιουργεί κάποια μεταβλητότητα ακόμη και σε ασεξουαλικούς πληθυσμούς, αυτή η ποικιλομορφία είναι μικρότερη και συσσωρεύεται πιο αργά από ό,τι σε πληθυσμούς που αναπαράγονται σεξουαλικά.
Μια άλλη σημαντική πτυχή είναι ότι η ασεξουαλική αναπαραγωγή δεν επιτρέπει την αναδιάταξη γονιδίων η οποία συμβαίνει κατά τη μείωση και τη γονιμοποίηση, ένας μηχανισμός που στην σεξουαλική αναπαραγωγή μπορεί να εξαλείψει τους δυσμενείς συνδυασμούς και να ευνοήσει νέους πλεονεκτικούς συνδυασμούς.
Παραδείγματα εκβλάστησης
Σε ορισμένα πολυκύτταρα ζώα, όπως τα coelenterates, σφουγγάρια και χιτωνικά, η κυτταρική διαίρεση πραγματοποιείται με μπουμπούκια. Αυτά προέρχονται από το σώμα του μητρικού οργανισμού και στη συνέχεια χωριστά για να αναπτυχθούν ως νέοι οργανισμοί πανομοιότυπο με το πρώτο. Αυτή η διαδικασία, γνωστή ως εκκόλαψη, είναι ανάλογη με τη φυτική διαδικασία αναπαραγωγής των φυτών.
Μερικά αξιοσημείωτα παραδείγματα οργανισμών που αναπαράγονται με εκβλάστηση είναι:
- Τα σφουγγάρια του νερού. Σχηματίζουν εξωτερικούς ή εσωτερικούς οφθαλμούς (gemmules) που τους επιτρέπουν να επιβιώνουν σε αντίξοες συνθήκες και να διασκορπίζονται σε νέα μέρη στο υδάτινο περιβάλλον.
- Ορισμένοι τύποι μυκήτων ζύμης. Σε αυτά, σχηματίζονται μικροί μπουμπούκια στην επιφάνεια του μητρικού κυττάρου, αναπτύσσονται και τελικά διαχωρίζονται ως ανεξάρτητα κύτταρα.
- Μερικοί τύποι μεδουσών. Στον κύκλο ζωής τους, οι πολύποδες μπορούν να παράγουν μέδουσες με την εκβλάστηση, δημιουργώντας έτσι την κινητή αναπαραγωγική φάση.
- Ύδρας. Αυτά τα κνιδόζωα του γλυκού νερού δημιουργούν μικρές προεξοχές που αναπτύσσονται και γίνονται ανεξάρτητα ως νέα άτομα.
- Τα κοράλλια. Μέσω της εκβλάστησης, ένας πολύποδας μπορεί να δημιουργήσει πολλούς άλλους, οι οποίοι παραμένουν μαζί και σχηματίζουν αποικίες που, με την πάροδο του χρόνου, μπορούν να δημιουργήσουν κοραλλιογενείς υφάλους.
Παραδείγματα εκβλάστησης παρατηρούνται επίσης σε μονοκύτταρους οργανισμούς, όπως ορισμένα βακτήρια και ορισμένα πρώτιστα (για παράδειγμα, ορισμένα δινομαστιγωτά), καταδεικνύοντας ότι αυτός ο μηχανισμός έχει προκύψει ανεξάρτητα σε διάφορες εξελικτικές ομάδες λόγω της αποτελεσματικότητάς του στην αντιγραφή ατόμων όταν το περιβάλλον είναι ευνοϊκό.
Η εκβλάστηση, σε συνδυασμό με άλλους ασεξουαλικούς μηχανισμούς, αντιπροσωπεύει μια πολύ αποτελεσματική στρατηγική για ταχεία και μαζική επέκταση ενός είδους, αν και με κόστος τη μείωση της γενετικής μεταβλητότητας. Αντίθετα, η σεξουαλική αναπαραγωγή, αν και πιο ενεργειακά απαιτητική, παρέχει την απαραίτητη γενετική ποικιλομορφία ώστε οι πληθυσμοί να προσαρμοστούν μακροπρόθεσμα στις περιβαλλοντικές αλλαγές. Η εις βάθος κατανόηση και των δύο τύπων αναπαραγωγής επιτρέπει την καλύτερη κατανόηση της δυναμικής των φυσικών πληθυσμών, της λειτουργίας των οικοσυστημάτων και, στην περίπτωση μικροοργανισμών όπως οι ζύμες, ακόμη και διεργασιών βιοϊατρικού και βιοτεχνολογικού ενδιαφέροντος.