- Co je to asexuální rozmnožování?
- Typy nepohlavní reprodukce
- Výhody nepohlavní reprodukce
- Nevýhody nepohlavní reprodukce
- Klony a klonování
Vysvětlíme, co je to nepohlavní rozmnožování, jaké existují typy, jejich výhody a nevýhody. Také, co je klonování.
Co je to asexuální rozmnožování?
Nepohlavní rozmnožování je takové, které vyžaduje jediné organismus, která se nemusí pářit, aby vytvořila nové jedince. Protože nedochází k žádnému zásahu pohlavních buněk, v sexuální reprodukci neexistuje žádná výměna nebo kombinace Genetické informace.
Když se organismus rozmnožuje nepohlavně, děje se tak prostřednictvím metody které se skládají z replikace nebo duplikace jeho genetického obsahu, aby vznikli noví jedinci geneticky identičtí se sebou samým.
Reprodukce spočívá v produkci nových jedinců stejného druhu jako je předek, který umožňuje množení a udržování druh. Reprodukce představuje jednu z hlavních fází Životní cyklus ze všeho živá bytost a ačkoli to není nezbytné, aby jednotlivec přežil, je nezbytné, aby druh zůstal v Země.
Organismy se mohou rozmnožovat různými způsoby, které lze seskupit do dvou typů rozmnožování: pohlavní nebo nepohlavní, v závislosti na počtu zúčastněných jedinců a na tom, zda jsou potomci geneticky identičtí s rodičovským organismem nebo organismy.
Pohlavní reprodukce jako ta Lidé, zahrnuje sexuální kontakt mezi dvěma jedinci, ženou a mužem, z nichž každý přispívá gametou nebo pohlavní buňkou. Spojení mezi ženskými a mužskými gametami (vajíčkem a spermií) dává vzniknout embryu, které při vývoji vytvoří nový individuální stejného druhu, jehož genetický materiál bude výsledkem kombinace genetického materiálu jeho rodičů. Při sexuální reprodukci tedy každý rodič poskytuje polovinu genetické informace a potomci jsou geneticky odlišní od svých rodičů.
Typické je nepohlavní rozmnožování jednobuněčné organismy, Jako prokaryota Y protistovéa je běžné v houby, bezobratlí Y rostliny. Zatímco v nejsložitějších formách životpohlavní rozmnožování je obvykle častější, existují i specifické případy zvířat které se rozmnožují nepohlavně.
Typy nepohlavní reprodukce
Nepohlavní rozmnožování může probíhat prostřednictvím různých mechanismů, mezi které patří:
- Reprodukce pupeny. Spočívá ve vytváření hrbolků nebo pupenových útvarů v těle samotného rodiče, ze kterých se vyklube samostatný jedinec, schopný se odpoutat a žít samostatně, případně zůstat přichycen a založit kolonii. Pučení je častým procesem u porifes, cnidarians a mechorostů. Navíc některé jednobuněčné organismy, jako např droždí a nějaký bakterie, reprodukovat touto metodou.
- Fragmentace. Spočívá ve výrobě nových jedinců z fragmentů rodičovského těla, čímž se z jeho významného kusu přestaví celé tělo. Tyto fragmentace mohou být záměrné nebo náhodné. Fragmentace je nepohlavní reprodukční mechanismus přítomný u mnoha bezobratlých, jako jsou hvězdice, hvězdice a planáriky. Kromě zvířat existují rostliny, které se dokážou rozmnožovat fragmentačním mechanismem, řízeným lidským zásahem, a který je známější jako „umělé vegetativní množení“.
Je důležité nezaměňovat procesy regenerace fragmentací s procesy nepohlavní reprodukce. Například někteří ještěři jsou schopni regenerovat svůj ocas, pokud jej náhodou ztratí, ale tento jev neznamená reprodukci, protože nevede ke vzniku nových jedinců. - Binární dělení. Je to nejjednodušší mechanismus nepohlavní reprodukce a sestává z duplikace genetického materiálu (molekul DNA) rodiče, následuje rozdělení jeho organel a nakonec excize cytoplazmy, čímž se získají dvě buňky identický tam, kde předtím byl jen jeden. Binární štěpení provádějí prokaryotické organismy, mezi které patří bakterie archaea. Existují také některé jednobuněčné eukaryotické organismy, které se rozmnožují podobným mechanismem: jedna buňka dává vzniknout dvěma identickým dceřiným buňkám podobné velikosti. U těchto organismů však přítomnost a buněčného jádra true činí proces o něco složitějším a propracovanějším.
- Sporulace. Spočívá v rozmnožování prostřednictvím odolných, jednobuněčných struktur, schopných odolávat extrémním podmínkám, nazývaným spory nebo endospory.Sporulace může být součástí normálního životního cyklu organismu nebo v některých případech může být zvýhodněna či spuštěna nepříznivými okolnostmi prostředí. Mechanismus sporulace je forma buněčného dělení běžná u hub, rostliny a určitý druh bakterie.
- Apomixis. Tento mechanismus je jedinečný pro rostliny a spočívá ve formě nepohlavní reprodukce pomocí semen, která neznamená oplodnění nebo redukční dělení buněk. V rostlinách, které se rozmnožují touto metodou, jedinec produkuje semena, která jsou geneticky identická se sebou samým, což umožňuje rozšíření druhu, ale má malou adaptabilitu na prostředí. V rostlinné říši se vyskytují různé druhy apomixie a jedná se o poměrně častý typ nepohlavního rozmnožování u této skupiny živých bytostí.
- Partenogeneze. Tento způsob asexuální reprodukce zahrnuje vývoj neoplodněných ženských pohlavních buněk, to znamená, že mají stejný genetický materiál jako jejich progenitor, prostřednictvím segmentace neoplodněného vajíčka. Tento mechanismus nepohlavní reprodukce je přítomen ve skupinách bezobratlých i v obratlovci: je to obvyklý postup u některých ryb, plazi, hmyz, korýši Y obojživelníci, zejména v dobách riziko pro druh.
- Polyembryonie. Skládá se ze způsobu reprodukce, ve kterém se z jediné zygoty vyvinou dvě nebo více embryí. Ve skutečnosti se dá říci, že jde o kombinaci pohlavního a nepohlavního rozmnožování: první je nezbytné pro oplodnění a tvorbu zygoty a druhé nastává, když se embryo rozdělí na několik geneticky identických a dá vzniknout dvěma resp. více jedinců navzájem geneticky identických, ale odlišných od svých rodičů. V závislosti na počtu vytvořených embryí může být polyembryonie jednoduchá nebo vícečetná. Tento způsob rozmnožování je častý u některých druhů hmyzu, rostlin a kupodivu u pásovců, jejichž vrh je vždy monozygotní (pochází ze stejného embrya). Může se také vyskytnout u lidí, jako se to děje u jednovaječných nebo jednovaječných dvojčat, která pocházejí ze stejné zygoty (a neměla by být zaměňována s dvojvaječnými dvojčaty).
Výhody nepohlavní reprodukce
Asexuální reprodukce jako binární štěpení vyžaduje velmi málo zdrojů.
Nepohlavní rozmnožování je rychlé a jednoduché, protože nepotřebuje produkci specializovaných buněk (gamet), ani nevyžaduje výdaje Energie k dosažení oplodnění nebo jiného podobného úsilí. Tento typ rozmnožování tedy umožňuje izolovanému jedinci dokonale dát vznik novým potomkům, někdy mnoha, i když vždy geneticky totožným se sebou samým i mezi sebou navzájem.
To je zvláště užitečné v situacích biologického rizika nebo při potřebě rychlé expanze, například během kolonizace území nebo masifikace exemplářů tváří v tvář bezprostřednímu nebezpečí.
Nevýhody nepohlavní reprodukce
Velkou nevýhodou nepohlavního rozmnožování je absence genetické variability, tedy skutečnost, že potomci jsou identičtí s rodičem, s výjimkou mutace nepředvídané.
Druh se tedy vyvíjí mnohem pomaleji a méně efektivní rychlostí od r přírodní výběr nemůže upřednostňovat nejzdatnější jedince. To by mohlo zabít kolonii nebo dokonce druh velmi rychle, protože její nižší genetická variabilita může zabránit rapidu přizpůsobování do měnícího se prostředí.
Klony a klonování
V genetice je klon definován jako soubor geneticky identických jedinců pocházejících od jiného jedince prostřednictvím mechanismů nepohlavní reprodukce. I když jsou tyto procesy velmi časté v Příroda (ve skutečnosti asexuální reprodukce dávno předchází sexuální), termín klon byl vytvořen v roce 1903 H. J. Weberem se záměrem přispět k rozvoji lexikonu genetika, Věda která se v té době začala rozvíjet. V současnosti lze nepohlavní rozmnožování nazvat klonálním rozmnožováním, i když se příliš nepoužívá.
The klonování, který pochází z termínu klon, je akce produkce biologické entity, která je geneticky identická s jinou, z existující. Ačkoli lze tento proces provádět bez větších technických znalostí (například při vegetativním množení rostlin), mluvíme-li o klonování, obvykle se to dělá spíše s odkazem na umělé techniky používané v laboratoři k produkci geneticky identických jedinců.
V případě obratlovců je umělé klonování založeno na odstranění jádra vajíčka a jeho nahrazení jádrem dospělé buňky patřící jedinci, který má být klonován. Poté je toto upravené vajíčko (které je nyní ekvivalentní životaschopné zygotě) přeneseno do těla ženy, kde bude pokračovat ve svém vývoji až do svého narození. Tato technika se začala u žab uplatňovat v roce 1952, ale úspěšná byla až v r savců v roce 1996 se slavnou ovečkou Dolly.
Z praktického hlediska by klonování u lidí nemělo mít dlouhodobě nepřekonatelné technické překážky. Možnost využití techniky v našem druhu, které se říká „reprodukční klonování“, však vyvolala intenzivní etiku, náboženskou, sociální a politickou debatu, do které se zapojuje více aktérů a která není stále ani zdaleka vyřešena.