Nespolno razmnoževanje: definicija, mehanizmi (mitoza) in primeri

Nespolno razmnoževanje pomeni razmnoževanje brez spola oziroma brez združitve dveh spolnih celic (gamet). Posamezen organizem ali celica ustvari genetsko zelo podobno ali identično kopijo samega sebe; take potomce imenujemo kloni. Geni izvirnika in njegove kopije so običajno enaki, razen redkih sprememb zaradi mutacij.

Glavna razlika do spolnega razmnoževanja

Pri spolnem razmnoževanju pride do združitve dveh gamet, kar poveča genetsko raznolikost potomcev. Nespolno razmnoževanje takšnega združevanja ne zahteva; poteka z delitvijo celic, vegetativnim razraščanjem ali drugimi postopki. Posamezne oblike nespolnega razmnoževanja so pogosto povezane z delitvijo dela telesa (npr. fragmentacija) ali z razvojem iz neoplojenih jajčec (parthenogeneza).

Mehanizmi nespolnega razmnoževanja

• Mitoza — pri evkariontih (rastline, živali, protisti) je glavni celični proces, ki vodi do delitve jedra in razporeditve kromosomov v dve identični hčerinski celici. Mitoza poteka v več fazah: profaza, metafaza, anafaza, telofaza, sledita citokineza (delitev citoplazme). Mitoza omogoča rast, popravo tkiv in tudi nespolno razmnoževanje pri enoceličnih evkariontih in nekaterih večceličnih organizmih.
• Binara delitev — značilna za prokarionte (bakterije) in nekatere enocelične evkarionte; DNA se podvoji in celica se razdeli na dve hčerinski celici.
• Brstenje — mati ustvari brst (majhen izrastek), ki se razvije v nov organizem; primer je kvasovka in nekatere cnidarije.
• Fragmentacija — telo organizma se razcepi na dele, iz vsakega dela lahko zraste nov posameznik (nekateri morskih polži, planarnice).
• Vegetativno razmnoževanje — pri rastlinah: razrasti iz koreninskih gomoljev, poganjkov, lukovic, potaknjencev ipd.
• Spore — tvorba spor, ki se ob ugodnih razmerah razvijejo v nove organizme (glive, nekateri rastlinski in protistni organizmi).
• Partenogeneza — razvoj osebka iz neoplojenega jajčeca; pojavlja se pri nekaterih žuželkah, plazilcih in ribah.

Vloga mitoze in omejitve

Mitoza zagotavlja natančno podvojitev kromosomov in razdelitev materiala v hčerinski celici, zato so ti potomci genetsko zelo podobni izvorni celici. Vendar pa mitotične delitve pri prokariontih niso prisotne — tam prevladuje binary fission. Nespolno razmnoževanje omogoča hitro rast populacij, a vodi v nizko genetsko variabilnost, kar zmanjšuje sposobnost prilagajanja na hitro spreminjajoče se okoljske pogoje.

Primeri iz narave

Nespolno razmnoževanje je značilno za številne organizme:

• Amebe in drugi enoceličarji — delitev celice (mitoza ali binarna delitev).
• Mnoge rastline — vegetativno razmnoževanje preko poganjkov, gomoljev, potaknjencev.
• Nekateri koralni kolonialni organizmi in mahovnice — posamezni zooidi oziroma sadike kolonije so pogosto genetsko enaki in se razmnožujejo nespolno.
• Celoten red bdeloidnih rotifov (bdeloidni rotifi) je znan po dolgotrajni odsotnosti spolnega razmnoževanja — gre za red, kjer je nespolnost prevladujoča.
• Parthenogeneza pri nekaterih vrstah — npr. nekatere mšice (listne uši) ali določene plazilske vrste lahko proizvedejo potomce brez oploditve.
• Čebele — pri medonosnih čebelah hčere medonosne čebele (delavke in matice) nastanejo iz oplojenih jajčec, medtem ko se samci (droni) razvijejo iz neoplojenih jajčec (sistem haplodiploidije ali arrhenotokije).

Prednosti in slabosti nespolnega razmnoževanja

• Prednosti:
  • Hitro povečevanje števila posameznikov.
  • Nizka potreba po iskanju partnerja — primerno v izoliranih ali stabilnih okoljih.
  • Enostavni mehanizmi omogočajo hitro kolonizacijo okolja (npr. vegetativno širjenje rastlin).
• Slabosti:
  • Nizka genetska variabilnost poveča ranljivost populacije za bolezni in spremembe okolja.
  • Brez mehanizmov za mešanje genetskega materiala so možnosti za dolgoročno prilagajanje omejene.

Zaključek

Nespolno razmnoževanje je široko razširjen in raznolik nabor mehanizmov, ki omogočajo organizmom hitro in učinkovito podvajanje potomcev brez spolnih celic. Glavni celični proces pri evkariontih je mitoza, medtem ko pri prokariontih prevladuje binarna delitev. Čeprav nespolno razmnoževanje prinaša prednosti v stabilnih ali opustošenih habitatih, pomanjkanje genetske raznolikosti omeji dolgotrajno prilagodljivost vrst.

Vrste nespolnega razmnoževanja

Binarna fisija

Nekateri organizmi, kot so bakterije, se razmnožujejo z binarno delitvijo. Razdelijo se na dva dela, tako da ena bakterija postane dve bakteriji. Pri tem vedno nastanejo hčerinske celice, potomci pa so enaki staršem.

Začetek

Razcepljanje je podobno binarni delitvi, vendar ga uporabljajo rastline in nekatere živali, ki se ne morejo preprosto razcepiti na pol, kot to lahko storijo bakterije. Pri tem se odcepi majhen del rastline ali živali, ki nato, ko je ločen od matere, začne rasti, dokler "starš" in "potomec" nista enako velika in se lahko ponovno razcepita. To se lahko zgodi še večkrat.

Partenogeneza

Partenogenezo najdemo tako pri rastlinah kot pri živalih. Jajčeca se razvijejo brez oploditve. Primeri se pojavljajo pri vodnih bolhah, rotiferah, mšicah, paličnjakih, nekaterih mravljah, čebelah in parazitskih oseh. Pri vretenčarjih je partenogeneza zelo redka.

Vegetativno razmnoževanje

Zelo pogost pri nekaterih vrstah rastlin, ki uporabljajo rizome ali stolone (na primer pri jagodah). Druge rastline tvorijo čebulice ali gomolje (na primer čebulice tulipanov in gomolji dalij). Nekatere rastline lahko tvorijo klonsko kolonijo, kjer so vsi posamezniki kloni, kloni pa lahko pokrivajo veliko območje.

Spore

Glive (na primer gobe) proizvajajo spore, ki so lahko nespolne ali spolne. Nespolne spore imajo v sebi genski material, ki jim omogoča, da ustvarijo popolnoma nov organizem, enak starševskemu. Nastanejo z mitozo. Različne glive proizvajajo različne vrste nespolnih spor, konidije, oidije in pikniospore. Oblika in barva spor sta lahko v pomoč pri določanju vrste glive.

Celica se razcepi in postane dve celici (pregled)


Nekatere rastline se razmnožujejo z nespolnim razmnoževanjem; ob robu tega lista zrastejo majhne popolne rastline.


Nespolno razmnoževanje pri Ascomycota poteka z oblikovanjem konidij, vrste spor. Tukaj je veriga štirih konidij vrste Alternaria

Vprašanja in odgovori

V: Kaj je aseksualno razmnoževanje?

V: Kaj je mitoza?

V: Kateri organizmi se običajno razmnožujejo nespolno?

V: Kaj so kloni pri nespolnem razmnoževanju?

V: Ali s spolnim razmnoževanjem nastanejo genetsko enaki posamezniki?

V: Ali je spolno razmnoževanje vedno potrebno za razmnoževanje?

V: Kako se razvijejo vse hčere medonosne čebele?

Išči po črki