Асексуално (безполово) размножаване — определение, механизми и примери

Асексуалното размножаване е размножаване без пол. При тази форма на възпроизвеждане един организъм или клетка създава свое копие. Гените на оригинала и на неговото копие са еднакви, с изключение на редки мутации. Това са клонинги.

Асексуалното размножаване е различно от сексуалното размножаване: при последното има сливане на полови клетки и комбиниране на генетичен материал, докато при безполовото копирането на генома обикновено става без това комбиниране. В повечето случаи асексуалното размножаване включва отделяне или отделяне на част от тялото, което после се превръща в нов индивид.

Механизми на безполово размножаване

Основният клетъчен процес при много еукариотни организми е митозата, при която една клетка се дели, образувайки две генетично идентични дъщерни клетки. При прокариотите (напр. бактерии) стандартният механизъм е бинарно делене (binary fission), което не включва истинска митоза, но има същия краен резултат — копие на генома в нова клетка.

• Бинарно делене — често при бактерии и някои едноклетъчни: клетката се разделя на две приблизително равни части.
• Пъпкуване (budding) — везикулни или микроскопични пъпки, които поникват върху майчината клетка (напр. при някои дрожди и при хидри).
• Фрагментация — организъм се разпада на части, от които всяка може да регенерира в пълен индивид (напр. някои морски звезди, плоски червеи).
• Размножаване чрез спори — много гъби, водорасли и някои растения образуват спори, които разпръснати дават нови индивиди.
• Вегетативно размножаване при растенията — чрез бегачи (стролони), луковици, клубени, резници и други структури; резултатът са генетично идентични потомци.
• Апомиксис (апомиксично образуване на семена) — развитие на семе без оплождане; среща се при някои тревни и цветни растения.
• Партеногенеза — развитие на яйце без оплождане; в природата присъства при някои насекоми, аквариални видове и гръбначни (пример: всички дъщери на медоносната пчела се развиват от неоплодени яйца).

Примери в природата

Асексуалното размножаване е разпространено при множество организми:

• Едноклетъчни като амебите и много протисти — основно чрез делене.
• Бактерии — чрез бинарно делене (без митоза).
• Гъби и някои водорасли — чрез спори.
• Много растения — чрез бегачи, луковици, клубени и апомиксис.
• Коралите — отделните зооиди в даден корал обикновено са генетично идентични; те се формират чрез безполово размножаване на първия индивид, пристигнал на мястото.
• Мешести (губки) и корали често се размножават вегетативно и чрез пъпкуване или фрагментация.
• Някои животни нямат полово размножаване въобще — например целият разред бделиоидни ротифери е известен с дълготрайния си безполов режим на размножаване.
• Някои акари и многоклетъчни организми могат да произвеждат яйца, които се развиват без оплождане.

Предимства и недостатъци

• Предимства: бързо увеличаване на числеността, не изисква партньор, запазване на успешен генотип в стабилна среда, енергийна икономия (няма търсене на партньори и процес на оплождане).
• Недостатъци: ограничена генетична вариабилност поради липсата на рекомбинация — това намалява адаптивността към променящи се условия и повишава риска при нови болести или екологични промени; натрупване на вредни мутации в популацията е възможно в дълъг период.

Еволюционно значение и приложения

Много организми използват смесен цикъл, при който редуват безполови и полови етапи — това дава възможност за бързо увеличение, когато условията са благоприятни, и за генетично разнообразие, когато средата се променя. В човешката дейност безполовото размножаване има широко приложение:

• Селско стопанство и градинарство: вегетативно умножение, резници, присаждане, производство на еднотипни устойчиви култури.
• Клониране и микроразмножаване в лабораторни условия (тъканна култура) за запазване на желани сортове растения и за изследвания.
• Медицински и биотехнологични изследвания: изучаване на митоза, генетична стабилност и мутации.

В заключение, безполовото размножаване е важна и широко разпространена стратегия в природата, осигуряваща ефективно и бързо възпроизводство при много организми, но свързана и с ограничения по отношение на генетичната промяна и адаптация.

Видове асексуално размножаване

Бинарно делене

Някои организми, като бактериите, се размножават чрез бинарно делене. Те се разделят на две, така че една бактерия се превръща в две бактерии. Това винаги води до образуване на дъщерни клетки и потомството е идентично с родителя.

Започващ

Пъпкуването е подобно на бинарното делене, но се използва от растенията и някои животни, които не могат просто да се разделят наполовина, както могат да направят бактериите. При него малка част от растение или животно се откъсва и след това, докато е отделена от "майката", започва да расте, докато и "родителят", и "потомството" станат еднакви по размер и са способни отново да поникнат. Това може да се случи още много пъти.

Партеногенеза

Партеногенезата се среща както при растенията, така и при животните. Яйцата се развиват без оплождане. Примери за това има при водните бълхи, ротиферите, пчелите, лепкавите насекоми, някои мравки, пчели и паразитни оси. Партеногенезата се среща много рядко при гръбначните животни.

Вегетативно размножаване

Много често срещано при някои видове растения, използващи коренища или столони (например при ягодите). Други растения образуват луковици или грудки (например луковици на лалета и грудки на далия). Някои растения могат да образуват клонова колония, в която всички индивиди са клонирани, а клонираните растения могат да обхванат голяма площ.

Спори

Гъбите (например гъбите) произвеждат спори, които могат да бъдат безполови или полови. Асексуалните спори имат генетичен материал в себе си, който им позволява да създадат изцяло нов организъм, идентичен с родителя си. Те се произвеждат чрез митоза. Различните гъби произвеждат различни видове безполови спори - конидии, оидии и пикниоспори. Формата и цветът на спорите могат да бъдат полезни за определяне на вида гъба.

Клетка се разделя и се превръща в две клетки (преглед)


Някои растения се размножават чрез безполово поникване; по ръба на този лист израстват малки пълни растения.


Безполовото размножаване при Ascomycota се осъществява чрез образуване на конидии - вид спори. Тук е представена верига от четири конидии на Alternaria

Въпроси и отговори

В: Какво представлява безполовото размножаване?

В: Какво представлява митозата?

В: Кои организми обикновено се размножават безполово?

В: Какво представляват клонингите при безполовото размножаване?

В: Генетично идентични индивиди ли се създават чрез полово размножаване?

В: Винаги ли е необходимо полово размножаване за възпроизвеждане?

В: Как се развиват всички дъщери на една медоносна пчела?

Търсене по буква