Biyolojik üreme sürecinde iki tür üreme vardır: cinsel veya üretken üreme ve eşeysiz veya vejetatif üremeHer ikisi de türlerin devamlılığını sağlar, ancak bunu çok farklı hücresel ve genetik mekanizmalar aracılığıyla yaparlar; bu da biyolojik çeşitlilik, çoğalma hızı ve organizmaların çevreye uyum sağlama yeteneği üzerinde doğrudan sonuçlar doğurur.
Canlı bir varlık veya organizma, yaşamın temel işlevlerini yerine getirme yeteneğiyle karakterize edilir; bu işlevler arasında şunlar yer alır: üremeBu da onun kendisinin benzer kopyalarını üretmesine olanak tanır. hem eşeysiz olarak tek bir ebeveynden...ayrıca en az iki ebeveynden cinsel yolla da ürerler. Bu farklılıkları anlamak, popülasyonların nasıl evrimleştiğini ve bazı türlerin yaşadıkları ortama bağlı olarak neden bir şekilde veya diğer şekilde ürediğini anlamanın anahtarıdır.
Tomurcuklanma nedir?
Tomurcuklanma farklı süreçlerden biridir. eşeysiz üreme türleri, bir üretiminin gerçekleştiği Çıkıntıların oluşumu yoluyla yeni bir varlık yaratılır.Ana organizmanın vücudunda tomurcuk adı verilen, büyüyüp gelişen ve ana organizmaya bağlı kalabilen veya ondan ayrı kalabilen yapılar.
Biyolojik açıdan bakıldığında, tomurcuklanma bir ebeveynin vücudunun eşitsiz bölünmesiOrijinal birey sitoplazmasının ve yapısının büyük bir kısmını korurken, tomurcuk veya filiz, ana organizmayla aynı genetik materyale sahip hücreler içeren küçük bir çıkıntı olarak başlar. Zamanla bu tomurcuk büyür, farklılaşır ve sonunda tam bir organizmaya dönüşebilir.
"Tomurcuklanma" teriminin kökeni Latinceye dayanmaktadır. GeminusBu da "ikiz" anlamına gelir. Yeni birey aslında bir “genetik ikiz” Yavrular, ebeveynlerinden aynı kalıtsal bilgiyi paylaşırlar çünkü başka bir organizmayla DNA alışverişi olmaz. Bununla birlikte, bu genetik benzerliğe rağmen, çevresel koşullar boyut, şekil veya fizyolojik durumlarında farklılıklara yol açabilir.
Tomurcuklanma şu şekilde gözlemlenir: tek hücreli organizmalar bazı mayalar ve protozoalar gibi ve ayrıca çok hücreli organizmalar Örneğin bazı bitkilerde ve omurgasız hayvanlarda (süngerler, hidralar, mercanlar ve bazı denizanası türleri). Bu nedenle doğada, özellikle bir yüzeye yapışık yaşayan veya gamet alışverişinin daha maliyetli olacağı su ortamlarında yaşayan türlerde yaygın bir mekanizmadır.
Eşeysiz üreme
Bu üreme türü, aşağıdakileri içermesiyle karakterize edilir: tek ebeveynli bireyÇoğu durumda çoğaltma işlemi şu yollarla gerçekleştirilir: karyokinezHücre bölünmesinin gerçekleştiği ve iki veya daha fazla genetik olarak özdeş hücrenin üretildiği yer.
Bu, bir tür üreme şeklidir. Döllenme yokSonuç olarak, farklı bireyler arasında DNA alışverişi olmaz. Yeni canlı varlık genellikle köken aldığı varlığın özelliklerini korur. Bu nedenle, biz buna "yeni canlı" diyoruz. klonal yavrular veya klonlar, yani ana organizmanın genetik kopyaları.
Cinsel veya eşeysel olmayan yollarla, tomurcuklar, yer altı kökleri veya sürünen gövdeler aracılığıyla üreyebilen çok çeşitli bitkiler vardır. Bu durumlarda, tek bir tür her iki üreme biçimi arasında geçiş yapabilir. eşeysiz üreme Uygun koşullar oluştuğunda hızla çoğalmak ve eşeyli üreme Çevre koşullarının daha değişken olduğu durumlarda genetik çeşitlilik oluşturmak.
Deniz yıldızları gibi diğer organizmalar vücutlarının bir parçasını kaybettikten sonra kendilerini yenileyebilirler ve daha birçokları da bunu yapabilir. büyük miktarlarda çoğalmak Çok sayıda eşeysiz bölünme yoluyla çoğalırlar. Birçok deniz omurgasızında, yenilenme, parçalanma ve tomurcuklanma üreme ve hayatta kalma stratejileri olarak bir araya gelir.
Eşeysiz üreme, tomurcuklanmanın yanı sıra aşağıdakiler gibi çok önemli diğer süreçleri de içerir: İkiye bölünerek çoğalma (bakteriler ve arkeler gibi prokaryotlara özgü), sporlanma (mantarlarda, bazı bitkilerde ve bakterilerde bulunur), parçalanma ve PartenogenezDiğerlerinin yanı sıra, hepsinin ortak bir temel özelliği vardır: tek bir birey yeterlidir Eşine ihtiyaç duymadan yeni yavrular dünyaya getirmek.
Eşeyli üreme
Cinsel üreme, aşağıdaki grupların katılımıyla gerçekleşir: mayoz bölünme sonucu oluşan iki hücre Döllenme yoluyla birleşen bu eşey hücreleri veya gametler (genellikle hayvanlarda bir yumurta ve bir sperm, bitkilerde ise erkek ve dişi gametler), yetişkin bireyin kromozom sayısının yarısını içerir.
İki ebeveyn katılmalı DNA'larını iletmek Ebeveynler ve yavrular arasında olduğu gibi, yavruların kendi aralarında da genetik farklılıklar mevcuttur. Bu varyasyon, mayoz bölünme sırasında meydana gelen gen kombinasyonundan (genetik rekombinasyon yoluyla) ve döllenme sırasında gametlerin rastgele birleşmesinden kaynaklanır.
Cinsel üreme, daha fazla enerji ve zaman gerektirmesine rağmen (eş arama, gamet üretimi, kur yapma, döllenme, embriyo gelişimi), büyük bir avantaja sahiptir: genetik çeşitlilik oluştururBu çeşitlilik, bir popülasyon içinde, değişen çevresel koşullar altında veya yeni hastalıklar karşısında hayatta kalmalarını ve üremelerini sağlayacak özelliklere sahip bireylerin bulunma olasılığını artırır.
Maya gibi bazı organizmalarda, çevresel koşullara bağlı olarak eşeysiz üreme (tomurcuklanma yoluyla) ve eşeyli üreme arasında geçiş yapabilme yeteneği vardır. Besin açısından zengin ortamlarda, hızı nedeniyle eşeysiz üremeyi tercih ederler; stres veya kıtlık durumlarında ise genetik çeşitliliği artırmak için eşeyli mekanizmaları harekete geçirebilirler.
Tomurcuklanma nasıl gerçekleşir?
Eşeysiz üreme, aynı türün iki üyesi arasında etkileşim olmadan gerçekleşen üremedir. Hücreler mitoz yoluyla bölünür; bu süreçte her kromozom, çekirdek bölünmeden önce kopyalanır ve her yeni hücre aynı genetik bilgiyi alır. Tek hücreli organizmalarda, hücrede tomurcuk adı verilen bir çıkıntı oluşur. plazma zarının belirli bir kısmı. Progenitör hücrenin çekirdeği bölünür ve yavru çekirdeklerden biri yumurta sarısına geçer. Uygun koşullar altında, yumurta sarısı, progenitör hücreden nihayet ayrılmadan önce aynı anda başka bir yumurta sarısı üretebilir.
Tek hücre düzeyinde bu bir süreçtir. asimetrik mitoz Bu durum, maya gibi bazı tek hücreli organizmalarda görülür. Tek hücreli organizma, tek bir hücreden oluşur. Tek hücreli organizmalara örnek olarak bakteriler, mikroskobik algler, bazı mantarlar ve protozoalar verilebilir. Şaşırtıcı görünse de, tek hücreli varlıklar büyük çoğunluğu temsil eder Hem birey sayısı hem de kolonize edilmiş yaşam alanlarının genişliği bakımından, şu anda Dünya'da yaşayan canlı varlıkların.
Maya veya fermente, ökaryotik organizmaların çeşitli türlerinden herhangi birini ifade eder ve bu organizmalar mantar olarak sınıflandırılır, ister canlı ister canlı olsunlar. askomisetler veya bazidiyomisetler Mikroskobik olup, yaşam döngülerinde çoğunlukla tek hücreli bir forma sahiptirler ve genellikle şu özelliklerle karakterize edilirler: tomurcuklanma yoluyla eşeysiz olarak bölünür Ya da ikili bölünme yoluyla ve sporokarp (meyve gövdesi) ile bağlantılı olmayan cinsel evrelere sahip olarak ürerler. Bu mikroorganizmalarda, eşeysiz veya eşeyli üremeyi kullanma kararı, besin maddelerinin varlığı veya diğer hücreler tarafından üretilen feromonlar gibi kimyasal ve çevresel sinyallere bağlıdır.
Mitoz, hücre bölünmesinin kendisidir ve genetik olarak birbirine özdeş iki yavru hücreBu süreç hem haploid hem de diploid ökaryotik bireylerin hücrelerinde gerçekleşebilir. Genetik materyalin ortaya çıkan hücreler arasında eşit olarak dağılmasını ve ana hücreyle aynı sayıda kromozomun korunmasını sağlar.
Dolayısıyla, temelde şunlardan oluşan bir hücre çoğalma sürecidir: kromozomların boyuna bölünmesi Çekirdek ve sitoplazmanın bölünmesiyle, ana hücreyle aynı sayıda kromozoma ve aynı genetik bilgiye sahip iki yavru hücre oluşur. Tomurcuklanmada ise, bu mitozdan sonra, tomurcuğa göç edecek olan çekirdek, oluşan çıkıntıya stratejik olarak yerleştirilir.
Tomurcuklanma, çekirdeğin ve sitoplazmanın bölündüğü, ancak oluşan çekirdeğin hücre zarına doğru göç ederek sitoplazma ile çevrili tomurcuk benzeri bir yapı oluşturduğu ve böylece farklı boyutlarda iki hücrenin meydana geldiği bir süreçtir. Ana hücre daha büyük bir hacmi korurken, yavru hücre daha küçük başlar, ancak koşullar uygun olduğunda bağımsız olarak büyüyüp bölünebilme yeteneğine sahiptir.
Tomurcuklanma süreci yaygındır Porifera, Cnidaria ve BryozoaBazı hayvan türlerinde iç tomurcuklanma görülebilir: tomurcuklar, koruyucu bir örtü sayesinde olumsuz koşullara dayanabilir. Tatlı su süngerlerinde ise tomurcuklar koruyucu bir kapsüle sahiptir ve İçerisinde yedek madde var.Bahar geldiğinde koruyucu kapsül kaybolur ve tomurcuktan yeni sünger ortaya çıkar. Tatlı su bryozoanlarında bir kitin ve kalsiyum tabakası üretilir ve kış uykusu halinde oldukları için yedek maddelere ihtiyaç duymazlar.
Hidralar, denizanası polipleri ve mercanlar gibi hayvanlarda, tomurcuklar ana canlının vücut yüzeyinde oluşur, büyür ve çoğu durumda ayrılarak bağımsız bireyler ortaya çıkarır. Diğer türlerde ise tomurcuklanma yoluyla oluşan birkaç birey birbirine bağlı kalır ve bu da... karmaşık koloniler Herkesin aynı genetik materyali paylaştığı ancak grup içinde uzmanlaşmış işlevleri yerine getirebildiği bir sistem.
Tomurcuklanma ve diğer eşeysiz üreme türleri
Eşeysiz üremenin çeşitli türleri vardır. Bunlar şunlardır: tomurcuklananYavruların ana gövde içinde büyüdüğü bir tür (örneğin muz bitkisinde olduğu gibi). Bir diğer tür ise germinal tomurcuklar (gemmuller) yoluyladır; ana organizma bir hücre kütlesi salar yeni bir birey haline gelen özel beceriler.
Eşeysiz üremenin daha geniş bağlamında, şunları da buluyoruz:
- İkiye bölünerek çoğalma: Bakteriler ve arkeler gibi prokaryotik organizmalar için tipiktir. Genetik materyalin kopyalanması ve ana hücrenin aynı boyutta iki yavru hücreye simetrik olarak bölünmesinden oluşur.
- Sporlanma: Hemen hemen tüm mantarlarda, bazı bitkilerde (örneğin eğrelti otlarında) ve bazı bakterilerde bulunur. Oluşumlarını sağlarlar. dirençli sporlar Çevresi kalın bir duvarla çevrili olduğu için düşman ortamlarda hayatta kalabiliyor ve koşullar iyileştiğinde filizlenebiliyor.
- Parçalanma ve yenilenme: Organizma birkaç parçaya bölünür ve bu parçaların her biri tam bir bireye dönüşebilir. Bu durum, örneğin yassı solucanlarda ve denizyıldızlarında görülür.
- Partenogenez: Döllenmemiş dişi üreme hücrelerinden yeni bir bireyin geliştiği bir mekanizma. Bazı omurgasızlarda (böcekler, rotiferler, yassı solucanlar) ve balıklar, amfibiler ve bazı sürüngenler gibi belirli omurgalı türlerinde görülür.
Bu mekanizmaların tümü, yavruların genetik olarak ebeveyne benzer olmasını sağlasa da, mücevher Yapısal sadeliği ve birçok durumda oluşumuna olanak sağlamasıyla öne çıkar. kolonilerBazı deniz anemonlarında ve süngerlerde gözlemlendiği gibi. Dahası, tomurcuklanma dış veya iç formlarda (örneğin, süngerlerdeki gemmüller) meydana gelebilir ve türün yaşam alanına ve yaşam döngüsüne bağlı olarak farklı avantajlar sunar.
Bitkilerde eşeysiz üreme
Bu durum, bitkilerin bir parçasının (gövde, dal, tomurcuk, yumru, rizom vb.) bölünüp ayrı olarak gelişerek yeni bir bitki oluşturmasıyla meydana gelir. Son derece yaygındır ve birçok farklı biçimi vardır. Bunlar şunlardır:
- Greftler: Bir bitkiden alınan gövde parçası (aşı), aynı türün veya farklı ancak uyumlu bir türün gövdesine veya kütüğüne yerleştirilir. Genellikle meyve ağaçlarında veya süs bitkilerinde kullanılır. ilgi alanlarını çoğaltmak ve üretimi iyileştirmek.
- Bahisler: Çelikle çoğaltma, tomurcuklu bir gövde parçasını kesip toprağa gömmeyi içerir. Daha sonra köklerin filizlenmesi beklenir. Bu, yeni bir bitki üretir ve çalılar ile süs bitkileri için yaygın olarak kullanılan bir yöntemdir.
- Kesme veya segmentler: Bitki sapları, su veya nemli toprak dolu kaplarda hazırlanır; burada yeni kökler oluştururlar ve daha sonra dikilebilirler. Bu, ev bitkileri ve kolay köklenen türler için çok yaygın bir çoğaltma yöntemidir.
- Doku kültürü: Bu yetiştirme yöntemi, bitki parçasından kök, gövde ve yaprak gelişimini teşvik eden besin çözeltileri ve bitki hormonları kullanılarak mikroorganizma içermeyen bir ortamda gerçekleştirilir. Bu teknik, binlerce özdeş bitkiyi çoğaltın tek bir kopyadan.
- Katman: Bu yöntem, bitkinin bir kısmını toprağa gömmeyi ve kök salmasını beklemeyi içerir. Daha sonra kesilip başka yere dikilir; örneğin üzüm asmalarında ve bazı tırmanıcı bitkilerde kullanılır.
- Sporlanma: Eğrelti otları, yosunlar ve tohum üretmeyen diğer bitkilerde yaygın olan, sporlar yoluyla gerçekleşen bir üreme şekli.
Birçok bitkide tomurcuklanma şu şekilde kendini gösterir: koltuk altı veya uç tomurcukları Bu sürgünler, ayrılıp köklendirildikleri takdirde yeni büyüme ve bazı durumlarda komple bitkiler oluşturabilirler. Yaygın bir örnek, yan sürgünleri uygun bir substrata yerleştirildiklerinde yeni bitkilere dönüşebilen bazı sukulentler ve kaktüslerdir.
Eşeysiz olarak (genişlemiş tomurcuklar, sürgünler veya değiştirilmiş yapılar yoluyla) üreyen diğer bitki örnekleri şunlardır: laleler, zambaklar, patatesler ve çileklerPatateslerde yumrular rezerv depolar ve yeni bitkilere dönüşür; çileklerde ise sürünen sürgünler toprağın farklı noktalarında kök salarak yeni bitkiler oluşturur.
Eşeysiz üremenin avantajları ve dezavantajları
Eşeysiz üreme, tek bir yerde kalan ve eş bulmak için hareket etmeyen veya tek bir yerde yaşayan organizmalar için daha etkilidir. nispeten istikrarlı ortamlarBu, bakteri, çok sayıda mantar, protozoa ve bitki gibi birçok basit organizmanın belirli bir ortamı hızla kolonize etmek için kullandığı yöntemdir.
Ancak eşeysiz üreme, organizmalar arasında önemli genetik farklılıklara yol açmaz ve bu da şu anlama gelir: Bütün gruplar yok edilebilir. Hastalık veya çevredeki ani değişiklikler nedeniyle. Aynı genotipe sahip oldukları için, bir tehdit bir bireyi etkilerse, klonlarının çoğunu da aynı şekilde etkilemesi çok muhtemeldir.
Avantaj
Sağladığı biyolojik avantajlar arasında şunlar yer almaktadır: bölüm hızı Ayrıca, organizmaların eşey hücreleri üretmesine veya döllenmeden önceki işlemlere (eş arama, kur yapma, gametlerin buluşması vb.) enerji harcamasına gerek kalmadığı için basit bir yöntemdir.
Bu şekilde, izole bir birey, eşeysiz spor oluşumu, enine bölünme veya tomurcuklanma gibi yollarla çok sayıda yavruya yol açabilir; kolaylaştırıcı yeni bölgelerin hızlı kolonizasyonuUzun süre istikrarlı kalan ortamlarda, bu strateji mevcut alanı işgal etmek ve kaynaklardan yararlanmak açısından son derece etkili olabilir.
Tomurcuklanma özelinde, bir diğer avantaj da birçok hayvan ve bitkide yavruların... birlikte kalmak Ana canlıya bağlanarak birbirlerinden fayda sağlayan koloniler oluştururlar: besinleri, korumayı ve bazen de özel işlevleri paylaşırlar (örneğin, mercanlarda ve bazı koloni halinde yaşayan knidaryalarda).
Dezavantajları
Ancak, bunun en büyük dezavantajı yavru üretmesidir. genetik değişkenlik olmaksızınKlonal oldukları için, tüm bireyler genotipik olarak ebeveynlerine ve birbirlerine eşdeğerdir. Doğal seçilim, en iyi uyum sağlayan bireyleri "seçemez" (çünkü hepsi belirli bir ortamda eşit derecede uyum sağlamıştır) ve bu klonal bireyler, değişen, düşmanca bir ortamda hayatta kalamayabilirler, çünkü bu değişime uyum sağlamak için gerekli genetik bilgiye sahip değillerdir.
Bu nedenle, kendiliğinden oluşan mutasyonlar nedeniyle uygun bir genetik kombinasyona sahip bir birey olmadığı sürece, o tür ortadan kaybolabilir. Mutasyon, eşeysiz üreyen popülasyonlarda bile bir miktar değişkenlik yaratsa da, bu değişkenlik eşeyli üreyen popülasyonlardakinden daha azdır ve daha yavaş birikir.
Bir diğer önemli husus ise eşeysiz üremenin şunlara izin vermemesidir: gen yeniden düzenlenmesi Bu, mayoz ve döllenme sırasında gerçekleşen ve cinsel üremede olumsuz kombinasyonları ortadan kaldırıp yeni, avantajlı kombinasyonları destekleyebilen bir mekanizmadır.
tomurcuklanma örnekleri
Selenteratlar, süngerler ve tunikatlar gibi bazı çok hücreli hayvanlarda, hücre bölünmesi tomurcuklar tarafından gerçekleştirilir. Bunlar ana organizmanın vücudundan kaynaklanır ve daha sonra yeni organizmalar olarak gelişmek için ayrı ilkiyle aynı. Tomurcuklanma olarak bilinen bu süreç, bitkilerin vejetatif üreme sürecine benzer.
Tomurcuklanma yoluyla üreyen organizmaların bazı önemli örnekleri şunlardır:
- Su süngerleri. Olumsuz koşullara dayanmalarını ve su ortamında yeni yerlere yayılmalarını sağlayan dış veya iç tomurcuklar (gemmuller) oluştururlar.
- Bazı maya mantarları. Bu hücrelerde, ana hücrenin yüzeyinde küçük tomurcuklar oluşur, büyür ve sonunda bağımsız hücreler olarak ayrılırlar.
- Bazı denizanası türleri. Polipler yaşam döngülerinde tomurcuklanma yoluyla denizanası üretebilir ve böylece hareketli üreme evresini oluşturabilirler.
- Hydralar. Bu tatlı su knidaryaları, büyüyüp bağımsız hale gelen ve yeni bireyler oluşturan küçük çıkıntılar üretirler.
- Mercanlar. Tomurcuklanma yoluyla bir polip birçok başka polipe dönüşebilir; bunlar bir arada kalır ve zamanla koloniler oluşturarak yeni polipler ortaya çıkarabilir. Mercan resifleri.
Tomurcuklanma örnekleri, bazı bakteriler ve belirli protistler (örneğin, bazı dinoflagellatlar) gibi tek hücreli organizmalarda da gözlemlenmektedir; bu da bu mekanizmanın, uygun çevre koşullarında bireylerin çoğaltılmasında etkili olması nedeniyle, çeşitli evrimsel gruplarda bağımsız olarak ortaya çıktığını göstermektedir.
Tomurcuklanma, diğer eşeysiz üreme mekanizmalarıyla birlikte, son derece verimli bir strateji oluşturmaktadır. hızlı ve büyük ölçekli genişleme Bir türün üreme şekli, genetik çeşitliliği azaltma pahasına da olsa, çiftleşmeyle gerçekleşir. Buna karşılık, cinsel üreme, daha fazla enerji gerektirse de, popülasyonların çevresel değişikliklere uzun vadede uyum sağlaması için gerekli genetik çeşitliliği sağlar. Her iki üreme türünün de kapsamlı bir şekilde anlaşılması, doğal popülasyonların dinamiklerini, ekosistemlerin işleyişini ve maya gibi mikroorganizmalar söz konusu olduğunda, biyomedikal ve biyoteknolojik açıdan ilgi çekici süreçleri daha iyi anlamayı sağlar.