Biologie-Arbeitsblatt zu Methoden der asexuellen Fortpflanzung. Asexuelle und sexuelle Fortpflanzung. Formen der asexuellen Fortpflanzung, Definition, Wesen, biologische Bedeutung
Ist es das Älteste?
2. Sind alle Lebewesen fortpflanzungsfähig?
Fortpflanzung ist eine universelle Eigenschaft lebender Organismen, die in der Fähigkeit besteht produzierenähnliche Individuen ihrer eigenen Art. Dank der Fortpflanzung kommt es bei jeder Art zu einem endlosen Generationswechsel. Während des Fortpflanzungsprozesses können einzigartige Kombinationen genetischen Materials entstehen, die zu erblichen Veränderungen im Körper führen. Dadurch entsteht eine genetische Diversität der Individuen innerhalb einer Art und die Grundlagen für die Variabilität und Weiterentwicklung der Art werden gelegt.
Fortpflanzung ist eine notwendige Voraussetzung für die Existenz des Lebens auf der Erde.
Asexuelle Reproduktion.
Die älteste Form der Fortpflanzung auf unserem Planeten ist die ungeschlechtliche Fortpflanzung. Dabei handelt es sich um die Teilung eines einzelligen Organismus (oder einer oder mehrerer Zellen eines mehrzelligen Organismus) und die Bildung von Tochterindividuen. Diese Form der Fortpflanzung kommt am häufigsten vor Prokaryoten, Pflanzen, Pilze und Protozoen, wird aber auch bei einigen Tierarten beobachtet.
Arten der asexuellen Fortpflanzung.
Schauen wir uns die wichtigsten Arten der asexuellen Fortpflanzung an.
Reproduktion durch Teilung.
Bei Prokaryoten verdoppelt sich vor der Teilung der einzige Ring, zwischen den beiden Tochterchromosomen entsteht ein Septum und die Zelle teilt sich in zwei Teile.
Viele einzellige Algen (z. B. Chlamydomonas, Euglena green) und Protozoen (Amöben) teilen sich durch Mitose und bilden zwei Zellen.
Fortpflanzung durch Sporen.
Sporen sind spezialisierte haploide Zellen von Pilzen und Pflanzen (nicht zu verwechseln mit Sporen). Bakterien), die der Fortpflanzung und Verbreitung dienen. Bei Pilzen und niederen Pflanzen entstehen Sporen durch Mitose, bei höheren Pflanzen durch Meiose.
In Samenpflanzen haben Sporen ihre Ausbreitungsfunktion verloren, sind aber ein notwendiges Stadium Zyklus Wiedergabe
Vegetative Vermehrung.
Den oben vorgestellten Methoden der asexuellen Fortpflanzung eint die Tatsache, dass sich in all diesen Fällen ein neuer Organismus aus einer Zelle eines einzelligen oder mehrzelligen Elternteils entwickelt. Bei der ungeschlechtlichen Fortpflanzung vielzelliger Organismen entwickeln sich jedoch sehr oft Nachkommen aus einer Gruppe von Elternzellen. Diese Methode der ungeschlechtlichen Fortpflanzung wird vegetativ genannt. Es gibt verschiedene Arten der vegetativen Vermehrung. Die erste davon ist die Vermehrung von Pflanzen durch Teile vegetativer Organe (Teil des Thallus, Stängelschnitt, Wurzelschnitt) oder spezielle Modifikationen von Trieben (Rhizom, Zwiebel, Knolle).
Eine andere Art der vegetativen Vermehrung ist die Fragmentierung, ein auf Regeneration basierender Prozess.
So entsteht beispielsweise aus einem Körperfragment eines Regenwurms ein ganzes Individuum. Es sollte jedoch berücksichtigt werden, dass unter natürlichen Bedingungen eine Fragmentierung selten vorkommt, insbesondere bei Polychaetenwürmern, Schimmelpilzen und einigen Algen (Spirogyra).
Die dritte Art der vegetativen Vermehrung ist die Knospung.
In diesem Fall beginnt sich eine Gruppe von Zellen des Elternorganismus gemeinsam zu teilen, wodurch ein Tochterindividuum entsteht, das sich für einige Zeit als Teil des mütterlichen Organismus entwickelt und sich dann von diesem trennt (Süßwasserhydra) oder Kolonien bildet viele Individuen (Korallenpolypen).
Die Bedeutung der asexuellen Fortpflanzung.
Die ungeschlechtliche Fortpflanzung ermöglicht unter günstigen Bedingungen einen schnellen Anstieg der Individuenzahl einer bestimmten Art. Aber bei dieser Fortpflanzungsmethode haben alle Nachkommen einen Genotyp, der mit dem der Eltern identisch ist. Folglich kommt es bei der ungeschlechtlichen Fortpflanzung praktisch zu keiner Erhöhung der genetischen Vielfalt, was sehr nützlich sein könnte, wenn eine Anpassung an veränderte Umweltbedingungen erforderlich ist. Aus diesem Grund vermehren sich die allermeisten lebenden Organismen periodisch oder kontinuierlich sexuell.
Asexuelle Reproduktion. Vegetative Vermehrung.
1. Welche Art der Fortpflanzung nennt man asexuell?
2. Welche Formen der ungeschlechtlichen Fortpflanzung gibt es?
3. Welche biologische Bedeutung hat die ungeschlechtliche Fortpflanzung?
Eine besondere Art der vegetativen Vermehrung von Organismen ist die Polyembryonie. In diesem Fall wird der Embryo (Embryo) höherer Tiere kurz nach seiner Entstehung in mehrere Fragmente geteilt, von denen sich jedes unabhängig voneinander zu einem vollwertigen Individuum entwickelt. Diese Teilung von Embryonen kommt beispielsweise bei Gürteltieren vor. Zur Polyembryonie gehört auch die Bildung eineiiger Zwillinge beim Menschen. In diesem Fall ergibt sich die Zygote aus dem Üblichen Düngung Beim Aufbrechen entsteht ein Embryo, der aus noch nicht ganz geklärten Gründen in mehrere Teile geteilt wird. Jeder dieser Teile durchläuft den Weg der normalen Embryonalentwicklung, wodurch zwei oder mehr praktisch identische Babys geboren werden, die immer das gleiche Geschlecht haben. Die Geburtenrate eineiiger Zwillinge übersteigt nicht eine von 250 normalen Geburten. Aber manchmal ist die Trennung des sich entwickelnden Embryos unvollständig. Dabei entstehen Organismen, die gemeinsame Körperteile oder innere Organe haben. Solche eineiigen Zwillinge werden üblicherweise Siam genannt, zu Ehren von Chang und Eng Banker, die in Thailand (damals Siam) geboren wurden (Abb. 50). Chang und Eng waren im Brustbereich durch ein dichtes, etwa 9 cm dickes Band verbunden. Auch bei diesen Jahre alt waren sie wohl, konnten operativ getrennt werden, doch sie waren damit nicht einverstanden. Durch die Heirat mit zwei amerikanischen Schwestern wurden sie zu wohlhabenden Bauern. Ihre Frauen bekamen insgesamt 22 Kinder. Manchmal macht die Natur schwerwiegendere Fehler. In Frankreich wurde bei einer ärztlichen Untersuchung unerwartet festgestellt, dass ein junges Mädchen, das an Anämie und einer Wirbelsäulenverkrümmung litt, einen kleinen Fötus in der Bauchhöhle hatte.
Allerdings befand sich dieser Embryo nicht in der Gebärmutter, sondern war über Blutgefäße mit den Gefäßen der Bauchhöhle verbunden. Da der Embryo schnell wuchs, musste er operativ entfernt werden, sonst wäre seine „Mutter“ gestorben. Der Embryo erreichte eine Länge von 30 cm. Wie konnte ein solcher Naturfehler entstehen? Offenbar begann eine der Zellen in der Bauchhöhle des Mädchens auf die gleiche Weise zu zerfallen wie die Fragmente einer Zygote nach der Befruchtung, und es entstand ein neuer menschlicher Organismus. Der Embryo war jedoch von Anfang an dem Untergang geweiht und hätte sich nie zu einem vollwertigen, gesunden Kind entwickeln können, da er sich am falschen Ort entwickelte und nicht mit den notwendigen Hormonen und Nährstoffen versorgt wurde. Nachdem der Embryo entfernt worden war, erholte sich das Mädchen schnell und ihre inneren Organe begannen sich, komprimiert durch den wachsenden Embryo, normal zu entwickeln.
Kamensky A. A., Kriksunov E. V., Pasechnik V. V. Biologie 10. Klasse
Eingereicht von Lesern der Website
Reproduktion- die Fähigkeit lebender Organismen, ihresgleichen zu reproduzieren. Es gibt zwei Hauptmerkmale Reproduktionsmethode- asexuell und sexuell.
Die asexuelle Fortpflanzung erfolgt unter Beteiligung nur eines Elternteils und ohne Bildung von Gameten. Bei einigen Arten entsteht die Tochtergeneration aus einer oder mehreren Zellen des Mutterkörpers, bei anderen Arten aus spezialisierten Organen. Dabei werden unterschieden: Methoden der asexuellen Fortpflanzung: Teilung, Knospung, Fragmentierung, Polyembryonie, Sporulation, vegetative Vermehrung.
Aufteilung- eine für einzellige Organismen charakteristische Methode der asexuellen Fortpflanzung, bei der die Mutter in zwei oder mehr Tochterzellen geteilt wird. Wir können unterscheiden: a) einfache binäre Spaltung (Prokaryoten), b) mitotische binäre Spaltung (Protozoen, einzellige Algen), c) mehrfache Spaltung oder Schizogonie (Malaria-Plasmodium, Trypanosomen). Bei der Teilung des Parameciums (1) wird der Mikrokern durch Mitose, der Makrokern durch Amitose geteilt. Bei der Schizogonie (2) wird der Zellkern zunächst wiederholt durch Mitose geteilt, dann wird jeder der Tochterkerne von Zytoplasma umgeben und es bilden sich mehrere unabhängige Organismen.
Knospung- eine Methode der ungeschlechtlichen Fortpflanzung, bei der neue Individuen in Form von Auswüchsen am Körper des Elterntiers gebildet werden (3). Tochtertiere können sich von der Mutter trennen und zu einem unabhängigen Lebensstil übergehen (Hydra, Hefe) oder mit ihr verbunden bleiben und in diesem Fall Kolonien bilden (Korallenpolypen).
Zersplitterung(4) - eine Methode der asexuellen Fortpflanzung, bei der aus Fragmenten (Teilen), in die das mütterliche Individuum zerfällt (Anneli, Seestern, Spirogyra, Elodea), neue Individuen gebildet werden. Die Fragmentierung basiert auf der Fähigkeit von Organismen, sich zu regenerieren.
Polyembryonie- eine Methode der ungeschlechtlichen Fortpflanzung, bei der aus Fragmenten (Teilen), in die der Embryo zerfällt, neue Individuen gebildet werden (eineiige Zwillinge).
Vegetative Vermehrung- eine Methode der asexuellen Fortpflanzung, bei der neue Individuen entweder aus Teilen des vegetativen Körpers des Mutterindividuums oder aus speziellen Strukturen (Rhizom, Knolle usw.) gebildet werden, die speziell für diese Form der Fortpflanzung entwickelt wurden. Die vegetative Vermehrung ist typisch für viele Pflanzengruppen und wird im Gartenbau, im Gemüseanbau und in der Pflanzenzüchtung eingesetzt (künstliche vegetative Vermehrung).
| Vegetatives Organ | Methode der vegetativen Vermehrung | Beispiele |
|---|---|---|
| Wurzel | Wurzelstecklinge | Hagebutte, Himbeere, Espe, Weide, Löwenzahn |
| Wurzelsauger | Kirsche, Pflaume, Saudistel, Distel, Flieder | |
| Oberirdische Triebteile | Büsche teilen | Phlox, Gänseblümchen, Primel, Rhabarber |
| Stammstecklinge | Weintrauben, Johannisbeeren, Stachelbeeren | |
| Schichten | Stachelbeeren, Weintrauben, Vogelkirsche | |
| Unterirdische Triebteile | Rhizome | Spargel, Bambus, Iris, Maiglöckchen |
| Knolle | Kartoffeln, Sonnenblumen, Topinambur | |
| Birne | Zwiebel, Knoblauch, Tulpe, Hyazinthe | |
| Corm | Gladiolen, Krokusse | |
| Blatt | Blattstecklinge | Begonie, Gloxinie, Coleus |
Sporulation(6) – Fortpflanzung durch Sporen. Kontroverse- spezialisierte Zellen, bei den meisten Arten werden sie in speziellen Organen gebildet - Sporangien. Bei höheren Pflanzen geht der Sporenbildung eine Meiose voraus.
Klonen- eine Reihe von Methoden, mit denen Menschen genetisch identische Kopien von Zellen oder Individuen erhalten. Klon- eine Ansammlung von Zellen oder Individuen, die durch ungeschlechtliche Fortpflanzung von einem gemeinsamen Vorfahren abstammen. Die Grundlage für die Gewinnung eines Klons ist die Mitose (bei Bakterien einfache Teilung).
Die sexuelle Fortpflanzung erfolgt unter Beteiligung zweier Elterntiere (männlich und weiblich), bei der spezialisierte Zellen in speziellen Organen gebildet werden - Gameten. Der Prozess der Gametenbildung wird Gametogenese genannt, das Hauptstadium der Gametogenese ist Meiose. Die Töchtergeneration entwickelt sich daraus Zygoten- eine Zelle, die durch die Verschmelzung männlicher und weiblicher Gameten entsteht. Der Prozess der Verschmelzung männlicher und weiblicher Gameten wird als bezeichnet Düngung. Eine zwingende Folge der sexuellen Fortpflanzung ist die Neukombination des genetischen Materials in der Töchtergeneration.
Abhängig von den Strukturmerkmalen der Gameten kann unterschieden werden: Formen der sexuellen Fortpflanzung: Isogamie, Heterogamie und Oogamie.
Isogamie(1) – eine Form der sexuellen Fortpflanzung, bei der Gameten (bedingt weiblich und bedingt männlich) beweglich sind und die gleiche Morphologie und Größe haben.
Heterogamie(2) – eine Form der sexuellen Fortpflanzung, bei der weibliche und männliche Gameten beweglich sind, weibliche Gameten jedoch größer als männliche und weniger beweglich sind.
Oogamy(3) – eine Form der sexuellen Fortpflanzung, bei der weibliche Gameten unbeweglich und größer als männliche Gameten sind. In diesem Fall werden weibliche Gameten genannt Eier, männliche Gameten, wenn sie Flagellen haben, - Spermien, wenn sie es nicht haben, - Sperma.
Oogamie ist für die meisten Tier- und Pflanzenarten charakteristisch. Isogamie und Heterogamie kommen bei einigen primitiven Organismen (Algen) vor. Darüber hinaus gibt es bei einigen Algen und Pilzen Fortpflanzungsformen, bei denen keine Geschlechtszellen gebildet werden: Hologamie und Konjugation. Bei Hologamie einzellige haploide Organismen verschmelzen miteinander, die in diesem Fall als Gameten fungieren. Die resultierende diploide Zygote teilt sich dann durch Meiose und produziert vier haploide Organismen. Bei Konjugation(4) Der Inhalt einzelner haploider Zellen filamentöser Thalli verschmelzt. Durch speziell geformte Kanäle fließt der Inhalt einer Zelle in eine andere, es entsteht eine diploide Zygote, die sich meist nach einer Ruhephase ebenfalls durch Meiose teilt.
Gehe zu Vorträge Nr. 13„Methoden der Teilung eukaryontischer Zellen: Mitose, Meiose, Amitose“
Gehe zu Vorträge Nr. 15„Sexuelle Fortpflanzung bei Angiospermen“
Fortpflanzung oder Fortpflanzung ist ein charakteristisches Merkmal aller lebenden Organismen. Es ist notwendig, seine eigene Art zu reproduzieren. Wenn wir die Fortpflanzung mit anderen lebenswichtigen Funktionen vergleichen, dann zielt sie nicht darauf ab, das Leben eines einzelnen Individuums zu erhalten, sondern auf die Verlängerung der gesamten Art und den Erhalt der Gene zukünftiger Nachkommen. Im Laufe der Evolution haben verschiedene Gruppen von Organismen unterschiedliche Strategien und Fortpflanzungsmethoden entwickelt, und die Tatsache, dass diese Lebewesen überlebt haben und heute gefunden werden, beweist die Wirksamkeit verschiedener Methoden zur Durchführung dieses Prozesses.
Die Biologie untersucht eine Vielzahl von Fortpflanzungsmethoden. Im Folgenden wird auf die asexuelle Fortpflanzung als eine der Hauptoptionen für die Fortpflanzung von Organismen eingegangen.
eine kurze Beschreibung von
Die ungeschlechtliche Fortpflanzung erfolgt ohne Bildung von Gameten oder Geschlechtszellen. Daran ist nur ein Organismus beteiligt. Die ungeschlechtliche Fortpflanzung von Organismen ist durch die Bildung identischer Nachkommen gekennzeichnet, während genetische Variabilität nur durch zufällige Mutationen möglich ist.
Identische Nachkommen, die aus derselben Nachkommenzelle stammen, werden üblicherweise als Klone bezeichnet. Die ungeschlechtliche Fortpflanzung ist für einzellige Organismen von grundlegender Bedeutung. In diesem Fall wird jedes Individuum in zwei Teile geteilt. Einige Protozoen (Foraminiferen) können sich jedoch in mehrere Zellen teilen. Die Einfachheit dieser Fortpflanzungsmethode hängt mit der Einfachheit der Organisation dieser Organismen zusammen, was ihnen die Möglichkeit gibt, ihre Zahl recht schnell zu erhöhen. Unter ausreichend günstigen Bedingungen kann sich beispielsweise die Anzahl der Bakterien alle 30 Minuten verdoppeln. Bei der ungeschlechtlichen Fortpflanzung kann sich ein Organismus seinesgleichen unendlich oft vermehren, bis es zu einer zufälligen Veränderung des genetischen Materials kommt.
Arten der asexuellen Fortpflanzung
- Einfache Aufteilung.
- Fortpflanzung durch Sporen.
- Knospung.
- Zersplitterung.
- Vegetative Vermehrung.
- Polyembryonie.
Reproduktion durch Teilung
Bei Protozoen und Sporozoen wird eine Mehrfachteilung beobachtet, wenn nach wiederholter Teilung des Zellkerns ein Prozess in der Zelle selbst (in eine große Anzahl von Tochterzellen) stattfindet. Plasmodium falciparum hat auch ein Stadium, in dem es zu mehreren Teilungen kommt, den sogenannten Schizonten. Der Prozess selbst wird Schizogonie genannt. Nach der Infektion des Wirts führt Plasmodium eine Schizogonie in Leberzellen durch. Bei diesem Vorgang entstehen etwa tausend Tochterzellen, von denen jede die Fähigkeit besitzt, in rote Blutkörperchen einzudringen. Eine hohe Fruchtbarkeit wird durch große Verluste und Schwierigkeiten ausgeglichen, die mit einem komplexen Lebenszyklus verbunden sind.
Fortpflanzung durch Sporen
Mithilfe von Sporen kann eine ungeschlechtliche Fortpflanzung erreicht werden. Dabei handelt es sich um spezielle haploide Zellen in Pflanzen und Pilzen, die der Besiedlung und Fortpflanzung dienen. Pflanzensporen, Pilze und Bakteriensporen sollten jedoch nicht verwechselt werden. Bakteriensporen sind ruhende Zellen mit reduziertem Stoffwechsel. Sie sind von einer mehrschichtigen Hülle umgeben und resistent gegen Austrocknung und andere ungünstige Bedingungen, die zum Absterben gewöhnlicher Zellen führen können. Die Entstehung von Sporen ist nicht nur überlebenswichtig, sondern auch für die Ausbreitung von Bakterien. In der richtigen Umgebung keimt die Spore und verwandelt sich in eine sich teilende Zelle.
Bei niederen Pflanzen und Pilzen entstehen Sporen während der Mitose (Mitosporen), bei höheren Pflanzen – als Folge der Meiose (Meiosporen). Letztere enthalten einen haploiden Chromosomensatz und sind in der Lage, eine der mütterlichen nicht ähnliche Generation hervorzubringen und sich sexuell zu vermehren. Die Entstehung von Meiosporen ist mit dem Generationswechsel verbunden – geschlechtlich und asexuell, der Sporen produziert.
Knospung
Es gibt andere Formen der asexuellen Fortpflanzung, darunter die Knospung. Bei dieser Art der Fortpflanzung bildet sich am Körper des Elternteils eine Knospe, die wächst und schließlich nach der Trennung ein eigenständiges Leben in Form eines neuen vollwertigen Organismus beginnt. Die Knospung kommt bei verschiedenen Gruppen lebender Organismen vor, beispielsweise bei Hefen, anderen einzelligen Pilzen, Bakterien, Süßwasserhydra (Coelenteraten) und Kalanchoe.
Zersplitterung
Durch Fragmentierung kann eine ungeschlechtliche Fortpflanzung erfolgen. Hierbei handelt es sich um einen Prozess, bei dem das Elterntier in mehrere Teile geteilt wird. Darüber hinaus erweckt jeder von ihnen einen neuen Organismus zum Leben. Dies basiert auf der Regeneration (der Fähigkeit eines lebenden Organismus, verlorene Teile wiederherzustellen). Ein Beispiel hierfür sind Regenwürmer. Aus Fragmenten ihres Körpers können neue Individuen entstehen.
In der Natur ist diese Art der Fortpflanzung jedoch recht selten. Dies ist typisch für Schimmelpilze, Polychaetenwürmer, Stachelhäuter, Manteltiere und einige Algen (Spirogyra).
Vegetative Vermehrung
Die ungeschlechtliche Vermehrung von Pflanzen erfolgt nach der vegetativen Methode. Es werden einzelne Körperteile oder Pflanzenorgane benötigt. Bei dieser Art der Fortpflanzung wird ein großer, wohlgeformter Teil (Abschnitt eines Stängels, einer Wurzel, eines Teils eines Thallus) vom Mutterexemplar abgetrennt, wodurch anschließend ein neuer unabhängiger Organismus entsteht. Pflanzen entwickeln spezielle Strukturen, die der vegetativen Vermehrung dienen:
Eine Knolle (Dahlien, Kartoffeln) ist eine Stängel- oder Wurzelverdickung. Aus den Achselknospen entwickeln sich neue Individuen. Knollen können nur einmal überwintern, danach trocknen sie aus.
Knollen (Krokus, Gladiole) sind die geschwollene Basis des Stängels; hat keine Blätter.
Zwiebeln (Tulpe, Zwiebel) bestehen aus fleischigen Blättern und einem kurzen Stiel, der oben mit den Resten des letztjährigen Laubs bedeckt ist; enthalten in der Regel Tochterzwiebeln, von denen jede in der Lage ist, einen Spross zu bilden.
Rhizom (Aster, Baldrian) ist ein horizontal wachsender unterirdischer Stamm; Es kann dünn und lang oder dick und kurz sein. Das Rhizom hat Blätter und Knospen.
Stolon (Johannisbeere, Stachelbeere) ist ein horizontaler Stängel, der sich entlang des Bodens ausbreitet. Es ist nicht für den Wintergebrauch gedacht.
Wurzelgemüse (Karotten, Rüben) ist eine verdickte Hauptwurzel, die einen Nährstoffvorrat enthält.
Us (Butterblume, Erdbeere) – ist eine Art Ausläufer; wächst schnell und enthält Blätter und Knospen.
Im Allgemeinen unterscheiden sich Methoden der asexuellen Fortpflanzung wie Knospung oder Fragmentierung nicht von der vegetativen Fortpflanzung, traditionell wird dieser Begriff jedoch in Bezug auf Pflanzen und nur in seltenen Fällen in Bezug auf Tiere verwendet. Diese Art der Regeneration ist in der Praxis des Pflanzenanbaus sehr wichtig. Es kann vorkommen, dass eine Pflanze (z. B. eine Birne) eine erfolgreiche Kombination von Merkmalen aufweist. Bei Samen werden diese Eigenschaften höchstwahrscheinlich gestört, da sie während der sexuellen Fortpflanzung auftreten, die mit der Gen-Rekombination verbunden ist. Aus diesem Grund wird beim Anbau von Birnen normalerweise eine vegetative Vermehrung praktiziert – durch Stecklinge, Schichten und Aufpfropfen von Knospen auf andere Bäume.
Polyembryonie
Dabei handelt es sich um eine besondere Art der asexuellen Fortpflanzung. Bei der Polyembryonie entstehen aus einer diploiden Zygote mehrere Embryonen, von denen sich jeder zu einem vollwertigen Individuum entwickelt. Wenn sich die Zygote teilt, gehen die gebildeten Blastomeren auseinander und entwickeln sich unabhängig voneinander. Dieser Vorgang ist genetisch bedingt. Darüber hinaus sind alle Nachkommen identisch und haben das gleiche Geschlecht. Diese Art der Fortpflanzung findet man bei Gürteltieren. Ein Beispiel ist auch das Vorkommen eineiiger Zwillinge beim Menschen.
Beim Menschen entsteht bei der Befruchtung auch eine diploide Zygote, die sich teilt und einen Embryo hervorbringt, der aus unbekannten Gründen in einem frühen Stadium in mehrere Fragmente zerfällt. Jeder von ihnen durchläuft eine normale Embryonalentwicklung, wodurch zwei oder mehr genetisch identische Kinder des gleichen Geschlechts geboren werden.
Manchmal kommt es vor, dass die Teilung des Embryos während des Entstehungsprozesses unvollständig ist. In solchen Fällen treten Organismen auf, die gemeinsame Körperteile oder Organe haben. Solche Zwillinge wurden siamesisch genannt.
Abschluss
Die betrachteten Arten der asexuellen Fortpflanzung ermöglichen das Überleben von Organismen und erhöhen gleichzeitig ihre Zahl in relativ kurzer Zeit. Dies wird in der Landwirtschaft häufig eingesetzt, um homogene Nachkommen mit guten Eigenschaften in Zier-, Obst- und anderen Pflanzengruppen zu erhalten.
Hauptartikel: Asexuelle Fortpflanzung
Die asexuelle Fortpflanzung ist eine Form der Fortpflanzung, die nicht mit dem Austausch genetischer Informationen zwischen Individuen – dem sexuellen Prozess – verbunden ist.
Die ungeschlechtliche Fortpflanzung ist die älteste und einfachste Fortpflanzungsmethode und bei einzelligen Organismen (Bakterien, Blaualgen, Chlorella, Amöben, Ciliaten) weit verbreitet. Diese Methode hat ihre Vorteile: Es ist keine Partnersuche erforderlich und die vorteilhaften erblichen Veränderungen bleiben nahezu für immer erhalten. Allerdings wird bei dieser Fortpflanzungsmethode die für die natürliche Selektion notwendige Variabilität nur durch zufällige Mutationen erreicht und erfolgt daher sehr langsam. Es sollte jedoch beachtet werden, dass die Fähigkeit einer Art zur ungeschlechtlichen Fortpflanzung die Fähigkeit zur Durchführung des sexuellen Prozesses nicht ausschließt, diese Ereignisse dann jedoch zeitlich getrennt sind.
Die gebräuchlichste Methode zur Fortpflanzung einzelliger Organismen ist die Teilung in zwei Teile, wodurch zwei separate Individuen entstehen.
Unter den vielzelligen Organismen besitzen fast alle Pflanzen und Pilze die Fähigkeit, sich ungeschlechtlich zu vermehren – Ausnahme ist beispielsweise Welwitschia. Die ungeschlechtliche Fortpflanzung dieser Organismen erfolgt vegetativ oder durch Sporen.
Bei Tieren ist die Fähigkeit zur ungeschlechtlichen Fortpflanzung bei niedrigeren Formen häufiger anzutreffen, fehlt jedoch bei höher entwickelten Tieren. Die einzige Möglichkeit der ungeschlechtlichen Fortpflanzung bei Tieren ist die vegetative.
Es besteht ein weitverbreiteter Irrglaube, dass durch asexuelle Fortpflanzung entstandene Individuen immer genetisch mit dem Elternorganismus identisch sind (sofern Mutationen nicht berücksichtigt werden). Das auffälligste Gegenbeispiel ist die Vermehrung durch Sporen in Pflanzen, da es bei der Sporulation zu einer Reduktion der Zellteilung kommt, wodurch die Sporen nur die Hälfte der in den Sporophytenzellen vorhandenen genetischen Informationen enthalten (siehe Lebenszyklus von Pflanzen).
Sexuelle Fortpflanzung
Die sexuelle Fortpflanzung ist mit dem sexuellen Prozess (Zellfusion) und im kanonischen Fall auch mit der Tatsache der Existenz zweier komplementärer sexueller Kategorien (männliche Organismen und weibliche Organismen) verbunden.
Bei der sexuellen Fortpflanzung werden Gameten oder Geschlechtszellen gebildet. Diese Zellen haben einen haploiden (einzelnen) Chromosomensatz. Tiere zeichnen sich durch einen doppelten Chromosomensatz in gewöhnlichen (somatischen) Zellen aus, daher erfolgt die Gametenbildung bei Tieren während des Meioseprozesses. Bei vielen Algen und allen höheren Pflanzen entwickeln sich Gameten im Gametophyten, der bereits über einen einzigen Chromosomensatz verfügt, und werden durch einfache mitotische Teilung gewonnen.
Aufgrund der Ähnlichkeiten und Unterschiede zwischen den resultierenden Gameten werden mehrere Arten der Gametenbildung unterschieden:
Isogamie - Gameten gleicher Größe und Struktur mit Flagellen
Anisogamie – Gameten unterschiedlicher Größe, aber ähnlicher Struktur, mit Flagellen
Oogamie - Gameten unterschiedlicher Größe und Struktur. Kleine männliche Gameten mit Flagellen werden als Spermien bezeichnet, große weibliche Gameten ohne Flagellen als Eier.
Bei der Verschmelzung zweier Gameten (bei Oogamie ist die Verschmelzung verschiedener Gametentypen notwendig) entsteht eine Zygote, die nun über einen diploiden (doppelten) Chromosomensatz verfügt. Aus der Zygote entwickelt sich ein Tochterorganismus, dessen Zellen genetische Informationen beider Eltern enthalten.
Reproduktion- die Fähigkeit lebender Organismen, ihresgleichen zu reproduzieren. Es gibt zwei Hauptmerkmale Reproduktionsmethode- asexuell und sexuell.
Die asexuelle Fortpflanzung erfolgt unter Beteiligung nur eines Elternteils und ohne Bildung von Gameten. Bei einigen Arten entsteht die Tochtergeneration aus einer oder mehreren Zellen des Mutterkörpers, bei anderen Arten aus spezialisierten Organen. Dabei werden unterschieden: Methoden der asexuellen Fortpflanzung: Teilung, Knospung, Fragmentierung, Polyembryonie, Sporulation, vegetative Vermehrung.
Aufteilung- eine für einzellige Organismen charakteristische Methode der asexuellen Fortpflanzung, bei der die Mutter in zwei oder mehr Tochterzellen geteilt wird. Wir können unterscheiden: a) einfache binäre Spaltung (Prokaryoten), b) mitotische binäre Spaltung (Protozoen, einzellige Algen), c) mehrfache Spaltung oder Schizogonie (Malaria-Plasmodium, Trypanosomen). Bei der Teilung des Parameciums (1) wird der Mikrokern durch Mitose, der Makrokern durch Amitose geteilt. Bei der Schizogonie (2) wird der Zellkern zunächst wiederholt durch Mitose geteilt, dann wird jeder der Tochterkerne von Zytoplasma umgeben und es bilden sich mehrere unabhängige Organismen.
Knospung- eine Methode der ungeschlechtlichen Fortpflanzung, bei der neue Individuen in Form von Auswüchsen am Körper des Elterntiers gebildet werden (3). Tochtertiere können sich von der Mutter trennen und zu einem unabhängigen Lebensstil übergehen (Hydra, Hefe) oder mit ihr verbunden bleiben und in diesem Fall Kolonien bilden (Korallenpolypen).
Zersplitterung(4) - eine Methode der asexuellen Fortpflanzung, bei der aus Fragmenten (Teilen), in die das mütterliche Individuum zerfällt (Anneli, Seestern, Spirogyra, Elodea), neue Individuen gebildet werden. Die Fragmentierung basiert auf der Fähigkeit von Organismen, sich zu regenerieren.
Polyembryonie- eine Methode der ungeschlechtlichen Fortpflanzung, bei der aus Fragmenten (Teilen), in die der Embryo zerfällt, neue Individuen gebildet werden (eineiige Zwillinge).
Vegetative Vermehrung- eine Methode der asexuellen Fortpflanzung, bei der neue Individuen entweder aus Teilen des vegetativen Körpers des Mutterindividuums oder aus speziellen Strukturen (Rhizom, Knolle usw.) gebildet werden, die speziell für diese Form der Fortpflanzung entwickelt wurden. Die vegetative Vermehrung ist typisch für viele Pflanzengruppen und wird im Gartenbau, im Gemüseanbau und in der Pflanzenzüchtung eingesetzt (künstliche vegetative Vermehrung).
| Vegetatives Organ | Methode der vegetativen Vermehrung | Beispiele |
|---|---|---|
| Wurzel | Wurzelstecklinge | Hagebutte, Himbeere, Espe, Weide, Löwenzahn |
| Wurzelsauger | Kirsche, Pflaume, Saudistel, Distel, Flieder | |
| Oberirdische Triebteile | Büsche teilen | Phlox, Gänseblümchen, Primel, Rhabarber |
| Stammstecklinge | Weintrauben, Johannisbeeren, Stachelbeeren | |
| Schichten | Stachelbeeren, Weintrauben, Vogelkirsche | |
| Unterirdische Triebteile | Rhizome | Spargel, Bambus, Iris, Maiglöckchen |
| Knolle | Kartoffeln, Sonnenblumen, Topinambur | |
| Birne | Zwiebel, Knoblauch, Tulpe, Hyazinthe | |
| Corm | Gladiolen, Krokusse | |
| Blatt | Blattstecklinge | Begonie, Gloxinie, Coleus |
Sporulation(6) – Fortpflanzung durch Sporen. Kontroverse- spezialisierte Zellen, bei den meisten Arten werden sie in speziellen Organen gebildet - Sporangien. Bei höheren Pflanzen geht der Sporenbildung eine Meiose voraus.
Klonen- eine Reihe von Methoden, mit denen Menschen genetisch identische Kopien von Zellen oder Individuen erhalten. Klon- eine Ansammlung von Zellen oder Individuen, die durch ungeschlechtliche Fortpflanzung von einem gemeinsamen Vorfahren abstammen. Die Grundlage für die Gewinnung eines Klons ist die Mitose (bei Bakterien einfache Teilung).
Die sexuelle Fortpflanzung erfolgt unter Beteiligung zweier Elterntiere (männlich und weiblich), bei der spezialisierte Zellen in speziellen Organen gebildet werden - Gameten. Der Prozess der Gametenbildung wird Gametogenese genannt, das Hauptstadium der Gametogenese ist Meiose. Die Töchtergeneration entwickelt sich daraus Zygoten- eine Zelle, die durch die Verschmelzung männlicher und weiblicher Gameten entsteht. Der Prozess der Verschmelzung männlicher und weiblicher Gameten wird als bezeichnet Düngung. Eine zwingende Folge der sexuellen Fortpflanzung ist die Neukombination des genetischen Materials in der Töchtergeneration.
Abhängig von den Strukturmerkmalen der Gameten kann unterschieden werden: Formen der sexuellen Fortpflanzung: Isogamie, Heterogamie und Oogamie.
Isogamie(1) – eine Form der sexuellen Fortpflanzung, bei der Gameten (bedingt weiblich und bedingt männlich) beweglich sind und die gleiche Morphologie und Größe haben.
Heterogamie(2) – eine Form der sexuellen Fortpflanzung, bei der weibliche und männliche Gameten beweglich sind, weibliche Gameten jedoch größer als männliche und weniger beweglich sind.
Oogamy(3) – eine Form der sexuellen Fortpflanzung, bei der weibliche Gameten unbeweglich und größer als männliche Gameten sind. In diesem Fall werden weibliche Gameten genannt Eier, männliche Gameten, wenn sie Flagellen haben, - Spermien, wenn sie es nicht haben, - Sperma.
Oogamie ist für die meisten Tier- und Pflanzenarten charakteristisch. Isogamie und Heterogamie kommen bei einigen primitiven Organismen (Algen) vor. Darüber hinaus gibt es bei einigen Algen und Pilzen Fortpflanzungsformen, bei denen keine Geschlechtszellen gebildet werden: Hologamie und Konjugation. Bei Hologamie einzellige haploide Organismen verschmelzen miteinander, die in diesem Fall als Gameten fungieren. Die resultierende diploide Zygote teilt sich dann durch Meiose und produziert vier haploide Organismen. Bei Konjugation(4) Der Inhalt einzelner haploider Zellen filamentöser Thalli verschmelzt. Durch speziell geformte Kanäle fließt der Inhalt einer Zelle in eine andere, es entsteht eine diploide Zygote, die sich meist nach einer Ruhephase ebenfalls durch Meiose teilt.
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