REPRODUCCIÓ ASEXUAL: CARACTERÍSTIQUES I TIPUS - BIOLOGIA - 2025

La reproducció asexual es defineix com la multiplicació d'un individu capaç d'originar descendència sense necessitat de la fecundació. Per això, els organismes fills consisteixen en clons de l'parental.

S'assumeix que els fills producte d'esdeveniments de reproducció asexual són còpies idèntiques dels seus progenitors. No obstant això cal recordar que la còpia de l'material genètic està subjecta a canvis anomenades "mutacions".

Font: pixabay.com

La reproducció asexual és predominant en els organismes unicel·lulars, com els bacteris i els protistas. En la majoria dels casos, una cèl·lula mare dóna origen a dues cèl·lules filles, en un esdeveniment anomenat fissió binària.

Encara que se sol associar als animals amb la reproducció sexual ia les plantes amb la reproducció asexual, és una relació errada i en tots dos llinatges trobem els dos models bàsics de la reproducció.

Hi ha diferents mecanismes pels quals un organisme pot reproduir-se asexualment. En els animals, els principals tipus són la fragmentació, la gemmació i la partenogènesi.

En el cas de les plantes, la reproducció asexual es caracteritza per ser summament variada, ja que aquests organismes gaudeixen d'una gran plasticitat. Poden reproduir-se, per esqueixos, rizomes, estaques i fins per porcions de fulles i arrels.

La reproducció asexual representa una sèrie d'avantatges. És ràpida i eficient, permetent la colonització d'ambients en relativament poc temps. A més, no necessita despesa de temps i energia en lluites per companys sexuals o en balls de seguicis complexos i elaborats.

No obstant això, el seu principal desavantatge és la manca de variabilitat genètica, la qual és una condició sine qua non perquè puguin actuar els mecanismes responsables de l'evolució biològica.

La manca de variabilitat en una espècie pot comportar a l'extinció de la mateixa en cas que hagin de enfrontar-se a condicions desfavorables, es digui plagues o climes extrems. Per això, la reproducció asexual s'entén com una adaptació alternativa en resposta a condicions que exigeixen poblacions uniformes.

Característiques generals

La reproducció sexual ocorre quan un individu produeix nous organismes a partir d'estructures somàtiques. Els descendents són genèticament idèntics el progenitor en tots els aspectes de l'genoma, excepte en les regions que han experimentat mutacions somàtiques.

Diferents termes són usats per a referir-se a la producció de nous individus partint de teixit o de cèl·lules somàtica. En la literatura, reproducció sexual és sinònim de reproducció clonal.

Per als animals sol usar-se el terme reproducció agamética (de l'anglès agametic reproduction), mentre que en les plantes és comú usar l'expressió reproducció vegetativa.

Una immensa quantitat d'organismes es reprodueixen al llarg de la seva vida per mitjà de la reproducció sexual. Depenent de el grup i de les condicions ambientals, l'organisme pot reproduir-se exclusivament per la via asexual o alternar-la amb esdeveniments de reproducció sexual.

Reproducció asexual en animals (tipus)

En els animals, la descendència pot venir d'un sol pare per mitjà de divisions mitòtiques (reproducció asexual) o pot ocórrer per mitjà de la fecundació de dos gàmetes provinents de dos individus diferents (reproducció sexual).

Diversos grups d'animals poden reproduir-se asexualment, predominantment els grups d'invertebrats. Els tipus més importants de reproducció asexual en els animals són els següents:

gemmació

La gemmació consisteix en la formació d'un bony o evagación provinents de l'individu parental. Aquesta estructura es denomina rovell i donarà origen a un nou organisme.

Aquest procés ocorre en certs cnidaris (meduses i afins) i tunicats on la descendència pot produir-se per protuberàncies de el cos dels pares. L'individu pot créixer i independitzar o quedar adherit al seu progenitor per formar una colònia.

Hi colònies de cnidaris, els famosos corals rocosos, que poden estendre per més d'un metre. Aquestes estructures estan formades d'individus formats per esdeveniments de gemmació, les gèmmules van romandre connectades. Les hidres són conegudes per la seva capacitat per reproduir-se asexualment per gemmació.

En el cas dels porífers (les esponges) la gemmació és un manera de reproduir-se bastant comú. Les esponges poden formar gèmmules per resistir èpoques amb condicions ambientals desfavorables. No obstant això, les esponges també presenten reproducció sexual.

fragmentació

Els animals poden dividir el seu cos en un procés de fragmentació, on un tros pot originar un individu nou. Aquest procés ve acompanyat de la regeneració, on les cèl·lules de la porció original de l'parental es divideixen per generar un cos complet.

Aquest fenomen ocorre en diferents llinatges d'invertebrats, com les esponges, cnidaris, anèl·lids, poliquets i tunicats.

No s'han de confondre els processos de regeneració per se amb esdeveniments de reproducció asexual. Per exemple, les esponges quan perden un dels braços, poden regenerar un de nou. No obstant això, no implica reproducció ja que no comporta a un increment en el nombre d'individus.

A les estrelles de mar de el gènere Linckia és possible que un individu nou s'origini a partir d'un braç. Així, un organisme amb cinc braços pot donar lloc a cinc nous individus.

Les planàries (turbelarios) són organismes vermiformes amb la capacitat de reproduir-se tant sexual com asexualment. Una experiència comuna en els laboratoris de biologia és fragmentar una planària en observar com es regenera de cada tros un organisme nou.

Partenogénesis en invertebrats

En alguns grups d'invertebrats, com els insectes i els crustacis, un òvul és capaç de desenvolupar un individu complet, sense la necessitat de ser fecundat per un espermatozoide. Aquest fenomen s'anomena partenogènesi i està ampliant difós en els animals.

L'exemple més clar és el dels himenòpters, concretament les abelles. Aquests insectes poden originar mascles, anomenats abellots, per mitjà de partenogènesi. Com els individus provenen d'un òvul sense fecundar són haploides (només posseeixen la meitat de la càrrega genètica).

Els áfidos - un altre grup d'insectes - poden originar nous individus per processos de partenogènesi o per reproducció sexual.

En el crustaci Daphnia la femella produeix diferents classes d'ous depenent de les condicions ambientals. Els ous poden ser fecundats i donar origen a un individu diploide o desenvolupar-se per partenogènesi. El primer cas s'associa a condicions ambientals desfavorables, mentre que la partenogènesi ocorre en ambients pròspers

Al laboratori és possible induir la partenogènesi mitjançant l'aplicació de químics o d'estímuls físics. En certs equinoderms i amfibis, aquest procés s'ha dut a terme amb èxit i es denomina partenogènesi experimental. De la mateixa manera, hi ha un bacteri de l'gènere Wolbachia capaç d'induir el procés.

Partenogénesis en vertebrats

El fenomen de la partenogènesi s'estén fins al llinatge dels vertebrats. En diversos gèneres de peixos, amfibis i rèptils, ocorre una forma més complexa d'aquest procés, que implica la duplicació de el joc de cromosomes, que comporta a zigots diploides sense la participació d'un gàmeta masculí.

Aproximadament 15 espècies de llangardaixos són coneguts per la seva capacitat exclusiva de reproducció mitjançant partenogènesi.

Tot i que aquests rèptils no necessiten directament d'un company per aconseguir concebre (de fet, aquestes espècies no tenen mascles), requereixen d'estímuls sexuals provinents de còpules falses i sessions de seguicis amb altres individus.

Androgènesi i ginogènesi

En el procés androgènesi, el nucli provinent de l'oòcit degenera i és reemplaçat pel nucli de el pare a través de la fusió nuclear provinents de dos espermatozoides. Encara que ocorre en algunes espècies animals, com en els insectes pal per exemple, no es considera un procés comú en aquest regne.

D'altra banda, la ginogènesi consisteix en la producció de nous organismes per oòcits (cèl·lules sexuals femenines) diploides que no van experimentar divisió del seu material genètic per meiosi.

Recordem que les nostres cèl·lules sexuals només posseeixen la meitat dels cromosomes i quan ocorre la fecundació el nombre de cromosomes es restableix.

Perquè la ginogènesi passi, és necessària l'estimulació provinent de l'espermatozoide de l'mascle. La descendència producte de la ginogènesi són femelles idèntiques a la seva mare. Aquesta via també es coneix com pseudogamia.

Reproducció asexual en plantes (tipus)

A les plantes hi ha un ampli espectre de maneres de reproducció. Són organismes summament plàstics i no és estrany trobar plantes que puguin reproduir-se de manera sexual i asexual.

No obstant això, s'ha trobat que moltes espècies prefereixen la via de la reproducció asexual, encara que els seus avantpassats ho fessin de manera sexual.

En el cas de la reproducció asexual les plantes poden generar descendència per diferents vies, des del desenvolupament d'una ovocélula sense fecundar fins a l'obtenció d'un organisme complet per un fragment de l'progenitor.

Com en el cas dels animals, la reproducció sexual té lloc per esdeveniments de divisió cel·lular per mitosi, que donen resultat a cèl·lules idèntiques. A continuació discutirem els tipus de reproducció vegetativa més rellevants:

estolons

Algunes plantes són capaços de reproduir-se per tiges primes i allargades que s'originen al llarg de la superfície de terra. Aquestes estructures es coneixen com estolons i generen arrels a intervals espaiats. Les arrels poden generar tiges erectes que amb el temps es desenvolupen en individus independents.

Un exemple resaltante és l'espècie de la maduixa o frutilla (Fragaria ananassa) que és capaç de generar diverses estructures, incloent fulles, arrels i tiges de cada nus d'un estoló.

rizomes

Tant en el cas dels estolons com dels rizomes, les gemmes axil·lars de les plantes poden generar un plançó especialitzat per a la reproducció asexual. La planta mare representa una font de reserva per als brots.

Els rizomes són tiges de creixement indefinit que creixen sota la terra - o per sobre - de manera horitzontal. A l'igual que els estolons, produeixen arrels adventícies, que generaran una planta nova idèntica a la materna.

Aquest tipus de reproducció vegetativa és important en el grup de les gramínies (on els rizomes condueixen a la formació de gemmes que donen lloc a tiges amb fulles i flors), les plantes perennes ornamentals, les pastures, el càrritx i els bambús.

esqueixos

Els esqueixos són porcions o trossos d'una tija de què s'origina una planta nova. Perquè aquest esdeveniment ocorri, la tija ha de enterrar-se en terra per evitar la dessecació i pot ser tractat amb hormones que estimulen el creixement d'arrels adventícies.

En altres casos, el tros de tija es col·loca en aigua per estimular la formació d'arrels. Després que és transferit a un ambient adequat, pot desarollarse un nou individu.

empelts

Les plantes poden reproduir-se per la inserció d'un rovell en una esquerda prèviament realitzada en una tija d'una planta llenyosa que posseeixi arrels.

Quan el procediment és reeixit, la ferida es tanca, i la tija és viable. Col·loquialment es diu que la planta "calar".

Fulles i arrels

Existeixen algunes espècies en les fulles poden ser usades com a estructures per a la reproducció vegetativa. L'espècie coneguda popularment com "planta de la maternitat" (Kalanchoe daigremontiana) pot generar plantes separades de el teixit meristemàtic ubicat a la vora de les fulles.

Aquestes petites plantes creixen adherides a les fulles, fins que maduren prou i se separen de la seva mare. A l'caure a terra la planta filla arrela.

En el cirerer, la pomera i el gerd la reproducció pot ocórrer mitjançant les arrels. Aquestes estructures subterrànies produeixen brots capaços d'originar a nous individus.

Hi ha casos extrems com la dent de lleó. Si algú intentés arrencar la planta de terra i fragmentés les seves arrels, cadascun dels trossos pot donar lloc a una planta nova.

esporulació

La esporulació ocorre en una àmplia gamma d'organismes vegetals, incloent molses i falgueres. El procés consisteix en la formació d'un nombre important d'espores que són capaços de suportar condicions ambientals adverses.

Les espores són elements petits i de fàcil dispersió, ja sigui per animals o pel vent. Quan arriben a una zona propícia, l'espora es desenvolupa en un individu igual a què el va originar.

propàguls

Els propàguls són acumulacions de cèl·lules, típiques dels briòfits i de les falgueres però també es troben en certes plantes superiors com els tubercles i les gramínies. Aquestes estructures provenen de l'tal·lus, i són petites gemmes amb capacitat de propagar-se.

Partenogénesis i apomixi

A la botànica, també sol aplicar en terme partenogènesi. Tot i que és usat en sentit més estricte per descriure un esdeveniment de "apomixi gametofítica". En aquest cas, un esporòfit (la llavor) és produït per un cèl·lula d'un òvul que no experiment reducció.

La apoximisis està present en aproximadament 400 espècies d'angiospermes, mentre que altres plantes poden realitzar-lo de manera facultativa. Així, la partenogènesi descriu només una part de la reproducció asexual en plantes. Per això, es suggereix evitar l'ús de el terme a les plantes.

Alguns autors (veure De Meeûs et al. 2007) solen dividir la apomixi de la reproducció vegetativa. A més, classifiquen a la apomixi a la gametofítica ja descrita, i proveninete de l'esporòfit, on l'embrió es desenvolupa a partir d'una cèl·lula nuclear o d'un altre teixit somàtic de l'ovari que no experimenta la fase gametofítica.

Avantatges de la reproducció asexual en plantes

De manera general la reproducció asexual permet a la planta reproduir-se en còpies idèntiques que estan ben adaptats a aquest ambient particular.

A més, la reproducció asexual en les plates és un mecanisme ràpid i eficient. Per això, és usat com a estratègia quan l'organisme es troba en zones on els ambients són poc adequats per a la reproducció per llavor.

Per exemple, les plantes ubicades en els ambients àrids a la Patagònia, com els coriones, es reprodueixen d'aquesta manera, i arriben a ocupar extenses àrees de sòl.

D'altra banda, els agricultors han tret el màxim profit d'aquest tipus de propagació. Poden seleccionar una varietat i reproduir-la de manera asexual per obtenir clons. Així, obtindran uniformitat genètica i els permet conserven alguna característica desitjada.

Reproducció asexual en microorganismes (tipus)

La reproducció asexual és molt comú en organismes unicel·lulars. En els llinatges procariotes, per exemple els bacteris, els més resaltantes són la fissió binària, la gemmació, la fragmentació i la fissió múltiple. D'altra banda, en els organismes eucariotes unicel·lulars ha la divisió binària i l'esporulació.

Fissió binària en bacteris

La fissió binària és un procés de divisió de l'material genètic, seguit de la divisió equitativa de l'interior de la cèl·lula per obtenir dos organismes idèntics el parental i idèntics entre si.

La fissió binària comença quan el bacteri es troba en un medi on hi ha prou nutrients i l'ambient és propici per a la reproducció. Després, la cèl·lula experimenta un esdeveniment de lleuger allargament.

Posteriorment s'inicia la replicació el material genètic. En els bacteris, l'ADN està organitzat en un cromosoma circular i no està delimitat per una membrana, com el nucli conspicu i distintiu dels eucariotes.

En el període de divisió de material genètic es distribueix a costats oposats de la cèl·lula en divisió. En aquest punt comença la síntesi dels polisacàrids que formen la paret bacteriana, després ocorre la formació d'un septe en el medi, i la cèl·lula finalment es separa per complet.

En alguns casos, els bacteris poden començar a dividir-se i dupliquen el seu material genètic. No obstant això, les cèl·lules mai arriben a separar-se. Exemple d'això són les agrupacions de cocos, com els diplococs.

Fissió binària en eucariotes

En els eucariotes unicel·lulars, com Trypanosoma per exemple, ocorre un tipus de reproducció similar: una cèl·lula dóna origen a dues cèl·lules filles de grandàries similars.

Per presència d'un nucli cel·lular veritable, aquest procés es torna més complex i elaborat. Ha de passar un procés de mitosi perquè el nucli es divideixi, seguit de la citoquinesis que comprèn la divisió de l'citoplasma.

fissió múltiple

Tot i que la fissió binària és la modalitat reproductiva més comú, algunes espècies, com Bdellovibrio ¸ són capaços d'experimentar fissions múltiples. El resultat d'aquest procés són múltiples cèl·lules filles, i ja no dos, com es va esmentar en la fissió binària.

gemmació

És un procés similar a l'esmentat per als animals, però extrapolat a una sola cèl·lula. La gemmació bacteriana comença amb una petita gemma que es diferencia de la cèl·lula parental. Aquesta protuberància experimenta un procés de creixement fins que gradualment se separa del bacteri que la va originar.

La gemmació té com a conseqüència la distribució desigual de l'material contingut en la cèl·lula.

fragmentació

Generalment els bacteris de l'tipus filamentoses (per exemple Nicardia sp.) Poden reproduir mitjançant aquesta via. Les cèl·lules de l'filament se separen i comencen a créixer com a cèl·lules noves.

esporulació

La esporulació consisteix en la producció d'estructures anomenades espores. Aquestes són estructures molt resistents constituïdes per una cèl·lula.

Aquest procés està vinculat a les condicions mediambientals que envolten a l'organisme, generalment quan aquestes es tornen desfavorable per l'escassetat de nutrients o climes extrems, la esporulació és desencadenada.

Diferències entre reproducció sexual i asexual

En els individus que es reprodueixen de manera asexual, la descendència consisteix en còpies virtualment idèntiques dels seus progenitors, és a dir clons. El genoma d'l'únic pare és copiat per divisions cel·lulars mitòtiques, on l'ADN es copia i es transmet en part iguals a les dues cèl·lules filles.

En contrast, perquè pugui ocórrer la reproducció sexual han participen dos individus de sexes oposats, amb excepció dels hermafrodites.

Cadascun dels parentals portarà un gàmeta o cèl·lules sexuals generades per esdeveniments meiòtics. La descendència consisteix en combinacions úniques entre els dos progenitors. En altres paraules, hi ha variació genètica notable.

Per comprendre els alts nivells de variació en la reproducció sexual, hem de concentrar-los en els cromosomes durant la divisió. Aquestes estructures són capaços d'intercanviar fragments entre si, donant lloc a combinacions úniques. Per això, quan observem germans provinents dels mateixos pares no són idèntics entre si.

Avantatges de la reproducció asexual enfront de la sexual

La reproducció asexual suposa diversos avantatges sobre la sexual. Primer, no es malgasta temps i energia en els complexos balls de seguici o en les lluites per la femella típics d'algunes espècies, ja que només es necessita un progenitor.

Segon, molts individus que es reprodueixen sexualment gasten molta energia en la producció de gàmetes que mai són fecundats. Això permet colonitzar ambients nous de manera ràpida i eficaç sense la necessitat d'aconseguir una parella.

Teòricament, els models de reproducció asexual esmentats anteriorment els atorguen més avantatges - en comparació amb la sexual - als individus que viuen en ambients estables, ja que poden perpetuar els seus genotips de manera precisa.

referències

1. Campbell, NA (2001). Biologia: Conceptes i relacions. Pearson Educació.
2. Curtis, H., & Schnek, A. (2006). Invitació a la Biologia. Ed. Mèdica Panamericana.
3. De Meeûs, T., Prugnolle, F., & Agnew, P. (2007). Asexual reproduction: genetics and evolutionary aspects. Cellular and Molecular Life Sciences, 64 (11), 1355-1372.
4. Engelkirk, PG, Duben-Engelkirk, JL, & Burton, GRW (2011). Burton 's microbiology for the health sciences. Lippincott Williams & Wilkins.
5. Patil, U., Kulkarni, JS, & Chincholkar, SB (2008). Foundations in Microbiology. Nirali Prakashan, Pune.
6. Raven, PH, Evert, RF, & Eichhorn, ES (1992). Biologia de les plantes (Vol. 2). Reverté.
7. Tabata, J., Ichiki, RT, Tanaka, H., & Kageyama, D. (2016). Sexual versus Asexual Reproduction: DISTINCT Outcomes in Relative Abundance of Parthenogenetic Mealybugs following Recent Colonization. PLoS ONE, 11 (6), e0156587.
8. Yuan, Z. (2018). Microbial Energy Conversion. Walter de Gruyter GmbH & Co KG.