EŞEYSIZ ÜREME: ÖZELLIKLERI VE TÜRLERI - BIYOLOJI - 2025

Eşeysiz üreme fertilizasyonsuz tohum neden bağımsız bir edebilen çarpımı olarak tanımlanır. Bu nedenle, yavru organizmalar ebeveynin klonlarından oluşur.

Eşeysiz üreme olayları tarafından üretilen çocukların, ebeveynlerinin aynı kopyaları olduğu varsayılır. Ancak genetik materyalin kopyasının "mutasyon" adı verilen değişikliklere tabi olduğu unutulmamalıdır.

Kaynak: Pixabay.com

Eşeysiz üreme, bakteri ve protistler gibi tek hücreli organizmalarda baskındır. Çoğu durumda, bir kök hücre, ikili fisyon adı verilen bir olayda iki yavru hücreye yol açar.

Hayvanlar genellikle eşeyli üreme ve bitkilerle eşeysiz üremeyle ilişkilendirilse de, bu yanlış bir ilişkidir ve her iki soyda da üremenin iki temel modelini buluyoruz.

Bir organizmanın eşeysiz olarak çoğalmasını sağlayan farklı mekanizmalar vardır. Hayvanlarda ana türler parçalanma, tomurcuklanma ve partenogenezdir.

Bitkiler söz konusu olduğunda, eşeysiz üreme, bu organizmalar büyük bir esnekliğe sahip olduklarından, son derece çeşitli olmakla karakterize edilir. Kesimler, rizomlar, kesimler ve hatta yaprak ve kök kısımları ile çoğalabilirler.

Eşeysiz üremenin birçok avantajı vardır. Hızlı ve etkilidir, ortamların nispeten kısa sürede kolonileşmesine izin verir. Ayrıca, cinsel partnerler için mücadele etmek veya karmaşık ve ayrıntılı kur dansları için zaman ve enerji harcamanıza gerek yok.

Bununla birlikte, temel dezavantajı, biyolojik evrimden sorumlu mekanizmaların harekete geçmesi için olmazsa olmaz bir koşul olan genetik değişkenliğin olmamasıdır.

Bir türdeki değişkenliğin olmaması, zararlılar veya aşırı iklimler gibi olumsuz koşullarla yüzleşmek zorunda kalırsa, neslinin tükenmesine yol açabilir. Bu nedenle, eşeysiz üreme, tek tip popülasyonlar gerektiren koşullara yanıt olarak alternatif bir adaptasyon olarak anlaşılır.

Genel özellikleri

Cinsel üreme, bir birey somatik yapılardan yeni organizmalar ürettiğinde ortaya çıkar. Yavrular, somatik mutasyon geçirmiş bölgeler dışında, genomun tüm yönlerinde genetik olarak ebeveynle aynıdır.

Somatik doku veya hücrelerden başlayarak yeni bireylerin üretimine atıfta bulunmak için farklı terimler kullanılır. Literatürde cinsel üreme, klonal üreme ile eş anlamlıdır.

Hayvanlar için genellikle agammetik üreme terimi kullanılırken, bitkilerde vejetatif üreme ifadesinin kullanılması yaygındır.

Çok sayıda organizma, cinsel üreme yoluyla yaşamları boyunca çoğalır. Gruba ve çevresel koşullara bağlı olarak, organizma yalnızca eşeysiz olarak çoğalabilir veya onu eşeyli üreme olaylarıyla değiştirebilir.

Hayvanlarda eşeysiz üreme (türler)

Hayvanlarda yavru, mitotik bölünmeler (eşeysiz üreme) yoluyla tek bir ebeveynden gelebilir veya iki farklı kişiden iki gametin döllenmesi (cinsel üreme) yoluyla meydana gelebilir.

Çeşitli hayvan grupları, çoğunlukla omurgasız grupları olmak üzere eşeysiz olarak çoğalabilir. Hayvanlarda en önemli eşeysiz üreme türleri şunlardır:

tomurcuklanma

Tomurcuklanma, ebeveyn bireyden bir çıkıntı veya akıntı oluşumundan oluşur. Bu yapıya yumurta sarısı denir ve yeni bir organizmaya yol açar.

Bu süreç, bazı cnidaryanlarda (denizanası ve akraba) ve yavruların ebeveynlerin vücudundaki çıkıntılarla üretilebildiği tunikatlarda meydana gelir. Birey büyüyebilir ve bağımsız hale gelebilir veya bir koloni oluşturmak için ebeveynine bağlanabilir.

Bir metreden fazla uzayabilen meşhur kayalık mercanlar olan cnidarians kolonileri vardır. Bu yapılar, gemülleri birbirine bağlı kalan tomurcuklanma olaylarının oluşturduğu bireylerden oluşur. Hidralar, tomurcuklanma ile eşeysiz olarak çoğalma yetenekleriyle bilinir.

Poriferler (süngerler) söz konusu olduğunda tomurcuklanma, üremenin oldukça yaygın bir yoludur. Süngerler, olumsuz çevresel koşullara dayanmak için gemüller oluşturabilir. Ancak süngerler aynı zamanda eşeyli üreme de sergiler.

parçalanma

Hayvanlar, bir parçanın yeni bir birey oluşturabileceği bir parçalanma sürecinde vücutlarını bölebilir. Bu sürece, orijinal ebeveyn kısmının hücrelerinin tam bir vücut oluşturmak için bölündüğü rejenerasyon eşlik eder.

Bu fenomen süngerler, cnidarians, annelidler, polychaetes ve tunikatlar gibi farklı omurgasız soylarında meydana gelir.

Rejenerasyon süreçleri kendi başına eşeysiz üreme olaylarıyla karıştırılmamalıdır. Örneğin süngerler kollarından birini kaybettiğinde yenisini yenileyebilir. Ancak birey sayısında artışa yol açmadığından üreme anlamına gelmez.

Linckia cinsi denizyıldızında, yeni bir bireyin bir koldan kaynaklanması mümkündür. Böylece, beş kollu bir organizma, beş yeni birey ortaya çıkarabilir.

Planaryanlar (Türkler), hem cinsel hem de eşeysiz üreme kabiliyetine sahip vermiform organizmalardır. Biyoloji laboratuvarlarında ortak bir deneyim, her bir parçadan yeni bir organizmanın nasıl yeniden oluştuğunu gözlemlemek için bir planeri parçalamaktır.

Omurgasızlarda partenogenez

Böcekler ve kabuklular gibi bazı omurgasız gruplarında, bir yumurta, bir sperm tarafından döllenmeye gerek kalmadan tam bir birey geliştirebilir. Bu fenomen partenogenez olarak adlandırılır ve hayvanlarda yaygındır.

En açık örnek, Hymenopteranların, özellikle de arılarınki. Bu böcekler, partenogenez yoluyla erkek arılara neden olabilir. Bireyler döllenmemiş yumurtadan geldiklerinden haploiddirler (genetik yükün sadece yarısına sahiptirler).

Başka bir böcek grubu olan yaprak bitleri, partenogenez süreçleri veya cinsel üreme yoluyla yeni bireyler oluşturabilir.

Kabuklu Daphnia'da dişi çevre koşullarına bağlı olarak farklı türde yumurtalar üretir. Yumurtalar döllenebilir ve diploid bir birey oluşturabilir veya partenogenez ile gelişebilir. İlk vaka olumsuz çevresel koşullarla ilişkilendirilirken, partenogenez müreffeh ortamlarda meydana gelir.

Laboratuvarda partenogenez, kimyasalların veya fiziksel uyaranların uygulanmasıyla indüklenebilir. Bazı ekinodermlerde ve amfibilerde, bu işlem başarılı bir şekilde gerçekleştirilmiştir ve deneysel partenogenez olarak adlandırılır. Aynı şekilde, işlemi başlatabilen Wolbachia cinsi bir bakteri vardır.

Omurgalılarda partenogenez

Partenogenez fenomeni omurgalıların soyuna kadar uzanır. Çeşitli balık, amfibi ve sürüngen cinslerinde, kromozom setinin kopyalanmasını içeren bu işlemin daha karmaşık bir formu meydana gelir ve erkek bir gamet katılımı olmadan diploid zigotlara yol açar.

Yaklaşık 15 kertenkele türü, partenogenez yoluyla üreme konusundaki benzersiz yetenekleriyle bilinir.

Bu sürüngenler gebe kalmak için doğrudan bir partnere ihtiyaç duymasalar da (aslında bu türlerde erkekler yoktur), sahte çiftleşme ve diğer bireylerle kur yapma seanslarından cinsel uyaranlara ihtiyaç duyarlar.

Androgenez ve Jinojenez

Androjenez sürecinde, oositten gelen çekirdek dejenere olur ve iki spermden nükleer füzyon yoluyla babadan gelen çekirdek ile değiştirilir. Örneğin sopa böcekleri gibi bazı hayvan türlerinde görülmesine rağmen, o krallıkta yaygın bir süreç olarak görülmemektedir.

Öte yandan jinogenez, genetik materyallerinin mayoz bölünmesine uğramamış diploid oositler (dişi cinsiyet hücreleri) tarafından yeni organizmaların üretilmesinden oluşur.

Cinsiyet hücrelerimizin kromozomların sadece yarısına sahip olduğunu ve döllenme gerçekleştiğinde kromozom sayısının geri geldiğini unutmayın.

Jinogenezin gerçekleşmesi için erkeğin sperminden uyarı gereklidir. Jinojenezin yavru ürünü, anneleriyle özdeş dişilerdir. Bu yol aynı zamanda sahte eşlilik olarak da bilinir.

Bitkilerde eşeysiz üreme (türleri)

Bitkilerde geniş bir üreme modu yelpazesi vardır. Oldukça plastik organizmalardır ve eşeyli ve eşeysiz üreyebilen bitkiler bulmak alışılmadık bir durum değildir.

Bununla birlikte, birçok türün, ataları cinsel olarak yapmalarına rağmen, eşeysiz üreme yolunu tercih ettiği görülmüştür.

Eşeysiz üreme durumunda, bitkiler döllenmemiş yumurta hücresinin gelişiminden ebeveynin bir parçasıyla tam bir organizma elde edilmesine kadar farklı şekillerde yavrular üretebilirler.

Hayvanlarda olduğu gibi, eşeyli üreme, hücre bölünmesi olayları tarafından mitozla gerçekleşir ve bu da aynı hücrelerle sonuçlanır. Aşağıda en alakalı vejetatif üreme türlerini tartışacağız:

stolons

Bazı bitkiler, toprak yüzeyi boyunca ortaya çıkan ince, uzun gövdelerde üreme yeteneğine sahiptir. Bu yapılar stolon olarak bilinir ve aralıklarla kök oluşturur. Kökler, sonunda bağımsız bireylere dönüşen dik gövdeler oluşturabilir.

Göze çarpan bir örnek, bir stolonun her bir düğümünün yaprakları, kökleri ve sapları dahil olmak üzere çeşitli yapılar oluşturabilen çilek veya çilek türleridir (Fragaria ananassa).

Rizomlar

Hem stolonlar hem de rizomlar söz konusu olduğunda, bitkilerin koltuk altı tomurcukları eşeysiz üreme için özel bir çekim oluşturabilir. Ana bitki, sürgünler için bir rezerv kaynağı temsil eder.

Köksaplar, yatay olarak yerin altında veya üzerinde büyüyen, süresiz olarak büyüyen gövdelerdir. Stolons gibi, maceraperest kökler üretirler, bu da annesiyle aynı olan yeni bir bitki üretir.

Bu tür vejetatif üreme, otlar (rizomların yaprak ve çiçeklerle gövdelere yol açan tomurcukların oluşumuna yol açtığı yer), süs bitkileri, meralar, sazlıklar ve bambular grubunda önemlidir.

Kırıntı

Çelikler, yeni bir bitkinin kaynaklandığı bir sapın parçaları veya parçalarıdır. Bu olayın gerçekleşmesi için, kök kurumayı önlemek için toprağa gömülmelidir ve adventif köklerin büyümesini uyaran hormonlarla tedavi edilebilir.

Diğer durumlarda, kök oluşumunu uyarmak için gövde parçası suya yerleştirilir. Uygun bir ortama aktarıldıktan sonra yeni bir birey gelişebilir.

Greftler

Bitkiler, kökleri olan odunsu bir bitkinin gövdesindeki önceden yapılmış bir yarığa bir tomurcuk sokarak çoğalabilir.

İşlem başarılı olduğunda yara kapanır ve gövde uygun hale gelir. Halk arasında bitkinin "yakalandığı" söylenir.

Yapraklar ve kökler

Yaprakların vejetatif üreme için yapı olarak kullanılabileceği bazı türler vardır. Halk arasında "annelik bitkisi" (Kalanchoe daigremontiana) olarak bilinen türler, yapraklarının kenarında bulunan meristematik dokudan ayrılmış bitkiler oluşturabilir.

Bu küçük bitkiler, annelerinden ayrılacak kadar olgunlaşana kadar yapraklara bağlı olarak büyürler. Kızı bitki yere düştüğünde kök salmaktadır.

Kiraz, elma ve ahudududa kökler vasıtasıyla üreme gerçekleşebilir. Bu yeraltı yapıları, yeni bireyler oluşturabilen sürgünler üretir.

Karahindiba gibi aşırı durumlar var. Birisi bitkiyi yerden çekip köklerini parçalamaya çalışırsa, parçaların her biri yeni bir bitkinin ortaya çıkmasına neden olabilir.

Sporlanma

Sporülasyon, yosunlar ve eğrelti otları dahil olmak üzere çok çeşitli bitki organizmalarında meydana gelir. Süreç, olumsuz çevresel koşullara dayanabilen önemli sayıda spor oluşumundan oluşur.

Sporlar, hayvanlar tarafından veya rüzgarla kolayca dağılan küçük elementlerdir. Uygun bir bölgeye ulaştıklarında, spor, onu oluşturan kişiye eşit bir kişide gelişir.

propogullerin

Propagüller, briyofitler ve eğrelti otları için tipik olan hücre birikimleridir, ancak aynı zamanda yumru kökler ve otlar gibi bazı yüksek bitkilerde de bulunur. Bu yapılar thallustan gelir ve yayılma özelliği olan küçük tomurcuklardır.

Partenogenez ve apomiksis

Botanikte, sıklıkla partenogenez teriminde de kullanılır. Daha dar bir anlamda "gametofitik apomiksis" olayını tanımlamak için kullanılmasına rağmen. Bu durumda, bir sporofit (tohum), indirgemeye uğramayan bir ovül hücresi tarafından üretilir.

Apoksimiz, yaklaşık 400 anjiyosperm türünde bulunurken, diğer bitkiler bunu isteğe bağlı olarak yapabilir. Bu nedenle partenogenez, bitkilerdeki eşeysiz üremenin yalnızca bir bölümünü tanımlar. Bu nedenle, terimin bitkiler için kullanımından kaçınılması önerilmektedir.

Bazı yazarlar (bkz. De Meeûs ve diğerleri, 2007) apomiksi vejetatif üremeden ayırma eğilimindedir. Ek olarak, apomiksi daha önce tarif edilen gametofitik olarak sınıflandırırlar ve embriyonun gametofitik faza girmeyen yumurtalıkta bir nükleer hücreden veya başka bir somatik dokudan geliştiği sporofitten gelir.

Bitkilerde eşeysiz üremenin avantajları

Genel olarak, eşeysiz üreme, bitkinin o ortama iyi adapte edilmiş özdeş kopyalar halinde çoğalmasına izin verir.

Ayrıca, gümüşlerde eşeysiz üreme hızlı ve verimli bir mekanizmadır. Bu nedenle organizma, ortamların tohumla çoğalmaya çok uygun olmadığı alanlarda olduğu zaman strateji olarak kullanılır.

Örneğin Patagonya'da koryon gibi kurak ortamlarda bulunan bitkiler bu şekilde çoğalarak geniş toprak alanlarını işgal ederler.

Öte yandan, çiftçiler bu tür çoğaltmanın çoğunu yapmışlardır. Klonlar elde etmek için bir çeşit seçip eşeysiz olarak çoğaltabilirler. Böylece, genetik tekdüzelik elde edecek ve istenen bazı özellikleri korumalarına izin vereceklerdir.

Mikroorganizmalarda eşeysiz üreme (türleri)

Eşeysiz üreme, tek hücreli organizmalarda çok yaygındır. Prokaryotik soylarda, örneğin bakterilerde en belirgin olanları ikili bölünme, tomurcuklanma, parçalanma ve çoklu bölünmedir. Öte yandan, tek hücreli ökaryotik organizmalarda ikili bölünme ve sporlaşma vardır.

Bakterilerde ikili fisyon

İkili bölünme, genetik materyalin bölünmesi sürecidir, ardından ebeveynle aynı ve birbiriyle aynı olan iki organizmayı elde etmek için hücrenin iç kısmının adil bir şekilde bölünmesidir.

İkili fisyon, bakterilerin yeterli besin maddelerinin bulunduğu ve çevrenin üremeye elverişli olduğu bir ortamda olduğunda başlar. Hücre daha sonra hafif bir uzama olayı yaşar.

Daha sonra genetik materyalin kopyalanması başlar. Bakterilerde DNA dairesel bir kromozom üzerinde düzenlenir ve ökaryotlardaki göze çarpan ve ayırt edici çekirdek gibi bir zarla sınırlanmaz.

Bölünme döneminde genetik materyal, bölünen hücrenin zıt taraflarına dağıtılır. Bu noktada bakteri duvarını oluşturan polisakkaritlerin sentezi başlar, daha sonra ortada bir septum oluşumu meydana gelir ve hücre nihayet tamamen ayrılır.

Bazı durumlarda bakteriler, genetik materyallerini bölmeye ve çoğaltmaya başlayabilir. Ancak hücreler asla ayrılmaz. Bunun örnekleri, diplococci gibi kok kümeleridir.

Ökaryotlarda ikili fisyon

Örneğin Trypanosoma gibi tek hücreli ökaryotlarda benzer bir üreme türü meydana gelir: bir hücre, benzer boyutlarda iki yavru hücreye yol açar.

Gerçek bir hücre çekirdeğinin varlığı nedeniyle, bu süreç daha karmaşık ve ayrıntılı hale gelir. Çekirdeğin bölünmesi ve ardından sitoplazmanın bölünmesini içeren sitokinez için bir mitoz süreci meydana gelmelidir.

Çoklu fisyon

İkili fisyon en yaygın üreme yöntemi olmasına rağmen, Bdellovibrio ¸ gibi bazı türler birden fazla fisyon yaşayabilir. Bu sürecin sonucu, ikili fisyonda belirtildiği gibi, birden fazla yavru hücre ve artık iki değil.

tomurcuklanma

Hayvanlar için belirtilene benzer, ancak tek bir hücreye ekstrapole edilmiş bir süreçtir. Bakteriyel tomurcuklanma, ana hücreden farklı olan küçük bir tomurcukla başlar. Bu şişkinlik, kendisini oluşturan bakterilerden kademeli olarak ayrılana kadar bir büyüme sürecinden geçer.

Tomurcuklanma, hücrede bulunan materyalin eşit olmayan şekilde dağılmasına neden olur.

parçalanma

Genellikle filamentli tipteki bakteriler (örneğin Nicardia sp.) Bu yolla çoğalabilir. Filamentin hücreleri ayrılır ve yeni hücreler olarak büyümeye başlar.

Sporlanma

Sporulasyon, spor adı verilen yapıların üretiminden oluşur. Bunlar bir hücreden oluşan oldukça dayanıklı yapılardır.

Bu süreç, organizmayı çevreleyen çevresel koşullarla bağlantılıdır, genellikle bunlar besin eksikliği veya aşırı iklimler nedeniyle elverişsiz hale geldiğinde, sporlaşma tetiklenir.

Eşeyli ve eşeysiz üreme arasındaki farklar

Eşeysiz üreyen bireylerde, yavrular, ebeveynlerinin hemen hemen aynı kopyalarından, yani klonlardan oluşur. Tek ebeveynin genomu, mitotik hücre bölünmeleri tarafından kopyalanır, burada DNA kopyalanır ve iki yavru hücreye eşit parçalar halinde iletilir.

Bunun tersine, cinsel üremenin gerçekleşmesi için, hermafroditler hariç, karşı cinsten iki kişinin katılması gerekir.

Ebeveynlerin her biri, mayotik olaylar tarafından üretilen bir gamet veya cinsiyet hücresi taşıyacaktır. Yavrular, her iki ebeveyn arasındaki benzersiz kombinasyonlardan oluşur. Başka bir deyişle, dikkate değer bir genetik çeşitlilik var.

Cinsel üremedeki yüksek düzeydeki varyasyonu anlamak için, bölünme sırasında kromozomlara odaklanmalıyız. Bu yapılar, parçaları birbirleriyle değiştirerek benzersiz kombinasyonlara yol açabilir. Bu nedenle, aynı ebeveynden kardeşleri gözlemlediğimizde, birbirleriyle özdeş değildirler.

Eşeysiz üremeye karşı eşeyli üremenin avantajları

Eşeysiz üremenin eşeyli üremeye göre birçok avantajı vardır. Birincisi, sadece bir ebeveyne ihtiyaç duyulduğundan, bazı türlere özgü dişiler için karmaşık kur dansları veya kavgalarında zaman ve enerji israf edilmez.

İkincisi, cinsel olarak üreyen birçok kişi, asla döllenmeyen gametlerin üretiminde çok fazla enerji harcar. Bu, yeni ortamları bir eş bulmaya gerek kalmadan hızlı ve verimli bir şekilde kolonileştirmenizi sağlar.

Teorik olarak, yukarıda bahsedilen eşeysiz üreme modelleri, genotiplerini kesin bir şekilde sürdürebildikleri için, istikrarlı ortamlarda yaşayan bireylere - cinsel olanlara kıyasla - daha fazla avantaj sağlamaktadır.

Referanslar

1. Campbell, NA (2001). Biyoloji: Kavramlar ve ilişkiler. Pearson Education.
2. Curtis, H. ve Schnek, A. (2006). Biyolojiye Davet. Panamerican Medical Ed.
3. De Meeûs, T., Prugnolle, F. ve Agnew, P. (2007). Eşeysiz üreme: genetik ve evrimsel yönler. Hücresel ve Moleküler Yaşam Bilimleri, 64 (11), 1355-1372.
4. Engelkirk, PG, Duben-Engelkirk, JL ve Burton, GRW (2011). Sağlık bilimleri için Burton'ın mikrobiyolojisi. Lippincott Williams ve Wilkins.
5. Patil, U., Kulkarni, JS ve Chincholkar, SB (2008). Mikrobiyolojide Temeller. Nirali Prakashan, Pune.
6. Raven, PH, Evert, RF ve Eichhorn, SE (1992). Plant Biology (Cilt 2). Tersine döndüm.
7. Tabata, J., Ichiki, RT, Tanaka, H. ve Kageyama, D. (2016). Eşeysiz Üremeye Karşı Cinsel Üreme: Son Kolonizasyonun Ardından Partenogenetik Mealybug'ların Göreceli Bolluğundaki Farklı Sonuçlar. PLoS ONE, 11 (6), e0156587.
8. Yuan, Z. (2018). Mikrobiyal Enerji Dönüşümü. Walter de Gruyter GmbH & Co KG.