רבייה א-מינית: מאפיינים וסוגים - ביולוגיה - 2025

הרבייה הא - מינית מוגדרת ככפלה של אדם המסוגל לגרום לזרע ללא הפריה. לכן אורגניזמים הבת מורכבים משיבוטים של ההורה.

ילדים המופקים על ידי אירועי רבייה בלתי-מיניים מניחים שהם עותקים זהים של הוריהם. עם זאת, יש לזכור כי העתק החומר הגנטי נתון לשינויים המכונים "מוטציות".

מקור: pixabay.com

רבייה א-מינית שולטת באורגניזמים חד-תאיים, כמו חיידקים ופרוטסטים. ברוב המקרים, תא גזע אחד מוליד שני תאי בת, במקרה הנקרא ביקוע בינארי.

למרות שבדרך כלל בעלי חיים קשורים לרבייה מינית וצמחים עם רבייה מינית, זהו קשר שגוי ובשני השושלות אנו מוצאים את שני המודלים הבסיסיים של רבייה.

ישנם מנגנונים שונים שבאמצעותם יכול אורגניזם להתרבות באופן מיני. אצל בעלי החיים, הסוגים העיקריים הם פיצול, ניצני ופרתנוגנזה.

במקרה של צמחים, רבייה א-מינית מאופיינת בכך שהיא מגוונת ביותר, שכן אורגניזמים אלה נהנים מפלסטיות רבה. הם יכולים להתרבות על ידי ייחורים, קני שורש, ייחורים ואפילו על ידי חלקים של עלים ושורשים.

לשכפול המין מספר יתרונות. זה מהיר ויעיל, ומאפשר התיישבות של סביבות בזמן קצר יחסית. בנוסף, אינך צריך לבזבז זמן ואנרגיה בלחימה למען בני זוג מיניים או ריקודי חיזור מורכבים ומורכבים.

עם זאת, החיסרון העיקרי שלו הוא היעדר השונות הגנטית, המהווה תנאי סנוא qua non תנאי למנגנונים האחראים להתפתחות ביולוגית.

חוסר השונות אצל מין יכול להוביל להכחדתו אם הם נאלצים להתמודד עם תנאים לא טובים, בין אם מדובר במזיקים או באקלים קיצוני. לכן, רבייה א-מינית מובנת כהסתגלות אלטרנטיבית בתגובה לתנאים הדורשים אוכלוסיות אחידות.

מאפיינים כלליים

רבייה מינית מתרחשת כאשר אדם מייצר אורגניזמים חדשים ממבנים סומטיים. הצאצאים זהים גנטית להורה בכל תחומי הגנום, למעט באזורים שעברו מוטציות סומטיות.

מונחים שונים משמשים להתייחסות לייצור של אנשים חדשים החל מרקמות או תאים סומטיים. בספרות, רבייה מינית היא שם נרדף לשכפול משובטי.

אצל בעלי חיים משתמשים בדרך כלל במונח רבייה אגרמטית, ואילו בצמחים מקובל להשתמש בביטוי רבייה צמחית.

מספר עצום של אורגניזמים מתרבה בערך חייהם באמצעות רבייה מינית. בהתאם לקבוצה ולתנאים הסביבתיים, האורגניזם יכול להתרבות באופן בלעדי באופן מיני או להחליף אותו באירועי רבייה מינית.

רבייה א-מינית בבעלי חיים (סוגים)

אצל בעלי חיים צאצאים יכולים להגיע מהורה יחיד דרך חלוקות מיטוטיות (רבייה א-מינית) או שזה יכול להתרחש באמצעות הפריה של שני גמים משני פרטים שונים (רבייה מינית).

קבוצות שונות של בעלי חיים יכולות להתרבות באופן מיני, בעיקר קבוצות של חסרי חוליות. הסוגים החשובים ביותר של רבייה א-מינית בבעלי חיים הם הבאים:

Gemmation

הנץ מורכב מהיווצרות בליטה או הפרשה מהאדם ההורי. מבנה זה נקרא החלמון ויוליד אורגניזם חדש.

תהליך זה מתרחש אצל צנינאים מסוימים (מדוזות וקשורים) וטוניקות בהם ניתן להפיק צאצאים על ידי בליטות על גופן של ההורים. הפרט יכול להתבגר ולהיות עצמאי או להיקשר להורה שלו ליצירת מושבה.

יש מושבות של צנידים, האלמוגים הסלעיים המפורסמים, שיכולים להימשך יותר ממטר. מבנים אלה מורכבים מאינדיבידואלים שנוצרו על ידי אירועי ניצנים, שגמליותיהם נשארו מחוברים. הידרות ידועות ביכולתן להתרבות בצורה מינית על ידי ניצני.

במקרה של חלפים (ספוגים) ניצנים הם דרך שכיחה למדי להתרבות. ספוגים יכולים ליצור גמלים שיעמדו בזמנים של תנאים סביבתיים לא טובים. עם זאת, ספוגים מציגים רבייה מינית.

הִתנַפְּצוּת

בעלי חיים יכולים לחלק את גופם בתהליך של פיצול, בו יצירה יכולה להוליד אינדיבידואל חדש. תהליך זה מלווה בהתחדשות, שם התאים של החלק ההורי המקורי מתחלקים ליצירת גוף שלם.

תופעה זו מתרחשת בשושלות שונות של חסרי חוליות, כגון ספוגים, צנידרים, annelids, polychaetes ו tunicates.

אין להתבלבל בין תהליכי התחדשות כשלעצמם לבין אירועי רבייה א-מינית. לדוגמא, ספוגים כאשר הם מאבדים את אחת מהזרועות, יכולים להתחדש לזרוע חדשה. עם זאת, אין הדבר מרמז על רבייה מכיוון שהיא אינה מביאה לעלייה במספר האנשים.

בכוכבי הים של הסוג לינקיה יתכן שאדם חדש מקורו בזרוע. לפיכך, אורגניזם עם חמש זרועות יכול להצמיח חמישה אנשים חדשים.

פלנריים (טורבלרים) הם אורגניזמים ורמוניים בעלי יכולת להתרבות מינית וגם לא מינית. חוויה נפוצה במעבדות ביולוגיה היא לשבור פלנטרין כדי להתבונן כיצד אורגניזם חדש מתחדש מכל יצירה.

פרתנוגנזה בחסרי חוליות

בכמה קבוצות של חסרי חוליות, כמו חרקים וסרטנים, ביצית מסוגלת לפתח אדם שלם, ללא צורך להפריה על ידי זרע. תופעה זו נקראת פרתנוגנזה ונפוצה בקרב בעלי חיים.

הדוגמה המובהקת ביותר היא זו של ההימנופטרנים, ובמיוחד דבורים. חרקים אלה יכולים להוליד זכרים, המכונים מל"טים, באמצעות פרתנוגנזה. כשאנשים מגיעים מביצה לא מופרית, הם חסרי יכולת (יש להם רק מחצית מהעומס הגנטי).

כנימות - קבוצה אחרת של חרקים - יכולות להצמיח אנשים חדשים על ידי תהליכי פרתנוגנזה או על ידי רבייה מינית.

בדפניה הסרטנית, הנקבה מייצרת ביצים מסוגים שונים בהתאם לתנאים הסביבתיים. ניתן להפרות את הביציות ולהוליד אדם דיפלואידי או להתפתח על ידי פרתנוגנזה. המקרה הראשון קשור לתנאים סביבתיים לא טובים, ואילו פרתנוגנזה מתרחשת בסביבות משגשגות

במעבדה ניתן להיווצר פרתנוגנזה על ידי יישום של כימיקלים או גירויים פיזיים. בדפירונים ובדו-חיים מסוימים, תהליך זה בוצע בהצלחה ונקרא פרטנוגנזה ניסיונית. באותו אופן, ישנו חיידק של הסוג וולבביה המסוגל לגרום לתהליך.

פרתנוגנזה בחוליות

תופעת הפרתנוגנזה משתרעת על שושלת החוליות. בז'אנרים שונים של דגים, דו-חיים וזוחלים, מתרחשת צורה מורכבת יותר של תהליך זה, הכוללת כפילות של ערכת הכרומוזומים, מה שמוביל לזיגוטות דיפלואידיות ללא השתתפות של סמל גברי.

כ- 15 מיני לטאות ידועים ביכולתם הייחודית להתרבות באמצעות פרתנוגנזה.

אף כי זוחלים אלה אינם זקוקים באופן ישיר לבן זוג להרות (למעשה, למינים אלה חסרים זכרים), הם זקוקים לגירויים מיניים כתוצאה מההתעסקות כוזבת ומפגשי חיזור עם אנשים אחרים.

אנדרוגנזה וגינוגנזה

בתהליך האנדרוגנזה הגרעין מהביוץ מתדרדר ומוחלף על ידי הגרעין מהאב דרך היתוך גרעיני משני זרע. למרות שהוא מופיע בכמה מינים של בעלי חיים, כמו חרקים מקל למשל, הוא לא נחשב לתהליך נפוץ באותה ממלכה.

מאידך גינוגנזה מורכבת מייצור של אורגניזמים חדשים על ידי ביציות דיפלואידיות (תאי מין נקביים) שלא עברו חלוקה של החומר הגנטי שלהם על ידי מיוזה.

זכור כי לתאי המין שלנו יש רק מחצית מהכרומוזומים וכאשר ההפריה מתרחשת משוחזר מספר הכרומוזומים.

על מנת שתתרחש גנוגנזה, יש צורך בגירוי מהזרע של הזכר. תוצרת הצאצאים לגינוגנזה הם נקבות זהות לאמם. מסלול זה ידוע גם בשם פסאודוגמיה.

רבייה א-מינית בצמחים (סוגים)

בצמחים קיים קשת רחבה של אופני רבייה. הם אורגניזמים פלסטיים מאוד ולא יוצא דופן למצוא צמחים שיכולים להתרבות מינית ואי-מינית.

עם זאת, נמצא כי מינים רבים מעדיפים את דרך ההתרבות הלא-מינית, למרות שאבות אבותיהם עשו זאת מינית.

במקרה של רבייה א-מינית, צמחים יכולים להוליד צאצאים בדרכים שונות, החל מהתפתחות תא ביצה בלתי מופרה ועד השגת אורגניזם שלם על ידי שבר של ההורה.

כמו במקרה של בעלי חיים, רבייה מינית מתרחשת על ידי אירועים של חלוקת תאים על ידי מיטוזה, התוצאה היא תאים זהים. להלן נדון בסוגים הרלוונטיים ביותר של רבייה צמחית:

סטולונס

צמחים מסוימים מסוגלים להתרבות על גבעולים דקיקים ומאורכים שמקורם על פני האדמה. מבנים אלה ידועים כסטולונים ומייצרים שורשים במרווחים מרווחים. השורשים יכולים ליצור גבעולים זקופים שמתפתחים בסופו של דבר לאנשים עצמאיים.

דוגמא בולטת היא מין התות או התות (Fragaria ananassa) המסוגלים לייצר מבנים שונים, כולל עלים, שורשים וגבעולים של כל צומת של סטולון.

קני שורש

הן במקרה של סטולונים וקני שורש, ניצני הצמחים של הצמחים יכולים לייצר קליעה מיוחדת להתרבות א-מינית. צמח האם מייצג מקור מילואים לקורה.

קני שורש הם גבעולים הגדלים ללא הגבלת זמן הצומחים מתחת לאדמה - או מעל - אופקית. בדומה לסטולונים, הם מייצרים שורשים הרפתקנים, אשר יפיקו צמח חדש זהה לאם.

רבייה טבעית זו חשובה בקבוצת העשבים (בהם קני שורש מובילים להיווצרות ניצנים המולידים גבעולים עם עלים ופרחים), רב שנתי נוי, מרעה, קנים ובמבוק.

ייחורים

ייחורים הם חלקים או חתיכות של גבעול שמקורם צמח חדש. כדי שאירוע זה יתרחש, יש לקבור את הגבעול באדמה כדי למנוע ייבוש וניתן לטפל בו בהורמונים המעוררים את צמיחתם של שורשים הרפתקניים.

במקרים אחרים, חתיכת הגבעול מונחת במים כדי לעורר היווצרות שורשים. לאחר שהיא מועברת לסביבה מתאימה, יכול אדם חדש להתפתח.

מלאכת יד

צמחים יכולים להתרבות על ידי החדרת ניצן אל שסע שנעשה בעבר בגבעול של צמח וודי שיש לו שורשים.

כאשר ההליך מצליח, הפצע נסגר, והגבעול בר-קיימא. באופן קולקטיבי נאמר שהצמח "תפס".

עלים ושורשים

ישנם כמה מינים שבהם העלים יכולים לשמש כמבנים להתרבות צמחית. המין הידוע בכינויו "צמח לידה" (Kalanchoe daigremontiana) יכול לייצר צמחים המופרדים מהרקמה המריסטמטית שנמצאת על שפת העלים שלהם.

צמחים קטנים אלה גדלים מחוברים לעלים, עד שהם בוגרים מספיק בכדי להיפרד מאמם. כאשר צמח הבת נופל לאדמה הוא משתרש.

בדובדבן, תפוח ופטל, יכול להתרבות רבייה דרך השורשים. מבנים תת-קרקעיים אלה מייצרים יורה המסוגלים לייצר אנשים חדשים.

ישנם מקרים קיצוניים כמו שן הארי. אם מישהו ינסה לשלוף את הצמח מהאדמה ולפרק את שורשיו, כל אחד מהנתחים יכול להוליד צמח חדש.

נִבִיגָה

ספורולציה מתרחשת במגוון רחב של אורגניזמים צמחיים, כולל אזובים ושרכים. התהליך מורכב מהיווצרות של מספר משמעותי של נבגים המסוגלים לעמוד בתנאים סביבתיים שליליים.

נבגים הם יסודות קטנים שמתפזרים בקלות, או על ידי בעלי חיים או על ידי הרוח. כאשר הם מגיעים לאזור חיובי, הנבג מתפתח באדם שווה לזה שמקורו.

פרומולות

פרומולות הן הצטברות של תאים, האופייניים לבירופיטים ושרכים אך נמצאים גם בצמחים גבוהים יותר כמו פקעות ועשבים. מבנים אלה מגיעים מהטאלוס, והם ניצנים קטנים עם יכולת להתפשט.

פרתנוגנזה ואפומיקסיס

בבוטניקה הוא מיושם לעתים קרובות גם במונח פרתנוגנזה. אם כי משתמשים בו במובן הצר יותר לתיאור אירוע של "אפומיקסיס gametophytic". במקרה זה, ספורופיט (הזרע) מיוצר על ידי תא של ביוץ שאינו עובר הפחתה.

אפוקסימיזיה קיימת בכ -400 מינים של אנגיוספרמות, בעוד שצמחים אחרים יכולים לעשות זאת באופן פולטטיבי. לפיכך, פרתנוגנזה מתארת ​​רק חלק מההתרבות הא-מינית בצמחים. לכן מוצע להימנע משימוש במונח לצמחים.

חלק מהמחברים (ראו De Meeûs et al. 2007) נוטים לחלק apomixis מן הרבייה הצמחית. בנוסף, הם מסווגים את אפומיקסיס כגמטופיטיקה שכבר תיארה, ומגיעה מהספורופיט, שם מתפתח העובר מתא גרעיני או מרקמה סומטית אחרת בשחלה שאינה עוברת את השלב הגמטופטי.

יתרונות של רבייה א-מינית בצמחים

באופן כללי, רבייה א-מינית מאפשרת לצמח להתרבות בעותקים זהים המותאמים היטב לסביבה המסוימת ההיא.

יתר על כן, רבייה א-מינית בכסופים היא מנגנון מהיר ויעיל. מסיבה זו הוא משמש כאסטרטגיה כאשר האורגניזם נמצא באזורים שבהם הסביבות אינן מתאימות במיוחד להתרבות על ידי זרעים.

לדוגמא, צמחים הממוקמים בסביבות צחיחות בפטגוניה, כמו פגיות, מתרבה בדרך זו ותופסים שטחי אדמה גדולים.

מצד שני, החקלאים ניצלו את המרב מהסוג הזה. הם יכולים לבחור מגוון ולהעתיק אותו באופן מיני במין כדי להשיג שיבוטים. כך הם יקבלו אחידות גנטית ויאפשרו להם לשמור על מאפיין מבוקש כלשהו.

רבייה א-מינית במיקרואורגניזמים (סוגים)

רבייה א-מינית נפוצה מאוד באורגניזמים חד-תאיים. בשושלים פרוקריוטיים, למשל חיידקים, הבולטים הם ביקוע בינארי, ניצני, פיצול וקרע מרובה. לעומת זאת, באורגניזמים אוקראוטיים חד-תאיים יש חלוקה בינארית וספורולציה.

ביקוע בינארי בחיידקים

ביקוע בינארי הוא תהליך של חלוקת החומר הגנטי, ואחריו החלוקה השוויונית של פנים התא כדי להשיג שני אורגניזמים זהים להורה וזהים זה לזה.

ביקוע בינארי מתחיל כאשר החיידקים נמצאים בסביבה בה יש מספיק חומרים מזינים והסביבה מסייעת להתרבות. התא חווה אז אירוע התארכות קל.

בהמשך מתחילה שכפול החומר הגנטי. בחיידקים, ה- DNA מסודר על כרומוזום מעגלי ואינו מוגבל בקרום, כמו הגרעין הבולט והייחודי באוקריוטות.

בתקופת החלוקה מופץ חומר גנטי לצדדים מנוגדים של התא המפריד. בשלב זה מתחילה הסינתזה של הפוליסכרידים היוצרים את דופן החיידק, ואז מתרחשת היווצרות מחצה באמצע, והתא נפרד לבסוף לחלוטין.

במקרים מסוימים, חיידקים יכולים להתחיל להתחלק ולשכפל את החומר הגנטי שלהם. עם זאת, התאים לעולם אינם נפרדים. דוגמאות לכך הן אשכולות הקאצ'י, כמו דיפלוקוקים.

ביקוע בינארי באוקריוטות

באוקריוטות חד-תאיות, כמו Trypanosoma למשל, מתרחש סוג רבייה דומה: תא אחד מוליד שני תאי בת בגדלים דומים.

בשל נוכחות גרעין תאים אמיתי, תהליך זה הופך מורכב ומורכב יותר. תהליך של מיטוזה חייב להתרחש על מנת שהגרעין יחולק, ואחריו ציטוקינזיס, הכולל את חלוקת הציטופלזמה.

ביקוע מרובה

למרות שביקוע בינארי הוא האופציה הרבייה הנפוצה ביותר, ישנם מינים, כמו Bdellovibrio ¸, מסוגלים לחוות ביקוע מרובה. התוצאה של תהליך זה היא תאי בת מרובים, ואינם עוד שניים, כאמור בביקוע הבינארי.

Gemmation

זהו תהליך הדומה לזה שהוזכר עבור בעלי חיים, אך מופק לתא בודד. ניצני חיידקים מתחילים עם ניצן קטן השונה מתא התא. בליטה זו עוברת תהליך גדילה עד שהיא נפרדת בהדרגה מהחיידקים שמקורה.

הניצוץ מביא להפצה לא אחידה של החומר הכלול בתא.

הִתנַפְּצוּת

באופן כללי, חיידקים מהסוג הנימה (למשל Nicardia sp.) יכולים להתרבות במסלול זה. תאי הנימה נפרדים ומתחילים לצמוח כתאים חדשים.

נִבִיגָה

גירושין מורכב מייצור מבנים הנקראים נבגים. אלה מבנים עמידים ביותר המורכבים מתא.

תהליך זה קשור לתנאים הסביבתיים הסובבים את האורגניזם, בדרך כלל כאשר אלה הופכים לחיוביים בגלל היעדר חומרים מזינים או אקלים קיצוני, מופעלת sporulation.

הבדלים בין רבייה מינית ואי-מינית

אצל אנשים המתחזרים באופן לא-מיני, הצאצאים מורכבים מעותקים כמעט זהים של הוריהם, כלומר שיבוטים. הגנום של ההורה היחיד מועתק על ידי חלוקות תאים מיטוטיות, שם מועתק ה- DNA ומועבר בחלקים שווים לשני תאי הבת.

לעומת זאת, על מנת להתרחש רבייה מינית, על שני אנשים בני המין השני להשתתף, למעט הרמפרודיטים.

כל אחד מההורים יישא תאי מין או תאי מין שנוצרו כתוצאה מאירועים מיוטיים. הצאצאים מורכבים משילובים ייחודיים בין שני ההורים. במילים אחרות, קיימת שונות גנטית ראויה לציון.

כדי להבין את רמות השונות הגבוהות בהתרבות מינית, עלינו להתמקד בכרומוזומים במהלך החלוקה. מבנים אלה מסוגלים להחליף שברים זה עם זה, מה שמוביל לשילובים ייחודיים. לכן, כאשר אנו מתבוננים באחים מאותם הורים, הם אינם זהים זה לזה.

יתרונות של רבייה א-מינית לעומת רבייה מינית

לשכפול המין מספר יתרונות על פני הרבייה המינית. ראשית, אין זמן ואנרגיה מבוזבזים בריקודי החיזור או במריבות המורכבות עבור הנקבה האופיינית למינים מסוימים, מכיוון שרק הורה אחד נחוץ.

שנית, אנשים רבים המשתכרים מינית מוציאים אנרגיה רבה בייצור גמטים אשר לעולם אינם מופרים. זה מאפשר לך להתיישב בסביבות חדשות במהירות וביעילות ללא צורך למצוא בן זוג.

באופן תיאורטי, דגמי הרבייה הא-מינית שהוזכרו לעיל מעניקים יתרונות רבים יותר - בהשוואה למיניים - לאנשים החיים בסביבות יציבות, מכיוון שהם יכולים להנציח את הגנוטיפים שלהם בצורה מדויקת.

הפניות

1. קמפבל, נ.ב. (2001). ביולוגיה: מושגים ויחסים. פירסון חינוך.
2. קרטיס, ח., ושנק, א '(2006). הזמנה לביולוגיה. פנמריקנית רפואית אד.
3. De Meeûs, T., Prugnolle, F., & Agnew, P. (2007). רבייה א-מינית: גנטיקה והיבטים אבולוציוניים. מדעי החיים הסלולריים והמולקולריים, 64 (11), 1355-1372.
4. אנגלקירק, PG, דובן-אנגלקירק, JL, וברטון, GRW (2011). המיקרוביולוגיה של ברטון למדעי הבריאות. ליפינקוט וויליאמס ווילקינס.
5. Patil, U., Kulkarni, JS, and Chincholkar, SB (2008). יסודות במיקרוביולוגיה. נירלי פרקשאן, פונה.
6. Raven, PH, Evert, RF, and Eichhorn, SE (1992). ביולוגיה צמחית (כרך ב '). התהפכתי.
7. Tabata, J., Ichiki, RT, Tanaka, H., & Kageyama, D. (2016). רבייה מינית לעומת רבייה אקסקסואלית: תוצאות מובחנות בשפע יחסי של חרקים כבד-פרנוגניים בעקבות קולוניזציה אחרונה. PLoS ONE, 11 (6), e0156587.
8. יואן, ז '(2018). המרת אנרגיה מיקרוביאלית. וולטר דה גרויטר GmbH & Co KG.