In de moderne wereld is het gebruikelijk geworden om alles wat ons omringt in technische termen te noemen. Het reproductiemechanisme … Dit is hoe wetenschappers het wonder van de geboorte van een nieuw leven "doopten".
Een wonder waarin elk onderdeel zo harmonieus, divers en tegelijkertijd onvervangbaar is dat je soms alleen maar verrast kunt worden. Al vele millennia puzzelt de mensheid over het primaat van eieren en kip, en de natuur heeft al lang een antwoord op alle vragen. Rationalisme en diversiteit aan oplossingen om de stabiliteit van een individuele soort te behouden en tegelijkertijd een verscheidenheid aan eigenschappen in dieren in het wild te verwerven, zijn ongeëvenaard.
De genetische basis van het leven
Een van deze apparaten is de afwisseling van generaties. De diversiteit aan dier- en plantensoorten wordt bereikt door het creëren van verschillende combinaties van genetisch materiaal. Afwisseling van generaties is een speciale vorm van soortenbehoud in veranderende omgevingscondities, die vooral in veel planten en lagere ongewervelden voorkomt. Het vertegenwoordigt de verandering van seksuele en ongeslachtelijke voortplanting.
Wat veroorzaakt de lancering van een of andere reproductiemethode en welke doelen streven ze na? Om deze vraag te beantwoorden, is het noodzakelijk om beter te begrijpen wat seksuele en ongeslachtelijke voortplanting zijn en hoe ze verschillen, welke voor- en nadelen ze met zich meebrengen voor een biologische soort.
Seksuele reproductie
Het proces van seksuele reproductie omvat de deelname aan de creatie van een nieuw leven van twee individuen, die elk op zichzelf drager zijn van hun individuele set chromosomen in een spiraalvormige dubbele DNA-streng. Deze unieke set van genetisch materiaal komt tot uiting in de aanwezigheid in dit individu, en alleen in haar, van bepaalde eigenschappen, die ze gedeeltelijk doorgeeft aan haar nakomelingen.
Wanneer twee individuen deelnemen aan het proces van seksuele reproductie, die elk de potentiële opvolger van de soort zijn halve set chromosomen geven, zal de volgende generatie de kenmerken van beide ouderorganismen hebben. Dat is de reden waarom de afwisseling van generaties wordt waargenomen in zowel eenvoudige als complexe levensvormen die zich voortplanten door seksuele reproductie.
Welke bijdrage levert seksuele voortplanting aan de genenpool van een soort
Zelfs binnen een relatief kleine populatie kan de reeks combinaties van genetisch materiaal oneindig groot zijn. Dit type reproductie voert een beleid om diversiteit in de genetische achtergrond van de soortenpopulatie te introduceren. Diversiteit kan ook worden bereikt door binnen een gevestigde populatie nieuwe exemplaren van een bepaalde soort te gebruiken, die verschillend zijn.manieren kunnen van buitenaf binnendringen. Of, zoals bijvoorbeeld in planten of sommige coelenteraten, ten koste van kiemcellen "met thuisbezorgd" met behulp van wind, water of insecten.
Een belangrijk punt bij seksuele voortplanting is om de mogelijkheid aan te geven van deelname aan overwegend gezonde en sterkste individuen. Dit type reproductie maakt dus de implementatie van natuurlijke selectie mogelijk, wat bijdraagt aan de mogelijkheid om eigenschappen vast te stellen die in het voordeel van deze soort werken.
Aseksuele voortplanting als formule voor de vermenigvuldiger van het aantal individuen
Generatiewisseling is een systeem dat wordt gebruikt om een soort te laten groeien en in stand te houden, waarbij ongeslachtelijke voortplanting een belangrijke rol speelt. Van de voordelen kan men veilig het vermogen opmerken om de populatieomvang snel te vergroten wanneer milieuomstandigheden die gunstig zijn voor een bepaalde biologische soort zich voordoen. Behoud en versterking van het genetische fonds van de populatie door meervoudig klonen van reeds bestaande gencombinaties, wat de kans van een soort op deelname van deze combinaties aan verdere seksuele voortplanting aanzienlijk vergroot.
Afwisseling van fenotypes in verschillende koninkrijken
De afwisseling van generaties in algen hangt af van de temperatuurachtergrond, de chemische samenstelling van het water (vooral de zoutconcentratie erin), de duur van de dagelijkse lichtperiode, de intensiteit van de verlichting en de wisseling van seizoenen. Al deze factoren reguleren de productie van bepaalde voortplantingscellen. Sommige planten produceren sporen, de basis van aseksueelvoortplanting en worden sporofyten genoemd. Planten die gameten produceren voor seksuele reproductie (een geslachtscel met een enkele set chromosomen in de kern) voor reproductie worden gametofyten genoemd. Er zijn algen die beide soorten kiemcellen produceren (gameten en sporen), en dienovereenkomstig worden ze gametosporofyten genoemd. Algen van al deze typen kunnen zowel morfologisch als biologisch van elkaar verschillen. Dus de rode alg Porphyra Tenera in de vorm van een sporofyt ziet eruit als draden die zich in één rij vertakken en doordringen in het substraat, dat kalkhoudende rotsen of weekdierschelpen kan zijn.
Sporofyten van deze soort leven op grote diepten, geven de voorkeur aan weinig licht. Individuen die betrokken zijn bij de productie van cellen voor seksuele voortplanting (gametofyten) leven in de vorm van platen in de eb- en vloedzone op ondiepe diepten onder intense verlichting. Rode algen, die beter georganiseerd zijn, vertonen de meest diverse en meest complexe ontwikkelingscycli, waarin er een verandering is in verschillende vormen van bestaan van organismen van dezelfde soort tijdens de levenscyclus - heteromorfe ontwikkeling.
Wie wordt gekenmerkt door reproductie via gametosporofyten
Gametosporofyten zijn typerend voor veel soorten groene, bruine en rode algen. De afwisseling van generaties wordt daarin waargenomen bij de productie van voortplantingscellen van beide typen: sporen en gameten, die op verschillende tijdstippen voorkomen en als gevolg van veranderingen in omgevingsomstandigheden. Consistentie tussen manifestaties van eigenschappen in het fenotype en de overeenkomstigeveranderingen in de omgeving - de belangrijkste evolutionaire factor die zorgt voor een drijvende vorm van selectie.
Generatiewisseling bij planten en dieren: wat zijn de overeenkomsten tussen twee verschillende koninkrijken
Classificatie, die de levende wereld in 4 koninkrijken verdeelt, vereenvoudigt de perceptie van biologische wetenschap in de vroege stadia van haar studie aanzienlijk. Bij een meer verdiepingscursus wordt echter duidelijk dat er in de bestaande indeling veel tussenliggende gevallen zijn. Zo is de afwisseling van generaties in coelenteraten van bijzonder belang. In de levenscyclus zien generaties van seksuele en ongeslachtelijke voortplanting er anders uit, leiden ze een radicaal andere levensstijl, leven ze op andere plekken en eten ze anders. Bij metagenese is er een afwisseling van levensvormen: poliepen en kwallen. Poliepen die aan het substraat zijn bevestigd, leiden een sedentaire levensstijl. Poliepen worden gekenmerkt door ongeslachtelijke voortplanting door het ontluiken van nieuwe dochters uit het organisme van de moeder, identiek in genetische samenstelling, die ook hun leven doorbrengen in de vorm van poliepen. Voeding wordt uitgevoerd door watermassa's te filteren, met de stroom waarvan microscopisch kleine organische deeltjes worden gebracht, die als voedsel voor het lichaam dienen.
Polyps kan enorme gemeenschappen organiseren. Evenzo creëert de afwisseling van generaties in coelenteraten lange tijd koloniale vormen van poliepen in de vorm van koraalriffen. Wanneer zich bepaalde omstandigheden voordoen, die voor elke soort individueel zijn (verandering in temperatuur, tijd)jaar, veranderingen in onderwaterstromingen, de stand van de maan, de tijd van migraties, enz.), poliepen knop kleine kwallen. Kwallen zijn mobiel, verplaatsen zich gemakkelijk in de waterkolom en zijn roofdieren in de manier waarop ze zich voeden. Opgroeiend tot de leeftijd van seksuele bereidheid, zetten kwallen de ontwikkelingscyclus van de soort voort door seksuele reproductie. Beweeglijke larven ontwikkelen zich uit bevruchte cellen, die naar de bodem zakken, zich hechten aan het substraat, hun mobiliteit verliezen en uitgroeien tot een poliep. Afwisseling van generaties is een levenscyclus die een soort ondergaat die steevast sluit en terugkeert naar zijn oorspronkelijke stadium, maar met een andere set chromosomen en dus met verschillende karakters.
Mossen planten zich ook seksueel voort
Afwisseling van generaties wordt waargenomen bij hogere planten, waaronder mossen. Kenmerkend voor de levenscyclus van deze plantenafdeling is het feit dat de dominante levensvorm de gametofyt is in de vorm van een groene vaste plant met bladachtige uitgroeiingen en rhizoïden, die we waarnemen. De afwisseling van generaties in mossen wordt verzorgd door de sporofyt, een aseksueel stadium van de ontwikkelingscyclus, weergegeven door een kleine doos op een stengel met sporen, verbonden met de gametofyt door de voeten, waardoor de fysiologische toevoer van sporen plaatsvindt. De sporofyt heeft een korte levensduur en kan niet vanzelf wortel schieten. Droogt uit na rijping en uitslag van sporen.
Waarom in de biologie 1+1=3
Met het bovenstaande kunnen we concluderen dat beide reproductiemethoden hun eigen evolutionaire betekenis hebben. De afwisseling van generaties is een proceszorgen voor de consolidatie van de noodzakelijke eigenschappen en de verwerping van onnodige eigenschappen, gemanifesteerd in het fenotype, als gevolg van natuurlijke selectie. Alleen in het geval van ongeslachtelijke voortplanting zullen spontane mutaties worden "onderworpen aan het oordeel" van natuurlijke selectie, en in het geval van seksuele voortplanting zullen, naast mutaties, de tekenen van beide ouderlijke individuen in het fenotype verschijnen.
Waarom in de evolutionaire biologie, als we het hebben over seksuele voortplanting, is de som van twee eenheden niet gelijk aan twee (1+1≠2)? Omdat het kind door de bevruchting een set genen krijgt die niet identiek zijn aan een ouder. Een individu zal geen moederlijk of vaderlijk gen dragen, maar zal zich ontwikkelen op basis van de informatie die van de ouders kwam. Ze zal de drager zijn van het derde, unieke en onnavolgbare genotype, dus biologen lossen het wiskundige voorbeeld iets anders op. Dit is wat zorgt voor de afwisseling van generaties bij planten en zoogdieren, waarbij het bij elke nieuwe wedergeboorte van het genetische materiaal complexer, eleganter en perfecter wordt!
