reproduksi aseksual didefinisikan sebagai perkalian dari yang mampu individu menyebabkan benih tanpa pembuahan. Dengan demikian, organisme anak terdiri dari klon orang tua.
Keturunan dari peristiwa reproduksi aseksual dianggap salinan identik dari orang tua mereka. Namun, harus diingat bahwa salinan materi genetik dapat mengalami perubahan yang disebut “mutasi”.
Sumber: pixabay.com
Reproduksi aseksual dominan pada organisme bersel tunggal, seperti bakteri dan protista . Dalam kebanyakan kasus, satu sel punca menghasilkan dua sel anak, dalam peristiwa yang disebut pembelahan biner .
Meskipun hewan biasanya dikaitkan dengan reproduksi seksual dan tumbuhan dengan reproduksi aseksual, itu adalah hubungan yang salah dan di kedua garis keturunan kita menemukan dua caral dasar reproduksi.
Ada mekanisme yang berbeda dimana suatu organisme dapat bereproduksi secara aseksual. Pada hewan, tipe utama adalah fragmentasi, tunas, dan partenogenesis.
Dalam kasus tanaman, reproduksi aseksual ditandai dengan sangat bervariasi, karena organisme ini memiliki plastisitas yang besar. Mereka dapat berkembang biak, dengan stek, rimpang, stek dan bahkan dengan bagian daun dan akar.
Reproduksi aseksual memiliki sejumlah keuntungan. Ini cepat dan efisien, memungkinkan kolonisasi lingkungan dalam waktu yang relatif singkat. Plus, Anda tidak perlu menghabiskan waktu dan energi untuk memperebutkan pasangan seksual atau tarian pacaran yang rumit dan rumit.
Namun, kelemahan utamanya adalah kurangnya variabilitas genetik, yang merupakan kondisi sine qua non untuk mekanisme yang bertanggung jawab atas evolusi biologis untuk bertindak.
Kurangnya variabilitas pada suatu spesies dapat menyebabkan kepunahannya jika mereka harus menghadapi kondisi yang tidak menguntungkan, baik itu hama atau iklim ekstrim. Oleh karena itu, reproduksi aseksual dipahami sebagai adaptasi alternatif dalam menanggapi kondisi yang menuntut populasi yang seragam.
Indeks artikel
Karakteristik umum
Reproduksi seksual terjadi ketika seorang individu menghasilkan organisme baru dari struktur somatik. Keturunannya secara genetik identik dengan orang tua dalam semua aspek genom, kecuali di daerah yang telah mengalami mutasi somatik.
Istilah yang berbeda digunakan untuk merujuk pada produksi individu baru mulai dari jaringan atau sel somatik. Dalam literatur , reproduksi seksual identik dengan reproduksi klon.
Untuk hewan, istilah reproduksi agammetik (dari bahasa Inggris reproduksi agametik ) biasanya digunakan , sedangkan pada tumbuhan umum digunakan istilah reproduksi vegetatif.
Sejumlah besar organisme bereproduksi sepanjang hidup mereka melalui reproduksi seksual. Tergantung pada kelompok dan kondisi lingkungan, organisme dapat bereproduksi secara eksklusif secara aseksual atau bergantian dengan peristiwa reproduksi seksual.
Reproduksi aseksual pada hewan (jenis)
Pada hewan, keturunan dapat berasal dari satu orang tua melalui pembelahan mitosis (reproduksi aseksual) atau dapat terjadi melalui pembuahan dua gamet dari dua individu yang berbeda (reproduksi seksual).
Berbagai kelompok hewan dapat bereproduksi secara aseksual, terutama kelompok invertebrata . Jenis reproduksi aseksual yang paling penting pada hewan adalah sebagai berikut:
Hal berkuntum
Budding terdiri dari pembentukan tonjolan atau evakuasi dari individu orang tua. Struktur ini disebut kuning telur dan akan memunculkan organisme baru.
Proses ini terjadi pada cnidaria tertentu (ubur-ubur dan sejenisnya) dan tunicates di mana keturunannya dapat dihasilkan dengan tonjolan pada tubuh orang tua. Individu dapat tumbuh dan menjadi mandiri atau tetap melekat pada induknya untuk membentuk koloni.
Ada koloni cnidaria, karang berbatu yang terkenal, yang dapat memanjang lebih dari satu meter. Struktur ini terdiri dari individu-individu yang dibentuk oleh peristiwa tunas, yang gemmulesnya tetap terhubung. Hydras dikenal karena kemampuannya untuk bereproduksi secara aseksual dengan tunas.
Dalam kasus porifers (spons) tunas adalah cara yang cukup umum untuk bereproduksi. Spons dapat membentuk permata untuk menahan saat kondisi lingkungan yang tidak menguntungkan. Namun, spons juga menunjukkan reproduksi seksual.
Fragmentasi
Hewan dapat membagi tubuh mereka dalam proses fragmentasi, di mana sepotong dapat memunculkan individu baru. Proses ini disertai dengan regenerasi, di mana sel-sel dari bagian induk asli membelah untuk menghasilkan tubuh yang lengkap.
Fenomena ini terjadi pada garis keturunan yang berbeda dari invertebrata, seperti spons, cnidaria, annelida, polychaetes dan tunicates.
Proses regenerasi per se tidak harus bingung dengan peristiwa reproduksi aseksual. Misalnya, spons ketika kehilangan salah satu lengannya, dapat meregenerasi yang baru. Namun, itu tidak berarti reproduksi karena tidak mengarah pada peningkatan jumlah individu.
Pada bintang laut dari genus Linckia ada kemungkinan bahwa individu baru berasal dari satu lengan. Dengan demikian, organisme dengan lima lengan dapat memunculkan lima individu baru.
Planaria (Turbellaria) adalah organisme berbentuk cacing dengan kemampuan untuk bereproduksi secara seksual dan aseksual. Pengalaman umum di laboratorium biologi adalah memecah planaria untuk mengamati bagaimana organisme baru beregenerasi dari masing-masing bagian.
Partenogenesis pada invertebrata
Pada beberapa kelompok invertebrata, seperti serangga dan krustasea, ovum mampu mengembangkan individu yang lengkap, tanpa perlu dibuahi oleh sperma. Fenomena ini disebut partenogenesis dan tersebar luas pada hewan.
Contoh paling jelas adalah Hymenopterans, khususnya lebah. Serangga ini dapat memunculkan jantan, yang disebut drone, melalui partenogenesis. Karena individu berasal dari telur yang tidak dibuahi, mereka haploid (mereka hanya memiliki setengah beban genetik).
Kutu daun – kelompok serangga lain – dapat memunculkan individu baru melalui proses partenogenesis atau dengan reproduksi seksual.
Di krustasea Daphnia betina menghasilkan berbagai jenis telur tergantung pada kondisi lingkungan. Telur dapat dibuahi dan menimbulkan individu diploid atau berkembang dengan partenogenesis. Kasus pertama dikaitkan dengan kondisi lingkungan yang tidak menguntungkan, sedangkan partenogenesis terjadi di lingkungan yang makmur
Di laboratorium, partenogenesis dapat diinduksi oleh aplikasi bahan kimia atau rangsangan fisik. Pada echinodermata dan amfibi tertentu, proses ini telah berhasil dilakukan dan disebut partenogenesis eksperimental. Demikian pula, ada bakteri dari genus Wolbachia yang mampu menginduksi proses tersebut.
Partenogenesis pada vertebrata
Fenomena partenogenesis meluas ke garis keturunan vertebrata . Dalam berbagai genera ikan, amfibi, dan reptil, bentuk yang lebih kompleks dari proses ini terjadi, yang melibatkan duplikasi set kromosom, yang mengarah ke zigot diploid tanpa partisipasi gamet jantan.
Sekitar 15 spesies kadal dikenal karena kemampuannya yang unik untuk bereproduksi melalui partenogenesis.
Meskipun reptil ini tidak secara langsung membutuhkan pasangan untuk hamil (pada kenyataannya, spesies ini tidak memiliki jantan), mereka membutuhkan rangsangan seksual dari persetubuhan palsu dan sesi pacaran dengan individu lain.
Androgenesis dan Ginogenesis
Dalam proses androgenesis, nukleus dari oosit berdegenerasi dan digantikan oleh nukleus dari ayah melalui fusi nuklir dari dua sperma. Meskipun terjadi pada beberapa spesies hewan, seperti serangga tongkat misalnya, itu tidak dianggap sebagai proses yang umum di kingdom itu.
Di sisi lain, ginogenesis terdiri dari produksi organisme baru oleh oosit diploid (sel kelamin wanita) yang tidak mengalami pembelahan materi genetik mereka melalui meiosis.
Ingatlah bahwa sel kelamin kita hanya memiliki setengah dari kromosom dan ketika pembuahan terjadi, jumlah kromosom dikembalikan.
Agar ginogenesis terjadi, diperlukan stimulasi dari sperma pria. Produk keturunan dari ginogenesis adalah betina yang identik dengan ibu mereka. Jalur ini juga dikenal sebagai pseudogami.
Reproduksi aseksual pada tumbuhan (jenis)
Pada tumbuhan ada spektrum yang luas dari cara reproduksi. Mereka adalah organisme yang sangat plastis dan tidak jarang menemukan tanaman yang dapat bereproduksi secara seksual dan aseksual.
Namun, banyak spesies ditemukan lebih memilih jalur reproduksi aseksual, meskipun nenek moyang mereka melakukannya secara seksual.
Dalam kasus reproduksi aseksual, tanaman dapat menghasilkan keturunan dengan cara yang berbeda, dari pengembangan sel telur yang tidak dibuahi hingga diperolehnya organisme lengkap oleh fragmen induknya.
Seperti dalam kasus hewan, reproduksi seksual terjadi melalui peristiwa pembelahan sel secara mitosis , yang menghasilkan sel yang identik. Di bawah ini kita akan membahas jenis perbanyakan vegetatif yang paling relevan:
Stolon
Beberapa tanaman dapat berkembang biak dengan batang tipis memanjang yang berasal dari permukaan tanah. Struktur ini dikenal sebagai stolon dan menghasilkan akar pada interval spasi. Akar dapat menghasilkan batang tegak yang berkembang menjadi individu mandiri dari waktu ke waktu.
Contoh yang luar biasa adalah spesies stroberi atau stroberi ( Fragaria ananassa ) yang mampu menghasilkan berbagai struktur, termasuk daun, akar dan batang dari setiap simpul stolon.
Rimpang
Baik di stolon maupun rimpang, tunas ketiak tanaman dapat menghasilkan tunas khusus untuk reproduksi aseksual. Tanaman induk merupakan sumber cadangan untuk tunas.
Rimpang adalah batang yang tumbuh tanpa batas yang tumbuh di bawah tanah – atau di atas – secara horizontal. Seperti stolon, mereka menghasilkan akar adventif, yang akan menghasilkan tanaman baru yang identik dengan induknya.
Jenis reproduksi vegetatif ini penting dalam kelompok rumput (di mana rimpang mengarah pada pembentukan tunas yang menimbulkan batang dengan daun dan bunga), tanaman keras hias, padang rumput, alang-alang dan bambu.
Potongan
Stek adalah potongan atau potongan batang dari mana tanaman baru berasal. Agar peristiwa ini terjadi, batang harus dikubur di tanah untuk menghindari kekeringan dan dapat diobati dengan hormon yang merangsang pertumbuhan akar adventif.
Dalam kasus lain, potongan batang ditempatkan dalam air untuk merangsang pembentukan akar. Setelah dipindahkan ke lingkungan yang sesuai, individu baru dapat berkembang.
Cangkok
Tumbuhan dapat berkembang biak dengan cara memasukkan tunas ke dalam lekukan yang telah dibuat sebelumnya pada batang tumbuhan berkayu yang memiliki akar.
Ketika prosedur berhasil, luka ditutup, dan batangnya dapat hidup. Bahasa sehari-hari dikatakan bahwa tanaman “tertangkap”.
Daun dan akar
Ada beberapa spesies di daun yang dapat digunakan sebagai struktur untuk reproduksi vegetatif. Spesies yang dikenal sebagai “tanaman bersalin” ( Kalanchoe daigremontiana ) ini dapat menghasilkan tanaman yang terpisah dari jaringan meristematik yang terletak di tepi daunnya.
Tumbuhan kecil ini tumbuh menempel pada daun, hingga cukup dewasa untuk berpisah dari induknya. Ketika tanaman putri jatuh ke tanah, ia berakar.
Dalam ceri, apel, dan raspberry, reproduksi dapat terjadi melalui akar. Struktur bawah tanah ini menghasilkan tunas yang mampu menghasilkan individu baru.
Ada kasus ekstrim seperti dandelion. Jika seseorang mencoba mencabut tanaman dari tanah dan memecah akarnya, masing-masing potongan dapat memunculkan tanaman baru.
Sporulasi
Sporulasi terjadi pada berbagai organisme tumbuhan, termasuk lumut dan pakis. Proses ini terdiri dari pembentukan sejumlah besar spora yang mampu menahan kondisi lingkungan yang merugikan.
Spora merupakan unsur kecil yang mudah tersebar, baik oleh hewan maupun oleh angin. Ketika mereka mencapai zona yang sesuai, spora berkembang menjadi individu yang sama dengan yang berasal.
Propagul
Propagul adalah akumulasi sel, khas lumut dan pakis tetapi juga ditemukan pada tumbuhan tingkat tinggi tertentu seperti umbi dan rumput. Struktur ini berasal dari thallus, dan merupakan tunas kecil dengan kemampuan untuk menyebar.
Partenogenesis dan apomiksis
Dalam botani juga sering digunakan istilah partenogenesis. Meskipun digunakan dalam arti yang lebih ketat untuk menggambarkan peristiwa “apomisis gametofit”. Dalam hal ini, sporofit (biji) diproduksi oleh sel bakal biji yang tidak mengalami reduksi.
Apoxymysis hadir di sekitar 400 spesies angiospermae, sementara tanaman lain dapat melakukannya secara fakultatif. Jadi, partenogenesis hanya menjelaskan sebagian dari reproduksi aseksual pada tumbuhan. Oleh karena itu, disarankan untuk menghindari penggunaan istilah untuk tanaman.
Beberapa penulis (lihat De Meeûs et al. 2007) cenderung membagi apomiksis dari reproduksi vegetatif. Selain itu, mereka mengklasifikasikan apomiksis sebagai gametofit yang telah dijelaskan, dan berasal dari sporofit, di mana embrio berkembang dari sel nuklir atau jaringan somatik ovarium lainnya yang tidak mengalami fase gametofit.
Keuntungan reproduksi aseksual pada tumbuhan
Secara umum, reproduksi aseksual memungkinkan tanaman untuk bereproduksi dalam salinan identik yang beradaptasi dengan baik dengan lingkungan tertentu.
Selanjutnya, reproduksi aseksual pada perak adalah mekanisme yang cepat dan efisien. Untuk alasan ini, digunakan sebagai strategi ketika organisme berada di daerah di mana lingkungan tidak terlalu cocok untuk reproduksi dengan biji.
Misalnya, tanaman yang terletak di lingkungan kering di Patagonia, seperti korion, berkembang biak dengan cara ini, dan menempati area tanah yang luas.
Di sisi lain, petani telah memanfaatkan jenis perbanyakan ini. Mereka dapat memilih varietas dan mereproduksinya secara aseksual untuk mendapatkan klon. Dengan demikian, mereka akan memperoleh keseragaman genetik dan memungkinkan mereka untuk mempertahankan beberapa karakteristik yang diinginkan.
Reproduksi aseksual pada mikroorganisme (jenis)
Reproduksi aseksual sangat umum pada organisme bersel tunggal. Dalam garis keturunan prokariotik, misalnya bakteri, yang paling menonjol adalah pembelahan biner, tunas, fragmentasi dan pembelahan ganda. Di sisi lain, pada organisme eukariotik uniseluler ada pembelahan biner dan sporulasi.
Pembelahan biner pada bakteri
Pembelahan biner adalah proses pembelahan materi genetik, diikuti dengan pembagian bagian dalam sel secara merata untuk mendapatkan dua organisme yang identik dengan induknya dan identik satu sama lain.
Pembelahan biner dimulai ketika bakteri berada di lingkungan di mana ada cukup nutrisi dan lingkungan yang kondusif untuk reproduksi. Sel kemudian mengalami sedikit pemanjangan.
Kemudian, replikasi materi genetik dimulai. Pada bakteri, DNA diatur pada kromosom melingkar dan tidak dibatasi oleh membran, seperti nukleus yang mencolok dan khas pada eukariota .
Pada periode pembelahan, materi genetik didistribusikan ke sisi yang berlawanan dari sel yang membelah. Pada titik ini, sintesis polisakarida yang membentuk dinding bakteri dimulai, kemudian pembentukan septum terjadi di tengah, dan sel akhirnya terpisah sepenuhnya.
Dalam beberapa kasus, bakteri dapat mulai membelah dan menggandakan materi genetiknya. Namun, sel tidak pernah terpisah. Contohnya adalah pengelompokan kokus, seperti diplokokus.
Pembelahan biner pada eukariota
Pada eukariota uniseluler, seperti Trypanosoma misalnya, jenis reproduksi serupa terjadi: satu sel menghasilkan dua sel anak dengan ukuran yang sama.
Karena adanya inti sel sejati, proses ini menjadi lebih kompleks dan rumit. Proses mitosis harus terjadi agar nukleus membelah, diikuti oleh sitokinesis yang terdiri dari pembelahan sitoplasma .
Pembelahan ganda
Meskipun pembelahan biner adalah modalitas reproduksi yang paling umum, beberapa spesies, seperti Bdellovibrio , mampu mengalami pembelahan ganda. Hasil dari proses ini adalah beberapa sel anak, dan tidak lagi dua, seperti yang disebutkan dalam pembelahan biner.
Hal berkuntum
Ini adalah proses yang mirip dengan yang disebutkan untuk hewan, tetapi diekstrapolasi ke satu sel. Tunas bakteri dimulai dengan tunas kecil yang berbeda dari sel induk. Tonjolan ini mengalami proses pertumbuhan hingga berangsur-angsur terpisah dari bakteri pencetusnya.
Tunas menghasilkan distribusi materi yang terkandung di dalam sel tidak merata.
Fragmentasi
Umumnya, bakteri tipe berfilamen (misalnya Nicardia sp.) Dapat berkembang biak melalui jalur ini. Sel-sel filamen terlepas dan mulai tumbuh sebagai sel baru.
Sporulasi
Sporulasi terdiri dari produksi struktur yang disebut spora. Ini adalah struktur yang sangat tahan yang terdiri dari sel.
Proses ini terkait dengan kondisi lingkungan yang mengelilingi organisme, umumnya ketika ini menjadi tidak menguntungkan karena kurangnya nutrisi atau iklim ekstrim, sporulasi dipicu.
Perbedaan reproduksi seksual dan aseksual
Pada individu yang bereproduksi secara aseksual, keturunannya terdiri dari salinan yang hampir identik dari orang tua mereka, yaitu klon. Genom satu-satunya orang tua disalin oleh pembelahan sel mitosis, di mana DNA disalin dan ditransmisikan dalam bagian yang sama ke dua sel anak.
Sebaliknya, agar reproduksi seksual terjadi, dua individu dari lawan jenis harus berpartisipasi, kecuali hermaprodit.
Masing-masing orang tua akan membawa gamet atau sel kelamin yang dihasilkan oleh peristiwa meiosis. Keturunan terdiri dari kombinasi unik antara kedua orang tua. Dengan kata lain, ada variasi genetik yang luar biasa.
Untuk memahami tingkat variasi yang tinggi dalam reproduksi seksual, kita harus fokus pada kromosom selama pembelahan. Struktur ini mampu bertukar fragmen satu sama lain, yang mengarah ke kombinasi unik. Oleh karena itu, ketika kita mengamati saudara kandung dari orang tua yang sama, mereka tidak identik satu sama lain.
Keuntungan reproduksi aseksual versus seksual
Reproduksi aseksual memiliki beberapa keunggulan dibandingkan reproduksi seksual. Pertama, waktu dan tenaga tidak terbuang percuma dalam tarian pacaran yang rumit atau adu domba khas betina dari beberapa spesies, karena hanya dibutuhkan satu induk.
Kedua, banyak individu yang bereproduksi secara seksual menghabiskan banyak energi dalam produksi gamet yang tidak pernah dibuahi. Ini memungkinkan Anda untuk menjajah lingkungan baru dengan cepat dan efisien tanpa perlu mencari pasangan.
Secara teoritis, caral reproduksi aseksual yang disebutkan di atas memberikan lebih banyak keuntungan – dibandingkan dengan seksual – bagi individu yang hidup di lingkungan yang stabil, karena mereka dapat melanggengkan genotipe mereka dengan cara yang tepat.
Referensi
- Campbell, NA (2001). Biologi: Konsep dan hubungan . Pendidikan Pearson.
- Curtis, H., & Schnek, A. (2006). Undangan Biologi . Ed. Medis Panamerika.
- De Meeûs, T., Prugnolle, F., & Agnew, P. (2007). Reproduksi aseksual: genetika dan aspek evolusi. Ilmu Hayati Seluler dan Molekuler , 64 (11), 1355-1372.
- Engelkirk, PG, Duben-Engelkirk, JL, & Burton, GRW (2011). Mikrobiologi Burton untuk ilmu kesehatan . Lippincott Williams & Wilkins.
- Patil, U., Kulkarni, JS, & Chincholkar, SB (2008). Dasar dalam Mikrobiologi. Nirali Prakashan, Pune .
- Raven, PH, Evert, RF, & Eichhorn, SE (1992). Biologi tumbuhan (Vol. 2). saya terbalik.
- Tabata, J., Ichiki, RT, Tanaka, H., & Kageyama, D. (2016). Reproduksi Seksual versus Aseksual: Hasil Berbeda dalam Kelimpahan Relatif Kutu Putih Partenogenetik setelah Kolonisasi Terbaru. PLoS SATU , 11 (6), e0156587.
- Yuan, Z. (2018). Konversi Energi Mikroba. Walter de Gruyter GmbH & Co KG.