§34. Arten der Fortpflanzung von Organismen

Fortpflanzung ist die Fähigkeit aller Organismen, ihresgleichen zu reproduzieren, was die Kontinuität und Akzeptanz des Lebens gewährleistet. Die wichtigsten Reproduktionsmethoden werden vorgestellt:

Die asexuelle Fortpflanzung basiert auf der Zellteilung durch Mitose, bei der aus jeder Mutterzelle (Organismus) zwei gleich große Tochterzellen (zwei Organismen) entstehen. Die biologische Rolle der asexuellen Fortpflanzung ist die Entstehung von Organismen, die hinsichtlich des Inhalts des Erbmaterials sowie der anatomischen und physiologischen Eigenschaften (biologische Kopien) mit den Eltern identisch sind.

Dabei werden unterschieden: Methoden der asexuellen Fortpflanzung: Teilung, Knospung, Fragmentierung, Polyembryonie, Sporulation, vegetative Vermehrung.

Aufteilung- eine für einzellige Organismen charakteristische Methode der asexuellen Fortpflanzung, bei der die Mutter in zwei oder mehr Tochterzellen geteilt wird. Wir können unterscheiden: a) einfache binäre Spaltung (Prokaryoten), b) mitotische binäre Spaltung (Protozoen, einzellige Algen), c) mehrfache Spaltung oder Schizogonie (Malaria-Plasmodium, Trypanosomen). Bei der Teilung des Parameciums (1) wird der Mikrokern durch Mitose, der Makrokern durch Amitose geteilt. Bei der Schizogonie (2) wird der Zellkern zunächst wiederholt durch Mitose geteilt, dann wird jeder der Tochterkerne von Zytoplasma umgeben und es bilden sich mehrere unabhängige Organismen.

Knospung- eine Methode der ungeschlechtlichen Fortpflanzung, bei der neue Individuen in Form von Auswüchsen am Körper des Elterntiers gebildet werden (3). Tochtertiere können sich von der Mutter trennen und zu einem unabhängigen Lebensstil übergehen (Hydra, Hefe) oder mit ihr verbunden bleiben und in diesem Fall Kolonien bilden (Korallenpolypen).

Zersplitterung(4) - eine Methode der asexuellen Fortpflanzung, bei der aus Fragmenten (Teilen), in die das mütterliche Individuum zerfällt (Anneli, Seestern, Spirogyra, Elodea), neue Individuen gebildet werden. Die Fragmentierung basiert auf der Fähigkeit von Organismen, sich zu regenerieren.

Polyembryonie- eine Methode der ungeschlechtlichen Fortpflanzung, bei der aus Fragmenten (Teilen), in die der Embryo zerfällt, neue Individuen gebildet werden (eineiige Zwillinge).

Vegetative Vermehrung- eine Methode der asexuellen Fortpflanzung, bei der neue Individuen entweder aus Teilen des vegetativen Körpers des Mutterindividuums oder aus speziellen Strukturen (Rhizom, Knolle usw.) gebildet werden, die speziell für diese Form der Fortpflanzung entwickelt wurden. Die vegetative Vermehrung ist typisch für viele Pflanzengruppen und wird im Gartenbau, im Gemüseanbau und in der Pflanzenzüchtung eingesetzt (künstliche vegetative Vermehrung).

Sporulation(6) – Fortpflanzung durch Sporen. Kontroverse- spezialisierte Zellen, bei den meisten Arten werden sie in speziellen Organen gebildet - Sporangien. Bei höheren Pflanzen geht der Sporenbildung eine Meiose voraus.

Klonen- eine Reihe von Methoden, mit denen Menschen genetisch identische Kopien von Zellen oder Individuen erhalten. Klon- eine Ansammlung von Zellen oder Individuen, die durch ungeschlechtliche Fortpflanzung von einem gemeinsamen Vorfahren abstammen. Die Grundlage für die Gewinnung eines Klons ist die Mitose (bei Bakterien einfache Teilung).

Bei der sexuellen Fortpflanzung in Prokaryoten tauschen zwei Zellen Erbinformationen aus, indem ein DNA-Molekül entlang einer zytoplasmatischen Brücke von einer Zelle zur anderen gelangt.

Eine wichtige Eigenschaft aller Organismen ist die Fortpflanzung, die den Erhalt des Lebens gewährleistet.

Eine Fortpflanzung ohne Beteiligung von Fortpflanzungszellen wird als asexuelle Fortpflanzung bezeichnet.

Asexuelle Reproduktion

Die asexuelle Fortpflanzung zeichnet sich dadurch aus, dass die Tochterzellen hinsichtlich des Inhalts der Erbinformationen sowie morphologischer, anatomischer und physiologischer Merkmale völlig identisch mit den Elternzellen sind. Die ungeschlechtliche Fortpflanzung erfolgt mit Hilfe einzelner (asexueller) Zellen (verschiedene Teilungsmethoden, Sporulation), aus denen Tochterzellen gebildet werden oder sich mehrzellige Organismen entwickeln.

Die vegetative Vermehrung wird durch die Trennung mehrzelliger Abschnitte vom vielzelligen Mutterorganismus gewährleistet (Wurzel, Blatt, Spross, Stecklinge, Schichten sowie modifizierte unterirdische Triebe – Knollen, Zwiebeln, Rhizome bei Pflanzen und Körperteilen, „Knospen“ bei Tieren). .

Die biologische Bedeutung der asexuellen und vegetativen Fortpflanzung besteht darin, dass die Artenzahl in kurzer Zeit deutlich erhöht werden kann.

Sexuelle Fortpflanzung

Die sexuelle Fortpflanzung ist durch den Austausch genetischer Informationen zwischen Weibchen und Männchen durch spezielle haploide Geschlechtszellen – Gameten – gekennzeichnet.

Gametogenese ist der Prozess der Bildung von Gameten.

Sexuelle Fortpflanzung gibt es bei fast allen Pflanzen und Tieren. Reife hochspezialisierte Keimzellen – Gameten: Weibchen – Eier, Männchen – Spermien – bei der Verschmelzung bilden sie eine Zygote, aus der sich ein neuer Tochterorganismus entwickelt. Bei Erreichen der Geschlechtsreife produziert der neue Organismus wiederum Gameten, aus denen spätere Nachkommen hervorgehen. Auf diese Weise wird die Kontinuität der Generationen verwirklicht.

Gameten werden aus diploiden Zellen durch eine besondere Art der Zellteilung – Meiose – gebildet.

Der Prozess der Meiose besteht aus zwei aufeinanderfolgenden Abschnitten – Meiose und Meiose.

Fortschritt der Meiose

Phasen	Prozesse
Erste meiotische Teilung
	Paarung homologer Chromosomen (eines davon ist mütterlicherseits, das andere ist väterlicherseits). Bildung des Divisionsapparates. Chromosomensatz n
	Anordnung homologer Chromosomen entlang des Äquators, n Chromosomen
	Trennung von Chromosomenpaaren (bestehend aus zwei Chromatiden) und deren Bewegung zu den Polen
	Bildung von Tochterzellen Chromosomensatz n
Zweite meiotische Abteilung
In der Telophase I entstehende Tochterzellen durchlaufen eine mitotische Teilung
	Zentromere teilen sich, die Chromatiden der Chromosomen beider Tochterzellen wandern zu den Polen. Chromosomensatz n
	Bildung von vier haploiden Kernen oder Zellen (Sporenbildung bei Moosen und Farnen)

Das Hauptmerkmal der Meiose ist die Verringerung der Chromosomenzahl um das Zweifache.

Beim Vergleich von Mitose und Meiose können wir die folgenden Gemeinsamkeiten und Unterschiede feststellen:

Vergleichende Merkmale von Mitose und Meiose

Ähnlichkeiten und Unterschiede	Mitose	Meiose
Ähnlichkeiten	Haben die gleichen Teilungsphasen Vor Mitose und Meiose kommt es zur Selbstverdopplung der Chromosomen, zur Spiralisierung und Verdoppelung der DNA-Moleküle
Unterschied	Eine Abteilung	Zwei abwechselnde Abteilungen
	In der Metaphase ordnen sich die Doppelchromosomen entlang des Äquators an	Entlang des Äquators reihen sich Paare homologer Chromosomen aneinander
	Keine Chromosomenkonjugation	Homologe Chromosomen konjugieren
	Zwischen den Teilungen werden DNA-Moleküle (Chromosomen) verdoppelt	Zwischen der 1. und 2. Teilung gibt es keine Interphase und Verdoppelung des DNA-Moleküls (Chromosomen)
	Es entstehen zwei Tochterzellen	Es entstehen 4 Zellen mit einem haploiden Chromosomensatz

Bei der Bildung von Keimzellen bei Tieren kommt es im letzten Stadium der Oogenese und Spermatogenese (Bildung weiblicher und männlicher Keimzellen) zu einer Abnahme der Chromosomenzahl.

Durch die Verschmelzung bilden die Gameten eine Zygote (befruchtete Eizelle), die das Zeug beider Elternteile trägt, wodurch die erbliche Variabilität der Nachkommen stark zunimmt. Dies ist der Vorteil der sexuellen Fortpflanzung gegenüber der asexuellen Fortpflanzung.

Arten der Reproduktion

Eine Art der sexuellen Fortpflanzung ist die Parthenogenese (von lat. „parthenos“ – Jungfrau + gr. „genesis“ – Geburt), bei der die Entwicklung eines neuen Organismus aus einer unbefruchteten Eizelle (bei Bienen) erfolgt. Konjugation – zwei Individuen kommen zusammen und tauschen Erbmaterial (Ciliaten) aus.

Kopulation ist die Verschmelzung zweier gleich großer Zellen zu einer (Kolonialgeißeln usw.)

Bei höheren Pflanzen erfolgt die Meiose nicht während der Gametenbildung, sondern in einem früheren Entwicklungsstadium – während der Sporenbildung (bei Angiospermen – während der Pollen- und Embryosackbildung).

Für Angiospermen ist der 1898 von S. G. Navashin entdeckte Prozess der Doppelbefruchtung typisch.

Die Besonderheit der Befruchtung bei Blütenpflanzen besteht im Gegensatz zu Tieren darin, dass nicht ein, sondern zwei Spermien beteiligt sind, weshalb man von einer Doppelbefruchtung spricht. Sein Wesen liegt darin, dass ein Spermium mit der Eizelle verschmilzt und das zweite mit der zentralen diploiden Zelle, aus der sich das Endosperm weiter entwickelt.

In der Natur ist die Fortpflanzung mit abwechselnden sexuellen und asexuellen Generationen bei Pflanzen und einigen Tieren (Coelenteraten) weit verbreitet. Diese Art der Reproduktion wird im ersten Teil des Handbuchs ausführlich beschrieben.

Wiedergabe(oder Selbstreproduktion) - die Bildung eines neuen, genetisch ähnlichen Organismus durch einen lebenden Organismus.

Reproduktion- eine Zunahme der Zahl der Individuen einer bestimmten Art aufgrund ihrer Fortpflanzung und der Gewährleistung der Kontinuität und Kontinuität des Lebens über mehrere Generationen hinweg.

Kontinuität bedeutet, dass bei der Fortpflanzung von Individuen die gesamte in der Elterngeneration enthaltene genetische Information auf die Tochtergeneration übertragen wird.

Kontinuität des Lebens bedeutet eine unbegrenzt lange Existenz von Arten und Populationen von Organismen, bedingt durch einen Generationswechsel.

Lebenszyklus- eine Reihe von Stadien und Phasen der Entwicklung eines Organismus vom Moment der Bildung der Zygote bis zum Beginn der Reife, gekennzeichnet durch die Fähigkeit, die nächste Generation hervorzubringen.

Arten von Lebenszyklen: einfach und komplex.

Einfacher Lebenszyklus wird vollständig im Laufe des Lebens eines Individuums durchgeführt und zeichnet sich durch die Erhaltung des allgemeinen Strukturplans des Organismus aus.

Komplexer Lebenszyklus kann sich im Wechsel sexueller und asexueller Generationen (bei Pflanzen) oder im Phänomen der Metamorphose (bei einigen Tieren) äußern.

Arten der Reproduktion: asexuell und sexuell.

Asexuelle Reproduktion

Asexuelle Reproduktion- Art der Reproduktion, bei der es sich um Reproduktion handelt ein Elternteil , und seine Nachkommen entwickeln sich aus einem nicht sexuell (somatische) Zelle oder Gruppe solcher Zellen des Mutterorganismus. Durch ungeschlechtliche Fortpflanzung entstehende Tochterorganismen werden Klone genannt.

❖ Merkmale der asexuellen Fortpflanzung:
■ Tochterorganismen haben einen mit dem Genotyp identischen Genotyp
Elternorganismus (sie werden Klone genannt)‘,
■ bringt eine große Anzahl von Nachkommen hervor;
■ erschwert die Evolution, da es Material zur Stabilisierung der natürlichen Selektion liefert.

Klon- genetisch homogene Nachkommen eines Individuums, die durch asexuelle Fortpflanzung entstanden sind (Klone werden auch als Zellen bezeichnet, die durch die mitotische Teilung einer Zelle entstehen)

Formen der ungeschlechtlichen Fortpflanzung einzelliger Organismen:
■ Zellteilung in zwei Teile(kommt in Bakterien und Protozoen vor – Amöben, Ciliaten, Euglena usw.);
■ Knospung- Zellteilung in ungleiche Teile ; eine kleinere Zellknospe aus einer größeren (kommt in Hefe und einigen Bakterien vor);
■ Mehrfachspaltung(Schizogonie) – wiederholte Teilung des Kerns der ursprünglichen Zelle, wonach diese Zelle in die entsprechende Anzahl mononukleärer Tochterzellen zerfällt (in Protozoen und einigen Algen zu finden);
■ Sporulation(Sporogonie) – Fortpflanzung durch Sporenbildung (in Algen, Bakterien, Protozoen – Sporozoen).

Spore- einzelliger Embryo, d.h. eine Zelle, die sich unter günstigen Bedingungen zu einem neuen Organismus entwickeln kann. Die Spore ist immer mit einer dichten Hülle bedeckt, die ihren inneren Inhalt vor ungünstigen äußeren Bedingungen schützt.

❖ Formen der ungeschlechtlichen Fortpflanzung in vielzelligen Organismen:
■ Sporulation(beobachtet in Moosen, Schachtelhalmen, Farnen);
■ Knospung- Fortpflanzung durch Bildung und anschließende Trennung von Knospen (bei Hydras, Schwämmen); Bei einigen Organismenarten (Korallenpolypen) trennen sich die Knospen nicht (es bilden sich Kolonien);
■ Strobilation(bei einigen Darmtieren zu finden): Teilung des oberen Teils des Polypen durch Querverengungen in Tochterindividuen (Strobili), die vom Elternteil getrennt sind;
■ vegetativ- Fortpflanzung durch Körperteile (Myzel bei Pilzen, Thallus bei Algen und Flechten);
■ vegetative Organe— Tochterorganismen wachsen aus einem Stängel (Johannisbeere), einem Rhizom (Weizengras), einer Knolle (Kartoffel), einer Zwiebel (Zwiebel) usw.; charakteristisch für Blütenpflanzen;
■ Zersplitterung- Fortpflanzung aus einzelnen Fragmenten des Mutterorganismus (in einigen Flach- und Ringelwürmern zu finden).

Knospe- eine Zellgruppe, die am Körper des Mutterorganismus einen Vorsprung bildet, aus dem sich der Tochterorganismus entwickelt.

Sexuelle Fortpflanzung

Sexuelle Fortpflanzung- Art der Reproduktion, bei der es sich um Reproduktion handelt zwei Eltern ; daraus entwickelt sich ein neuer Organismus Zygoten, entsteht durch die Verschmelzung männlicher und weiblicher Fortpflanzungszellen - Gameten.

Merkmale der sexuellen Fortpflanzung:
■ es zeichnet sich durch das Vorhandensein des sexuellen Prozesses aus;
■ gewährleistet den Austausch erblicher Informationen zwischen Individuen derselben Art;
■ schafft Bedingungen für die Entstehung erblicher Variabilität;
■ sorgt für vielfältigeren Nachwuchs;
■ erhöht die Fähigkeit von Organismen, sich an sich ständig ändernde Umweltbedingungen anzupassen;
■ schafft Bedingungen für natürliche Selektion und Evolution;
■ bringt eine kleine Anzahl von Nachkommen hervor;
■ charakteristisch für alle Eukaryoten,
■ kommt bei Tieren und höheren Pflanzen vor.

Sexueller Prozess- eine Reihe von Ereignissen, die den Austausch erblicher Informationen zwischen Individuen derselben Art sicherstellen und Bedingungen für die Entstehung erblicher Variabilität schaffen.

❖ Die Hauptformen des Sexualprozesses:
■ Konjugation,
■ Kopulation (Gametogamie).

Transformation und Transduktion werden auch bei Bakterien beobachtet.

Konjugation(charakteristisch für Ciliaten, einige Bakterien, Algen und Pilze) - der Befruchtungsprozess durch Austausch wandernder Kerne , die sich entlang der zwischen ihnen gebildeten zytoplasmatischen Brücke von der Zelle eines Individuums zur Zelle eines anderen bewegen.

Während der Konjugation erhöht sich die Zahl der Individuen nicht; Ihre Fortpflanzung erfolgt ungeschlechtlich (durch Zweiteilung).

Kopulation(oder Gametogamie ) ist der Prozess der Verschmelzung zweier geschlechtsverschiedener Zellen (Gameten) zu einer Zygote. In diesem Fall bilden zwei Gametenkerne einen Zygotenkern.

■ Kopulation wird auch genannt: der sexuelle Vorgang bei Tieren, die über Kopulationsorgane verfügen, und die Vereinigung während der sexuellen Fortpflanzung zweier Individuen, die keine Geschlechtsorgane haben (z. B. Regenwürmer).

❖ Formen der sexuellen Fortpflanzung:
■ ohne Düngung;
■ mit Düngung.

❖ Organe der sexuellen Fortpflanzung:
■ in niederen Pflanzen und vielen Pilzen - Gametangie;
■ bei Pflanzen mit höheren Sporen - Antheridien(männliche Organe) und Archegonie(weibliche Organe);
■ in Samenpflanzen - Pollenkörner(männliche Organe) und Embryosäcke(weibliche Organe);
■ bei Tieren - Gonaden (Gonaden): Hoden (bei Männern), Eierstöcke (bei Frauen);
■ fehlt in Schwämmen und Hohltieren; Gameten entstehen aus verschiedenen Körperzellen.

Düngung- der Prozess der Verschmelzung männlicher und weiblicher Fortpflanzungszellen (Gameten). Durch die Befruchtung entsteht eine Zygote.

Zygote - befruchtet diploid (2n1хр) Ei , die die erblichen Neigungen beider Elternteile tragen, d.h. eine Zelle, die durch die Verschmelzung von Gameten unterschiedlichen Geschlechts entsteht. Aus der Zygote entwickelt sich ein neuer Tochterorganismus; Manchmal (bei einigen Algen und Pilzen) wird die Zygote mit einer dichten Schale bedeckt und verwandelt sich in eine Zygospore.

Eizelle - Damen Keimzelle (meist kugelförmig, viel größer als Körperzellen, unbeweglich, enthält viele Nährstoffe in Form von Dotterkörnern und Eiweiß).

Sperma — Herren Keimzelle (eine kleine, sehr bewegliche Zelle, die sich mit Hilfe einer oder mehrerer Flagellen bewegt; kommt bei männlichen Tieren, einigen Pilzen und vielen Pflanzen vor, deren sexuelle Fortpflanzung durch das Vorhandensein einer aquatischen Umgebung gewährleistet ist). Besteht aus Kopf, Hals und Schwanz. Der Kopf enthält einen Kern mit einem haploiden Chromosomensatz (lnlxp), der Hals enthält Mitochondrien, die Energie für die Bewegung produzieren, und ein Zentriol, das für Vibrationen des Flagellums sorgt.

Sperma- ohne Flagellen Herren Keimzellen Angiospermen und Gymnospermen; über einen Pollenschlauch zum Ei transportiert.

❖ Gametogenese- der Prozess der Bildung und Entwicklung von Keimzellen.

■ Spermatogenese ist der Prozess der Bildung männlicher Keimzellen (männlicher Gameten); kommt in den Hoden vor.

■ Oogenese – der Prozess der Bildung von Eiern (weiblichen Gameten); kommt in den Eierstöcken vor.

❖ Stadien der Gametogenese:

■Reproduktion: Mitose primäre reproduktive diploide Zellen (Spermatogonie bei Männern und Oogonie bei Frauen), Gewebe der Samenkanälchen der Hoden (bei Männern) oder Eierstöcken (bei Frauen); Bei weiblichen Säugetieren wird dieses Stadium während der Embryonalentwicklung des Organismus realisiert, bei Männern ab dem Zeitpunkt der Pubertät des Individuums.

■ Höhe(in der Zwischenphase des Zellzyklus): eine Vergrößerung der Spermatogonien und Oogonien aufgrund einer Zunahme der Menge an Zytoplasma in ihnen; DNA-Replikation und Bildung des zweiten Chromatids; Bildung von Spermatozyten erster Ordnung aus Spermatogonien (bei Männern) und aus Oogonien (bei Frauen) - Eizellen erster Ordnung (2n2хр);

■ Reifung - meiotische Abteilung:

- das Ergebnis der ersten meiotischen Teilung: bei Männern - die Bildung von zwei Spermatozyten zweiter Ordnung (1n2хр) aus einem Spermatozyten erster Ordnung, bei Frauen - die Bildung einer Eizelle zweiter Ordnung (1n2хр) und einer sekundären (Reduktion) Körper aus einer Eizelle erster Ordnung;

- Ergebnis der zweiten meiotischen Teilung: Männer haben Bildung vier haploides Monochromatid Spermatide ( lnlxp), bei Frauen— ein haploides Einzelchromatid-Ei (lnlxp) und drei Sekundärkörperchen; Sekundärkörper sterben anschließend ab;

■ Formation: Spermatiden teilen sich nicht; Aus jedem von ihnen wird ein Spermium gebildet (dieses Stadium fehlt bei weiblichen Gameten).

❖Parthenogenese (oder jungfräuliche Fortpflanzung) - Entwicklung eines Organismus aus einer unbefruchteten Eizelle.

Arten der Parthenogenese(je nach Chromosomensatz im Ei):
■ haploid (Bienen, Ameisen usw.):
■ diploid (niedere Krebstiere, einige Eidechsen usw.).

Düngung

Der Befruchtung (siehe oben) geht die Befruchtung voraus. Die Befruchtung ist der Prozess, der das Zusammentreffen von Spermien und Eizellen gewährleistet.

Arten der Befruchtung:äußerlich (charakteristisch für Wasserbewohner; Spermien und Eier werden ins Wasser abgegeben, wo sie verschmelzen) und innerlich (erfolgt mit Hilfe von Kopulationsorganen; charakteristisch für Landbewohner).

Bei Säugetieren und Menschen erlangen Eizellen durch den Eisprung die Fähigkeit zur Befruchtung.

Ovulation- Austritt reifer Zellen bei Säugetieren in die Körperhöhle. Die Häufigkeit des Eisprungs wird durch das Nervensystem und Hormone des endokrinen Systems reguliert.

❖ Befruchtungsphasen:
■ Eindringen der Spermien in die Eizelle (in diesem Fall bildet sich in der Eizelle eine Befruchtungsmembran, die das Eindringen anderer Spermien in die Eizelle verhindert);
■ Kernfusion und Wiederherstellung des diploiden Chromosomensatzes;
■ Aktivierung der Zygotenentwicklung (Bildung einer Teilungsspindel, die die Teilung der Zygote anregt).

Das Konzept der Ontogenese

Ontogenese ist eine Reihe von Prozessen der individuellen Entwicklung eines Organismus vom Moment der Bildung der Zygote (Befruchtung der Eizelle) bis zum Ende des Lebens des Individuums.

❖ Perioden der Ontogenese:
■ embryonal- vom Moment der Bildung der Zygote bis zur Keimung der Samen (bei Pflanzen) oder der Geburt eines jungen Individuums (bei Tieren);
■ postembryonal- von der Samenkeimung (bei Pflanzen) bzw. der Geburt (bei Tieren) bis zum Tod des Organismus.

Fortpflanzung oder Fortpflanzung ist ein charakteristisches Merkmal aller lebenden Organismen. Es ist notwendig, seine eigene Art zu reproduzieren. Wenn wir die Fortpflanzung mit anderen lebenswichtigen Funktionen vergleichen, dann zielt sie nicht darauf ab, das Leben eines einzelnen Individuums zu erhalten, sondern auf die Verlängerung der gesamten Art und den Erhalt der Gene zukünftiger Nachkommen. Im Laufe der Evolution haben verschiedene Gruppen von Organismen unterschiedliche Strategien und Fortpflanzungsmethoden entwickelt, und die Tatsache, dass diese Lebewesen überlebt haben und heute gefunden werden, beweist die Wirksamkeit verschiedener Methoden zur Durchführung dieses Prozesses.

Die Biologie untersucht eine Vielzahl von Fortpflanzungsmethoden. Im Folgenden wird auf die asexuelle Fortpflanzung als eine der Hauptoptionen für die Fortpflanzung von Organismen eingegangen.

eine kurze Beschreibung von

Die ungeschlechtliche Fortpflanzung erfolgt ohne Bildung von Gameten oder Geschlechtszellen. Daran ist nur ein Organismus beteiligt. Die ungeschlechtliche Fortpflanzung von Organismen ist durch die Bildung identischer Nachkommen gekennzeichnet, während genetische Variabilität nur durch zufällige Mutationen möglich ist.

Identische Nachkommen, die aus derselben Nachkommenzelle stammen, werden üblicherweise als Klone bezeichnet. Die ungeschlechtliche Fortpflanzung ist für einzellige Organismen von grundlegender Bedeutung. In diesem Fall wird jedes Individuum in zwei Teile geteilt. Einige Protozoen (Foraminiferen) können sich jedoch in mehrere Zellen teilen. Die Einfachheit dieser Fortpflanzungsmethode hängt mit der Einfachheit der Organisation dieser Organismen zusammen, was ihnen die Möglichkeit gibt, ihre Zahl recht schnell zu erhöhen. Unter ausreichend günstigen Bedingungen kann sich beispielsweise die Anzahl der Bakterien alle 30 Minuten verdoppeln. Bei der ungeschlechtlichen Fortpflanzung kann sich ein Organismus seinesgleichen unendlich oft vermehren, bis es zu einer zufälligen Veränderung des genetischen Materials kommt.

Arten der asexuellen Fortpflanzung

• Einfache Aufteilung.
• Fortpflanzung durch Sporen.
• Knospung.
• Zersplitterung.
• Vegetative Vermehrung.
• Polyembryonie.

Reproduktion durch Teilung

Bei Protozoen und Sporozoen wird eine Mehrfachteilung beobachtet, wenn nach wiederholter Teilung des Zellkerns ein Prozess in der Zelle selbst (in eine große Anzahl von Tochterzellen) stattfindet. Plasmodium falciparum hat auch ein Stadium, in dem es zu mehreren Teilungen kommt, den sogenannten Schizonten. Der Prozess selbst wird Schizogonie genannt. Nach der Infektion des Wirts führt Plasmodium eine Schizogonie in Leberzellen durch. Bei diesem Vorgang entstehen etwa tausend Tochterzellen, von denen jede die Fähigkeit besitzt, in rote Blutkörperchen einzudringen. Eine hohe Fruchtbarkeit wird durch große Verluste und Schwierigkeiten ausgeglichen, die mit einem komplexen Lebenszyklus verbunden sind.

Fortpflanzung durch Sporen

Mithilfe von Sporen kann eine ungeschlechtliche Fortpflanzung erreicht werden. Dabei handelt es sich um spezielle haploide Zellen in Pflanzen und Pilzen, die der Besiedlung und Fortpflanzung dienen. Pflanzensporen, Pilze und Bakteriensporen sollten jedoch nicht verwechselt werden. Bakteriensporen sind ruhende Zellen mit reduziertem Stoffwechsel. Sie sind von einer mehrschichtigen Hülle umgeben und resistent gegen Austrocknung und andere ungünstige Bedingungen, die zum Absterben gewöhnlicher Zellen führen können. Die Entstehung von Sporen ist nicht nur überlebenswichtig, sondern auch für die Ausbreitung von Bakterien. In der richtigen Umgebung keimt die Spore und verwandelt sich in eine sich teilende Zelle.

Bei niederen Pflanzen und Pilzen entstehen Sporen während der Mitose (Mitosporen), bei höheren Pflanzen – als Folge der Meiose (Meiosporen). Letztere enthalten einen haploiden Chromosomensatz und sind in der Lage, eine der mütterlichen nicht ähnliche Generation hervorzubringen und sich sexuell zu vermehren. Die Entstehung von Meiosporen ist mit dem Generationswechsel verbunden – geschlechtlich und asexuell, der Sporen produziert.

Knospung

Es gibt andere Formen der asexuellen Fortpflanzung, darunter die Knospung. Bei dieser Art der Fortpflanzung bildet sich am Körper des Elternteils eine Knospe, die wächst und schließlich nach der Trennung ein eigenständiges Leben in Form eines neuen vollwertigen Organismus beginnt. Die Knospung kommt bei verschiedenen Gruppen lebender Organismen vor, beispielsweise bei Hefen, anderen einzelligen Pilzen, Bakterien, Süßwasserhydra (Coelenteraten) und Kalanchoe.

Zersplitterung

Durch Fragmentierung kann eine ungeschlechtliche Fortpflanzung erfolgen. Hierbei handelt es sich um einen Prozess, bei dem das Elterntier in mehrere Teile geteilt wird. Darüber hinaus erweckt jeder von ihnen einen neuen Organismus zum Leben. Dies basiert auf der Regeneration (der Fähigkeit eines lebenden Organismus, verlorene Teile wiederherzustellen). Ein Beispiel hierfür sind Regenwürmer. Aus Fragmenten ihres Körpers können neue Individuen entstehen.

In der Natur ist diese Art der Fortpflanzung jedoch recht selten. Dies ist typisch für Schimmelpilze, Polychaetenwürmer, Stachelhäuter, Manteltiere und einige Algen (Spirogyra).

Vegetative Vermehrung

Die ungeschlechtliche Vermehrung von Pflanzen erfolgt nach der vegetativen Methode. Es werden einzelne Körperteile oder Pflanzenorgane benötigt. Bei dieser Art der Fortpflanzung wird ein großer, wohlgeformter Teil (Abschnitt eines Stängels, einer Wurzel, eines Teils eines Thallus) vom Mutterexemplar abgetrennt, wodurch anschließend ein neuer unabhängiger Organismus entsteht. Pflanzen entwickeln spezielle Strukturen, die der vegetativen Vermehrung dienen:

Eine Knolle (Dahlien, Kartoffeln) ist eine Stängel- oder Wurzelverdickung. Aus den Achselknospen entwickeln sich neue Individuen. Knollen können nur einmal überwintern, danach trocknen sie aus.

Knollen (Krokus, Gladiole) sind die geschwollene Basis des Stängels; hat keine Blätter.

Zwiebeln (Tulpe, Zwiebel) bestehen aus fleischigen Blättern und einem kurzen Stiel, der oben mit den Resten des letztjährigen Laubs bedeckt ist; enthalten in der Regel Tochterzwiebeln, von denen jede in der Lage ist, einen Spross zu bilden.

Rhizom (Aster, Baldrian) ist ein horizontal wachsender unterirdischer Stamm; Es kann dünn und lang oder dick und kurz sein. Das Rhizom hat Blätter und Knospen.

Stolon (Johannisbeere, Stachelbeere) ist ein horizontaler Stängel, der sich entlang des Bodens ausbreitet. Es ist nicht für den Wintergebrauch gedacht.

Wurzelgemüse (Karotten, Rüben) ist eine verdickte Hauptwurzel, die einen Nährstoffvorrat enthält.

Us (Butterblume, Erdbeere) – ist eine Art Ausläufer; wächst schnell und enthält Blätter und Knospen.

Im Allgemeinen unterscheiden sich Methoden der asexuellen Fortpflanzung wie Knospung oder Fragmentierung nicht von der vegetativen Fortpflanzung, traditionell wird dieser Begriff jedoch in Bezug auf Pflanzen und nur in seltenen Fällen in Bezug auf Tiere verwendet. Diese Art der Regeneration ist in der Praxis des Pflanzenanbaus sehr wichtig. Es kann vorkommen, dass eine Pflanze (z. B. eine Birne) eine erfolgreiche Kombination von Merkmalen aufweist. Bei Samen werden diese Eigenschaften höchstwahrscheinlich gestört, da sie während der sexuellen Fortpflanzung auftreten, die mit der Gen-Rekombination verbunden ist. Aus diesem Grund wird beim Anbau von Birnen normalerweise eine vegetative Vermehrung durchgeführt – durch Stecklinge, Schichten und Aufpfropfen von Knospen auf andere Bäume.

Polyembryonie

Dabei handelt es sich um eine besondere Art der asexuellen Fortpflanzung. Bei der Polyembryonie entstehen aus einer diploiden Zygote mehrere Embryonen, von denen sich jeder zu einem vollwertigen Individuum entwickelt. Wenn sich die Zygote teilt, gehen die gebildeten Blastomeren auseinander und entwickeln sich unabhängig voneinander. Dieser Vorgang ist genetisch bedingt. Darüber hinaus sind alle Nachkommen identisch und haben das gleiche Geschlecht. Diese Art der Fortpflanzung findet man bei Gürteltieren. Ein Beispiel ist auch das Vorkommen eineiiger Zwillinge beim Menschen.

Beim Menschen entsteht bei der Befruchtung auch eine diploide Zygote, die sich teilt und einen Embryo hervorbringt, der aus unbekannten Gründen in einem frühen Stadium in mehrere Fragmente zerfällt. Jeder von ihnen durchläuft eine normale Embryonalentwicklung, wodurch zwei oder mehr genetisch identische Kinder des gleichen Geschlechts geboren werden.

Manchmal kommt es vor, dass die Teilung des Embryos während des Entstehungsprozesses unvollständig ist. In solchen Fällen treten Organismen auf, die gemeinsame Körperteile oder Organe haben. Solche Zwillinge wurden siamesisch genannt.

Abschluss

Die betrachteten Arten der asexuellen Fortpflanzung ermöglichen das Überleben von Organismen und erhöhen gleichzeitig ihre Zahl in relativ kurzer Zeit. Dies wird in der Landwirtschaft häufig eingesetzt, um homogene Nachkommen mit guten Eigenschaften in Zier-, Obst- und anderen Pflanzengruppen zu erhalten.

Lebende Organismen entstehen unter Beteiligung nur einer Zelle ohne Bildung Gameten. In diesem Fall werden bei einigen Arten in speziellen Organen neue Organismen gebildet, bei anderen aus einer oder mehreren Zellen des Körpers der Mutter. Folgende Arten der asexuellen Fortpflanzung werden unterschieden: vegetative Vermehrung, Sporulation, Polyembryonie, Fragmentierung, Knospung und Spaltung.

• Vegetative Vermehrung ist eine Art der asexuellen Fortpflanzung, bei der die Vermehrung von Zellen eines neuen Organismus aus speziellen Strukturen des Mutterkörpers (Knollen, Rhizome usw.) oder aus einem Teil des vegetativen Körpers der Mutter erfolgt. Diese Art der Fortpflanzung kommt häufig bei Pflanzen vor.

Vegetative Vermehrung in Beispielen.

Art des vegetativen Organs	Methode der vegetativen Vermehrung	Beispiele aus der Pflanzenwelt
	Blattstecklinge	Coleus, Gloxinia, Begonie
Corm	Knollenartig	Krokus, Gladiole
	Wurzelsauger	Kirsche, Saudistel, Pflaume, Flieder, Distel
	Wurzelstecklinge	Himbeere, Espe, Weide, Hagebutte, Löwenzahn
Unterirdische Triebteile	Birne	Tulpe, Zwiebel, Knoblauch, Hyazinthe
		Topinambur, Kartoffeln, Wochentag
	Rhizome	Bambus, Iris, Spargel, Maiglöckchen
Oberirdische Triebteile	Stammstecklinge	Johannisbeeren, Weintrauben, Stachelbeeren
	Büsche teilen	Gänseblümchen, Rhabarber, Primel, Phlox
		Trauben, Vogelkirsche, Stachelbeere

• Sporulation- Das ist die Fortpflanzung mittels Sporen. Sporen sind Zellen, die sich normalerweise in Sporangien – spezialisierten Organen – bilden. In höheren Organismen, vor der Bildung von Poren, Meiose.

• Polyembryonie(Schizogonie) ist eine Form der ungeschlechtlichen Fortpflanzung, bei der sich aus den Teilen, in die der Embryo zerfällt, eine neue Generation entwickelt (eineiige Zwillinge).

• Zersplitterung ist eine Form der ungeschlechtlichen Fortpflanzung, bei der Tochterorganismen aus Teilen gebildet werden, in die der Mutterorganismus zerfällt. Elodea, Spirogyra, Seesterne und Ringelwürmer vermehren sich auf diese Weise.

• Knospung ist eine Form der ungeschlechtlichen Fortpflanzung, bei der sich Tochterorganismen als Sprossen am Mutterorganismus bilden. Während der Knospung kann sich ein neuer Organismus vom Elternorganismus trennen und separat leben (z. B. Hydra) oder mit dem Elternorganismus verbunden bleiben. Letztere Art der Knospung kommt in Korallenkolonien häufig vor.

• Aufteilung ist die einfachste Methode der ungeschlechtlichen Fortpflanzung, bei der der Mutterorganismus in zwei oder mehr Tochterorganismen geteilt wird. Diese Methode ist typisch für viele einzellige Organismen.