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Reproducción asexual en plantas y animales

reproducción asexual

La reproducción asexual es un tipo de reproducción por la cual los descendientes surgen de un solo organismo, y heredan los genes de ese padre solamente; no implica la fusión de gametos , y casi nunca cambia la cantidad de cromosomas . La reproducción asexual es la principal forma de reproducción de organismos unicelulares , como las arqueas y las bacterias . Muchas plantas y hongos se reproducen asexualmente también.

Mientras que todos los procariotas se reproducen asexualmente (sin la formación y fusión de gametos), los mecanismos para la transferencia lateral de genes tales como conjugación , transformación y transducción se comparan a veces con la reproducción sexual o al menos con el sexo , en el sentido de recombinación genética en meiosis.

Hipótesis actuales sugieren que la reproducción asexual puede tener beneficios cuando el crecimiento rápido de la población es importante o en entornos estables, mientras que la reproducción sexual ofrece una ventaja neta al permitir una generación genética más rápida que permite la adaptación a entornos cambiantes.

Las limitaciones del desarrollo  pueden ser la base de por qué pocos animales han renunciado por completo a la reproducción sexual en sus ciclos de vida. Otra restricción para el cambio de la reproducción sexual a la asexual sería la pérdida concomitante de meiosis y la reparación protectora recombinatoria del daño del ADN proporcionado como una función de la meiosis.

Alternancia entre reproducción sexual y asexual

Algunas especies alternan las estrategias sexuales y asexuales, una capacidad conocida como heterogamia , dependiendo de las condiciones. La alternancia se observa en varias especies de rotíferos (partenogénesis cíclica, por ejemplo, en las especies de Brachionus ) y algunos tipos de insectos, como los pulgones que, bajo ciertas condiciones, producen huevos que no han pasado por la meiosis, por lo que se clonan ellos mismos.

La abeja del cabo Apis mellifera subsp. capensis puede reproducirse asexualmente a través de un proceso llamado thelytoky . Algunas especies de anfibios, reptiles y aves tienen una habilidad similar (ver partenogénesis para ejemplos). Por ejemplo, el crustáceo de agua dulceDaphnia se reproduce por partenogénesis en la primavera para poblar rápidamente estanques, luego cambia a reproducción sexual a medida que aumenta la intensidad de la competencia y la depredación.

Otro ejemplo son los rotíferos monogonantesdel género Brachionus , que se reproducen por partenogénesis cíclica: a bajas densidades de población, las hembras producen asexualmente y en densidades más altas se acumula una señal química e induce la transición a la reproducción sexual. Muchos protistas y hongos alternan entre reproducción sexual y asexual.

Por ejemplo, el molde de limo Dictyostelium sufre una fisión binaria (mitosis) como amebas unicelulares en condiciones favorables. Sin embargo, cuando las condiciones se vuelven desfavorables, las células se agregan y siguen una de dos vías de desarrollo diferentes, dependiendo de las condiciones.

En la vía social, forman una babosa multicelular que luego forma un cuerpo fructífero con esporas generadas asexualmente. En la vía sexual, dos células se fusionan para formar una célula gigante que se convierte en un gran quiste. Cuando este macroquisto germina, libera cientos de células amebias que son el producto de la recombinación meiótica entre las dos células originales.

Las hifas del moho común ( Rhizopus ) son capaces de producir tanto esporas mitóticas como meióticas. Muchas algas cambian de manera similar entre reproducción sexual y asexual.  Varias plantas usan medios tanto sexuales como asexuales para producir plantas nuevas, algunas especies alteran sus modos primarios de reproducción de sexual a asexual bajo diversas condiciones ambientales.

Tipos de reproducción asexual

Hay dos tipos de reproducción: reproducción sexual y reproducción asexual. La reproducción sexual requiere que tanto un macho como un gameto femenino con genética diferente se fusionen durante la fecundación, creando así una descendencia diferente a la de los padres. La reproducción asexual solo requiere un padre soltero que transmita todos sus genes a la descendencia. Esto significa que no hay mezcla de genes y la descendencia es en realidad un clon del progenitor (a excepción de cualquier tipo de mutaciones ).

La reproducción asexual se usa generalmente en especies menos complejas y es bastante eficiente. No tener que buscar pareja es una ventaja y permite a un padre pasar todos sus rasgos a la siguiente generación. Sin embargo, sin diversidad, la selección natural no puede funcionar y si no existen mutaciones para obtener características más favorables, es posible que las especies que se reproducen asexualmente no puedan sobrevivir en un entorno cambiante.

Todos los seres vivos deben reproducirse para transmitir genes a la descendencia y continuar garantizando la supervivencia de la especie. La selección natural , el mecanismo para la  evolución , elige qué rasgos son adaptaciones favorables para un entorno dado y cuáles son desfavorables. Aquellos individuos con rasgos indeseables, en teoría, eventualmente serán criados fuera de la población y solo los individuos con los “buenos” rasgos vivirán lo suficiente para reproducirse y pasar esos genes a la siguiente generación y siguiente clases de reproducción asexual .

Fisión binaria

Casi todos los procariotas se someten a un tipo de reproducción asexual llamada fisión binaria. La fisión binaria es muy similar al proceso de mitosis en eucariotas. Sin embargo, dado que no hay núcleo y el ADN en un procariota generalmente está en un solo anillo, no es tan complejo como la mitosis. La fisión binaria comienza con una sola célula que copia su ADN y luego se divide en dos células idénticas.

Esta es una forma muy rápida y eficiente para que las bacterias y tipos similares de células creen crías. Sin embargo, si se produjera una mutación de ADN en el proceso, esto podría cambiar la genética de la descendencia y ya no serían clones idénticos. Esta es una de las formas en que puede ocurrir la variación aunque se esté reproduciendo asexualmente. De hecho, la resistencia bacteriana a los antibióticos es evidencia de la evolución a través de la reproducción asexual.

En ciernes

Otro tipo de reproducción asexual se llama brotación. El florecimiento es cuando un nuevo organismo, o la descendencia, crece del lado del adulto a través de una parte llamada yema. El nuevo bebé permanecerá unido al adulto original hasta que alcance la madurez, momento en el que se desprenderá y se convertirá en su propio organismo independiente. Un solo adulto puede tener muchos brotes y muchos descendientes al mismo tiempo.

Tanto los organismos unicelulares, como la levadura, como los organismos multicelulares, como la hidra, pueden experimentar brotación. De nuevo, los descendientes son clones del progenitor a menos que ocurra algún tipo de mutación durante la copia del ADN o la reproducción de la célula.

Fragmentación

Algunas especies están diseñadas para tener muchas partes viables que pueden vivir independientemente, todas encontradas en un individuo. Estas especies de tipos pueden sufrir un tipo de reproducción asexual conocida como fragmentación. La fragmentación ocurre cuando una pieza de un individuo se rompe y se forma un nuevo organismo alrededor de esa pieza rota. El organismo original también regenera la pieza que se rompió. La pieza puede romperse naturalmente o podría romperse durante una lesión u otra situación que ponga en peligro la vida.

La especie más conocida que sufre fragmentación es la estrella de mar o estrella de mar. Las estrellas de mar pueden romper cualquiera de sus cinco brazos y luego regenerarse en descendencia. Esto se debe principalmente a su simetría radial. Tienen un anillo nervioso central en el centro que se bifurca en cinco rayos o brazos. Cada brazo tiene todas las partes necesarias para crear un individuo completamente nuevo a través de la fragmentación. Las esponjas, algunos platelmintos y ciertos tipos de hongos también pueden sufrir fragmentación.

Partenogénesis

Cuanto más compleja es la especie, más probable es que experimenten una reproducción sexual en oposición a la reproducción asexual. Sin embargo, hay algunos animales y plantas complejos que pueden reproducirse por partenogénesis cuando sea necesario. Este no es el método de reproducción preferido para la mayoría de estas especies, pero puede convertirse en la única forma de reproducirse para algunas de ellas por varias razones.

Partenogénesis es cuando una descendencia proviene de un huevo no fertilizado. La falta de socios disponibles, una amenaza inmediata para la vida de la mujer u otro tipo de trauma pueden provocar la partenogénesis necesaria para continuar con la especie. Esto no es ideal, por supuesto, porque solo producirá descendencia femenina ya que el bebé será un clon de la madre. Eso no solucionará el problema de la falta de compañeros o la reproducción de la especie por un período indefinido de tiempo.

Algunos animales que pueden experimentar partenogénesis incluyen insectos como las abejas y los saltamontes, lagartos como el dragón de Komodo, y muy raramente en las aves.

Esporas

Muchas plantas y hongos usan esporas como medio de reproducción asexual. Estos tipos de organismos experimentan un ciclo de vida llamado alternancia de generaciones donde tienen diferentes partes de sus vidas en las cuales son principalmente células diploides o haploides en su mayoría. Durante la fase diploide, se llaman esporofitos y producen esporas diploides que utilizan para la reproducción asexual. Las especies que forman esporas no necesitan una pareja o fertilización para producir descendencia. Al igual que todos los demás tipos de reproducción asexual, los descendientes de organismos que se reproducen utilizando esporas son clones del padre.

Los ejemplos de organismos que producen esporas incluyen hongos y helechos.

Reproducción asexual en plantas

Todos los órganos de las plantas se han utilizado para la reproducción asexual, pero los tallos son los más comunes.

Tallos

StrawberryStolon0.5 - Reproducción asexual en plantas y animales

En algunas especies, los tallos se arquean y toman raíz en sus puntas, formando nuevas plantas.

Los tallos horizontales sobre el suelo (llamados estolones ) de la fresa (que se muestran aquí) producen nuevas plantas hijas en nodos alternos .

Tallos subterráneos

  • rizomas
  • bulbos
  • cormos y
  • tubérculos

se utilizan para la reproducción asexual y para el almacenamiento de alimentos.

Los lirios y los lirios de día, por ejemplo, se propagan rápidamente por el crecimiento de sus rizomas.

Bryophyllum010 - Reproducción asexual en plantas y animales

Hojas

Esta foto muestra las hojas de la planta ornamental común Bryophyllum (también llamada Kalanchoë). La mitosis en los meristemos a lo largo de los márgenes de las hojas produce pequeñas plántulas que se desprenden y pueden tomar una existencia independiente.

Roots

Algunas plantas usan sus raíces para la reproducción asexual. El diente de león es un ejemplo común. Los árboles, como el álamo o el álamo temblón, envían nuevos tallos desde sus raíces. Con el tiempo, se puede formar una arboleda entera, que forma parte de un clon del árbol original.

Propagación de plantas

Las plantas comercialmente importantes a menudo se propagan deliberadamente por medios asexuales con el fin de mantener rasgos particularmente deseables (por ejemplo, color de la flor, sabor, resistencia a la enfermedad).

Los esquejes pueden tomarse del padre y rootear

Grafting - Reproducción asexual en plantas y animales

El injerto se usa ampliamente para propagar una variedad deseada de arbusto o árbol. Todas las variedades de manzanas, por ejemplo, se propagan de esta manera.

Las semillas de manzana se siembran solo para el sistema de raíz y tallo que crece a partir de ellas. Después del crecimiento de un año, se elimina la mayor parte del tallo y se inserta una ramita ( vástago ) de una planta madura de la variedad deseada en una muesca en el tocón cortado (el caldo ). Mientras los cambiums de vástago y stock estén unidos y se tomen precauciones para prevenir infecciones y secarse, el vástago crecerá. Obtendrá toda su agua y minerales del sistema de raíces del stock. Sin embargo, la fruta que eventualmente producirá será idéntica (suponiendo que se críe en condiciones ambientales similares) al fruto del árbol del que se tomó el vástago.

Apomixis

Los cítricos y muchas otras especies de angiospermas utilizan sus semillas como método de reproducción asexual; un proceso llamado apomixis .

  • En una forma, el huevo se forma con 2n cromosomas y se desarrolla sin haber sido fertilizado.
  • En otra versión, las células del óvulo ( 2n ) se convierten en un embrión en lugar de, o además de, el óvulo fertilizado.

La hibridación entre diferentes especies a menudo produce descendencia infértil. [ Enlace a una discusión de este mecanismo de aislamiento postzigótico. ] Pero en las plantas, esto no necesariamente condena a la descendencia. Muchos de estos híbridos usan apomixis para propagarse.

Las muchas razas de pasto azul de Kentucky que crecen en el césped de Norteamérica y las muchas razas de moras son dos ejemplos de híbridos estériles que se propagan con éxito mediante la apomixis.

Recientemente, se descubrió un ejemplo de apomixis en gimnospermas (véase Pichot, C., et al, en la edición del 5 de julio de 2001 de Nature ). En un ciprés raro, los granos de polen son diploides, no haploides, y pueden convertirse en embriones cuando caen en cualquiera de los dos.

  • los conos femeninos de su propia especie (raro) o
  • los de una especie mucho más común de ciprés.

¿Es esta apomixis paterna en una madre sustituta un intento desesperado de evitar la extinción?

Cría de plantas de cultivo apomíctico

Muchas plantas de cultivo valiosas (por ejemplo, el maíz) no pueden propagarse por métodos asexuales como el injerto.

A los científicos agrícolas les encantaría convertir estas plantas en apomixis: fabricar embriones que son clones genéticos de ellos mismos en lugar de ser el producto de la reproducción sexual con su inevitable reorganización genética. Después de 20 años de trabajo, se ha producido un maíz apomíctico (maíz), pero aún no produce suficientes granos viables para ser útil comercialmente.

Reproducción asexual en animales

En ciernes

Aquí, la descendencia se desarrolla como un crecimiento en el cuerpo del padre.

En algunas especies, por ejemplo, las medusas y muchos equinodermos , los brotes se separan y toman una existencia independiente.

En otros, por ejemplo, los corales , los brotes permanecen unidos a los padres y el proceso da como resultado colonias de animales.

El florecimiento también es común entre animales parásitos, por ejemplo, tenias.


A medida que ciertos gusanos diminutos alcanzan su tamaño completo, se rompen espontáneamente en 8 o 9 piezas. Cada uno de estos fragmentos se convierte en un gusano maduro y el proceso se repite.

Fragmentación Partenogénesis

En partenogénesis (“nacimiento virgen”), las hembras producen huevos, pero estos se convierten en jóvenes sin haber sido fertilizados.

La partenogénesis ocurre en algunos peces, varios tipos de insectos y algunas especies de ranas y lagartos. Normalmente no ocurre en mamíferos debido a sus genes impresos . Sin embargo, utilizando manipulaciones especiales para eludir la impresión, los ratones de laboratorio se han producido por partenogénesis.

En algunas especies no mamíferas es el único método de reproducción, pero más comúnmente los animales recurren a la partenogénesis solo bajo ciertas circunstancias. Ejemplos:

  • Los áfidos usan la partenogénesis en la primavera cuando se encuentran con abundante comida. En esta especie, la reproducción por partenogénesis es más rápida que la reproducción sexual, y el uso de este modo de reproducción asexual permite a los animales explotar rápidamente los recursos disponibles.
  • Las hembras de dragones de Komodo (la lagartija más grande ) pueden producir descendencia por partenogénesis cuando no hay ningún macho disponible para la reproducción sexual. Sus descendientes son homocigotos en todos los locus, incluidos los cromosomas sexuales idénticos. Por lo tanto, las hembras producen todos los machos porque, a diferencia de los mamíferos , las hembras son el sexo heterogamético (ZW) mientras que los machos son homogaméticos (ZZ).

La partenogénesis es forzada en algunas especies de avispas cuando se infectan con bacterias (en el género Wolbachia ). Wolbachia puede pasar a una nueva generación a través de los huevos, pero no a través de los espermatozoides, por lo que es ventajoso para la bacteria que las hembras se fabriquen en lugar de los machos.

En estas avispas (como en las abejas melíferas ),

  • los huevos fertilizados (diploides) se convierten en hembras;
  • los huevos no fecundados (haploides) se convierten en machos.

Sin embargo, en las hembras infectadas con Wolbachia, todos sus huevos se someten a endoreplicación produciendo huevos diploides que se convierten en hembras sin fertilización; es decir, por partenogénesis.

¡El tratamiento de las avispas con un antibiótico mata las bacterias y “cura” la partenogénesis!

Apis mellifera capensis

Ocasionalmente, las abejas obreras desarrollan ovarios y ponen huevos no fertilizados. Por lo general, estos son haploides, como era de esperar, y se convierten en hombres. Sin embargo, los trabajadores de la subespecie Apis mellifera capensis (la abeja del Cabo) pueden depositar huevos diploides no fertilizados que se convierten en hembras (que continúan la práctica). Los huevos son producidos por la meiosis , pero luego el núcleo del cuerpo polar se fusiona con el núcleo del huevo restaurando la diploidía (2n). (El fenómeno se llama thelytoky automictic ).

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Hay dos tipos de reproducción: reproducción sexual y reproducción asexual. La reproducción sexual requiere que tanto un macho como un gameto femenino con genética diferente se fusionen durante la fecundación, creando así una descendencia diferente a la de los padres. La reproducción asexual solo requiere un padre soltero que transmita todos sus genes a la descendencia.
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