Ongeslachtelijke voortplanting

Uit Wikipedia, de vrije encyclopedie
Naar navigatie springen Naar zoeken springen
Parapluutjesmos (Marchantia polymorpha) plant zich doorgaans ongeslachtelijk voort

Ongeslachtelijke voortplanting of aseksuele reproductie is voortplanting waarbij slechts één ouder betrokken is. De nakomelingen die ontstaan uit ongeslachtelijke voortplanting zijn genetisch identiek aan het moederorganisme, en worden om deze reden klonen genoemd. Ongeslachtelijke voortplanting is de primaire vorm van reproductie bij eencellige organismen zoals archaea en bacteriën. Ook veel meercellige planten, schimmels en dieren zijn in staat om zich ongeslachtelijk voortplanten.

Bij geslachtelijke voortplanting is er sprake van twee ouder-organismen, en meestal van een zaadcel en eicel waarbij genetische informatie van de twee ouders wordt overgebracht op de nakomelingen. Er is sprake van een fusie van gameten en een verandering in het aantal chromosomen.

Prokaryoten planten zich per definitie altijd ongeslachtelijk voort. De mechanismen van laterale genoverdracht zoals conjugatie, transformatie en transductie kunnen echter wel vergeleken worden geslachtelijke voortplanting, omdat er sprake is van recombinatie van genetisch materiaal.[1]

Vormen[bewerken | brontekst bewerken]

Binaire deling[bewerken | brontekst bewerken]

1rightarrow blue.svg Zie Binaire deling voor het hoofdartikel over dit onderwerp.
Binaire deling, aangegeven met pijlen, in een chlorarachniofyt, Lotharella globosa

Alle prokaryoten (archaea en bacteriën) planten zich ongeslachtelijk voort door middel van binaire deling. De cel splitst zich in tweeën en vormt daarbij twee genetisch identieke dochtercellen. Onder de juiste omstandigheden kan een bacterie op basis van binaire deling een kolonie van miljoenen identieke cellen creëren.[2]

Ook eencellige eukaryoten (protisten zoals algen en schimmels) kunnen zich op een vergelijkbare manier voortplanten door mitose (gewone celdeling). Hierbij is het mogelijk dat het moederorganisme eerst een aantal kerndelingen ondergaat, waarna het cytoplasma meermalen deelt tot een klompje cellen. Dit proces wordt meervoudige binaire deling genoemd.[3][4]

In Apicomplexa, een groep microscopische parasieten, kunnen door meervoudige binaire deling verschillende celtypen ontstaan, die elk een eigen rol vervullen in de levenscyclus, zoals merozoïeten (algemene dochtercellen), sporozoïeten (infecteuze dochtercellen) en gametocyten (geslachtscellen).[5][6]

Knopvorming[bewerken | brontekst bewerken]

1rightarrow blue.svg Zie Knopvorming voor het hoofdartikel over dit onderwerp.
De bakkersgist Saccharomyces cerevisiae vermenigvuldigt zich door knopvorming

Sommige cellen delen zich door middel van knopvorming, een proces waarbij de dochtercel zich afsnoert van de moedercel.[a] Een bekend voorbeeld is bakkersgist. Kleine uitstulpingen groeien uit tot een nieuwe gistcel. Ook veel meercellige organismen vertonen knopvorming, bijvoorbeeld rifkoralen en hydroïdpoliepen. Het nieuwe individu ontwikkelt zich dan als uitgroeisel op het ouderorganisme, en kan ofwel loskomen (zoals bij kwalletjes), of verbonden blijven aan de ouder en zo een grote kolonie vormen (zoals bij koraalriffen). Knopvorming is eveneens beschreven bij sponzen, enkele platwormen en bij de larven van stekelhuidigen.

Knopvorming kan in zeldzame gevallen ook intracellulair plaatsvinden, namelijk bij cellen die geïnfecteerd zijn met een parasiet zoals Toxoplasma gondii. Tijdens dit proces worden twee (endodyogenie) of meer (endopolygenie) dochtercellen gevormd binnen de moedercel, die vervolgens het cytoplasma van de moedercel opeten voordat ze zich uiteensplitsen.[7]

Vegetatieve vermeerdering[bewerken | brontekst bewerken]

1rightarrow blue.svg Zie Vegetatieve vermeerdering voor het hoofdartikel over dit onderwerp.
Bij de vetplant Kalanchoe daigremontiana groeien jonge plantjes, inclusief de worteltjes, op de bladrand van de moederplant

Vegetatieve vermeerdering is een andere vorm van ongeslachtelijke voortplanting die voortkomt in planten. Kenmerkend voor vegetatieve vermeerdering is dat de plant nieuwe individuen voortbrengt zonder voorafgaande productie van zaden of sporen, en dus zonder bevruchting of meiose. Veel planten kunnen zich van nature vegetatief voortplanten, bijvoorbeeld via wortelstokken, uitlopers of broedbolletjes. Bij grazige vegetaties met wortelstok-vormende grassen is het dan moeilijk te onderscheiden of er sprake is van individuen of van spruiten van een exemplaar.

De mens maakt al duizenden jaren gebruik van het principe van vegetatieve vermeerdering, bijvoorbeeld door te stekken, af te leggen of te enten. Door planten via vegetatieve weg te vermenigvuldigen, kan men klonen verkrijgen die dezelfde eigenschappen hebben als de moederplant. Om deze reden speelt vegetatieve vermeerdering belangrijke rol bij de teelt van cultuurgewassen (aardappel, tropische voedingsge­wassen), tuinbouwgewassen en in het bijzonder sierplanten en vruchtbomen.[8]

Een bijzondere manier van vegetatieve vermeerdering is weefselkweek. Dit is een techniek die wordt aangewend om plantencellen onder steriele omstandigheden te laten groeien op een voedingsmedium. Weefselkweek is gebaseerd op het feit dat veel plantencellen het vermogen hebben om te regenereren tot een volledig individu.[9]

Sporenvorming[bewerken | brontekst bewerken]

Een wolk van sporen komt vrij uit de parelstuifzwam (Lycoperdon perlatum) door een invallende regendruppel

Veel meercellige organismen – met name planten, algen en schimmels – vormen sporen in een bepaald stadium van hun levenscyclus.[b] Een spore is een eencellig lichaam dat meestal via meiotische weg door het ouderorganisme wordt gevormd en worden dan ook wel meiosporen genoemd. Dit gebeurt bij Embryophyta (zoals mossen, varens en zaadplanten) in speciale organen, de sporangiën.

De (meio)sporen groeien uit tot meercellige haploïde individuen (in het geval van landplanten de tot gametofyten). Deze individuen vormen dan door middel van mitose in geslachtsorganen de geslachtscellen. Bij de bevruchting wordt een diploïde zygote gevormd en vindt er geslachtelijke voortplanting plaats. Sporenvorming en gametenvorming vinden plaats in afzonderlijke generaties van de levenscyclus. Men spreekt hier van (morfologische) generatiewisseling.

Omdat er maar een ouderorganisme bij betrokken is en er geen versmelting van (de kernen van) gameten plaatsvindt, is sporenvorming een vorm van ongeslachtelijke voortplanting. Zowel vorming van haploïde sporen als bevruchting en vorming van een diploïde zygote komen in afwisseling in de levenscyclus voor, en maken geslachtelijke voortplanting van de plant mogelijk. De levenscyclus omvat zo een (cytologische) afwisseling van kernfasen.

Schimmels en veel algen kunnen sporen vormen die mitosporen worden genoemd, wanneer deze door mitose ontstaan. Na verspreiding ontwikkelen ze zich tot een nieuw organisme. Bij hogere schimmels en enkele roodwieren worden deze mitosporen conidiën genoemd. Conidiën ontstaan bij schimmels aan het uiteinden van schimmeldraden, en kunnen vanaf daar door de wind kunnen worden verspreid.

Sommige bacteriën zijn in staat om endosporen te vormen: ongeslachtelijke, dormante cellen die omgeven zijn door een hard omhulsel. Dit proces wordt sporulatie genoemd en is onder meer onderzocht bij de geslachten Bacillus en Clostridium. Endosporen kunnen worden aangemaakt wanneer een bacteriële kolonie in een situatie van voedselgebrek verkeert.[10]

Fragmentatie[bewerken | brontekst bewerken]

1rightarrow blue.svg Zie Fragmentatie (voortplanting) voor het hoofdartikel over dit onderwerp.
Zeesterren hebben een groot regeneratie-vermogen. Zelfs als een zeester vier van de vijf armen verliest, kan zij deze volledig regenereren.

Fragmentatie is een andere veelvoorkomende vorm van ongeslachtelijke voortplanting en kenmerkt zich door het afsplitsen van een fragment van het ouderorganisme, wat zich vervolgens kan ontwikkelen tot een volledig nieuw individu. Fragmentatie is een wijdverspreid fenomeen en komt voor bij verschillende dieren, planten en schimmels.

Dieren die zich ongeslachtelijk voortplanten via fragmentatie zijn onder meer platwormen, zeesterren, bloemdieren en veel ringwormen, waaronder polychaeten en sommige oligochaeten.[11] Bij zeesterren wordt fragmentatie vaak aangeduid met de term fissipariteit. Ondanks dat fragmentatie ongeslachtelijke voorplanting is, kunnen het fragment en het ouderorganisme onder invloed van milieuveranderingen wel genetische en epigenetische verschillen ontstaan.[12]

Bij korstmossen – een symbiotische associatie tussen een schimmel en een alg en/of een cyanobacterie – vormt de thallus gespecialiseerde organen (isidiën en soralen) die uiteenvallen in fragmenten, die elk weer aangroeien tot een nieuw individu. Fragmentatie zorgt ervoor zorgt dat beide symbionten in het nieuw individu terechtkomen.[13] Sommige mossen bezitten gespecialiseerde structuren voor fragmentatie, zoals gemmen in veel levermossen en in bladmossen. Bij de laatste is het afbreken van de mosplant of van bladeren een veelvoorkomende wijze van voortplanting.

Parthenogenese[bewerken | brontekst bewerken]

1rightarrow blue.svg Zie Maagdelijke voortplanting voor het hoofdartikel over dit onderwerp.
Bladluizen kunnen zonder voorafgaande bevruchting jongen baren

Parthenogenese is een vorm van ongeslachtelijke voortplanting waarbij vrouwelijke dieren nakomelingen krijgen zonder dat hun eieren door mannetjes bevrucht zijn.[14] Parthenogenese komt verspreid voor door het hele dierenrijk, het vaakst bij geleedpotigen (watervlooien, bladluizen, wandelende takken, sommige mieren, bijen en sluipwespen) en raderdiertjes, maar ook bij vissen, amfibieën en reptielen.

In het plantenrijk bestaat een vergelijkbaar proces dat apomixie wordt genoemd. Apomixie verwijst naar de vorming van een nieuwe sporofyt zonder bevruchting. Het is een belangrijke proces bij varens en bloemplanten. Apomixie bij bloemplanten slaat op de vorming van zaden zonder bevruchting. Een voorbeeld van een apomictische plant is de paardenbloem. De mens kan gebruik maken van apomixie om hybride planten te klonen.[15]

Zie ook[bewerken | brontekst bewerken]

Voortplanting:geslachtelijke voortplanting · ongeslachtelijke voortplanting (apomixis · automixie · binaire deling · maagdelijke voortplanting · parthenogenese · vegetatieve vermeerdering) · knopvorming · mannelijk (♂) · vrouwelijk (♀) · eenslachtig · tweeslachtig () · geslachtsverdeling · eenhuizig (dichogamie · protandrie · protogynie) · tweehuizig
Metamorfose:gedaanteverwisseling (volledige gedaanteverwisseling - onvolledige gedaanteverwisseling) · ei · larve · nimf · instar · subimago · imago · pop · vervelling
Parasitisme:parasiet · vector · tussengastheer · tussenwaardplant · waard / gastheer · waardplant · endoparasiet · ectoparasiet
Mijlpalen:gameet (eicel, zaadcel) → bevruchting (plasmogamiekaryogamie) → zygotemeiose (reductiedeling)
Generatiewisseling:monogenetische cyclus · digenetische cyclus · trigenetische cyclus · gametofoor · gametofyt · gametogenese · generatie · spore · sporofyt · voorkiem
Kernfasewisseling:« kernfase · haplofase · diplofase » · « haplofasische cyclus · haplont · diplofasische cyclus · diplont · diplohaplofasische/heterofasische cyclus · diplohaplont » · « haploïdie · diploïdie · dikaryon »
Meiotische deling:gametische meiose · intermediaire of sporische meiose · zygotische meiose
Ploïdie:haploïdie · diploïdie (diploïdisatie) · triploïdie · tetraploïdie · hexaploïdie · octoploïdie · euploïdie (alloploïdie · autoploïdie) · aneuploïdie
Afwisseling van individuen:haplobiont · diplobiont