Incluso una revisión superficial de los métodos de reproducción de diferentes grupos de organismos muestra que en el proceso de evolución la reproducción asexual da paso a la reproducción sexual. De hecho, la reproducción asexual es un atributo obligatorio de todos los organismos unicelulares, hongos, algas y plantas portadoras de esporas, así como de los animales multicelulares más primitivos. Las plantas con semillas ya están perdiendo la capacidad de reproducirse mediante esporas y muchas de ellas ni siquiera son capaces de reproducirse vegetativamente. Los animales altamente organizados generalmente se reproducen sólo sexualmente. ¿A qué se asocian los beneficios de la reproducción sexual? ¿Por qué los organismos más avanzados eligieron reproducirse con gametos en lugar de con partes del cuerpo o esporas?
A diferencia de la reproducción asexual, que, en esencia, es el proceso de copia del organismo materno original a lo largo de una serie de generaciones, con el método de reproducción sexual, cada individuo es único. Esto se debe al hecho de que durante la formación de células haploides (esporas en plantas o gametos en animales), se produce la recombinación del material genético del individuo padre.
Como resultado, a pesar de que los gametos o esporas se forman en el mismo organismo, y algunos incluso se originan a partir de una célula madre común, se diferencian entre sí, ya que cada uno lleva su propia información genética. Además, los gametos de diferentes padres, al fusionarse entre sí, forman combinaciones genéticas completamente nuevas en el cigoto. Como resultado, resulta que con el método de reproducción sexual, cada individuo adquiere su "propio rostro", su propio conjunto de genes, lo que determina la singularidad de su estructura (Fig. 7) y funcionamiento. Esto significa que cada organismo tiene propiedades biológicas especiales. Algunos individuos toleran mejor el calor, otros toleran el frío, otros pueden reproducirse rápidamente y otros son resistentes a las enfermedades. Como resultado, durante un calentamiento repentino del clima, inviernos extremadamente duros o epidemias, siempre hay quienes se resisten a los factores adversos. Sobreviven y dan origen a nuevas generaciones. Cuando surgen condiciones favorables, aparecen nuevos líderes, cuyo valor radica en otras habilidades, por ejemplo, en la rápida reproducción.
Si en la reproducción asexual cada organismo se reproduce sin la participación de individuos de su propia especie, entonces en la reproducción sexual todos los organismos que pertenecen a la misma especie están potencialmente relacionados por "matrimonio". Los cambios hereditarios que se producen en el aparato genético y permiten que un organismo tenga ciertas ventajas sobre otros individuos de su especie no solo aumentan sus posibilidades de supervivencia, sino que también permiten dejar más descendencia con propiedades tan beneficiosas. Material del sitio
Esta posición clave de la biología moderna se aplica a los organismos que se reproducen tanto asexual como sexualmente. Sin embargo, los organismos asexuales no pueden intercambiar "adquisiciones" útiles. Pero esto lo hacen fácilmente las criaturas que se reproducen sexualmente. Por lo tanto, si las características genéticas de un organismo animal, que le permiten, por ejemplo, soportar inviernos duros, se combinan en sus descendientes con otras no menos útiles, por ejemplo, la tolerancia a las infecciones por helmintos, entonces claramente tiene más posibilidades de sobrevivir y dejar descendencia que los antepasados dotados de sólo una de estas propiedades positivas. Si a esto le sumamos que durante la reproducción sexual el número de descendientes potenciales es muchas veces mayor que durante la reproducción asexual, entonces esos cambios positivos en varias generaciones se acumularán aún más rápido. Esto significa que la reproducción sexual proporciona mucho más material para la evolución que la reproducción asexual. De esto se desprende obviamente que, en términos evolutivos, la reproducción sexual tiene todas las ventajas sobre la reproducción asexual y, por lo tanto, los organismos evolutivamente más altamente organizados y evolutivamente avanzados en una determinada etapa abandonaron la reproducción asexual.
Ventajas reproducción sexual Los asexuales están asociados con el hecho de que la descendencia recibe una variedad de propiedades que aumentan significativamente la resistencia de la especie a condiciones ambientales cambiantes y desfavorables y proporciona mucha más materia prima para la evolución.
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Tabla de biología las ventajas de la reproducción sexual sobre la reproducción asexual
¿Qué organismos se reproducen tanto asexual como sexualmente?
¿Por qué la descendencia varía durante la reproducción sexual?
¿Por qué los humanos no podemos reproducirnos asexualmente?
Positivo y negativo en la reproducción sexual.
Preguntas sobre este material:
Reproducción- la propiedad más importante de todos los seres vivos. Una especie que sólo se reproduce asexualmente puede prosperar durante bastante tiempo si vive en condiciones relativamente constantes. Si se producen cambios en su hábitat que provocan la muerte de individuos individuales, es muy probable que todos los individuos mueran, porque son muy similares genéticamente.
En sexualmente Los organismos maternos y paternos producen células germinales especializadas. Los gametos femeninos inmóviles se denominan óvulos, los gametos masculinos inmóviles se denominan espermatozoides y los gametos móviles se denominan espermatozoides. Estas células germinales se fusionan para formar un cigoto, es decir. ocurre la fertilización. Las células sexuales, por regla general, tienen medio juego de cromosomas (), de modo que cuando se fusionan, se restaura un juego doble (diploide) y se desarrolla un nuevo individuo a partir del cigoto. En la reproducción sexual, la descendencia se forma mediante la fusión de núcleos haploides. Los núcleos haploides se forman como resultado de la división meiótica.
La meiosis conduce a una reducción del material genético a la mitad, por lo que la cantidad de material genético en los individuos de una determinada especie permanece constante durante varias generaciones. Durante la meiosis, ocurren varios procesos importantes: segregación aleatoria de cromosomas (segregación independiente), intercambio de material entre cromosomas homólogos (entrecruzamiento). Como resultado de estos procesos surgen nuevas combinaciones de genes. Dado que el núcleo del cigoto después de la fertilización contiene el material genético de los dos padres, esto aumenta la diversidad genética dentro de la especie. Si la esencia y el significado biológico del proceso sexual es el mismo para todos los organismos, entonces sus formas son muy diversas y dependen del nivel de desarrollo, hábitat, estilo de vida y algunas otras características.
reproducción sexual Todos los grupos de plantas lo tienen. Los musgos crecen en el césped. Las plantas masculinas y femeninas están una al lado de la otra. El agua de lluvia ayuda a que los espermatozoides lleguen a la parte superior de las plantas femeninas, donde se fusionan con los óvulos, formando un cigoto, a partir del cual se desarrolla una caja de esporas asentada sobre un largo tallo. En las células germinales, las células germinales se desarrollan sobre un germen formado como resultado de la germinación de esporas. En la parte inferior del protalo, los órganos femeninos son arquegonios y los órganos masculinos son anteridios. En un ambiente húmedo, las células sexuales se fusionan, el cigoto da lugar a un embrión del que crece uno joven. En las plantas con flores, la reproducción sexual más compleja es la doble fecundación. El polen (células reproductoras masculinas) aterriza en el estigma (órgano reproductor femenino) y germina. Los espermatozoides se mueven a lo largo del tubo polínico hacia. Los espermatozoides penetran en el saco embrionario. Uno se fusiona con el óvulo y da lugar a un embrión, el segundo espermatozoide se fusiona con la célula central y da lugar al endospermo, un suministro de nutrientes.
reproducción sexual Tiene grandes ventajas en comparación con el asexual. La esencia de la reproducción sexual es la combinación en el material hereditario de un descendiente de información genética de dos fuentes diferentes: los padres. La fertilización en animales puede ser externa o interna. La fusión produce un cigoto con un doble juego de cromosomas.
En el núcleo del cigoto, todos los cromosomas se emparejan: en cada par, uno de los cromosomas es paterno y el otro es materno. El organismo hijo que se desarrolla a partir de dicho cigoto está igualmente equipado con información hereditaria de ambos padres.
Significado biológico de la reproducción sexual. es que los organismos emergentes pueden combinar características útiles del padre y de la madre. Estos organismos son más viables. La reproducción sexual juega un papel importante en la evolución de los organismos.
El proceso principal es la selección natural. Decide qué adaptaciones para un hábitat determinado son favorables y cuáles no son tan deseables. Si la adaptación es favorable, entonces los organismos que codifican ese rasgo vivirán lo suficiente para reproducirse y transmitir sus genes a la siguiente generación.
Para que la selección natural funcione en una población, debe haber diversidad. Para obtener diversidad en los individuos se requieren diferentes genéticas y expresiones. Todo esto depende del método de reproducción de una especie en particular.
reproducción asexual
La reproducción asexual es la producción de descendencia de uno de los padres, que no va acompañada de apareamiento ni mezcla de genes. La reproducción asexual resulta en la clonación del padre, lo que significa que la descendencia tiene ADN idéntico al de su antepasado. Como regla general, existe una falta de diversidad de especies de generación en generación.
Una forma de obtener cierta diversidad de especies es mediante mutaciones a nivel del ADN. Si se produce un error en el proceso o en la copia del ADN, este error se transmitirá a la descendencia, posiblemente cambiando sus rasgos. Sin embargo, algunas mutaciones no cambian el fenotipo, por lo que no todos los cambios en la reproducción asexual dan como resultado una variación en la descendencia.
reproducción sexual
La reproducción sexual ocurre cuando una célula reproductora femenina (óvulo) se combina con una célula masculina (espermatozoide). Una descendencia es una combinación genética de madre y padre, donde la mitad de sus cromosomas provienen de uno de los padres y la otra mitad del otro. Esto asegura que la descendencia sea genéticamente diferente de sus padres e incluso de sus hermanos.
También pueden ocurrir mutaciones en especies que se reproducen sexualmente para aumentar aún más la diversidad de la descendencia. El proceso que crea las (células sexuales) utilizadas para la reproducción también ayuda a aumentar la diversidad. Garantiza que los gametos resultantes sean genéticamente diferentes. El reclutamiento independiente durante la meiosis y la fertilización aleatoria también influye en la mezcla de genes y permite que la descendencia se adapte mejor a su entorno.
Reproducción y evolución
Por regla general, se cree que la reproducción sexual contribuye más a la evolución que la reproducción asexual, ya que tiene un efecto mucho mayor.
En la reproducción asexual, las características hereditarias se transmiten sin cambios a lo largo de varias generaciones. El genotipo de los descendientes en este caso sólo puede cambiar mediante mutaciones aleatorias. La variabilidad de estos organismos suele ser insignificante.
La ventaja de la reproducción sexual en comparación con la reproducción asexual es que en un cigoto diploide se combinan conjuntos haploides de cromosomas de diferentes clones de organismos y, además, durante la formación posterior de gametos, se intercambian secciones homólogas de cromosomas entre cromosomas homólogos del conjuntos haploides originales (entrecruzamiento). Así, los individuos que surgen mediante reproducción sexual tienen nuevos genotipos que se diferencian entre sí. En este caso se consigue una recombinación de las propiedades hereditarias de los padres, lo que aumenta la variabilidad y proporciona material más rico para la selección natural. Por tanto, las capacidades de adaptación y el ritmo de evolución de los organismos que se reproducen sexualmente son significativamente mayores.
La esencia de la reproducción sexual es la creación de nuevas combinaciones genéticas. En los casos más típicos, un macho y una hembra se aparean y producen individuos cuyos genotipos no son idénticos ni al genotipo del padre ni al genotipo de la madre. En algunos animales, se pueden crear nuevos genotipos como resultado de procesos de una. tipo diferente En protozoos como los paramecios, se produce la autogamia, en la que un individuo crea un nuevo genotipo homocigoto. Otras formas, incluidos algunos platelmintos y moluscos, son hermafroditas, es decir, Tienen gónadas tanto masculinas (que producen esperma) como femeninas (que producen óvulos). Existen formas hermafroditas que son capaces de autofecundarse.
No toda reproducción es sexual (es decir, crea nuevos genotipos). Por ejemplo, los paramecios son capaces de dividirse en dos para formar dos nuevos organismos hijos, genéticamente idénticos al individuo original. Los pólipos hidroides (uno de los grupos de los celentéreos) pueden producir nuevos individuos idénticos a ellos como resultado del proceso de gemación. En este caso, se pueden formar varios organismos nuevos en una zona de gemación. Otros animales, incluidos muchos insectos y algunos peces, son capaces de reproducirse partenogenéticamente, en la que la descendencia se desarrolla a partir de huevos no fertilizados.
La gran mayoría de los animales, especialmente las formas que han surgido hace relativamente poco tiempo, se reproducen sexualmente, es decir, mediante la fusión de gametos masculinos y femeninos. Los teóricos no están de acuerdo sobre las razones de este predominio del proceso sexual. Dado que la reproducción sexual requiere ciertos costos, obviamente debe proporcionar algunas ventajas significativas. Se han esgrimido como explicación las siguientes razones principales:
1) una ventaja evolutiva para poblaciones que pueden cambiar más rápido que otras mediante la reproducción sexual;
2) ventaja evolutiva debido a que este método de reproducción facilita la especiación (la aparición de nuevas especies);
3) que los padres individuales pueden crear diversidad en su descendencia inmediata, facilitándoles la adaptación a cambios impredecibles en el entorno.
Durante la reproducción sexual, como resultado de la fusión de los gametos, se forma un óvulo fertilizado, un cigoto, que lleva las inclinaciones hereditarias de ambos padres, por lo que la variabilidad hereditaria de los descendientes aumenta considerablemente. Ésta es la ventaja de la reproducción sexual sobre la reproducción asexual. Aquellos. En presencia de recombinación genética, los individuos parentales producen descendencia que se diferenciará de ellos de la manera más impredecible, y entre las nuevas combinaciones aleatorias de genes, al menos la mitad puede resultar peor que el genotipo del padre; sin embargo, la mezcla de genes durante la reproducción sexual contribuye a la supervivencia de la especie cuando cambian las condiciones ambientales. Si un padre produce muchos descendientes con una amplia variedad de combinaciones genéticas, existe una mayor probabilidad de que al menos uno de ellos sea adecuado para las circunstancias de la vida futura, cualesquiera que sean.
En presencia de recombinación genética, los individuos parentales producen descendencia que se diferenciará de ellos de las formas más impredecibles, y entre las nuevas combinaciones aleatorias de genes, al menos la mitad puede resultar peor que el genotipo del padre, pero la mezcla de genes durante la reproducción sexual contribuye a la supervivencia de la especie cuando cambian las condiciones ambientales. Si un padre produce muchos descendientes con una amplia variedad de combinaciones genéticas, existe una mayor probabilidad de que al menos uno de ellos sea adecuado para las circunstancias de la vida futura, cualesquiera que sean.
Se han propuesto muchas hipótesis para explicar las ventajas de la reproducción sexual en la lucha por la existencia. Uno de ellos da una idea de cuáles pudieron ser las primeras etapas de la evolución de la reproducción sexual. El curso de la evolución depende en gran medida de las mutaciones, que cambian los genes existentes y forman en su lugar nuevos alelos (variantes) de estos genes. Supongamos que dos individuos de una determinada población tienen mutaciones favorables que afectan a determinados loci genéticos y, por tanto, a funciones diferentes. En una especie asexual, cada uno de estos individuos dará lugar a un clon de descendencia mutante, y los dos nuevos clones competirán hasta que uno de ellos gane. De este modo, uno de los alelos favorables producidos por la mutación se propagará, mientras que el otro acabará desapareciendo. Ahora imagine que uno de los mutantes originales tiene una característica determinada genéticamente que le permite de vez en cuando incluir genes de otros clones en su genoma. En condiciones de lucha por la existencia, la adquisición de genes de células de un clon competidor equivale a la creación de una célula que porta todas las mutaciones favorables. Una célula así tendrá la mayor aptitud y las ventajas que reciba garantizarán la difusión en la población de una característica que le permite incluir genes de otras células en su genoma. La selección natural favorecerá una reproducción sexual tan primitiva.
Los espermatozoides son uno de los personajes principales de la reproducción sexual.
La levadura ha ayudado a los científicos a demostrar que el mestizaje conduce a una mayor adaptabilidad ecológica de una especie.
La supervivencia de una especie está asociada a la acumulación de cambios genéticos que ayudan al organismo a sobrevivir en un hábitat particular. Se cree que la reproducción sexual, que aumenta la variabilidad genética, contribuye a la rápida evolución de la especie. Pero en el caso de la reproducción sexual, la descendencia adopta los genes de dos individuos diferentes. Imaginemos que la madre y el padre provinieran de poblaciones diferentes; Los genes de la madre le permiten sobrevivir en determinadas condiciones, mientras que los genes del padre están "adaptados" a otras. En este caso, la descendencia no se adaptará ni a uno ni a otro: los genes se debilitarán entre sí y no podrán funcionar adecuadamente bajo ninguna condición. ¿Resulta que la reproducción sexual no contribuye a la supervivencia de la especie?
Investigadores de la Universidad de Auckland (Nueva Zelanda) pusieron en marcha un experimento que debía responder directamente a la pregunta de si el mestizaje entre poblaciones ayuda o dificulta la evolución. Los científicos utilizaron levadura, que puede reproducirse tanto asexual como sexualmente. La primera cosecha se cultivó en las mismas condiciones, la segunda, en otras diferentes. En algún momento, la levadura activó el mecanismo de reproducción sexual e hizo posible que hongos de diferentes poblaciones se encontraran entre sí.
En un artículo publicado en la revista Ecology Letters, los autores escriben que la descendencia producida mediante reproducción sexual se adaptó más rápidamente a su entorno. Si los padres pertenecían a poblaciones diferentes, entonces sus hijos se sentían igualmente bien en condiciones ambientales tanto “maternas” como “paternas”. Es decir, la reproducción sexual no sólo no interfiere, sino que también estimula la evolución de la especie, especialmente cuando se encuentran individuos de diferentes poblaciones.
De hecho, los resultados del experimento confirman una hipótesis alternativa, pero relativamente poco conocida, según la cual los genes "adaptados" a una condición no necesariamente interfieren con la vida en otra. Los genes de diferentes hábitats no se enfrentan, sino que coexisten pacíficamente en un genoma, encendiéndose y apagándose según sea necesario.
Anteriormente, los biólogos evolutivos tuvieron que idear trucos ingeniosos que debían impedir que individuos de diferentes poblaciones se cruzaran entre sí y debilitar así la posición evolutiva de la especie. Y aunque, como ya se mencionó, existía una hipótesis alternativa, era necesaria una confirmación experimental para elevarla por encima de todas las demás. En la elaboración de este artículo se utilizó información obligatoria.
4. Estructura, propiedades biológicas y desarrollo de los espermatozoides:
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