Hauptunterschied – Binäre Spaltung vs. Budding

Binäre Spaltung und Knospung sind zwei Varianten der asexuellen Fortpflanzung, die in Bakterien bzw. Pilzen vorkommen. Die binäre Spaltung findet sich hauptsächlich in Prokaryonten. Knospung kommt in Eukaryoten vor. Die Hauptunterschied zwischen binärer Spaltung und Knospung ist das Bei der Doppelspaltung wird der Mutterorganismus durch gleichmäßige Trennung des Zytoplasmas in zwei Tochterorganismen geteilt, während bei der Knospung aus dem bestehenden Organismus durch Aussprossen ein neuer Organismus gebildet wird.

Dieser Artikel befasst sich mit,

1. Was ist Binärspaltung? – Mechanismus, Eigenschaften, Typen 2. Was ist Budding? – Mechanismus, Eigenschaften, Beispiele 3. Was ist der Unterschied zwischen Binärspaltung und Budding?

Was ist Binärspaltung?

Die Aufteilung eines einzelnen Organismus in zwei Tochterorganismen wird als binäre Spaltung bezeichnet. Im Allgemeinen weisen Prokaryonten wie Bakterien und Archaeen eine binäre Spaltung als Zellteilungsmechanismus der asexuellen Fortpflanzung auf. Eukaryotische Organellen wie Mitochondrien weisen auch eine binäre Spaltung auf, indem sie die Anzahl der Organellen innerhalb der Zelle erhöhen.

Mechanismus der Binärspaltung

Die DNA-Replikation ist das erste Ereignis, das während der binären Spaltung auftritt. Das einzelne, zirkuläre Chromosom von Bakterien, das vor der Replikation eng gewickelt ist, wird entwickelt und repliziert. Zwei replizierte Chromosomen wandern zu den entgegengesetzten Polen. Dann vergrößert die Zelle ihre Länge. Alle Komponenten wie Ribosomen und Plasmide erhöhen ihre Anzahl. Die äquatoriale Platte verengt sich, um die Plasmamembran zu trennen. Zwischen den getrennten Zellen bildet sich eine neue Zellwand. Die Teilung des Zytoplasmas wird als Zytokinese bezeichnet. Die beiden neugebildeten Zellen enthalten etwa gleich viele Ribosomen, Plasmide und andere Bestandteile des Zytoplasmas. Das Volumen des Zytoplasmas ist ebenfalls ungefähr gleich.

Abbildung 1: Binäre Spaltung

Vier Arten der Binärspaltung

Unregelmäßige Binärspaltung

Die Zytokinese findet in der senkrechten Ebene zu der Ebene statt, in der die Karyokinese stattgefunden hat. Es kann in Amöben beobachtet werden.

Longitudinale Binärspaltung

Die Zytokinese findet entlang der Längsachse statt. Dies geschieht in Euglena.

Transverse Binärspaltung

Die Zytokinese findet entlang der Querachse statt. Es kommt in Paramecium-ähnlichen Protozoen vor.

Schräge Binärspaltung

Die schräge Zytokinese tritt wie bei Ceratium auf.

Die Binärspaltung gilt als Raid-Prozess. Typischerweise teilt sich eine E. coli-Zelle bei 37 °C alle 20 Minuten. Die gesamte Bakterienkultur durchläuft eine binäre Spaltung. Daher wird die Zeit, die ein Zyklus benötigt, als Verdopplungszeit bezeichnet. Einige Stämme wie Mycobacterium tuberculosis weisen im Vergleich zu E. coli eine langsame Verdopplungszeit auf.

Was ist Budding?

Knospung ist ein Mechanismus, der bei der asexuellen Vermehrung von Hefen verwendet wird, indem ein knospenähnlicher Auswuchs gebildet wird. Die Knospe ist an den Elternorganismus gebunden, bis sie wächst und trennt sich von ihr, wenn sie gereift ist. Der neue Organismus ist ein genetisch identischer Klon mit dem Elternorganismus. Die Backhefe Saccharomyces cerevisiae produziert durch asymmetrische Knospung eine Mutterzelle und eine kleine Tochterzelle. Die asexuelle Vermehrung von Hefe durch Knospung ist in Abbildung 2 dargestellt.

Abbildung 2: Knospung bei Saccharomyces cerevisiae

Metazoen wie Hydra entwickeln durch eine wiederholte Zellteilung an einer bestimmten Stelle knospenartige Auswüchse. Knospen werden als winzige Individuen entwickelt, und wenn sie gereift sind, lösen sie sich von den Eltern, um als unabhängige Einzelorganismen zu wachsen. Eine Hydra mit zwei Knospen ist in Abbildung 3 dargestellt.

Abbildung 3: Hydra mit zwei Knospen

Parasiten wie Toxoplasma gondii vermehren sich ungeschlechtlich durch interne Knospung. Sie entwickeln durch Endodyogenie zwei Tochterzellen. Endopolygenie ist die Produktion mehrerer Organismen durch interne Knospung. Bei Viren ist die Virusausscheidung eine Form der Knospung. Im Gartenbau wird das Aufpfropfen einer Knospe einer Pflanze auf eine andere Pflanze als Knospen bezeichnet.

Unterschied zwischen Binärspaltung und Knospung

Definition

Zellteilung: Die Aufteilung eines einzelnen Organismus in zwei Tochterorganismen wird als binäre Spaltung bezeichnet.

Knospung: Die Bildung eines neuen Organismus durch eine Knospe aus dem Elternorganismus wird als Knospung bezeichnet.

Art der Abteilung

Zellteilung: Die Binärspaltung ist eine Art der Spaltung.

Knospung: Knospung ist eine Art der vegetativen Vermehrung.

Elternorganismus

Zellteilung: Der Elternorganismus wird in zwei Tochterorganismen unterteilt. Somit kann nach der Teilung kein Elternteil identifiziert werden.

Knospung: Die Knospe wird aus dem Elternorganismus entwickelt. Nach dem Ablösen des neuen Organismus vom Elternorganismus bleibt der Elternorganismus derselbe.

Symmetrische/asymmetrische Aufteilung

Zellteilung: Die Binärspaltung ist eine symmetrische Teilung.

Knospung: Budding ist eine asymmetrische Teilung.

Gegenwart

Zellteilung: Die binäre Spaltung findet sich hauptsächlich in Bakterien und Archaeen.

Knospung: Knospung findet sich in Parasiten, Pilzen, Pflanzen und Metazoen wie Tieren.

Künstliche Induktion

Zellteilung: Die Binärspaltung ist ein natürlicher Vorgang. Es kann nicht künstlich herbeigeführt werden.

Knospung: Knospung kann künstlich herbeigeführt werden.

Abschluss

Binäre Spaltung und Knospung sind zwei asexuelle Fortpflanzungsmethoden, die in einfachen Organismen vorkommen. Die binäre Spaltung ist eine Art der Spaltung und die Knospung ist eine Art der asexuellen Vermehrung. Die binäre Spaltung tritt meist in Prokaryonten wie Bakterien auf. Knospung kann bei Pilzen, Pflanzen, Tieren wie Metazoen und Parasiten beobachtet werden. Bei der binären Spaltung kann eine symmetrische Aufteilung des Elternzytoplasmas zwischen zwei Tochterzellen festgestellt werden. Während der Knospung wird ein kleiner Teil des Elternzytoplasmas als neuer Organismus abgetrennt. Daher liegt der Hauptunterschied zwischen binärer Spaltung und Knospung in der zytoplasmatischen Teilung.

Referenz:1. „Spaltung (Biologie).“ Wikipedia. Wikimedia Foundation, 17. März 2017. Web. 19. Mär. 2017. 2. „Aufkeimen“. Wikipedia. Wikimedia Foundation, 15. März 2017. Web. 19. März 2017.

Bildhöflichkeit: 1. „Binary Fission“ By Drawn by w:User:JWSchmidt (w:Image:Binary Fission.png); vektorisiert von w:User:JTojnar – (CC BY 3.0) über Commons Wikimedia2. „S cerevisiae unter DIC-Mikroskopie“ Von Masur – Eigene Arbeit (Public Domain) über Commons Wikimedia3. „Hydra oligactis“ von Lifetrance bei en.wikipedia (CC BY-SA 3.0) über Commons Wikimedia