Hauptunterschied – sexuelle vs. asexuelle Fortpflanzung

Sexuelle und asexuelle Fortpflanzung sind zwei Mechanismen, die Nachkommen der lebenden Organismen hervorbringen. Während der sexuellen Fortpflanzung werden zwei Arten von Gameten, die als männliche und weibliche Gameten bekannt sind, innerhalb der männlichen bzw. weiblichen Fortpflanzungsorgane gebildet. Diploide Keimzellen produzieren durch den Zellteilungsprozess, der Meiose genannt wird, haploide Gameten. Bei der asexuellen Fortpflanzung werden diploide Körperzellen durch Mitose geteilt, um neue diploide Tochterzellen zu erzeugen. Die Hauptunterschied zwischen sexueller und ungeschlechtlicher Fortpflanzung ist das Die sexuelle Fortpflanzung nutzt die Meiose bei der Zellteilung und Verschmelzung haploider Gameten, um die diploide Zygote zu erzeugen, während die asexuelle Fortpflanzung die Mitose als Zellteilungsmechanismus nutzt und eine einheitliche Ploidie über alle Zellgenerationen hinweg aufrechterhält.

Dieser Artikel erklärt,

1. Was ist sexuelle Fortpflanzung? – Definition, Eigenschaften, Typen, Beispiele 2. Was ist asexuelle Fortpflanzung? – Definition, Eigenschaften, Typen, Beispiele 3. Was ist der Unterschied zwischen sexueller und asexueller Fortpflanzung?

Was ist sexuelle Fortpflanzung?

Sexuelle Fortpflanzung ist die Verschmelzung zweier morphologisch unterschiedlicher Arten von Gameten, die als männliche und weibliche Gameten bezeichnet werden, um eine diploide Zygote zu bilden. Männliche Gameten sind klein und werden als Spermien bezeichnet. Die weiblichen Gameten sind groß und werden als Ei oder Ei bezeichnet. Jeder Gamet ist haploid und wird durch einen Prozess namens Meiose gebildet. Meiose tritt nur bei Eukaryoten auf. Während der Meiose kommt es an der Synapse über Punkte, die als Chiasmata bezeichnet werden, zu einem chromosomalen Crossing Over. Die Rekombination von Nicht-Schwesterchromatiden führt zur genetischen Variation in den produzierenden Gameten. Genetische Variation fördert die Evolution, indem sie neue Merkmale hervorbringt. Während der Meiose finden zwei Zellteilungsrunden statt, die aus einer einzigen diploiden Keimzelle vier haploide Gameten produzieren.

Befruchtung ist das Ereignis, bei dem die beiden Gameten zur diploiden Zygote verschmolzen werden. Eine menschliche Körperzelle enthält 46 Chromosomen, die in zwei homologe Sätze unterteilt werden können; einer hat einen mütterlichen Ursprung und der andere hat einen väterlichen Ursprung. Nach dem Gesetz der unabhängigen Sortierung trennt sich ein Satz, der 23 Chromosomen enthält und sowohl mütterlichen als auch väterlichen Ursprungs trägt, in einen Gameten. Unabhängige Chromosomensortierung im Genom, während die Bildung von Gameten auch die genetische Variation während der sexuellen Fortpflanzung fördert. Während der Befruchtung regeneriert die Verschmelzung eines Spermiums mit einer Eizelle den diploiden Status, bestehend aus 46 Chromosomen in der Zygote. Der Sexualzyklus von Eukaryoten ist in Abbildung 1 dargestellt.

Abbildung 1: Sexueller Zyklus

Die Suche nach einem Partner für die sexuelle Fortpflanzung wird als sexuelle Selektion bezeichnet, was die natürliche Selektion in der Evolution fördert.

Arten der sexuellen Fortpflanzung

Sexuelle Fortpflanzung von Bakterien und Archaeen

Prokaryoten vermehren sich normalerweise durch ungeschlechtliche Fortpflanzung. Aber der laterale Gentransfer, der während der Konjugation, Transformation und Transduktion stattfindet, wird als sexuelle Fortpflanzungsmechanismen angesehen.

Sexuelle Fortpflanzung von Pilzen

Bei Pilzen werden ruhende Sporen durch sexuelle Fortpflanzung produziert. Diese Sporen werden verwendet, um unter rauen Bedingungen zu überleben. Bei der sexuellen Vermehrung von Pilzen lassen sich drei Phasen unterscheiden: Plasmogamie, Karyogamie und Meiose. Während der Plasmogamie werden die beiden Elternzellen durch ihr Zytoplasma fusioniert. Die beiden Kerne dieser fusionierten Zellen werden dann während der Karyogamie fusioniert. Schließlich werden während der Meiose haploide Gameten gebildet, die dann zu Sporen entwickelt werden. Ein Pilz, der Sporen aussendet, ist in Abbildung 2 dargestellt.

Abbildung 2: Puffballs, die Sporen emittieren

Sexuelle Fortpflanzung von Pflanzen

Bryophyten wie Lebermoose, Moose und Hornmoose bestehen aus beweglichen Spermien mit Flagellen. Daher benötigen sie Wasser zur Fortpflanzung. Der Lebenszyklus dieser Pflanzen besteht aus einer haploiden Spore, die zur dominierenden Form des Lebenszyklus heranwächst. Der haploide Dominant ist als Gametophyt bekannt, der ein photosynthetischer vielzelliger Körper ist, der aus blattähnlichen Strukturen besteht. Dieser vielzellige Körper besteht aus Antheridien, die durch Mitose haploide Gameten produzieren. Die Befruchtung von Gameten erzeugt eine diploide Zygote. Die Zygote teilt sich durch die mitotische Teilung und produziert den Sporophyten. Sporenkapseln werden im Sporophyten produziert. Sie produzieren Sporen durch Meiose.

Bei Farnen produziert diploide Sporophyten Sporen. Sporen keimen, um Gametophyten zu produzieren, die Spermien und Eier produzieren. Spermien schwimmen durch einen Wasserfilm, um die Eizelle zu befruchten. Die produzierte Zygote wächst zu einem neuen Sporophyten heran.

Blumen sind die Fortpflanzungsorgane der Blütenpflanzen. In der Anthere werden Pollenkörner produziert, die den männlichen Gametophyten enthalten. Der weibliche Gametophyt befindet sich im Eierstock. Befruchtete Zygote wird zu einer Frucht mit Samen entwickelt. Abbildung 3 zeigt eine Schwebfliege, die eine Blüte bestäubt.

Abbildung 3: Blütenbestäubung durch Insekten

Sexuelle Fortpflanzung von Tieren

Bei Insekten produzieren Männchen Spermatozoen und Weibchen Eier. Durch Befruchtung entsteht die Zygote. Höhere Tiere wie Säugetiere bestehen aus komplexen Fortpflanzungsorganen, um Gameten zu produzieren, die Gameten zu befruchten und die Zygote zu einer neuen Geburt zu entwickeln.

Was ist asexuelle Fortpflanzung?

Asexuelle Fortpflanzung ist die Produktion von Nachkommen eines einzigen Organismus, wobei identische Gene nur von diesem Elternteil geerbt werden. Daher werden keine Gameten gebildet und keine Befruchtung ist an der Bildung eines neuen Organismus beteiligt. Asexuelle Fortpflanzung findet sich hauptsächlich in niederen Lebensformen wie Bakterien und Archaeen. Auch bei Pilzen und Pflanzen kann eine ungeschlechtliche Fortpflanzung beobachtet werden. Die asexuelle Fortpflanzung kann im Vergleich zur sexuellen Fortpflanzung schnell Generationen bilden.

Arten der asexuellen Fortpflanzung

Es können verschiedene Arten von asexuellen Fortpflanzungsmechanismen wie Spaltung, Knospung, vegetative Vermehrung, Sporogenese, Fragmentierung und Agamogenese identifiziert werden.

Fission

Es lassen sich zwei Arten der Spaltung unterscheiden: die Doppelspaltung und die Mehrfachspaltung. Der Elternorganismus wird bei der Doppelspaltung durch zwei Tochterorganismen ersetzt. Bakterien und Archaeen zeigen meist eine binäre Spaltung. Bei Protisten kommt es zur Mehrfachspaltung. Der Kern wird mehrmals geteilt, um mehrere Tochterzellen zu produzieren.

Knospung

Einige Pilze wie Bäckerhefe produzieren Vorsprünge, um aus der Mutterzelle eine Tochterzelle zu produzieren. Hydra vermehrt sich auch ungeschlechtlich durch Knospung. Das Heranwachsen zu einem reifen Individuum trennt den Tochterorganismus vom Mutterorganismus.

Vegetative Vermehrung

Während der vegetativen Vermehrung vermehren sich Pflanzen ungeschlechtlich, ohne Samen oder Sporen zu bilden. Die Bildung von Pflänzchen auf Blättern von Kalanchoe, die Bildung neuer Pflanzen aus Rhizomen oder Ausläufern bei Erdbeeren und die Bildung von Zwiebeln bei Tulpen oder Knollen bei Dahlien sind Beispiele für die vegetative Vermehrung. Vegetative Pflänzchen in Kalanchoe sind in Abbildung 4 dargestellt.

Abbildung 4: Kalanchoe-Pflänzchen auf dem Blatt

Sporogenese

Pflanzen und Algen produzieren während ihrer asexuellen Fortpflanzung Sporen durch einen Prozess, der als sporische Meiose bezeichnet wird. Durch die Keimung der Sporen entstehen haploide Gametophyten. Gametophyte produziert Gameten durch Mitose. Die Befruchtung von Gameten produziert die Zygote, die schließlich den Sporophyten bildet.

Zersplitterung

Die Bildung eines neuen Organismus aus einem Fragment des Elternorganismus wird als Fragmentierung bezeichnet. Jedes Fragment ist in der Lage, sich zu einem neuen Organismus zu entwickeln. Planarien, Ringelwürmer und Seesterne zeigen Fragmentierung. Einige Pflanzen wie Lebermoose enthalten Strukturen wie Gemma, die darauf spezialisiert sind, sich durch Fragmentierung zu vermehren. Abbildung 5 zeigt einen Seestern, der seine Beine durch Fragmentierung regeneriert.

Abbildung 5: Seestern regeneriert seine Beine

Agamogenese

Jede Form der Fortpflanzung, bei der keine männlichen Gameten beteiligt sind, wird als Agamogenese bezeichnet. Parthenogenese und Apomixis sind Beispiele für Agamogenese. Bei der Parthenogenese werden unbefruchtete Eizellen zu neuen Individuen entwickelt. Rädertiere, Blattläuse, Wasserflöhe, einige Ameisen, Bienen, Stabheuschrecken, Amphibien und Reptilien weisen eine Parthenogenese auf. Die Bildung eines neuen Sporophyten ohne Befruchtung bei Pflanzen wird als Apomixis bezeichnet. Die Samenbildung ohne Befruchtung ist ein häufiges Beispiel für Apomixis. Eine Blattlaus, die durch Parthenogenese ein lebendes Junges zur Welt bringt, ist in Abbildung 6 dargestellt.

Abbildung 6: Parthenogenese bei Blattläusen

Unterschied zwischen sexueller und asexueller Fortpflanzung

Arten von Organismen

Sexuelle Fortpflanzung: Die sexuelle Fortpflanzung findet sich in fast allen Tieren, Pflanzen und anderen Lebensformen, einschließlich Pilzen, Bakterien und Protisten.

Asexuelle Reproduktion: Asexuelle Fortpflanzung findet sich bei niederen Tieren und Pflanzen, Pilzen, Protozoen und Bakterien.

Anzahl der Eltern

Sexuelle Fortpflanzung: Die sexuelle Fortpflanzung ist ein elterlicher Prozess.

Asexuelle Reproduktion: Die ungeschlechtliche Fortpflanzung ist ein uni-elterlicher Prozess.

Bildung von Gameten

Sexuelle Fortpflanzung: Männliche und weibliche Gameten werden während der sexuellen Fortpflanzung gebildet.

Asexuelle Reproduktion: Bei der asexuellen Fortpflanzung werden keine Gameten gebildet.

Fortpflanzungseinheiten

Sexuelle Fortpflanzung: Keimzellen fungieren als Fortpflanzungseinheiten während der sexuellen Fortpflanzung.

Asexuelle Reproduktion: Somatische Zellen fungieren als Fortpflanzungseinheiten während der asexuellen Fortpflanzung.

Düngung

Sexuelle Fortpflanzung: Die Befruchtung von männlichen und weiblichen Gameten erfolgt, um die Zygote zu erhalten.

Asexuelle Reproduktion: Während der ungeschlechtlichen Fortpflanzung findet keine Befruchtung statt.

Ploidie

Sexuelle Fortpflanzung: Während der Meiose werden haploide Gameten aus diploiden Keimzellen hergestellt. Die Fusion von Gameten regeneriert die diploide Zygote.

Asexuelle Reproduktion: Chromosomen sind während des gesamten Prozesses diploid.

Mitose/Meiose

Sexuelle Fortpflanzung: Die Meiose ist an der Zellteilung beteiligt und die Mitose setzt den Prozess während der sexuellen Fortpflanzung fort.

Asexuelle Reproduktion: Mitose, Spaltung, Knospung und Regeneration sind an der Zellteilung während der ungeschlechtlichen Fortpflanzung beteiligt.

Typ

Sexuelle Fortpflanzung: Meiose, Syngamie und Konjugation sind an der sexuellen Fortpflanzung beteiligt.

Asexuelle Reproduktion: Knospung, vegetative Fortpflanzung, Fragmentierung und Sporenproduktion sind die Arten der asexuellen Fortpflanzung.

Genetische Variation

Sexuelle Fortpflanzung: Chromosomales Crossing Over ermöglicht die genetische Rekombination, wodurch genetische Variationen bei den Nachkommen eingeführt werden.

Asexuelle Reproduktion: Tochterzellen sind aufgrund der Beteiligung der Mitose während der Zellteilung genetisch mit ihren Eltern identisch.

Beitrag zur Evolution

Sexuelle Fortpflanzung: Die genetische Variation unter den Nachkommen während der sexuellen Fortpflanzung lässt die Evolution voranschreiten.

Asexuelle Reproduktion: Die ungeschlechtliche Fortpflanzung ermöglicht die Kontinuität der genetischen Information durch die Nachkommen.

Effizienz des Prozesses

Sexuelle Fortpflanzung: Die sexuelle Fortpflanzung bringt ihre Nachkommen weniger schnell hervor.

Asexuelle Reproduktion: Die asexuelle Fortpflanzung ist an der schnellen Produktion von Nachkommen in kurzer Zeit beteiligt.

Nachkommen

Sexuelle Fortpflanzung: Nachkommen der sexuellen Fortpflanzung sind sehr gesund.

Asexuelle Reproduktion: Nachkommen asexueller Fortpflanzung sind gesund oder wenig gesund.

Lebensdauer

Sexuelle Fortpflanzung: Die Zellen, die sich der sexuellen Fortpflanzung unterziehen, sind sterblich.

Asexuelle Reproduktion: Die Zellen, die sich einer asexuellen Fortpflanzung unterziehen, gelten als unsterblich.

Fortpflanzungsorgane

Sexuelle Fortpflanzung: Für die sexuelle Fortpflanzung werden prominente männliche und weibliche Fortpflanzungsorgane benötigt.

Asexuelle Reproduktion: Fortpflanzungsorgane sind für die ungeschlechtliche Fortpflanzung nicht erforderlich.

Abschluss

Sexuelle und asexuelle Fortpflanzung sind die beiden Hauptformen der Fortpflanzung in Organismen. Die sexuelle Fortpflanzung beinhaltet die Produktion von haploiden Gameten durch Meiose, gefolgt von der Befruchtung zweier morphologisch unterschiedlicher Gameten, um die diploide Zygote zu regenerieren. Bei der asexuellen Fortpflanzung ist jedoch ein alleinerziehender Elternteil an der Produktion der Nachkommen beteiligt. Die Zellteilung bei der asexuellen Fortpflanzung erfolgt durch Mitose, wobei eine einheitliche Ploidie über alle Zellgenerationen hinweg erhalten bleibt. Sexuelle Fortpflanzung findet sich in fast allen lebenden Formen einschließlich Bakterien. Die sexuelle Fortpflanzung von Bakterien erfolgt durch Konjugation. Asexuelle Fortpflanzung findet sich hauptsächlich in niederen Lebensformen wie Bakterien und Archaeen. Asexuelle Fortpflanzung kann durch Spaltung, Knospung, vegetative Vermehrung, Sporogenese, Fragmentierung und Agamogenese erfolgen. Das wichtigste Merkmal der sexuellen Fortpflanzung von Organismen ist der Beitrag zur Evolution. Genetische Variationen werden in die Nachkommen durch unabhängige Zusammenstellung von Chromosomen eingeführt, und chromosomale Überkreuzung trat während der Synapse auf. Dies sind die Unterschiede zwischen sexueller und asexueller Fortpflanzung.

Referenz:1. "Sexuelle Fortpflanzung." Wikipedia. Wikimedia Foundation, 21. März 2017. Web. 21. März 2017. 2. „Asexuelle Fortpflanzung.“ Wikipedia. Wikimedia Foundation, 17. März 2017. Web. 21. März 2017.

Bildhöflichkeit: 1. „Sexueller Zyklus“ Von Traced by User:Stannered – de:Image:Sexual cycle.png (CC BY-SA 3.0) über Commons Wikimedia2. „Puffballs emittierende Sporen“ Von Lesmalvern – Eigene Arbeit (CC BY-SA 4.0) über Commons Wikimedia3. „Eristalinus Oktober 2007-6“ Von Alvesgaspar – Eigene Arbeit (CC BY-SA 3.0) über Commons Wikimedia4. „Bryophyllum daigremontianum nahaufnahme2“ Von Fotograf: CrazyD, 26. Oktober 2005 – Eigene Arbeit (CC BY-SA 3.0) über Commons Wikimedia5. „Seestern regeneriert Beine“ von Brocken Inaglory (CC BY-SA 3.0) über Commons Wikimedia6. "Blattlaus-Geburt" von MedievalRich (CC BY-SA 3.0) über Commons Wikipedia