Mittesuguline paljunemine on iseloomulik paljudele liikidele, nii taimedele kui loomadele. Seda leidub viirustes, bakterites, vetikates, seentes, soontaimedes, algloomades, käsnades, koelenteraatides, sammalloomades ja mantelloomades.
Lihtsaim mittesugulise paljunemise vorm on iseloomulik viirustele. Nende paljunemisprotsess on seotud nukleiinhappemolekulidega, nende molekulide võimega ise dubleerida ja põhineb nukleotiididevaheliste suhteliselt nõrkade vesiniksidemete spetsiifilisusel.
Seoses teiste mittesuguliselt paljunevate organismidega eristatakse vegetatiivset paljunemist ja sporulatsiooni teel paljunemist.
Vegetatiivne paljunemine on paljunemine, mille käigus areneb uus organism emaorganismist eraldatud osast. Seda tüüpi paljunemine on iseloomulik nii ühe- kui ka mitmerakulistele organismidele, kuid sellel on nendes erinevad ilmingud.
Üherakulistes organismides esindavad vegetatiivset paljunemist sellised vormid nagu jagunemine, mitmekordne lõhustumine ja pungumine. Lihtsa ahenemise teel jagunemine kahe tütarorganismi moodustumisega ühest vanemorganismist on iseloomulik bakteritele ja sinivetikatele (tsüanobakteritele). Vastupidi, pruunvetikate ja roheliste vetikate, samuti üherakuliste loomade (sarkoodid, lipukesed ja ripsloomad) paljunemine toimub tuuma mitootilise jagunemise kaudu, millele järgneb tsütoplasma ahenemine.
Paljundamine mitme lõhustumise teel (skisogoonia) hõlmab tuuma jagamist, millele järgneb tsütoplasma jagamine osadeks.
Mitmerakulistes taimeorganismides toimub vegetatiivne paljundamine jagamise teel pistikute, sibulate, lehtede ja risoomide abil.
Kuid see on sisuliselt kunstlik paljundamine, mida kasutatakse põllumajanduses. Kõrgemate taimede paljundamine tehistingimustes on võimalik ka ühest rakust. Ühest rakust arenevatel organismidel on kõik algse hulkrakulise organismi omadused. Seda paljunemist nimetatakse klonaalseks mikropaljundamiseks. Üks vegetatiivse paljundamise vorme võib olla paljude kultuurtaimede pookimine ehk siirdamine, mis seisneb punga või võrse osa ümberistutamises ühelt taimelt teisele. Loomulikult on see ka paljunemisviis, mida looduses ei esine, kuid põllumajanduses kasutatakse väga laialdaselt.
Mitmerakulistel loomadel toimub vegetatiivne paljunemine nende keha killustamisega osadeks, mille järel areneb igast osast uus loom. Selline paljunemine on tüüpiline käsnadele, koelenteraatidele (hüdraasidele), nemerteanidele, lestaussidele, okasnahksetele (täht) ja mõnedele teistele organismidele. Loomade vegetatiivsele paljunemisele lähedane killustatuse vorm on loomade polüembrüoonia, mis seisneb selles, et teatud arenguetapis on embrüo jagatud mitmeks osaks, millest igaüks areneb iseseisvaks organismiks. Polüembrüoonia esineb vöölastel. Viimased aga paljunevad suguliselt. Seetõttu on polüembrüoonia pigem ainulaadne sugulise paljunemise staadium ja polüembrüooniast saadud järglasi esindavad monosügootsed kaksikud.
Puntsustumine seisneb tuberkuloosi (väljakasvu) moodustumisel emaraku küljes oleva tuumaga, mis seejärel eraldub ja muutub iseseisvaks organismiks. Pungumist esineb nii üherakulistel taimedel, näiteks pärmseentel, kui ka üherakulistel loomadel, näiteks teatud liikide ripslastel.
Sporulatsiooni teel paljunemine on seotud spetsialiseeritud rakkude moodustumisega - eosed, mis sisaldavad tuuma, tsütoplasma, on kaetud tiheda membraaniga ja on ebasoodsates tingimustes võimelised pikaajaliselt eksisteerima, mis lisaks aitab kaasa nende levikule. Kõige sagedamini toimub selline paljunemine bakterites, vetikates, seentes, sammaldes ja sõnajalgades.
Mõnes rohevetikas võivad üksikutest rakkudest tekkida nn zoospoorid.
Loomade hulgas on norskamise teel paljunemist täheldatud eosloomadel, eriti falciparum plasmodiumis.
Paljude liikide organismides võib mittesuguline paljunemine vahelduda sugulise paljunemisega.
Paljunemisvõime on elusolendite üks olulisemaid omadusi. Paljunemisprotsessi käigus kandub geneetiline materjal vanematelt järglastele. Liigi kui terviku jaoks paljunemise tähtsus seisneb antud liigi erinevatel põhjustel hukkuvate isendite arvu pidevas täiendamises. Lisaks võimaldab paljunemine soodsatel tingimustel suurendada isendite arvu.
Mõnel juhul toimub paljunemine pidevalt kogu organismi eluea jooksul, teistel - ainult üks kord. Mõnikord algab paljunemine pärast isendi kasvu lõpetamist ja mõnikord on see võimalik kasvuprotsessi ajal. Paljunemismeetodid võib jagada kolme rühma: mittesuguline, vegetatiivne ja seksuaalne. Sageli ühendatakse kaks esimest vormi selle sõna üldises tähenduses mittesuguliseks paljunemiseks.
Killustumine. Isendi jagunemine mitmeks osaks, millest igaüks kasvab ja moodustab uue isendi. Tihedalt seotud regeneratsiooniga – võime taastada kaotatud elundeid ja kehaosi. Niitjad vetikad, palju usse,
Paljundamine- elusorganismide võime paljuneda oma liiki. Peamisi on kaks reprodutseerimismeetod- aseksuaalne ja seksuaalne.
Mittesuguline paljunemine toimub ainult ühe vanema osalusel ja toimub ilma sugurakkude moodustumiseta. Tütarpõlvkond tekib mõnel liigil emakeha ühest rakkudest või rakkude rühmast, teiste liikide puhul - spetsiaalsetes elundites. Eristatakse järgmist: mittesugulise paljunemise meetodid: jagunemine, tärkamine, killustumine, polüembrüoonia, eoste teke, vegetatiivne paljunemine.
Jaoskond– üherakulistele organismidele omane mittesugulise paljunemise meetod, mille puhul ema jaguneb kaheks või enamaks tütarrakuks. Eristada saab: a) lihtsat binaarset lõhustumist (prokarüootid), b) mitootilist binaarset lõhustumist (algloomad, üherakulised vetikad), c) mitmekordset lõhustumist ehk skisogooniat (malaariaplasmoodium, trüpanosoomid). Parametsiumi (1) jagunemisel jaguneb mikrotuum mitoosiga, makrotuum amitoosiga. Skisogoonia (2) ajal jaguneb tuum esmalt korduvalt mitoosi teel, seejärel ümbritseb iga tütartuum tsütoplasmaga ja moodustub mitu iseseisvat organismi.
Loomutamine- mittesugulise paljunemise meetod, mille käigus moodustuvad uued isendid väljakasvude kujul vanemindiviidi kehal (3). Tütarisikud võivad emast eralduda ja minna iseseisvale eluviisile (hüdra, pärm) või jääda sellega seotuks, moodustades antud juhul kolooniaid (korallpolüübid).
Killustumine(4) - mittesugulise paljunemise meetod, mille käigus moodustatakse uued isendid fragmentidest (osadest), milleks emapoolne isend laguneb (anneli, meritäht, spirogyra, elodea). Killustumine põhineb organismide taastumisvõimel.
Polüembrüoonia- mittesugulise paljunemise meetod, mille käigus moodustatakse uued isendid fragmentidest (osadest), milleks embrüo laguneb (monosügootsed kaksikud).
Vegetatiivne paljundamine- mittesugulise paljunemise meetod, mille käigus moodustuvad uued isendid kas emaisendi vegetatiivse keha osadest või spetsiaalsetest struktuuridest (risoom, mugul jne), mis on spetsiaalselt ette nähtud selle paljunemisvormi jaoks. Vegetatiivne paljundamine on tüüpiline paljudele taimerühmadele ja seda kasutatakse aianduses, köögiviljaaianduses ja sordiaretuses (kunstlik vegetatiivne paljundamine).
| Vegetatiivne organ | Vegetatiivse paljundamise meetod | Näited |
|---|---|---|
| Juur | Juurpistikud | Kibuvits, vaarikas, haab, paju, võilill |
| Juureimejad | Kirss, ploom, külvata ohakas, ohakas, sirel | |
| Võrsete maapealsed osad | Jagavad põõsad | Floks, karikakar, priimula, rabarber |
| Varre pistikud | Viinamarjad, sõstrad, karusmarjad | |
| Kihistused | Karusmarjad, viinamarjad, linnukirss | |
| Võrsete maa-alused osad | Risoom | Spargel, bambus, iiris, maikelluke |
| Mugul | Kartul, päevalill, Jeruusalemma artišokk | |
| Pirn | Sibul, küüslauk, tulp, hüatsint | |
| Corm | Gladioolid, krookus | |
| Leht | Lehtede pistikud | Begoonia, gloxinia, coleus |
Sporulatsioon(6) - paljunemine eoste kaudu. Vaidlused- spetsialiseeritud rakud, enamikul liikidel moodustuvad need spetsiaalsetes elundites - sporangiumides. Kõrgemates taimedes eelneb eoste tekkele meioos.
Kloonimine– meetodite kogum, mida inimesed kasutavad rakkude või indiviidide geneetiliselt identsete koopiate saamiseks. Klooni– mittesugulise paljunemise teel ühisest esivanemast põlvnevate rakkude või isendite kogum. Klooni saamise aluseks on mitoos (bakterites - lihtne jagunemine).
Seksuaalne paljunemine toimub kahe vanema (isane ja naine) osalusel, mille käigus moodustuvad spetsiaalsed rakud spetsiaalsetes elundites - sugurakud. Sugurakkude moodustumise protsessi nimetatakse gametogeneesiks, gametogeneesi põhietapp on meioos. Tütarpõlvkond areneb välja sigootid- rakk, mis on tekkinud isas- ja naissugurakkude ühinemise tulemusena. Meeste ja naiste sugurakkude ühinemise protsessi nimetatakse väetamine. Sugulise paljunemise kohustuslik tagajärg on geneetilise materjali rekombinatsioon tütarpõlvkonnas.
Sõltuvalt sugurakkude struktuurilistest omadustest võib eristada järgmist: seksuaalse paljunemise vormid: isogaamia, heterogaamia ja oogaamia.
Isogaamia(1) – sugulise paljunemise vorm, mille puhul sugurakud (tinglikult emased ja tinglikult isased) on liikuvad ning ühesuguse morfoloogia ja suurusega.
Heterogaamia(2) - sugulise paljunemise vorm, mille puhul emas- ja isassugurakud on liikuvad, kuid emassugurakud on isassugurakud suuremad ja vähem liikuvad.
Ovogaamia(3) – sugulise paljunemise vorm, mille puhul emassugurakud on liikumatud ja suuremad kui isassugurakud. Sel juhul nimetatakse naiste sugurakke munad, isassugurakud, kui neil on lipukesed, - spermatosoidid, kui neil seda pole, - sperma.
Oogaamia on iseloomulik enamikule looma- ja taimeliikidele. Isogaamia ja heterogaamia esinevad mõnedes primitiivsetes organismides (vetikates). Lisaks ülaltoodule on mõnedel vetikatel ja seentel paljunemisvormid, milles sugurakud ei moodustu: hologaamia ja konjugatsioon. Kell hologaamiaÜherakulised haploidsed organismid ühinevad omavahel, mis sel juhul toimivad sugurakkudena. Saadud diploidne sügoot jaguneb seejärel meioosi teel, et saada neli haploidset organismi. Kell konjugatsioon(4) niitja talli üksikute haploidsete rakkude sisud ühinevad. Spetsiaalselt moodustatud kanalite kaudu voolab ühe raku sisu teise, moodustub diploidne sügoot, mis tavaliselt pärast puhkeperioodi meioosi teel samuti jaguneb.
Minema loengud nr 13"Eukarüootsete rakkude jagunemise meetodid: mitoos, meioos, amitoos"
Minema loengud nr 15"Seksuaalne paljunemine katteseemnetaimedes"
Peaartikkel: Mittesuguline paljunemine
Mittesuguline paljunemine on sigimise vorm, mis ei ole seotud indiviididevahelise geneetilise informatsiooni vahetamisega – seksuaalse protsessiga.
Mittesuguline paljunemine on vanim ja lihtsaim paljunemisviis, mis on laialt levinud üherakulistes organismides (bakterid, sinivetikad, klorellad, amööbid, ripslased). Sellel meetodil on oma eelised: pole vaja partnerit leida ja kasulikud pärilikud muutused säilivad peaaegu igavesti. Kuid selle paljunemismeetodiga saavutatakse looduslikuks valikuks vajalik varieeruvus ainult juhuslike mutatsioonide kaudu ja seetõttu toimub see väga aeglaselt. Siiski tuleb märkida, et liigi võime aseksuaalselt paljuneda ei välista sugulise protsessi läbimise võimet, kuid siis on need sündmused ajaliselt eraldatud.
Kõige tavalisem üherakuliste organismide paljunemisviis on jagamine kaheks osaks, moodustades kaks eraldi isendit.
Mitmerakuliste organismide hulgas on peaaegu kõigil taimedel ja seentel võime aseksuaalselt paljuneda – erandiks on näiteks Welwitschia. Nende organismide mittesuguline paljunemine toimub vegetatiivselt või eoste kaudu.
Loomade seas on võime aseksuaalselt paljuneda sagedamini madalamatel vormidel, kuid puudub arenenumatel. Ainus viis mittesuguliseks paljunemiseks loomadel on vegetatiivne.
Levinud on eksiarvamus, et mittesugulise paljunemise tulemusel tekkinud isendid on alati geneetiliselt identsed vanemorganismiga (kui mutatsioone ei arvestata). Kõige silmatorkavam vastunäide on taimedes paljunemine eostega, kuna eoste tekke käigus toimub rakkude redutseeriv jagunemine, mille tulemusena sisaldavad eosed vaid poole sporofüüdi rakkudes saadaolevast geneetilisest informatsioonist (vt Taimede elutsükkel).
Seksuaalne paljunemine
Seksuaalne paljunemine on seotud seksuaalse protsessiga (rakkude sulandumine) ja kanoonilisel juhul ka kahe täiendava seksuaalse kategooria (meesorganismid ja naisorganismid) olemasoluga.
Sugulise paljunemise käigus moodustuvad sugurakud ehk sugurakud. Nendel rakkudel on haploidne (üksik) kromosoomide komplekt. Loomi iseloomustab kahekordne kromosoomide komplekt tavalistes (somaatilistes) rakkudes, seetõttu toimub sugurakkude moodustumine loomadel meioosi käigus. Paljudes vetikates ja kõigis kõrgemates taimedes arenevad sugurakud gametofüüdis, millel on juba üks kromosoomikomplekt ja mis saadakse lihtsa mitootilise jagunemise teel.
Saadud sugurakkude sarnasuste ja erinevuste põhjal eristatakse mitut tüüpi sugurakkude moodustumist:
isogaamia - sama suuruse ja ehitusega sugurakud, millel on lipud
anisogaamia - erineva suurusega, kuid sarnase ehitusega sugurakud, lipudega
oogaamia - erineva suuruse ja ehitusega sugurakud. Väikesi vibudega isassuguraate nimetatakse seemneraksteks ja suuri ilma lipulisteta emassugurakke munadeks.
Kahe suguraku ühinemisel (oogaamia puhul on vajalik eri tüüpi sugurakkude liitmine) tekib sügoot, millel on nüüd diploidne (topelt) kromosoomide komplekt. Sügootist areneb tütarorganism, mille rakud sisaldavad mõlema vanema geneetilist informatsiooni.