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Comment les organismes reproducteurs asexués mutent-ils?


Conformément à ma connaissance limitée de la biologie, les organismes asexués copient exactement leur ADN car il n'y a pas de "contaminant", qui dans la reproduction sexuée est l'ADN de l'autre organisme.


Il n'est pas nécessaire qu'aucune mutation ne se produise dans le système où aucune recombinaison génique ou "contaminant" n'a lieu. Il y a des mutations (qui sont des changements soudains et héritables)

Il peut y avoir des erreurs dans le génome qui peuvent provoquer des mutations.

Prenons l'exemple de la réplication de l'ADN- :

Il existe de nombreuses enzymes qui y sont liées : ADN polymérases ( I, II, III) chez les procaryotes où se produit la reproduction asexuée qui ajoutent des nucléotides pour faire des répliques de l'ADN du parent (vous pouvez vérifier le processus complet sur wikipedia)

Venez au fait : l'ADN polymérase III, après avoir synthétisé les chaînes d'ADN, a une capacité de relecture. Il peut corriger les discordances (j'espère que vous savez que l'adénine se lie à la thymine et la cytosine à la guanine, ce sont des bases azotées de l'adn)

L'ADN polymérase III peut corriger les mésappariements mais ce n'est pas une preuve d'erreur - elle ne peut pas faire la distinction entre la thymine et l'uracile (une autre base azotée ; la thymine est de l'uracile méthylé)

Ceci n'est qu'une erreur possible, il peut y en avoir beaucoup, donc la reproduction asexuée n'est pas une preuve d'erreur


Organismes qui se reproduisent de manière asexuée

La reproduction asexuée englobe les formes de reproduction qui impliquent un seul parent et conduisent à la création d'une descendance génétiquement identique. Bien que de tels processus de reproduction soient observés principalement chez les organismes unicellulaires, un large éventail d'organismes multicellulaires présentent également une reproduction asexuée. L'article actuel fournit un compte rendu détaillé de la même chose.

La reproduction asexuée englobe les formes de reproduction qui impliquent un seul parent et conduisent à la création d'une descendance génétiquement identique. Bien que de tels processus de reproduction soient observés principalement chez les organismes unicellulaires, un large éventail d'organismes multicellulaires présentent également une reproduction asexuée. L'article actuel fournit un compte rendu détaillé de la même chose.

La reproduction est l'une des caractéristiques distinctives des organismes vivants et est essentielle à la survie de toute espèce. Une telle perpétuation des espèces est réalisée à travers deux modes fondamentaux - sexuel et asexué. La reproduction sexuée implique la formation d'un zygote, par fusion des gamètes de deux parents. Le zygote se développe en embryon et devient une progéniture. D'autre part, la reproduction asexuée implique la formation d'une progéniture génétiquement identique à partir d'un seul individu.

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Les formes de vie primitives présentent principalement une reproduction asexuée. La capacité d'exister en deux genres a évolué avec l'environnement changeant. Avec l'augmentation de la complexité des formes de vie nouvellement évoluées, la dominance de la reproduction asexuée a diminué. Néanmoins, chaque règne englobe un ensemble d'organismes strictement asexués, ainsi qu'un ensemble d'organismes caractérisés par la présence à la fois de phases sexuées et asexuées.

Qu'est-ce que la reproduction asexuée ?

La reproduction asexuée est un processus de reproduction dépourvu de formation de gamètes et de fécondation, et se déroule principalement par mitose. La progéniture résultante est un clone de l'organisme parent en raison de l'absence d'échange génétique. Le bourgeonnement, la fission, la fragmentation, la multiplication végétative, etc. sont les différents mécanismes de la reproduction asexuée. De tels cycles de reproduction se terminent en moins de temps, par rapport à la reproduction sexuée, ce qui constitue un avantage évolutif. Cependant, en raison de l'absence de variation génétique, la capacité d'adaptation à un environnement changeant est limitée. Chez les organismes asexués, les variations génétiques ne peuvent se produire que par des mutations aléatoires. Dans ce cas, ils dépendent de mutations favorables pour faire face aux changements environnementaux.

Liste des organismes qui se reproduisent de manière asexuée

La reproduction asexuée est le principal mode de reproduction chez les archées, les bactéries et les protistes. Les champignons et les plantes présentent une combinaison de modes de reproduction sexués et asexués. Le principal mode de reproduction chez les animaux est la reproduction sexuée, mais certains animaux ont conservé la capacité de se reproduire de manière asexuée. Certains organismes où la reproduction asexuée est le seul moyen de perpétuation, ainsi que ceux avec une phase asexuée dominante ont été enrôlés ci-dessous.

Archaebactéries du Royaume

Toutes les archaebactéries se reproduisent de manière asexuée par des processus de bourgeonnement, de fission ou de fragmentation. Les plus connus incluent :

» Méthanogènes : Methanococcus jannaschii, Methanocalculus pumilus
» Thermophiles : Pyrolobus fumarii, Sulfolobus solfataricus
» Halophiles : Halococcus thailandensis, Halobacterium salinarum
» Psychrophiles (Cryophiles): Arthrobacter chlorophenolicus, A. cristallopoietes

Royaume Eubactéries

Bien que la plupart des bactéries se reproduisent de manière asexuée, chez certaines bactéries, l'échange génétique se produit par conjugaison bactérienne et transformation processus.

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► Strictement asexué

»Bacilles : Bacillus licheniformis, Staphylococcus aureus
» Bactéries nitrifiantes : Nitrosomonas europaea, Nitrococcus mobilis
» Bactéries soufrées violettes : Thiocapsa purpurea, Alkalilimnicola ehrlichii
» Bactéries violettes non soufrées : Rhodospirillum rubrum, Rhodocyclus tenuis
»Cyanobactéries : Oscillatoria princeps, commune de Nostoc
»Spirochètes : Treponema pallidum, Leptospira interrogans
" Autres: Prosthecochloris aestuarii, Clostridium tetani, Rickettsia rickettsii, Zymomonas mobilis

Asexué et Sexuel

Escherichia coli, Shigella dysenteriae, Chromatium okenii, Chlorobium tepidum, Vibrio cholerae

Royaume Protiste

C'est le royaume qui a montré le premier une présence distincte de gamètes, et une alternance dans les formes sexuées et asexuées. Chez les protistes, la reproduction se fait par bourgeonnement, fragmentation ou spores sexuées et asexuées. Cependant, la phase asexuée domine le cycle de vie de ces protistes.

Strictement asexué

»Protistes ressemblant à des champignons : Dictyostelium discoideum, Labyrinthula terrestris
» Protistes ressemblant à des plantes : Euglena sanguinea
» Les protistes ressemblant à des animaux : Amibe protée

Asexué et Sexuel

»Protistes ressemblant à des champignons : Phytophthora infestans, Pythium insidiosum, Physarum polycephalum, Didymium iridis
» Protistes ressemblant à des plantes : Pfiesteria piscicida, Navicula lanceolata, Rhoicosphenia curvata, Dinobryon divergens
» Les protistes ressemblant à des animaux : Leishmania donovani, Toxoplasma gondii, Cyclospora cayetanensis, Paramecium aurelia

Champignons du royaume

La reproduction fongique se fait par les spores sexuées et asexuées. Les spores asexuées germent et donnent naissance à des hyphes en présence d'humidité. Ce sont les deutéromycètes (Fungi imperfecti) qui se reproduisent uniquement par des mécanismes asexués, et appartiennent au phylum Ascomycota ou Basidiomycota.

Strictement asexué
» Ascomycètes : Aspergillus niger, Penicillium roqueforti
» Basidiomycètes : Tilachlidiopsis racemosa

Asexué et Sexuel

» Chytridiomycètes : Batrachochytrium dendrobatidis, Allomyces macrogynus
»Ascomycètes : Saccharomyces cerevisiae (Levure bourgeonnante), Schizosaccharomyces pombe (Levure de fission)
»Basidiomycètes : Puccinia graminis, Heterobasidion annosum (Spiniger meineckellus)
» Zygomycètes : Rhizopus oryzae, Mucor mucedo

Royaume Plantae

La reproduction asexuée chez les plantes se produit par multiplication végétative et apomixie. Très peu d'espèces végétales se reproduisent strictement par des modes asexués. Une majorité d'entre eux présentent une alternance de phases de reproduction sexuée et asexuée.

Strictement asexué

Vittaria appalachiana (fougère des Appalaches), Dahlia impérial (Dahlia clocher)

Asexué et Sexuel

»Algues: Sargassum muticum, Chlamydomonas reinhardtii
» Mousses : Campylopus introflexus, Acrophyllum dentatum, Philonotis tenuis
» Fougères : Dicksonia squarrosa, Asplenium flabellifolium, Hypolepis ambigua
» Gymnospermes : Cycas revoluta, Pinus oocarpa, Juniperus horizontalis, Sequoia sempervirens
» Angiospermes : Solanum tuberosum (Pomme de terre), Fragaria virginiana (Fraise), Taraxacum officinale (Pissenlit)

Royaume des animaux

Les animaux, les organismes les plus évolués, se perpétuent principalement par la reproduction sexuée. Cependant, quelques espèces, principalement des invertébrés aquatiques, présentent également la présence d'une reproduction asexuée.

Strictement asexué

Hydre

Asexué et Sexuel

» Éponges : Racekiela ryderi, Spongilla lacustris
»Coraux: Zoopilus echinatus, Diaseris fragilis
»Anémones de mer: Epiactis prolifera, Anthopleura elegantissima
» Étoile de mer (étoiles de mer) : Coscinasterias tenuispina, Stephanasterias albula
» Vers annelés : Sabellastarte spectabilis, Lumbriculus variegatus
»Vers plats : Dugesia dorotocephala, Pseudoceros pardalis
» Insectes: Dahlica fennicella (Sac teigne du ver), Timema morongensis
» Reptiles : Cnemidophorus neomexicanus (lézard whiptail du Nouveau-Mexique)
» Les requins: Des cas de reproduction asexuée chez marteau et bonnet des requins ont été identifiés récemment.

Types de reproduction asexuée

Bourgeonnant: Ce processus implique la formation de petites excroissances, appelées bourgeons, sur l'organisme parent. Le bourgeon grossit, puis se sépare du parent après avoir atteint un certain stade de maturité. Le bourgeon séparé se développe en un nouvel organisme.
Communément exposé dans levures, bactéries et hydre.

Fission: Dans ce mode de reproduction, l'organisme parent grossit et se divise en deux ou plusieurs organismes. La fission binaire implique la division de l'organisme parent en deux nouveaux organismes, tandis que la fission multiple implique une division en plus de deux organismes filles.
Communément exposé dans archaea, bactéries, levures et protistes.

Gemmulation : C'est le processus de formation d'un bourgeon interne comprenant une masse de cellules spécialisées. Les bourgeons internes germent ensuite dans des conditions favorables et se développent en un organisme mature.
Communément exposé dans éponges.

Fragmentation: Ce mode est caractérisé par le développement d'un organisme entier à partir d'un fragment de l'organisme parent. Le corps parent se brise en deux ou plusieurs parties qui se développent en de nouveaux organismes.
Communément exposé dans vers plats, anémones de mer, mousses et fougères.

Sporulation : Cette forme fait référence à la formation de spores asexuées, suivie de leur libération et de leur dispersion. Ces spores germent et se développent en un nouvel organisme.
Communément exposé dans algues et champignons.

Parthénogenèse: C'est le processus unique par lequel un gamète femelle se développe en un embryon sans fécondation avec le gamète mâle. Cependant, un fait exceptionnel à propos de ce processus est que la formation de gamètes femelles peut se produire par mitose ou méiose, et donc la progéniture résultante peut ou non être génétiquement identique à l'organisme parent.
Communément exposé dans invertébrés aquatiques, arthropodes et reptiles.

Apomixie : C'est un processus spécifique aux plantes, et fait référence au développement des graines sans fertilisation. Un tel développement de graines peut se faire par parthénogenèse ou par développement d'embryons à partir de cellules ovariennes.
Exposé uniquement dans les plantes.

Multiplication végétative : Les différentes formes de reproduction asexuée chez les plantes sont collectivement appelées propagation/reproduction végétative. Elle implique la formation de structures spécialisées comme les bulbilles, les stolons (rhizomes), les bulbes, les drageons, etc. Chez certaines espèces végétales, la reproduction végétative se fait par la formation de bourgeons sur les feuilles, les tiges ou les racines.
Exposé uniquement dans les plantes.

La reproduction asexuée est le principal mode de reproduction chez les formes de vie inférieures comme les bactéries, les algues, les protistes, etc. D'autre part, les organismes supérieurs ne présentent qu'une reproduction sexuée ou une combinaison de processus de reproduction sexuée et asexuée. Chaque mode de reproduction a son propre ensemble de caractéristiques uniques qui offrent un avantage évolutif à l'organisme.

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Choix multiple

Quel est l'avantage évolutif probable de la reproduction sexuée par rapport à la reproduction asexuée ?

  1. la reproduction sexuée comporte moins d'étapes
  2. moins de chance d'utiliser les ressources dans un environnement donné
  3. la reproduction sexuée entraîne une plus grande variation dans la progéniture
  4. la reproduction sexuée est plus rentable

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Quel type de cycle de vie comporte à la fois un stade multicellulaire haploïde et diploïde ?

  1. un cycle de vie asexué
  2. à dominance diploïde
  3. à dominance haploïde
  4. alternance des générations

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Quel événement conduit à une cellule diploïde dans un cycle de vie ?

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Méiose – Reproduction Sexuelle

La capacité de se reproduire en nature est une caractéristique fondamentale de tous les êtres vivants. En nature signifie que la progéniture de tout organisme ressemble étroitement à son ou ses parents. Les hippopotames donnent naissance à des veaux d'hippopotame. En nature ne signifie généralement pas exactement le même. Alors que de nombreux organismes unicellulaires et quelques organismes multicellulaires peuvent produire des clones génétiquement identiques d'eux-mêmes par division cellulaire mitotique, de nombreux organismes unicellulaires et la plupart des organismes multicellulaires se reproduisent régulièrement en utilisant une autre méthode.

Figure 1 : Chacun de nous, comme ces autres grands organismes multicellulaires, commence sa vie sous la forme d'un œuf fécondé. Après des milliards de divisions cellulaires, chacun de nous se développe en un organisme multicellulaire complexe. (crédit a : modification du travail par Frank Wouters crédit b : modification du travail par Ken Cole, USGS crédit c : modification du travail par Martin Pettitt)

La reproduction sexuée est la production par les parents de cellules sexuelles et la fusion de deux cellules sexuelles pour former une seule et unique cellule. Dans les organismes multicellulaires, cette nouvelle cellule subira ensuite des divisions cellulaires mitotiques pour se développer en un organisme adulte. Un type de division cellulaire appelé méiose conduit aux cellules qui font partie du cycle de reproduction sexuelle. La reproduction sexuée, en particulier la méiose et la fécondation, introduit des variations dans la progéniture qui peuvent expliquer le succès évolutif de la reproduction sexuée. La grande majorité des organismes eucaryotes peuvent ou doivent utiliser une forme de méiose et de fécondation pour se reproduire.

La reproduction sexuée était une innovation évolutive précoce après l'apparition des cellules eucaryotes. Le fait que la plupart des eucaryotes se reproduisent sexuellement est la preuve de son succès évolutif. Chez de nombreux animaux, c'est le seul mode de reproduction. Et pourtant, les scientifiques reconnaissent de réels inconvénients à la reproduction sexuée. À première vue, une progéniture génétiquement identique au parent peut sembler plus avantageuse. Si l'organisme parent réussit à occuper un habitat, une progéniture avec les mêmes traits connaîtrait le même succès. Il existe également un avantage évident pour un organisme qui peut produire une progéniture par bourgeonnement asexué, fragmentation ou œufs asexués. Ces méthodes de reproduction ne nécessitent pas un autre organisme du sexe opposé. Il n'est pas nécessaire de dépenser de l'énergie pour trouver ou attirer un partenaire. Cette énergie peut être dépensée pour produire plus de progéniture. En effet, certains organismes qui mènent un mode de vie solitaire ont conservé la capacité de se reproduire de manière asexuée. De plus, les populations asexuées n'ont que des individus femelles, donc chaque individu est capable de se reproduire. En revanche, les mâles des populations sexuées (la moitié de la population) ne produisent pas eux-mêmes de progéniture. Pour cette raison, une population asexuée peut croître deux fois plus vite qu'une population sexuelle en théorie. Cela signifie qu'en compétition, la population asexuée aurait l'avantage. Tous ces avantages pour la reproduction asexuée, qui sont aussi des inconvénients pour la reproduction sexuée, devraient signifier que le nombre d'espèces à reproduction asexuée devrait être plus fréquent.

Cependant, les organismes multicellulaires qui dépendent exclusivement de la reproduction asexuée sont extrêmement rares. Pourquoi la reproduction sexuée est-elle si courante ? C'est l'une des questions importantes en biologie et a fait l'objet de nombreuses recherches depuis la seconde moitié du vingtième siècle jusqu'à aujourd'hui. Une explication probable est que la variation que la reproduction sexuée crée parmi la progéniture est très importante pour la survie et la reproduction de cette progéniture. La seule source de variation chez les organismes asexués est la mutation. C'est la source ultime de variation dans les organismes sexuels. De plus, ces différentes mutations sont continuellement remaniées d'une génération à l'autre lorsque différents parents combinent leurs génomes uniques, et les gènes sont mélangés en différentes combinaisons par le processus de méiose. La méiose est la division du contenu du noyau qui divise les chromosomes entre les gamètes. La variation est introduite pendant la méiose, ainsi que lorsque les gamètes se combinent dans la fécondation.


Qu'est-ce que la reproduction asexuée : la naissance virginale de la nature

Tous les êtres vivants n'ont pas deux parents. Certains animaux et plantes, assez curieusement pour nous, les humains, sont issus d'un seul parent. C'est parce que ces organismes se reproduisent de manière asexuée, contrairement à la reproduction sexuée qui nécessite deux parents.

La reproduction asexuée n'implique pas de gamètes (cellules sexuelles comme les spermatozoïdes et les ovules) ni de fécondation. En conséquence, il n'y a pas de mélange d'informations génétiques et chaque progéniture est génétiquement identique au parent. Ce sont tous essentiellement des clones.

Plutôt que des cellules sexuelles, la reproduction asexuée implique des cellules somatiques qui se divisent par mitose, donnant naissance à de nouveaux ensembles de cellules avec la même composition génétique.

Toutes les bactéries, et tous les organismes procaryotes en général, se reproduisent de manière asexuée. Ceci est facilement vérifiable car les bactéries n'ont qu'un seul chromosome, plutôt que les chromosomes X et Y que les humains et les autres organismes qui se reproduisent sexuellement ont.

Principales différences entre la reproduction sexuée et asexuée

Avantages et inconvénients de la reproduction asexuée

De toute évidence, ne pas être obligé d'accéder à un partenaire potentiel ou de rivaliser avec d'autres pour se reproduire est l'un des avantages les plus importants de la reproduction asexuée.

Les organismes asexués sont les parents célibataires ultimes, se reproduisant par eux-mêmes et selon leurs propres conditions. Ils n'ont littéralement besoin d'aucun homme (ou femme) dans leur vie. Un seul individu asexué peut reconstituer une population entière alors que s'il ne reste qu'un seul individu qui se reproduit sexuellement, l'espèce entière est condamnée.

En conséquence, un organisme asexué peut se reproduire à une vitesse phénoménale et en nombre massif. Les bactéries, par exemple, peuvent se diviser plusieurs fois par heure. En quelques heures seulement, 100 bactéries peuvent engendrer des millions d'autres individus, mais cela dans des conditions idéales. Dans le monde réel, la grande majorité des individus ne vivent pas assez longtemps pour se reproduire car ils sont limités par les ressources, les prédateurs et d'autres facteurs.

Deuxièmement, les plantes qui contournent le processus sexuel peuvent se reproduire lors de sécheresses sévères, car les spermatozoïdes mobiles ont besoin d'eau pour féconder l'ovule.

D'un point de vue économique, les plantes agricoles présentant certaines caractéristiques souhaitables peuvent être produites plus rapidement et à moindre coût par clonage par rapport aux plantes qui nécessitent une reproduction sexuée. Le problème avec cette approche particulière est que si une seule mutation fatale se produit, toute la société des clones peut s'effondrer. De même, les plantes en monoculture sont vulnérables aux épidémies.

La banane, qui est la culture la plus populaire au monde avec plus de 100 millions de tonnes produites chaque année, est illustrative en ce sens. Pratiquement toutes les bananes vendues dans les pays développés sont de la variété Cavendish, qui sont toutes des clones et vulnérables aux épidémies fongiques qui pourraient un jour anéantir toute la famille. Cela s'est déjà produit dans les années 1960 avec un sous-groupe différent de bananes, qui est maintenant pratiquement éteint.

Les organismes qui utilisent la reproduction asexuée ne conviennent souvent qu'à un seul habitat, ce qui constitue un autre inconvénient. Mais l'inconvénient le plus important de la reproduction asexuée est probablement qu'elle n'entraîne pas de variation génétique dans une population. Cela ne veut pas dire que les espèces asexuées ne peuvent pas évoluer. La reproduction asexuée introduira occasionnellement une variation génétique dans la population si une mutation aléatoire de l'ADN de l'organisme est transmise à la progéniture. Mais par rapport à la reproduction sexuée, la variation reste proche de zéro.

Ni la reproduction sexuée ni la reproduction asexuée n'est meilleure que l'autre. Les deux modes de reproduction sont des adaptations à des environnements variables dans le temps ou dans l'espace. Par exemple, les plantes vivaces qui poussent dans des environnements riches en nutriments du sol ou en eau ont tendance à favoriser la croissance clonale plutôt que la reproduction sexuée. En revanche, dans des conditions de forte quantité de lumière, les plantes ont tendance à allouer plus de biomasse à la reproduction sexuée et moins à la propagation clonale.

Types de reproduction asexuée

Il existe six principaux types de reproduction asexuée, qui conduisent à des stratégies de reproduction distinctes. Ceux-ci sont:

  • fission binaire,
  • fragmentation,
  • bourgeonnant,
  • reproduction végétative,
  • formation de spores et,
  • agamogenèse.

Fission binaire

Dans la fission binaire, ou simplement la fission, un organisme parent se divise en deux individus identiques ou plus. C'est le mode de reproduction le plus courant parmi les organismes unicellulaires tels que les bactéries, les archées et certains champignons.

Ce processus est extrêmement stable car les procaryotes ont tendance à avoir un génome très simple, il y a donc relativement peu de mutations par rapport aux eucaryotes. Les eucaryotes doivent subir de nombreuses divisions cellulaires avant que les gamètes puissent être produits pour la reproduction sexuée, et dans le processus, de nombreuses autres mutations peuvent être introduites avant même que la progéniture ne soit créée.

Fragmentation

Fragmentation dans une étoile de mer. L'un des bras de l'étoile de mer se sépare et après un certain temps, il commence à se développer en une nouvelle étoile de mer. Crédit : OpenStax.

La fragmentation est une forme de reproduction asexuée qui se produit principalement dans les organismes multicellulaires (c'est-à-dire les organismes constitués de plus d'une seule cellule). Au cours de la fragmentation, un organisme vivant se divise en parties qui deviennent plus tard identiques au parent d'origine en ce qui concerne la forme, la taille et d'autres caractéristiques.

Les champignons, les lichens, les moisissures, les vers, les étoiles de mer et les éponges sont quelques-uns des exemples courants de fragmentation de la reproduction asexuée. Il est également fréquent chez les plantes. La plantation de parties du tubercule d'une pomme de terre peut produire un nouveau plant de pomme de terre avec la même constitution génétique. Lorsqu'elles sont séparées, les mauvaises herbes peuvent repousser à partir de chaque tige souterraine fragmentée, ce qui explique en partie pourquoi elles sont si embêtantes.

La fragmentation est différente de la régénération. Le processus de fragmentation conduit à la croissance de deux organismes identiques distincts, tandis que la régénération permet à certains organismes de repousser certaines parties du corps perdues. Les lézards et les poulpes sont quelques exemples de créatures qui peuvent respectivement repousser des membres ou des tentacules perdus. Cependant, un nouveau lézard ne sortira pas de sa queue perdue.

Le bourgeonnement implique la formation d'une excroissance, ou bourgeon, à partir du corps d'un organisme. Ce bourgeon a tendance à être beaucoup plus petit que le corps parent et peut plus tard se développer en un nouvel individu, qui est un clone du parent.

Dans la levure Saccharomyces cerevisiae, une cellule fille plus petite se développe sur la cellule mère plus grande. Le bourgeon se forme et reste pendant un certain temps, puis se détache pour se développer pleinement en tant que nouvel individu. Crédit : Masur/BiologyOnline.

Le bourgeonnement est courant chez les champignons, comme la levure, ainsi que chez les plantes, comme la plante araignée. Certains invertébrés utilisent également le bourgeonnement pour se reproduire, notamment les hydres, les coraux, les larves d'échinodermes et certains vers plats acoels.

Reproduction végétative

Lorsque le bourgeonnement des plantes est induit artificiellement, comme lors de la pratique horticole du greffage dans laquelle le bourgeon d'une plante est inséré sur une autre plante de sorte que les deux plantes poussent ensemble, le processus est considéré comme une forme de reproduction végétative. Les roses ne sont qu'un exemple d'une plante qui est généralement greffée de bourgeons.

La reproduction végétative est un terme générique qui fait référence à tout type de reproduction asexuée observé chez les plantes, pas seulement le bourgeonnement. Chaque fois qu'une plante se reproduit sans l'aide de graines ou de spores, c'est un exemple de reproduction végétative. Au lieu de cela, les plantes se reproduisent en utilisant ce type de reproduction à travers des bulbes, des tubercules, des pousses, des drageons, des stolons et des rhizomes.

Formation de spores

Les spores sont des cellules reproductrices haploïdes, que l'on trouve généralement dans les plantes, les algues et certains protistes, qui peuvent se développer pleinement sans fusionner avec une autre cellule, contrairement aux gamètes. Les plantes telles que les fougères, les mousses et les champignons se reproduisent par cette méthode.

Les spores sont stockées dans un sac appelé sporanges. Lorsque cette structure en forme de bouton éclate, d'innombrables spores unicellulaires minuscules se dispersent dans l'air, où elles sont dispersées par la pluie, le vent ou les insectes.

Agamogenèse

Les femelles drago de Komodo peuvent se reproduire à l'ancienne, en s'accouplant avec un mâle et en pondant des œufs. Ou elle peut pondre des œufs sans s'être accouplée, grâce à une sorte de processus de naissance vierge appelé parthénogenèse.Crédit : PublicDomainPictures.

L'agamogenèse fait référence à la reproduction qui n'implique pas de gamète mâle (sperme). Il existe deux sous-types : la parthénogenèse et l'apomixie.

La parthénogenèse fait référence à la reproduction où la croissance et le développement des embryons se produisent sans fécondation. Des exemples d'organismes entrant dans cette catégorie de reproduction asexuée comprennent les pucerons, les rotifères, les nématodes, ainsi que de nombreuses plantes et, croyez-le ou non, le redoutable dragon de Komodo.


Comment fonctionne l'évolution

Les bactéries se reproduisent asexuellement. Cela signifie que, lorsqu'une cellule bactérienne se divise, les deux moitiés de la division sont identiques - elles contiennent exactement le même ADN. La progéniture est un clone du parent.

Comme expliqué dans Comment fonctionne la reproduction humaine, les organismes supérieurs comme les plantes, les insectes et les animaux se reproduisent sexuellement, et ce processus rend les actions de l'évolution plus intéressantes. La reproduction sexuée peut créer une énorme quantité de variation au sein d'une espèce. Par exemple, si deux parents ont plusieurs enfants, tous les enfants peuvent être remarquablement différents. Deux frères peuvent avoir une couleur de cheveux différente, une taille différente, un groupe sanguin différent, etc. Voici pourquoi cela se produit :

  • Au lieu d'une longue boucle d'ADN comme une bactérie, les cellules des plantes et des animaux ont chromosomes qui contiennent les brins d'ADN. Les humains ont 23 paires de chromosomes, pour un total de 46 chromosomes. Les mouches des fruits ont cinq paires. Les chiens ont 39 paires et certaines plantes en ont jusqu'à 100.
  • Les chromosomes viennent par paires. Chaque chromosome est un brin d'ADN étroitement emballé. Il y a deux brins d'ADN réunis au centromère pour former une structure en forme de X. Un brin vient de la mère et un du père.
  • Parce qu'il y a deux brins d'ADN, cela signifie que les animaux ont deux copies de chaque gène, plutôt qu'une copie comme dans une cellule d'E. coli.
  • Lorsqu'une femelle crée un ovule ou qu'un mâle crée un spermatozoïde, les deux brins d'ADN doivent se combiner en un simple brin. Le sperme et l'ovule de la mère et du père contribuent chacun à une copie de chaque chromosome. Ils se réunissent pour donner au nouvel enfant deux copies de chaque gène.
  • Pour former le brin simple dans le sperme ou l'ovule, l'une ou l'autre copie de chaque gène est choisi au hasard. L'un ou l'autre gène de la paire de gènes de chaque chromosome est transmis à l'enfant.

En raison de la nature aléatoire de la sélection génétique, chaque enfant reçoit un mélange différent de gènes provenant de l'ADN de la mère et du père. C'est pourquoi les enfants des mêmes parents peuvent avoir tant de différences.

Un gène n'est rien d'autre qu'un modèle pour créer une enzyme. Cela signifie que, dans toute plante ou animal, il existe en fait deux modèles pour chaque enzyme. Dans certains cas, les deux modèles sont identiques (homozygote), mais dans de nombreux cas, les deux modèles sont différents (hétérozygote).

Voici un exemple bien connu de plants de pois qui aide à comprendre comment des paires de gènes peuvent interagir. Les pois peuvent être grands ou courts. La différence vient, selon Carol Deppe dans le livre "Breed your own Vegetable Varieties" :

Une chose à noter dans la citation de Deppe est qu'une mutation dans un seul gène peut n'avoir aucun effet sur un organisme, ou sa progéniture, ou la progéniture de sa progéniture. Par exemple, imaginez un animal qui a deux copies identiques d'un gène dans un allèle. Une mutation modifie l'un des deux gènes de manière néfaste. Supposons qu'un enfant reçoive ce gène mutant du père. La mère contribue à un gène normal, il peut donc n'avoir aucun effet sur l'enfant (comme dans le cas du gène du pois "court"). Le gène mutant peut persister pendant de nombreuses générations et ne jamais être remarqué jusqu'à ce que, à un moment donné, les deux parents d'un enfant fournissent une copie du gène mutant. À ce stade, en prenant l'exemple de la citation de Deppe, vous pourriez obtenir une plante de pois courte parce que la plante ne forme pas la quantité normale de gibbérelline.

Une autre chose à noter est que de nombreuses formes différentes d'un gène peuvent flotter dans une espèce. La combinaison de toutes les versions de tous les gènes d'une espèce est appelée le pool génétique de l'espèce. Le pool génétique augmente lorsqu'une mutation modifie un gène et que la mutation survit. Le pool génétique diminue quand un gène s'éteint.

L'un des exemples les plus simples d'évolution peut être observé dans une cellule d'E. coli. Pour mieux appréhender le processus, nous allons voir ce qui se passe dans cette cellule.


Comment les organismes reproducteurs asexués mutent-ils? - La biologie

Tout processus de reproduction qui n'implique pas de méiose ou de syngamie est dit asexué ou végétatif. L'absence de syngamie signifie qu'un tel événement peut se produire au stade de la génération des sporophytes ou du gamétophyte. En raison du manque de nouveau matériel génétique, un organisme se clone par ce processus et crée des organismes génétiquement identiques. Cela peut être avantageux dans certaines circonstances, mais délétère dans d'autres, selon la façon dont la composition de la plante convient à son écosystème. Les plantes se reproduisent de manière asexuée de plusieurs manières au cours de leur cycle de vie afin de protéger les générations futures.

De nouvelles plantes peuvent pousser par la séparation de parties de la plante d'origine. Lorsque la fragmentation, ou la division, se produit, une progéniture est créée par la rupture d'une seule partie de la plante. En plantant des parties du tubercule d'une pomme de terre, on peut créer de nouveaux organismes avec la même constitution génétique. Lorsque les mauvaises herbes sont séparées, elles peuvent repousser à partir de chaque tige souterraine fragmentée. Dans Marchantia, la fragmentation du thalle donne lieu à une reproduction végétative. Lorsque les gouttes de pluie frappent les plantes, ces structures sont éclaboussées et peuvent germer en plantes complètement nouvelles. Avec ces structures végétatives, de nombreux clones peuvent être formés à partir d'un parent d'origine. Les bulbes et les rhizomes sont également des exemples de reproduction asexuée.

Des structures de dispersion spéciales telles qu'une capsule et un capuchon, et des mini-adultes peuvent également aider une plante lorsqu'elle se reproduit de manière asexuée. Les coupes Gemma sont un exemple de structure de dispersion qui conduit à un organisme génétiquement identique. Chez les mini-adultes, la morphologie de l'unité reproductrice est similaire à celle du parent. Une plante peut produire des plantules (mini plantes) sur ses tiges ou ses feuilles qui germeront plus tard en clones de l'original.

Enfin, certaines plantes ont développé un moyen de produire des graines sans que leurs fleurs soient fertilisées. Dans apomixie, an embryo is created from a diploid cell in the ovule. Then the ovules mature into seeds. The dandelion is one plant that uses this form of vegitative reproduction.

Asexual reproduction can be advantageous and/or disadvatageous. One positive aspect is that it can create individuals rapidly and in large quantities. Secondly, bypassing the sexual process can help a plant in times of dryness since motile sperm require water to fertilize the egg. Another advantage lies in the fact that plants with the desired characteristics can be cloned for economic reasons (agriculture). However, if something goes wrong, such as as the occurance of a fatal mutation, the whole society of clones can be terminated. For this reason, farmers are careful in determining how to propagate their vegetation. In conclusion, the asexual process of reproduction is an important one to plants.

Raspberries, among other fruits, have succeeded from cloning techniques.


Asexual Reproduction in Animals

Sexual and asexual reproduction are the two means of producing offspring. Read this article to gain more information about asexual reproduction in the animal kingdom.

Sexual and asexual reproduction are the two means of producing offspring. Read this article to gain more information about asexual reproduction in the animal kingdom.

The different modes of asexual reproduction in animals are parthenogenesis, budding, polyembryony, fragmentation, etc. Some examples are provided in the article below, regarding this type of reproduction. It helps in understanding the concept in a better manner.

Facts

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A form of reproduction that takes place without gamete fusion is termed as asexual reproduction. The general definition is as follows: the method, in which fertilization, ploidy reduction, or meiosis doesn’t take place is known as asexual reproduction.

La description

There are different modes, by which animals reproduce asexually, and their explanations are provided below.

Bourgeonnant

It is the process, in which cells of an organism split into parent and daughter cells. For example, organisms like sponges and hydra reproduce by means of budding. In hydra, this process is similar to that of reproduction in yeasts. Initially, a small bud is formed on the side of the body, which enlarges and develops tentacles, which help in feeding the daughter bud that breaks off from the parent body. In organisms like echinoderms and jellyfish, the buds break off and form their independent bases. The mechanism is different in corals, and their buds do not detach from their parent body, leading to formation of large colonies.

Parthénogenèse

Eggs produced by females develop into adult individuals without getting fertilized this process is known as parthenogenesis. Some species of fish, frogs, and insects reproduce by means of this method. In few organisms, this process occurs under specific conditions. For example, when aphids get enough food to eat in the spring season, they resort to asexual reproduction it is a quicker means of producing offspring. However, these creatures can also undergo sexual reproduction.

Gemmules

Animals that reproduce by means of gemmules (internal buds) release cell masses from their body. Sponges reproduce by means of budding, along with gemmule reproduction, and produce external buds. Later, these cells develop into independent offspring.

Polyembryonie

It is a condition, in which a single egg leads to the development of two or more embryos. By this method, a large number of propagules are produced in the organism’s body. As they are released, they directly develop and enter the next phase of their life cycle. The flukes belonging to class Trematoda reproduce by means of polyembryony.

Asexual reproduction in animals doesn’t take place on a large scale in nature, and it gives rise to homozygosity. The harmful mutations of the organisms (reproducing by asexual reproduction) get exposed to natural selection. Thus, weeding out of such animals (by natural selection) happens easily. In sexual reproduction, owing to heterozygosity, harmful mutations may not get exposed, and hence, animals stay unaffected from natural selection.

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Asexual Reproduction in Living Organisms

The type of reproduction that takes place without the process of gamete (sex cell) formation is called asexual reproduction.

This type of reproduction takes place commonly in lower plants and animals, where the body is not very complex.

There are different forms of asexual reproduction.

Fission binaire:

Binary fission occurs under favourable environmental conditions. Binary fission is the division of one cell into two similar cells. This is the simplest method of asexual reproduction. It occurs in unicellular organisms like bacteria, yeast, Euglena, Amoeba and Paramecium. In some organisms (e.g., Leishmania, which causes kala-azar) binary fission takes place in definite orientation due to their specific body structure.

Take a permanent slide of Amoeba showing binary fission. Observe it under a microscope. You will see that the nucleus first divides amitotically into two, followed by the division of the cytoplasm. The Amoeba finally splits into two daughter cells.

Multiple fission:

Under unfavourable circumstances some unicellular organisms develop a hard protective covering over the cell, called cyst. The nucleus of the cell divides repeatedly, producing many nuclei.

Each nucleus is surrounded by a small amount of cytoplasm and many daughter cells are produced within the cyst. When favourable conditions return, the offspring are released. Multiple fission is seen in many algae and the malarial parasite (Plasmodium).

Bourgeonnant:

Sometimes new individuals develop from the body wall of the parent as bulblike projections called buds. The buds may be unicellular or multicellular depending upon the type of parent organism. The buds finally separate to form new individuals. Budding occurs in yeast. Hydra and sponges.

Put some yeast in 10% sugar solution kept in a glass. Cover the glass and keep it in a warm place for a day. The yeast cells grow and reproduce in the sugar solution. These cells are known as a culture of yeast cells. Take a drop of the yeast culture solution on a slide and cover it with a coverslip. Examine it under the microscope. You will see buds on the yeast cells.

Fragmentation:

Obtain some pond water. You may see green filamentous structures floating in it. Take some of these structures on a slide. Put a drop of glycerine on them and cover them with a coverslip. Observe under a microscope.

The green filamentous structures you see are an alga named Spirogyra, which grows in ponds, ditches and springs. Each filament has a single row of cylindrical cells. Each cell has spiral bands of chloroplasts.

When a Spirogyra filament breaks into pieces, each piece grows into a new filament by cell division. This process is fragmentation. During this process the body of an individual breaks up into two or more parts and each part develops into a complete organism.

Some animals like sponges. Hydra and flatworms (Planaria) also reproduce by a similar method known as regeneration. If they are cut into pieces, each piece can regenerate into an entire individual.

In complex organisms all cells are not similar. The cells are organized into tissues and tissues into organs. The different organs are placed at definite positions. If such an organism breaks off at any point, the broken part cannot grow into a complete organism with all organs.

Spore formation:

Spores are asexual reproductive bodies enclosed in a thick-walled structure called sporangium, which can tide over unfavourable conditions such as extreme heat, dryness, acidity, and so on. Spore formation is a common method of asexual reproduction in many lower forms of life such as algae, bacteria and fungi.

Under favourable conditions, the spores are released by the breaking of the thick wall of the sporangium. The spores then germinate into new individuals. In fungi, sporangia burst and release spores. By this method of asexual reproduction, organisms can overcome unfavourable conditions. Some fungi, e.g., Rhizopus and Mucor reproduce by producing spores.

Take a piece of moistened bread and keep it inside a polythene bag for 2-3 days in a warm, humid place. You will observe yellow and black patches on the bread slice. After 4-5 days you will see a powdery substance with spores. The spores are of bread mould (Rhizopus). The moulds also have threadlike structures called hyphae through which they draw nutrients from the bread.

Vegetative Propagation in Plants:

The vegetative parts of a plant such as the root, stem, leaf, etc., can produce new plants. You must have seen gardeners taking cuttings from the stem of a rose plant and planting them in the soil. Under suitable conditions, the cuttings grow into new rose plants.

Vegetative propagation is common in plants like orchids, ornamental plants and grasses. Plants such as banana, rose, jasmine, etc., which do not produce seeds, can be grown by vegetative methods. The new plants are genetically similar to and bear the characteristics of the parent plant.

In some plants like Dahlia, sweet potato, etc., the adventitious roots become swollen due to storage of food. Adventitious buds are also present on them. When roots bearing such buds are planted in the soil, new plants are produced as a result of vegetative propagation.

Observe a potato closely. You will see ‘eyes’ on its surface. These eyes are actually buds. You know that the stem has buds from which leaves and smaller branches arise. Cut a potato into small pieces. Plant some of the pieces with eyes and some without eyes in moist sand.

Observe the changes taking place in these pieces over the next few days. You will find stems, leaves and roots growing from the potato pieces that had eyes.

Some plants produce sub aerial stems which develop as lateral branches from the mother plant and give rise to a new plant after getting detached from the mother plant. For example, in runners such as grasses the stem grows along the surface of the soil and produces roots where it touches the ground to give rise to a new plant.

In some plants the underground stem gets modified for storage of food, and under favourable conditions it produces shoots and gives rise to a new plant. Such stems include rhizomes, tubers, bulbs and corms.

The fleshy leaves of Bryophyllum bear adventitious buds in the notches along the leaf margin. These buds develop into small plants (plantlets) under favourable conditions. These plantlets can be easily separated to grow as independent plants.

Artificial modes of vegetative propagation:

Farmers, gardeners and horticulturists have developed various artificial methods of vegetative propagation, like grafting, layering, cutting and tissue culture for growing plants in gardens and nurseries.

Cutting is a very simple method of propagation in which a piece of the parent plant’s stem with nodes and internodes is placed in moist soil. This grows into a new plant. In grafting the cutting of a plant is attached to the stem of a rooted plant.

The attached cutting becomes a part of the rooted plant, draws nutrition from it and grows roots at the joint. Now if it is separated, it grows into a new plant. In layering, one or more branches of the parent plant are bent close to the ground and covered with moist soil. The covered portions grow roots and develop into new plants.

Cut two pieces from a money plant—one with leaves (i.e., a portion with nodes) and the other without leaves (i.e., a portion of an internodes). Place these with one end immersed in water kept in a transparent bottle. Leave them like this for a week.

You will see that roots and new leaves grow on the piece with leaves, while the other piece gradually withers. This is because a plant can grow new leaves and branches only if it has nodes. (New leaves and branches arise at the nodes.) The piece of money plant which does not have nodes cannot grow because it cannot produce new leaves.

Tissue culture:

In this technique some tissue from a desired plant is placed in a suitable nutrient medium under proper conditions. The tissue grows into an unorganized mass, known as callus. A small part of this is put in another medium, which contains growth hormones that induce the formation of plantlets from the callus.

When plantlets grow, they can be transplanted in the soil or in pots for developing to maturity. Tissue culture allows us to grow a whole plant from cells taken from any part of the plant body. Many plants can be grown from one parent plant in the laboratory under controlled, disease-free conditions.


1- Quick expansion

This form of reproduction produces large numbers of offspring by simply placing a particular organism in a suitable habitat.

2- No mobility required

With asexual reproduction, organisms can be reproduced in a single area, without the need for transfer.

3- The couple is not needed

Asexual reproduction does not need the pair to reproduce. This feature is favorable when new areas are colonized since only one parent is needed.

4- It is favorable for the environment

This form of reproduction has no negative impact on the environment. On the other hand, asexual reproduction would cause some organisms not to survive in aggressive environments due to their susceptibility, sensitive stages during the process and their fragile organs.

5- It is practical in case of emergency

In difficult situations, asexual plants and animals are still able to stay alive and continue producing offspring without other reproductive sources. Basically, there are no major drawbacks regarding adverse environmental situations when it comes to asexual reproduction.

6- No investment needed

Organisms that reproduce asexually do not have to carry the offspring over a long period, unlike those reproduced through sexual reproduction, which, on the other hand, are generally limited to a single offspring.

As can be seen, there is no wear of energy or time to produce offspring. In addition, certain asexual plants and animals can produce countless clones without having to consider any investment. In short, reproduction process without complexity and requiring less energy.

Désavantages

7- Impedes diversity

As the characteristics and traits of a single parent are transmitted to their offspring, asexual reproduction hinders the genetic diversity of all their generations. This makes the procreated population exactly identical.

With sexual reproduction, the great advantage is the possibility of mixing groups of genes to guarantee a diverse ecosystem.

8- Possesses some inheritance problems

Most of the time, a single asexual progenitor is required to copy chromosomes and genes, which means that genetic defects or mutations that occur in asexual reproduction will continue to exist in offspring, with no exception.

This disadvantage may even lead to more unfavorable mutations, which result in organisms being produced asexually susceptible to disease, which also means that a large number of offspring would be destroyed.

9- The organisms tend to extinction

The identical traits and characteristics imply the same shortcomings and weaknesses. Therefore, an evolved predatory organism that attacks them, can kill an entire population not prepared to fight for its existence.

10- Can not control quantity

This form of reproduction can not control population growth. Each organism is able to reproduce itself, which means that its own population will double in each reproductive cycle. However, the process stops automatically when the number is excessive.

11- Agencies fail to adapt to changes in the environment

The organisms transmit characteristics to their descendants. But in the absence of variations, the adaptive capacity and survival of the changes in the environment are not developed.

12- Adverse environmental conditions

The process of asexual reproduction can occur in unfavorable conditions, such as extreme temperatures or other variations, which means that whole communities can be extinguished.


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