Sukupuoleton lisääntyminen: määritelmä, mekanismit ja esimerkit

Sukupuoleton lisääntyminen on lisääntymistä ilman sukupuolta. Tässä lisääntymismuodossa yksittäinen organismi tai solu tuottaa itsestään geneettisesti hyvin samanlaisen kopion. Alkuperäisen ja sen kopion geenit ovat yleensä identtiset, ellei niihin ole tullut satunnaisia mutaatioita. Tällaisia perimältään läheisiä yksilöitä kutsutaan usein klooneiksi.

Mitä sukupuoleton lisääntyminen tarkoittaa

Sukupuoleton lisääntyminen on seksuaalisen lisääntymisen vastakohta: sukupuolettomassa lisääntymisessä ei liity gamettien (sukusolujen) yhdistymistä eikä sukusolujen kautta tapahtuvaa perimän sekoittumista. Prosessit vaihtelevat yksittäisten solujen jakautumisesta monisoluisen organismin ruumiinosien tai kasvullisten osien eriytymiseen uudeksi yksilöksi.

Mekanismit ja yleisimmät muodot

Sukupuolettoman lisääntymisen taustalla on usein mitoosi, mutta ilmiöitä on useita erilaista mekanismia:

• Solunjakautuminen (esim. binary fission): tyypillistä bakteereilla ja monilla yksisoluisilla, joissa solu jakautuu kahdeksi samanlaiseksi soluksi.
• Kuroutuminen (budding): emoyksilöstä kasvaa pienempi "poikanen", joka irtoaa (esim. jotkin ameebat ja hiivasienet).
• Katkeaminen ja fragmentaatio: monella monisoluisella organismilla esim. korallin kaltaisilla lajeilla pala voi irrota ja kasvaa uudeksi yksilöksi.
• Sporien muodostus: monet levät, sienet ja jotkin eläimet tuottavat kestäviä itiöitä, joista kasvaa uusia yksilöitä ilman lisääntymistä sukusolujen avulla.
• Kasvullinen lisääntyminen: kasveilla tämä ilmenee esimerkiksi versojen avulla, mukuloiden, sipulien tai juuristojen kautta; ihminen käyttää samaa mekanismia istutuksissa ja pistokkaissa.
• Parthenogeneesi (alkuelämän kehittyminen ilman hedelmöitystä): munasta kehittyy yksilö ilman siittiön osallistumista. Tämä on yleistä joillakin hyönteisillä ja matelijoilla, mutta muoto vaihtelee lajeittain.

Esimerkkejä eri eliöryhmistä

Sukupuoleton lisääntyminen esiintyy laajasti:

• Yksisoluiset: monet bakteerit ja ameebat jakautuvat suvuttomasti.
• Kasvit: monet kasvit lisääntyvät versojen, mukuloiden tai pistokkaiden kautta.
• Korallit: tiettyjen korallin lajien yksilöitä syntyy fragmentaation seurauksena ja ne voivat muodostaa geneettisesti identtisiä koloniaaleja rakenteita.
• Plankton ja koloniaaliset eläimet: joidenkin lajien eläinplanktonit ovat usein geneettisesti identtisiä paikalle ensimmäisenä saapuneesta yksilöstä.
• Rotiferit ja bdelloidit: jotkut pieniä vesieläimiä edustavat ryhmät ovat pitkään lisääntyneet ilman sukupuolta. Matelijoiden järjestöllä mainittu yhteys oli epäselvä alkuperäisessä tekstissä — todellisuudessa kyse on bdelloidirotifereistä eikä matelijoista; nämä pyöröjalkaiset tunnetaan pitkälti suvuttomasta lisääntymistavastaan.
• Hyönteiset: esimerkiksi jotkut kirvat lisääntyvät parthenogeneesilla.
• Mehiläiset: haplodiploidisessa sukupuolijärjestelmässä hedelmöittymättömistä munista kehittyvät yleensä urokset (haploidit), kun taas tyttäret (työmehiläiset ja kuningattaret) ovat yleensä hedelmöittyneistä munista syntyneitä (diploidisia). Mehiläisten periytymisessä ero on siis päinvastainen kuin alkuperäisessä väitteessä.

Geneettiset seuraukset

Sukupuoleton lisääntyminen johtaa jälkeläisten vähäiseen geneettiseen vaihteluun, koska perimä kopioituu suoraan. Tämä voi olla etu tasaisissa, pysyvissä ympäristöissä, joissa toimiva perimä halutaan säilyttää. Toisaalta vähäinen variaatio heikentää populaation kykyä sopeutua nopeasti muuttuviin olosuhteisiin tai vastustaa tauteja ja loisia.

Edut ja haitat

• Etuja: nopea yksilömääriin kasvu, ei tarvetta löytää kumppania, hyödyllistä niissä ympäristöissä missä olosuhteet ovat suotuisat ja muuttumattomat.
• Haittoja: geneettisen monimuotoisuuden puute, haavoittuvuus ympäristön muutoksille ja patogeeneille, mahdollinen kertymä haitallisia mutaatioita pitkällä aikavälillä.

Kaksoiskierto ja sekamuotoisuus

Monilla lajeilla on elinkierron aikana sekä sukupuolellista että sukupuoleetonta lisääntymistä. Tätä kutsutaan kaksoiskierroksi: yhdessä vaiheessa tapahtuu seksuaalista lisääntymistä, toisessa vaiheessa suvutonta lisääntymistä. Esimerkiksi monilla vesieläimillä, kasveilla ja lajeilla, jotka siirtyvät vuodenaikojen mukaan eri lisääntymismuotoihin, tämä antaa joustavuutta sopeutua vaihteleviin olosuhteisiin.

Yhteenveto: Sukupuoleton lisääntyminen on monimuotoinen ja laajalle levinnyt strategia, joka perustuu usein mitoosiin ja muihin solutason prosesseihin. Se mahdollistaa nopean lisääntymisen ja paikallisen levittäytymisen mutta rajoittaa geneettistä vaihtelua, mikä vaikuttaa pitkän aikavälin sopeutumiskykyyn.

Sukupuolettoman lisääntymisen tyypit

Binäärinen fissio

Jotkin organismit, kuten bakteerit, lisääntyvät kaksoissukupolven avulla. Ne jakautuvat kahtia, jolloin yhdestä bakteerista tulee kaksi bakteeria. Näin syntyy aina tytärsoluja, ja jälkeläiset ovat identtisiä vanhemman kanssa.

Aloitteleva

Nuppuuntuminen on samankaltainen kuin kaksoissukupolven jakautuminen, mutta sitä käyttävät kasvit ja jotkin eläimet, jotka eivät voi yksinkertaisesti jakautua kahtia kuten bakteerit. Siinä pieni osa kasvista tai eläimestä irtoaa, ja kun se on erossa "emostaan", se alkaa kasvaa, kunnes sekä "vanhempi" että "jälkeläinen" ovat samankokoisia ja molemmat kykenevät uudelleen nuppuuntumaan. Tämä voi tapahtua vielä monta kertaa.

Parthenogeneesi

Parthenogeneesiä esiintyy sekä kasveissa että eläimissä. Munat kehittyvät ilman hedelmöittymistä. Esimerkkejä esiintyy vesikirpuissa, sieniliskoissa, kirvoissa, tikkuhyönteisissä, joissakin muurahaisissa, mehiläisissä ja loisampiaisissa. Parthenogeneesi on hyvin harvinaista selkärankaisilla.

Kasvullinen lisäys

Hyvin yleinen joillakin juurakoita tai versoja käyttävillä kasvilajeilla (esimerkiksi mansikalla). Muut kasvit muodostavat sipuleita tai mukuloita (esimerkiksi tulppaanin sipulit ja daaliamukulat). Jotkin kasvit voivat muodostaa kloonipesäkkeitä, joissa kaikki yksilöt ovat klooneja, ja kloonit voivat peittää suuren alueen.

Itiöt

Sienet (esimerkiksi sienet) tuottavat itiöitä, jotka voivat olla suvuttomia tai suvullisia. Suvuttomissa itiöissä on geneettistä materiaalia, jonka avulla ne voivat muodostaa kokonaan uuden, vanhemman kanssa identtisen organismin. Ne syntyvät mitoosin avulla. Eri sienet tuottavat erilaisia suvuttomia itiöitä, konidioita, oidioita ja pycniosporioita. Itiöiden muodosta ja väristä voi olla apua sienilajin tunnistamisessa.

Ascomycota-heimon suvullinen lisääntyminen tapahtuu muodostamalla konidioita, eräänlaisia itiöitä. Tässä on neljän Alternaria-lajin konidion ketju.


Solun jakautuminen ja muuttuminen kahdeksi soluksi (yleiskatsaus)


Jotkin kasvit lisääntyvät suvuttomasti nuppuuntumalla; pienet kokonaiset kasvit kasvavat tämän lehden reunalla.

Kysymyksiä ja vastauksia

K: Mitä on suvuton lisääntyminen?

K: Mikä on mitoosi?

K: Mitkä eliöt lisääntyvät yleisesti suvuttomasti?

K: Mitä ovat kloonit suvuttomassa lisääntymisessä?

K: Muodostetaanko geneettisesti identtisiä yksilöitä sukupuolisen lisääntymisen avulla?

K: Onko lisääntyminen aina välttämätöntä seksuaalista lisääntymistä varten?

K: Miten mehiläisen kaikki tyttäret kehittyvät?

Hae kirjaimella