Alle Lebensformen reproduzieren sich auf zwei Arten: asexuell oder sexuell. An der asexuellen Fortpflanzung ist nur ein Elternteil mit wenig bis keiner genetischen Variation beteiligt, während bei der sexuellen Fortpflanzung zwei Elternteile einen Teil ihrer eigenen genetischen Ausstattung in den Nachwuchs einbringen und so ein einzigartiges genetisches Wesen schaffen.
Asexuelle Reproduktion
Bei der asexuellen Fortpflanzung gibt es keine Paarung oder Vermischung der Genetik. Die asexuelle Fortpflanzung führt zu einem Klon des Vaters, was bedeutet, dass die Nachkommen eine identische DNA wie der Vater haben.
Eine Möglichkeit für eine sich asexuell fortpflanzende Art, an Diversität zu gewinnen, sind Mutationen auf DNA-Ebene. Wenn es einen Fehler in der Mitose , der DNA-Kopie, gibt, wird dieser Fehler an die Nachkommen weitergegeben, was möglicherweise ihre Eigenschaften verändert. Einige Mutationen verändern jedoch nicht den Phänotyp oder beobachtbare Merkmale, sodass nicht alle Mutationen bei der asexuellen Fortpflanzung zu Variationen bei den Nachkommen führen.
Andere Formen der asexuellen Fortpflanzung sind:
- Binäre Spaltung: Eine Mutterzelle teilt sich in zwei identische Tochterzellen
- Knospung: Eine Stammzelle bildet eine Knospe, die anhaften bleibt, bis sie selbstständig leben kann.
- Fragmentierung: Ein Elternorganismus zerfällt in Fragmente, wobei jedes Fragment zu einem neuen Organismus wird
sexuelle Fortpflanzung
Sexuelle Fortpflanzung findet statt, wenn sich ein weiblicher Gamet (oder eine Geschlechtszelle) mit einem männlichen Gameten vereinigt. Der Nachwuchs ist eine genetische Kombination aus Mutter und Vater. Die Hälfte der Chromosomen der Nachkommen stammen von ihrer Mutter und die andere Hälfte von ihrem Vater. Dadurch wird sichergestellt, dass sich die Nachkommen genetisch von ihren Eltern und sogar ihren Geschwistern unterscheiden.
Mutationen können auch bei sich sexuell fortpflanzenden Arten auftreten, um die Vielfalt der Nachkommen weiter zu erhöhen. Der Prozess der Meiose, der die Gameten erzeugt, die für die sexuelle Fortpflanzung verwendet werden, hat auch eingebaute Möglichkeiten, um die Vielfalt zu erhöhen. Dazu gehört das Überkreuzen, wenn zwei Chromosomen nahe beieinander liegen und DNA-Segmente austauschen. Dieser Prozess stellt sicher, dass die resultierenden Gameten genetisch unterschiedlich sind.
Die unabhängige Verteilung von Chromosomen während der Meiose und der zufälligen Befruchtung trägt auch zur Mischung der Genetik und der Möglichkeit weiterer Anpassungen bei den Nachkommen bei.
Reproduktion und Evolution
Die natürliche Selektion ist der Mechanismus der Evolution und der Prozess, der entscheidet, welche Anpassungen an eine gegebene Umgebung günstig und welche nicht so wünschenswert sind. Wenn ein Merkmal eine bevorzugte Anpassung ist, werden die Individuen, die die Gene haben, die für dieses Merkmal kodieren, lange genug leben, um sich zu reproduzieren und diese Gene an die nächste Generation weiterzugeben.
Diversität ist erforderlich, damit die natürliche Selektion in einer Population funktioniert. Um Diversität bei Individuen zu erhalten, sind genetische Unterschiede erforderlich und unterschiedliche Phänotypen müssen exprimiert werden.
Da die sexuelle Fortpflanzung dem Antrieb der Evolution förderlicher ist als die asexuelle Fortpflanzung, steht der natürlichen Selektion viel mehr genetische Vielfalt zur Verfügung, mit der sie arbeiten kann. Evolution kann im Laufe der Zeit stattfinden.
Wenn sich asexuelle Organismen entwickeln, tun sie dies normalerweise sehr schnell nach einer plötzlichen Mutation und benötigen nicht mehrere Generationen, um Anpassungen zu akkumulieren, wie dies bei sich sexuell fortpflanzenden Populationen der Fall ist. Eine Studie der University of Oregon aus dem Jahr 2011 kam zu dem Schluss, dass solche evolutionären Veränderungen durchschnittlich 1 Million Jahre dauern.
Ein Beispiel für eine relativ schnelle Entwicklung ist die Arzneimittelresistenz bei Bakterien. Der übermäßige Einsatz von Antibiotika seit Mitte des 20. Jahrhunderts hat dazu geführt, dass einige Bakterien Abwehrstrategien entwickelt und an andere Bakterien weitergegeben haben, und jetzt sind antibiotikaresistente Bakterienstämme zum Problem geworden.
