Kiełkujący jest formą reprodukcji bezpłciowej organizmów, w których występuje nierówny podział. Nowe organizmy „odstają” od rodziców jak guz, klejnot lub pączek, aż do całkowitego oddzielenia.
Pączkowanie występuje w różnych grupach eukariontów i prokariotów, od bakterii do parzydełkowców. Ta forma rozmnażania jest szczególnie ważna w przypadku grzybów, bakterii, zwierząt, takich jak gąbki i meduzy czy parzyny.
Zdjęcie okazu Hydra viridissima podczas procesu pączkowania (źródło: Peter Schuchert via Wikimedia Commons)
Pączkowanie to rodzaj rozmnażania często spotykany w organizmach z grupami kolonialnymi, ponieważ osiedlenie się w nowych siedliskach i utworzenie nowych kolonii stanowi ewolucyjną korzyść.
W przypadku kolonialnych organizmów wielokomórkowych rozmnażanie przez pączkowanie stanowi istotną zaletę, zwłaszcza tuż po klęskach żywiołowych, ponieważ są one w stanie zregenerować całą kolonię w krótkim czasie i od jednego osobnika.
Chociaż rozmnażanie przez pączkowanie ma wiele zalet, może powodować pogorszenie zmienności genetycznej gatunku, ponieważ generowanie całej populacji klonów sprawia, że są one bardzo podatne na patogeny, zmiany pH i temperatury, zasolenie itp.
cechy
Rozmnażanie przez pączkowanie jest jednym z najczęściej obserwowanych rodzajów rozmnażania bezpłciowego mikroorganizmów. Rozmnażanie to pozwala im na stworzenie wielu własnych klonów w pełni rozwiniętych metabolicznie i w krótkich okresach czasu.
Wszystkie pączkujące potomstwo rozwinęło narządy podobne do organów swoich rodziców. Oddzielenie od rodzica nie następuje naturalnie, dopóki rodzące się potomstwo w zarodku nie ma w pełni rozwiniętych narządów lub organelli.
W momencie rozdzielenia pąków od rodziców obserwuje się między nimi wyraźną różnicę wielkości (potomstwo jest znacznie mniejsze). Jednak w krótkim czasie potomstwo to może osiągnąć wielkość rodzica.
Rodzaje pączkowania
W wielu organizmach, które mają ten typ rozmnażania bezpłciowego, można wyróżnić dwa rodzaje pączkowania:
sol
Występuje często, gdy warunki środowiskowe są pełne lub sprzyjające życiu organizmu i dlatego jednostka zaczyna się rozmnażać, pączkując, aby zwiększyć liczebność populacji i wykorzystać jak największą ilość zasobów.
sol
Występuje w odpowiedzi na niekorzystne warunki i wtedy organizmy wykrywają te warunki i jako rodzaj promieniowania przetrwania, próbują zareagować na niekorzystny stan zwiększając swoją liczebność (zwiększając możliwość pozostawienia potomstwa).
Niektórzy zoolodzy uważają, że definicja pączkowania jest nieco niejednoznaczna w królestwie zwierząt, ponieważ wielu autorów obejmuje w ramach tej koncepcji takie procesy, jak pączkowanie macek polipów koralowców, praplottidów tasiemców lub trzeci segment w pierścieniach.
Wszystkie te przykłady mieszczą się w definicji pączkowania, ponieważ wszystkie są jednostkami lub całymi częściami, które wyrastają na rodzica z pewną niezależnością od ciała, które je wywołuje.
Proces
W procesie pączkowania można zaobserwować co najmniej pięć wspólnych etapów dla wszystkich organizmów, zarówno w organizmach jednokomórkowych, jak i wielokomórkowych:
1- Komórka progenitorowa zwiększa objętość swojego cytozolu od połowy do jednej czwartej więcej niż normalna objętość.
2- Na zewnątrz komórki zaczyna tworzyć się wybrzuszenie, pączek lub klejnot, co zwiększa jej objętość cytozolową. W przypadku, gdy organizm ma ścianę komórkową, zmniejszenie jego składników i synteza nowej otoczki wokół komórek potomnych, właśnie w miejscu, w którym zaczyna się obserwować wybrzuszenie.
3- W momencie, gdy wypukłość jest bardziej znacząca, następuje migracja jądra w jego stronę. Gdy jądro komórki zostanie umieszczone na obrzeżach komórki w stosunku do powstającego klejnotu, wchodzi w proces mitotyczny, aby ostatecznie utworzyć dwa dokładnie takie same jądra.
4- Jądro komórki progenitorowej migruje z powrotem do środka pierwotnej komórki, a drugie jądro znajduje się w środku pąka lub klejnotu. Zaraz po tym pierwotna struktura ściany komórkowej lub błony komórkowej, z której pochodzi klejnot lub pączek, zaczyna się regenerować w komórce progenitorowej.
5- W końcu ściana komórkowa żółtka i komórki progenitorowej kończą twardnienie, a po zakończeniu tego etapu obie komórki stają się od siebie niezależne.
Zdjęcie procesu pączkowania korala (polipów) (źródło: NOAA za pośrednictwem Wikimedia Commons)
W wielu organizmach, takich jak hydry, koralowce i gąbki, ostatni krok może nie nastąpić, ponieważ istnieje pewna ciągłość cytozolowa między rodzicami a potomstwem. Jednak ci potomkowie mają pełną niezależność w wielu funkcjach, takich jak na przykład jedzenie.
Przykłady
Wiele rodzajów bakterii ma zdolność rozmnażania się poprzez pączkowanie. Bakterie chorobotwórcze z rodzaju Rickettsia, a także wiele gatunków pierwotniaków ameb i euglenozoan rozmnaża się głównie poprzez pączkowanie.
Drożdże
Można powiedzieć, że drożdże są jedną z „królowych” pączkowania, ponieważ w ten sposób rozmnażają się stale. Nawet na zdjęciach drożdży przedstawionych w większości podręczników na powierzchni komórki można zobaczyć małe guzki lub pąki.
Drożdże podczas rozmnażania bezpłciowego przez pączkowanie (źródło: Bookofjude, za Wikimedia Commons)
Tryska morskie
W przypadku organizmów inwazyjnych pączkowanie rozmnażania ma wiele zalet, ponieważ umożliwia im szybkie rozprzestrzenianie się i kolonizację dużych obszarów. Tak jest w przypadku tryskaczy, które stale rozmnażają się poprzez pączkowanie.
Strzykwy morskie są klasyfikowane przez wielu zoologów jako „metaorganizmy” składające się z wielu klonów tego samego osobnika. Te organizmy meta są znane jako kolonie, a każdy z klonów w kolonii nazywany jest „ zooidami ”.
Hydry
Jednym z modelowych organizmów wielokomórkowych do badania rozmnażania przez pączkowanie są strygi, ponieważ są one łatwe do utrzymania w niewoli i rozmnażają się w sposób ciągły.
Schemat pączkowania hydry (źródło: A.houghton19 za pośrednictwem Wikimedia Commons)
U hydr można zaobserwować, jak od początkowej szypułki zaczynają „kiełkować” nowe polipy, które mimo uniezależnienia całego swojego metabolizmu od organizmu rodzicielskiego, pozostają do niego przyczepione. Nadal dyskutuje się, czy są to organizmy tworzące kolonie, czy po prostu brakuje im mechanizmu oddzielającego pąki od rodziców.
Gromada Cniaria, w skład której wchodzą korale, meduzy i strygi, jest prawdopodobnie grupą organizmów wielokomórkowych o największej częstotliwości rozmnażania bezpłciowego przez pączkowanie, ponieważ ten typ rozmnażania jest niezbędny do wzrostu i rozprzestrzeniania się organizmów kolonialnych.
Bibliografia
- Brusca, RC, & Brusca, GJ (2003). Bezkręgowce (nr QL 362. B78 2003). Basingstoke.
- Gray, A. (1871). Na hipokotyledonie gemmacji. Journal of Natural History, 8 (45), 220-220.
- Hickman, CP, Roberts, LS i Hickman, FM (1984). Zintegrowane zasady zoologii. Times Mirror.
- Monniot, C. (1992). Nouvelle-Calédonie Ascidies. XI. Phlébobranches et Stolidobranches du plateau des Chesterfield. Bulletin du Muséum National d'Histoire Naturelle. Paryż (4) A, 14, 3-22.
- Solomon, EP, Berg, LR i Martin, DW (2011). Biology (9th edn). Brooks / Cole, Cengage Learning: USA.
- Von Wagner, F. (1892). VI.-Ogólne obserwacje dotyczące rozszczepienia i gemmacji w królestwie zwierząt. Journal of Natural History, 10 (55), 23-54.
- Willey, JM, Sherwood, L. i Woolverton, CJ (2008). Mikrobiologia Prescotta, Harleya i Kleina. Wykształcenie wyższe McGraw-Hill.