Ključna razlika – Apomixis proti Partenogenesis
Tvorjenje cvetov, mejoza, mitoza in dvojna oploditev so glavni sestavni deli poti nastajanja semena. V normalnem ciklu spolnega razmnoževanja sta proizvodnja haploidnih gamet in zlitje moških in ženskih gamet glavna koraka, ki vodita do oblikovanja zarodka, ki postane seme. Semena kalijo in proizvedejo nove rastline ter nadaljujejo življenjski cikel. Vendar pa pri nekaterih rastlinah nastajanje semena poteka nespolno, ne da bi sledili zgoraj omenjenima glavnima korakoma mejozi in oploditvi. Znan je kot apomiksis. Pri nekaterih rastlinah in živalih nastanejo novi posamezniki neposredno iz neoplojenih jajčec. Proces je znan kot partenogeneza. Ključna razlika med apomiksisom in partenogenezo je, da je apomiksis proces, ki proizvaja semena brez oploditve, medtem ko je partenogeneza splošen izraz, ki opisuje proces, ki proizvaja potomce neposredno iz neoplojenih jajčnih celic.
Kaj je Apomixis?
Razvoj semena je kompleksen proces, ki zaključi več glavnih korakov med spolnim razmnoževanjem semenskih rastlin. To se zgodi s tvorbo cvetov, opraševanjem, mejozo, mitozo, dvojno oploditvijo itd. Mejoza in oploditev sta najpomembnejša koraka pri nastajanju semena in spolnem razmnoževanju, saj bi morala matična celica diploidne megaspore prestati mejozo, da proizvede haploidno megasporo in končno za proizvodnjo jajčne celice. Jajčno celico je treba spojiti s semenčico, da nastane diploidna zigota, ki se razvije v zarodek (seme). Vendar se pri nekaterih rastlinah pri tvorbi semen zaobide več glavnih stopenj spolnega razmnoževanja. Z drugimi besedami, pri nekaterih rastlinah lahko pride do kratkega stika pri spolnem razmnoževanju, da proizvedejo semena. Ta proces je znan kot apomiksis. Apomikse lahko opredelimo kot proces, ki proizvaja semena brez mejoze in oploditve (singamija). Je vrsta nespolnega razmnoževanja, ki posnema spolno razmnoževanje. Znana je tudi kot agamospermija.
Apomikse lahko glede na način razvoja zarodka razvrstimo v dve veliki vrsti, imenovani gametofitni apomiksi in sporofitni apomiksi. Gametofitni apomiksi nastanejo prek gametofita, sporofitni apomiksi pa neposredno iz diploidnega sporofita. Pri normalnem spolnem razmnoževanju nastanejo semena, ki dajejo genetsko raznolike potomce. Zaradi pomanjkanja oploditve pri apomixisu pride do genetsko enotnega potomstva sadike do matere.
Apomixis ni opažen pri večini rastlin. V mnogih pomembnih živilskih rastlinah ga ni. Vendar pa zaradi njegovih prednosti žlahtnitelji rastlin poskušajo izkoristiti ta mehanizem kot tehnologijo za proizvodnjo varne hrane z visokim donosom za potrošnike.
Prednosti in slabosti Apomixisa
Postopek apomiksis ima prednosti in slabosti. Genetsko identične posameznike je mogoče učinkovito in hitro proizvesti z apomiksi, saj povzroči potomstvo sadike, ki je identično matičnemu staršu. Lastnosti matičnih rastlin lahko apomiksis ohranja in izkorišča tudi več generacij. Hibridna moč je pomembna lastnost, ki povzroča heterozis. Apomixis pomaga ohranjati hibridno moč za več generacij v sortah poljščin. Vendar pa je apomiksis kompleksen pojav, ki nima jasne genetske podlage. Vzdrževanje apomiktičnih staležev je težko, razen če so med razvojem povezani z morfološkim markerjem.
Večina apomiktov je fakultativnih, ki kažejo spolne in nespolne semenske tvorbe.
Slika 01: Vegetativni Apomixis, ki ga prikazuje Poa bulbosa
Kaj je partenogeneza?
Partenogeneza je vrsta razmnoževanja, ki se običajno kaže v organizmih, predvsem pri nekaterih nevretenčarjih in nižjih rastlinah. Lahko ga opišemo kot proces, v katerem se neoplojena jajčna celica razvije v osebko (deviško rojstvo) brez oploditve. Zato ga lahko obravnavamo kot metodo nespolnega razmnoževanja. Vendar pa ga je mogoče opredeliti tudi kot nepopolno spolno razmnoževanje, saj v procesu spolnega razmnoževanja ni le zlitja dveh gamet. Partenogenezo je mogoče umetno spodbuditi celo pri sesalcih, da proizvedejo posameznika brez oploditve. Med procesom partenogeneze se neoplojeno jajčece razvije v nov organizem; nastali organizem je haploiden in ne more biti podvržen mejozi. Večinoma so genetsko enaki staršem. Poznamo več vrst partenogeneze: fakultativno partenogenezo, haploidno partenogenezo, umetno partenogenezo in ciklično partenogenezo.
V naravi partenogeneza poteka pri številnih žuželkah. Na primer, pri čebelah lahko čebela matica proizvede oplojena ali neoplojena jajca; neoplojena jajčeca s partenogenezo postanejo trotovi samci.
Slika 02: Čebelji samec
Kakšna je razlika med Apomixisom in Partenogenezo?
Apomiksis proti partenogenezi |
|
| Apomixis lahko definiramo kot mehanizem, ki proizvaja semena nespolno. | Partenogenezo lahko opredelimo kot proces, ki razvije osebke neposredno iz neoplojenih jajčec ali ovul. |
| Potomstvo | |
| Proizvaja genetsko identične potomce sadike ali matične klone. | Proizvaja genetsko identične ženske potomce |
| Prikazal | |
| Apomixis prikazujejo nekatere rastline. | Partenogenezo prikazujejo rastline in živali. |
Povzetek – Apomixis proti partenogenezi
Apomiksis in partenogeneza sta dva načina nespolnega razmnoževanja. Apomixis proizvaja semena brez mejoze in oploditve ter povzroči matične klone. Partenogeneza proizvaja nove osebke neposredno iz neoplojenih jajčnih celic. To je razlika med apomiksom in partenogenezo.
