Kluczowa różnica – apomiksy vs partenogeneza
Tworzenie kwiatów, mejoza, mitoza i podwójne zapłodnienie to główne elementy ścieżki powstawania nasion. W normalnym cyklu rozmnażania płciowego wytwarzanie haploidalnych gamet i fuzja gamet męskich i żeńskich służą jako główne etapy prowadzące do powstania zarodka, który staje się nasieniem. Nasiona kiełkują i produkują nowe rośliny oraz kontynuują cykle życia. Jednak w niektórych roślinach formowanie nasion następuje bezpłciowo bez wykonywania wyżej wspomnianych dwóch głównych etapów: mejozy i zapłodnienia. Jest znany jako apomixis. U niektórych roślin i zwierząt nowe osobniki powstają bezpośrednio z niezapłodnionych zalążków. Proces ten znany jest jako partenogeneza. Kluczową różnicą między apomixis a partenogenezą jest to, że apomixis to proces, w którym powstają nasiona bez zapłodnienia, podczas gdy partenogeneza jest ogólnym terminem opisującym proces, w którym powstaje potomstwo bezpośrednio z niezapłodnionych komórek jajowych.
Co to jest Apomixis?
Rozwój nasion to złożony proces, który obejmuje kilka głównych etapów rozmnażania płciowego roślin nasiennych. Dzieje się to poprzez tworzenie kwiatów, zapylanie, mejozę, mitozę, podwójne zapłodnienie itp. Mejoza i zapłodnienie to najważniejsze etapy tworzenia nasion i rozmnażania płciowego, ponieważ diploidalna komórka macierzysta z megasporami powinna przejść mejozę, aby wytworzyć haploidalne megaspory i ostatecznie wytworzyć komórkę jajową. Komórkę jajową należy połączyć z plemnikiem w celu wytworzenia diploidalnej zygoty, która rozwinie się w zarodek (nasionko). Jednak w przypadku niektórych roślin podczas tworzenia nasion pomija się kilka głównych etapów rozmnażania płciowego. Innymi słowy, w niektórych roślinach rozmnażanie płciowe może zostać przerwane w celu wytworzenia nasion. Ten proces jest znany jako apomixis. Apomiksy można zdefiniować jako proces, w którym powstają nasiona bez mejozy i nawożenia (syngamia). Jest to rodzaj rozmnażania bezpłciowego, który naśladuje rozmnażanie płciowe. Jest również znany jako agamospermia.
Apomixis można podzielić na dwa główne typy: apomiksy gametofitowe i apomiksy sporofitowe, w zależności od sposobu rozwoju zarodka. Apomiksy gametofitowe powstają poprzez gametofit, a apomiksy sporofitowe powstają bezpośrednio z diploidalnego sporofitu. Normalne rozmnażanie płciowe wytwarza nasiona, które dają zróżnicowane genetycznie potomstwo. Ze względu na brak zapłodnienia w apomixis, skutkuje to jednorodnym genetycznie potomstwem sadzonek dla matki.
Apomixis nie jest obserwowany w większości roślin. Nie ma go w wielu ważnych uprawach spożywczych. Jednak ze względu na jego zalety hodowcy roślin próbują wykorzystać ten mechanizm jako technologię do produkcji wysokowydajnej, bezpiecznej żywności dla konsumentów.
Wady i zalety Apomixis
Istnieją zalety i wady procesu apomixis. Genetycznie identyczne osobniki mogą być skutecznie i szybko produkowane przez apomiksy, ponieważ daje to potomstwo siewki identyczne jak rodzic-matka. Cechy roślin matecznych mogą być również utrzymywane i wykorzystywane przez apomixis przez pokolenia. Ważną cechą, która powoduje heterozę, jest wigor hybrydy. Apomixis pomaga zachować wigor mieszańców przez pokolenia w odmianach roślin uprawnych. Jednak apomixis jest zjawiskiem złożonym, które nie ma wyraźnej podstawy genetycznej. Utrzymanie zapasów apomiktycznych jest trudne, jeśli nie zostanie połączone z markerem morfologicznym podczas rozwoju.
Większość apomiktów jest fakultatywna i pokazuje zarówno płciowe, jak i bezpłciowe formacje nasienne.
Rysunek 01: Apomiksy wegetatywne pokazane przez Poa bulbosa
Co to jest Partenogeneza?
Partenogeneza to typ rozmnażania powszechnie występujący w organizmach, głównie przez niektóre bezkręgowce i rośliny niższe. Można to opisać jako proces, w którym niezapłodnione jajeczko rozwija się w osobnika (poród dziewiczy) bez zapłodnienia. Dlatego można go uznać za metodę rozmnażania bezpłciowego. Możliwe jest jednak również zdefiniowanie go jako niepełnego rozmnażania płciowego, ponieważ w procesie rozmnażania płciowego nie występuje tylko połączenie dwóch gamet. Partenogeneza może być sztucznie stymulowana nawet u ssaków, aby wyprodukować osobnika bez przechodzenia przez zapłodnienie. Podczas procesu partenogenezy niezapłodnione jajo rozwija się w nowy organizm; powstały organizm jest haploidalny i nie może ulec mejozie. Są w większości genetycznie identyczni z rodzicem. Istnieje kilka rodzajów partenogenezy: partenogeneza fakultatywna, partenogeneza haploidalna, partenogeneza sztuczna i partenogeneza cykliczna.
W naturze partenogeneza zachodzi u wielu owadów. Na przykład u pszczół królowa może produkować jaja zapłodnione lub niezapłodnione; niezapłodnione jaja stają się samcami przez partenogenezę.
Rysunek 02: Samiec pszczoły dronów
Jaka jest różnica między apomiksem a partenogenezą?
Apomiksis kontra Partenogeneza |
|
| Apomixis można zdefiniować jako mechanizm, który wytwarza nasiona bezpłciowo. | Partenogenezę można zdefiniować jako proces, w którym osobniki rozwijają się bezpośrednio z niezapłodnionych jaj lub zalążków. |
| Potomstwo | |
| Produkuje genetycznie identyczne potomstwo sadzonek lub klony mateczne. | Wytwarza genetycznie identyczne żeńskie potomstwo |
| Pokazane przez | |
| Apomixis jest pokazywany przez niektóre rośliny. | Partenogenezę pokazują rośliny i zwierzęta. |
Podsumowanie – Apomiksis kontra Partenogeneza
Apomiksy i partenogeneza to dwa sposoby rozmnażania bezpłciowego. Apomixis wytwarza nasiona bez mejozy i nawożenia oraz daje klony mateczne. Partenogeneza wytwarza nowe osobniki bezpośrednio z niezapłodnionych komórek jajowych. To jest różnica między apomixis a partenogenezą.
