Geslachtelijke en ongeslachtelijke voortplanting

Organismen hebben twee manieren om zich voort te planten. Organismen kunnen zich geslachtelijk en ongeslachtelijk voortplanten. Beide manieren hebben zo hun voordelen en hun nadelen. Maar in het algemeen kan gezegd worden dat geslachtelijke voortplanting voor de meeste soorten de meest succesvolle manier van voortplanten is. Vele soorten die zich hoofdzakelijk ongeslachtelijk  voortplanten kiezen zo af en toe ook voor de geslachtelijke manier van voortplanten. Geslachtelijke voortplanting is vooral zo’n succesvolle manier van voortplanten omdat het zorgt voor een geweldige genetische variatie binnen de populatie.

Mutaties

Ook door mutaties in de geslachtscellen ontstaat er genetische variatie binnen de populatie. Mutaties vinden met vaste snelheden plaats. Soms zijn mutaties in geslachtscellen bevoordelijk voor het nageslacht van het individu. Hierdoor stijgen de overlevingskansen van de kinderen van het individu. Maar mutaties in geslachtscellen zijn vaker slecht  voor de nakomelingen van het individu. Door een negatieve mutatie dalen de overlevingskansen van de nakomelingen van het individu wanneer gunstige eigenschappen door de mutatie in zijn geheel verdwijnen, of minder tot expressie komen. Kanker is ook de oorzaak van een aantal mutaties in speciefieke delen van het genoom, waardoor cellen bepaalde eigensachappen verliezen.

Mutaties zijn spontane, blijvende veranderingen in het erfelijk materiaal van een individu. Het erfelijk materiaal bevat de genetische code voor de opbouw van het organisme. Aan de hand van de genetische code wordt het uiterlijk, het fenotype van het organisme samengesteld. Veranderingen in de genetische code kan dan dus ook invloed hebben op de eigenschappen, uiterlijkheden, van het organisme. Hoewel we geneigd zijn om mutaties als ongewenst en schadelijk te zien is de evolutie echter wel gebaat bij mutaties. Naast de natuurlijke selectie zijn mutaties de drijvende kracht achter de evolutie. Er is een grote kans dat u dit stukje nooit had gelezen als er geen mutaties hadden bestaan. Stomweg vanwege het feit dat onze soort nooit was ontstaan zonder de toevallige veranderingen in het erfelijke materiaal van onze vroege voorouders.

Een recept bevat de code voor een product. Veranderingen in het recept zullen invloed hebben op de eigenschappen, het fenotype, van het product. Laten we voor de uitleg van mutaties het recept van de oliebol als voorbeeld nemen. Er zijn drie soorten mutaties. Neutrale mutatie, positieve mutaties en negatieve mutaties. Neutrale mutaties hebben geen enkele invloed op het fenotype van het organisme. De smaak en het uiterlijk van de oliebol blijven ondanks de mutatie onveranderlijk.

Een positieve mutatie heeft invloed op het fenotype van het organisme. Het organisme is door de mutatie beter aangepast aan de eisen van de natuur. Het organisme is fitter en zal beter overleven. Het organisme zal zichzelf beter kunnen voeden, beter voor zijn veiligheid kunnen zorgen en beter in de smaak vallen bij het andere geslacht zodat de voortplanting ook een succes zal worden. Een positieve mutatie maakt de oliebol lekkerder.

Een negatieve mutatie heeft ook invloed op het fenotype van het organisme. Het organisme is door de mutatie echter slechter aangepast aan de eisen van de natuur. Het organisme is absoluut niet fit en zal door de natuur uit de populatie worden verwijderd. Het organisme is minder fit en zal slechter overleven. Het organisme zal zichzelf slechter kunnen voeden, slechter voor zijn veiligheid kunnen zorgen en slechter in de smaak vallen bij het andere geslacht zodat de voortplanting niet vlotjes zal verlopen. Een negatieve mutatie maakt de oliebol oneetbaar.

Ongeslachtelijke voortplanting

Heel veel organismen planten zich ongeslachtelijk voort. Bij ongeslachtelijke voortplanting ontstaat het nageslacht uit een deel van het moederorganisme of uit een onbevruchte eicel van het vrouwelijke organisme. Het voordeel van ongeslachtelijke voortplanting is dat uit vrouwtjes natuurlijk weer altijd vrouwtjes komen die zich ook weer ongeslachtelijk kunnen voortplanten. Een populatie kan door ongeslachtelijke voortplanting dus zeer snel groeien. In alle rijken zijn er organismen die zich vanwege de voordelen ongeslachtelijk voortplanten (zie afbeelding hieronder). En ongeslachtelijke voortplanting is ook niet alleen voorbehouden aan simpele ééncellige organismen. Veel veelcellige organismen doen het ook. Meestal ontstaan er diploïde (2n) klonen uit diploïde (2n) moeders. Maar soms ontstaan er zelfs haploïde (n) nageslacht. Dit is het geval bij de honingbij. De koningin (2n) legt bevruchte en onbevruchte eitjes. Deze eitjes zijn na een twee meiotische deling ontstaan en dan ook haploïde. Uit de onbevruchte eitjes ontstaan de darren (de mannen). Deze darren hebben de helft van de chromosomen van de koningin en zijn haploïde (n). Ook kan de koningin ervoor kiezen de eitjes te bevruchten. Uit deze diploïde eicellen ontstaan de werksters (vrouwtjes) van het bijenvolk.

Omdat alle nakomelingen in feite klonen zijn hebben alle nakomelingen hetzelfde genotype en het zelfde fenotype. Weinig genetische variatie in een populatie is niet erg als het milieu onveranderlijk is en moeder al goed was aangepast aan de eisen van de omgeving. Maar weinig genetische variatie kan dodelijk zijn voor de gehele populatie indien het milieu veranderd en andere eisen aan het individu gaat stellen. Met een beetje pech voldoet de gehele populatie dan niet meer aan de eisen van het milieu en sterft dan massaal uit. Een ander groot probleem bij ongeslachtelijke voortplanting is het opstapelen van mutaties in het individu en in de populatie. Mutaties in genen bij de moeder kunnen bij het nageslacht niet gecompenseerd worden door niet gemuteerde genen van pa. Een populatie die 100% ongeslachtelijk voortplant zal vroeg of laat ten gronde gaan aan de opstapeling van mutaties in de individuen van de populatie.

Hieronder een fotocollage met de voordelen en de nadelen van ongeslachtelijke voortplanting.

Geslachtelijke voortplanting

De aller primitiefste organismen, waarmee het leven op aarde begon, plantte zich allemaal ongeslachtelijk voort. Ergens in de evolutie is de geslachtelijke voortplanting ontstaan. Bij geslachtelijke voortplanting ontstaat het nageslacht na versmelting van speciale voortplantingscellen. Ook wel gameten genoemd. Geslachtelijk voortplanten bleek een groot succes. Veel organismen die heden ten dagen op aarde leven planten zich namelijk geslachtelijk voort. Door geslachtelijke voortplanting worden de nakomelingen genetisch anders dan beide ouders. Door geslachtelijke voortplanting ontstaat er veel genetische variatie in de populatie. Veel genetische variatie is superhandig als het milieu gaat veranderen. Er zitten dan helaas individuen in de populatie die niet aangepast zijn aan deze veranderende omstandigheden, maar er zullen ook individuen zijn die deze nieuwe omstandigheden juist waarderen. Dus goed aangepast zijn. Deze goed aangepaste individuen zullen zich voortplanten en hun gunstige eigenschappen doorgeven aan hun nageslacht. Waardoor de gehele populatie na verloop van tijd in het bezit is van deze gunstige erfelijke eigenschappen.
Geslachtelijke voortplanting heeft echter ook nadelen. Omdat er mannen ontstaan die zich niet kunnen voortplanten groeit de populatie langzaam. Ook een geschikte partner vinden is niet altijd even makkelijk.

Hieronder een fotocollage met de voordelen en nadelen van geslachtelijke voortplanting.

De gefilmde les met uitleg over mutaties in het erfelijke materiaal en de voor- en nadelen van geslachtelijke voortplanting is hieronder te bekijken.