Eşeysiz üreme

Kilerin karanlık bir köşesinde unutulmuş bir torba patatesi açtığınızda, yumruların üzerindeki küçük çukurlardan beyaz, kıvrık filizlerin uzadığını görürsünüz. Bu patateslerden birini, üzerinde birer filiz kalacak biçimde parçalara ayırıp toprağa gömerseniz, her parçadan yeni bir patates bitkisi çıkar. Bu bitkilerin hiçbiri bir tohumdan doğmamıştır; hiçbirinin oluşumunda çiçek, polen ya da döllenme rol oynamamıştır. Hepsi tek bir ana bitkinin parçalarıdır ve kalıtsal olarak ona tıpatıp benzer. Doğada amipten mayaya, denizyıldızından bal arısına kadar pek çok canlı benzer kısa yollarla çoğalır. Bu derste önce bu tür çoğalmanın ortak özelliklerine ve sağladığı yararlarla bedellerine, ardından altı farklı biçimine örnekleriyle bakıyoruz.

• Eşeysiz üremenin tanımını yapar, oluşan bireylerin kalıtsal yapısını açıklarsın.
• Bölünme, tomurcuklanma, sporla üreme, rejenerasyon, vejetatif üreme ve partenogenezi örnekleriyle ayırt edersin.
• Eşeysiz üremenin avantajlarını ve dezavantajlarını karşılaştırırsın.
• Tarımda kullanılan vejetatif çoğaltma yöntemlerine örnek verirsin.

Ortak özellikler

Eşeysiz üremede yeni birey tek bir atadan oluşur. Üreme hücreleri, yani gametler oluşmaz ve döllenme gerçekleşmez. Ökaryotlarda eşeysiz üremenin temelinde mitoz bulunur; bu yüzden oluşan yeni bireyler kalıtsal olarak hem birbirinin hem de atalarının aynısıdır. Kalıtsal olarak özdeş bireylerden oluşan bu topluluğa klon denir. Mutasyonlar dışında, eşeysiz üreme kalıtsal çeşitlilik oluşturmaz.

Avantajlar ve bedeller

Eşeysiz üremenin sağladığı kolaylıklar şunlardır: eş bulmaya gerek yoktur; tek bir birey bile yeni bir topluluk başlatabilir; süreç hızlıdır ve az enerji harcanır; koşullar uygun olduğunda canlı kısa sürede çok sayıda bireye ulaşarak bir ortamı hızla kaplayabilir. Bir ortama iyi uyum sağlamış bir bireyin özellikleri de olduğu gibi korunur.

Bedeli ise çeşitliliğin olmamasıdır. Bütün bireyler aynı kalıtsal yapıyı taşıdığı için, ortam değiştiğinde ya da yeni bir hastalık ortaya çıktığında, bir bireyi etkileyen etken hepsini aynı biçimde etkiler. Tek bir hastalığın bütün bir klonu yok edebilmesi bu yüzdendir. Tarımda yalnız vejetatif olarak çoğaltılan bir çeşidin geniş alanlara ekilmesi, bu riski büyütür.

Bazı canlılar iki yolu birlikte kullanır. Koşullar uygunken eşeysiz çoğalarak sayılarını hızla artırır, koşullar kötüleşmeye başlayınca eşeyli üremeye geçerek kalıtsal olarak farklı yavrular üretirler. Yaprak bitleri ve bazı mayalar bu esnekliğe örnektir.

Bölünme

Tek hücreli canlıların en yaygın çoğalma biçimidir. Bakteriler, DNA'larını kopyalayıp ikiye ayrılarak çoğalır; bakterilerde çekirdek olmadığı için bu bölünme mitoz değildir. Tek hücreli ökaryotlarda ise önce çekirdek mitozla bölünür, ardından sitoplazma ayrılır. Amip herhangi bir yönden ikiye ayrılabilir; öglena boyuna, terliksi hayvan enine bölünür. Bazı protistlerde çekirdek art arda birçok kez bölünür ve ardından sitoplazma bu çekirdeklerin çevresinde parçalanarak bir seferde çok sayıda yavru hücre oluşturur; buna çok parçalı bölünme denir. Sıtma etkeni plazmodyumun alyuvarlarda çoğalması bu yolla olur.

Tomurcuklanma

Ata bireyin vücut yüzeyinde ufak bir kabarıklık belirir ve zamanla gelişir. Bu tomurcuk zamanla ayrılarak bağımsız bir birey olur ya da ataya bağlı kalarak bir koloni oluşturur. Tomurcuk, ata bireye göre başlangıçta çok küçüktür; bölünmeden farkı budur. Ekmek mayası ve hidra bu yolla çoğalır. Mercanlarda tomurcuklar ayrılmaz ve böylece birbirine bağlı binlerce bireyden oluşan koloniler kurulur.

Sporla üreme

Spor, tek bir hücreden oluşan, çoğunlukla dayanıklı bir örtüyle korunan ve uygun koşullarda gelişerek yeni bir birey oluşturan üreme yapısıdır. Sporlar çok sayıda üretilir; hava akımları, su ve canlılar onları çok uzaklara taşıyabilir. Ekmek küfü ve öteki mantarlar sporla çoğalır. Sporla üreme bazı protistlerde de görülür; karayosunlarının ve eğreltilerin yaşam döngüsünde de spor evresi bulunur.

Rejenerasyon

Rejenerasyon, canlının kaybettiği bir vücut parçasını yeniden oluşturmasıdır. Bazı canlılarda bu yetenek o kadar gelişmiştir ki kopan parçadan bütün bir birey oluşabilir; bu durum bir üreme yolu olarak kabul edilir. Planaryanın birkaç parçaya ayrılması durumunda her parça eksik kısımlarını tamamlayarak ayrı bir planaryaya dönüşür. Denizyıldızlarında kopan bir kol, merkez kısmın bir parçasını da taşıyorsa yeni bir denizyıldızına dönüşebilir.

Her rejenerasyon üreme değildir. Kertenkelenin kopan kuyruğunu yeniden oluşturması ya da insanda derinin ve karaciğerin onarılması bir yenilenme olayıdır; yeni bir birey ortaya çıkmaz. Rejenerasyon yeteneği genel olarak yapısı basit canlılarda yüksek, karmaşık yapılı canlılarda düşüktür.

Vejetatif üreme

Bitkilerin kök, gövde ya da yaprak gibi üremeyle ilgili olmayan organlarından yeni bireylerin oluşmasıdır. Kancadaki patates bunun örneğidir: patatesin yenen kısmı bir yumrudur, yani besin depolamış toprak altı gövdesidir ve üzerindeki gözler tomurcuktur. Doğada ve tarımda görülen başka örnekler şunlardır:

• Sürünücü gövde: Çileğin toprağın üzerinde uzanan gövdeleri belli aralıklarla köklenir ve yeni bitkiler oluşturur.
• Toprak altı gövdesi: Ayrık otu ve zencefil toprak altında yatay uzanan gövdeleriyle yayılır.
• Soğan: Etli yapraklarla çevrili kısa bir gövdedir; yanında oluşan yavru soğanlar yeni bitkiler verir.
• Çelik: Söğüt ya da sardunya gibi bitkilerden kesilen bir dal parçası nemli toprakta köklenerek yeni bir bitki oluşturur.
• Daldırma: Asma gibi bitkilerde bir dal, ana bitkiden ayrılmadan toprağa gömülür; köklendikten sonra kesilerek ayrılır.
• Aşılama: Meyve ağaçlarında istenen çeşide ait bir dal ya da göz, köklü başka bir bitkinin gövdesine yerleştirilir. Böylece istenen meyve özellikleri değişmeden çoğaltılır.

Vejetatif yolla çoğaltılan bitkiler ata bitkiyle aynı özellikleri taşıdığı için, lezzeti ya da verimi beğenilen bir çeşit bu yöntemlerle korunur.

Partenogenez

Partenogenez, döllenmemiş bir yumurta hücresinin gelişerek yeni bir birey oluşturmasıdır. Yumurta bir üreme hücresidir, ama döllenme gerçekleşmediği için bu yol eşeysiz üreme olarak sınıflandırılır. Bal arılarında döllenmiş yumurtalardan dişi arılar, yani işçiler ve kraliçe gelişir; döllenmemiş yumurtalardan ise erkek arılar gelişir. Bu yüzden erkek arıların hücreleri, dişilerdekinin yarısı kadar kromozom taşır. Yaprak bitleri ve bazı kertenkele türlerinde de partenogenez görülür.

Sıradaki ders, kromozom sayısını yarıya indiren ve kalıtsal çeşitlilik üreten mayoz bölünmeyi ele alıyor.

Örnek 1 — Tür tanıma

Soru: Ata bireyde oluşan küçük bir çıkıntının büyüyüp ayrılmasıyla gerçekleşen üreme hangisidir?

• A) Bölünme
• B) Tomurcuklanma
• C) Partenogenez
• D) Çelikle üreme
• E) Sporla üreme

Çözüm: Ata bireye göre çok küçük başlayan çıkıntı tomurcuktur; maya ve hidra bu yolla çoğalır. Cevap: B.

Örnek 2 — Kalıtsal yapı

Soru: Eşeysiz üremeyle oluşan bireyler için hangisi doğrudur?

• A) Kalıtsal olarak çok çeşitlidir.
• B) İki atanın özelliklerini taşır.
• C) Gametlerin birleşmesiyle oluşur.
• D) Mutasyon dışında ata bireyle kalıtsal olarak aynıdır.
• E) Kromozom sayıları atanın iki katıdır.

Çözüm: Temelinde mitoz olduğu için yavrular atanın kopyasıdır. Cevap: D.

Örnek 3 — Rejenerasyon

Soru: Hangi durum bir üreme olayı sayılan rejenerasyondur?

• A) Kertenkelenin kuyruğunu yenilemesi
• B) İnsanda derinin onarılması
• C) Planaryanın parçalarından ayrı bireyler oluşması
• D) Karaciğerin onarılması
• E) Kemiğin kaynaması

Çözüm: Yeni birey ortaya çıkıyorsa rejenerasyon üremedir; öteki örneklerde yalnız onarım vardır. Cevap: C.

Örnek 4 — Partenogenez

Soru: Bal arılarında erkek arıların gelişimi için hangisi doğrudur?

• A) Döllenmemiş yumurtadan gelişirler.
• B) Tomurcuklanmayla oluşurlar.
• C) Sporla çoğalırlar.
• D) Döllenmiş yumurtadan gelişirler.
• E) İkiye bölünerek oluşurlar.

Çözüm: Döllenmemiş yumurtanın gelişmesi partenogenezdir; bu yüzden erkeklerde kromozom sayısı yarıdır. Cevap: A.

• Partenogenezi eşeyli üreme sanmak. Yumurta vardır, ama döllenme olmadığı için eşeysizdir.
• Her rejenerasyonu üreme saymak. Kertenkele kuyruğu onarımdır; yeni birey oluşmaz.
• Bakterilerin mitozla bölündüğünü sanmak. Bakterilerin çekirdeği yoktur; mitoz ökaryotlara özgüdür.
• Patates yumrusunu kök sanmak. Yumru, besin depolamış bir toprak altı gövdesidir.
• Eşeysiz üremenin hiç dezavantajı olmadığını sanmak. Çeşitlilik olmadığı için değişen koşullara karşı topluluk savunmasızdır.