Samenvatting voor biologie: geslachtelijke en ongeslachtelijke voortplanting

Wat is geslachtelijke voortplanting?

Je hebt er vast wel eens van gehoord, maar wat betekent het nou precies? We hebben het over geslachtelijke voortplanting wanneer twee ouders hun DNA combineren tot een nakomeling. Vaak is het zo dat de ouders allebei een ander geslacht hebben. Daarom heet het geslachtelijke voortplanting. Dit gebeurt bij de meeste dieren en planten.

De twee ouders combineren hun twee haploïde geslachtscellen, die ook wel gameten worden genoemd, tot een diploïde cel tijdens de bevruchting. Deze cel bevat weer het gewone aantal van 2n chromosomen. Eén paar per chromosoom. Deze ene diploïde cel heet de zygote. Die ene zygote bevat dus al het DNA dat nodig is voor een compleet nieuw organisme, bijvoorbeeld een baby. Uiteindelijk groeit deze baby op en zal zij zelf gameten kunnen maken, in haar geval dus eicellen. Wanneer zo’n eicel bevrucht wordt, begint het hele riedeltje weer opnieuw. Dit herhalende proces wordt de levenscyclus genoemd.

We hebben het alleen over een levenscyclus bij geslachtelijke voortplanting. Wanneer een organisme zich ongeslachtelijk voortplant, waar we het zo meteen over gaan hebben, is er niet zoiets als een levenscyclus.

Hoe worden gameten gemaakt?

Zoals je weet, worden gameten gemaakt in een proces dat meiose heet. Ken je de stappen nog? Eerst is er DNA-replicatie. Een cel heeft nu van elk chromosoom twee kopieën, die chromatiden genoemd worden. Dan is er meiose I, waarbij de twee chromosomen van een chromosomenpaar uit elkaar getrokken worden en in twee afzonderlijke cellen terecht komen. Het resultaat is dus twee cellen met beide twee chromatiden van een chromosoom van elk chromosomenpaar. In meiose II worden de twee chromatiden uit elkaar gehaald. En die chromatiden komen dan weer in afzonderlijke cellen terecht.

Dit kan een beetje verwarrend zijn, dus we herhalen het even met een voorbeeld. Stel dat een cel maar één chromosomenpaar heeft. Eén chromosoom gekregen van de vader en één van de moeder. Als deze cel een geslachtscel wordt, verdubbelt die eerst zijn DNA. Dan krijg je per chromosoom twee chromatiden en dus in ons voorbeeld in totaal vier chromatiden. Eerst worden de chromosomenparen uit elkaar getrokken. Dat levert dan twee cellen op, met beide een chromosoom bestaande uit twee chromatiden. Dan worden de chromatiden uit elkaar getrokken, waardoor iedere cel overblijft met één chromatide. In dit voorbeeld is n 1, bij mensen is dat in werkelijkheid 23.

Eén cel levert door meiose vier cellen op. Bij de man zijn al deze vier cellen echte gameten, zaadcellen dus. Bij de vrouw is dat niet zo. Daar wordt maar één van die vier haploïde cellen een echte eicel. De andere 3 ontwikkelen zich niet tot een eicel. Deze worden poollichaampjes genoemd. Lichaampjes dus, omdat ze klein blijven.

We hebben het steeds over haploïde of diploïde. Het is je inmiddels vast duidelijk dat dat slaat op het aantal sets chromosomen. Haploïde betekent slecht één set chromosomen, en bij diploïde zijn er twee sets. Chromosomen paren dus. Er kan ook sprake zijn van polyploïdie. En je raadt het al: dat betekent dat er meer dan twee sets chromosomen zijn. Dit ontstaat vaak door foutjes tijdens de verdeling van de chromosomen tijdens mitose of meiose. Een menselijke polyploide cel kan niet leven.

Voordeel van geslachtelijke voortplanting

Laten we eens kijken naar het grote voordeel van geslachtelijke voortplanting. Het is misschien gek om het je af te vragen, maar waarom heb je voor voortplanting eigenlijk twee mensen nodig? Waarom zouden we niet gewoon nakomelingen kunnen krijgen die een soort kopie van ons zijn? Je voelt hem misschien wel al aankomen; dat heeft alles te maken met het begrip genetische variatie.

Het is voor een soort goed wanneer niet alle organismen dezelfde eigenschappen hebben. Zo is de soort als geheel beschermd tegen veranderende omstandigheden, doordat er altijd wel een paar individuen die eigenschappen hebben die passen bij die nieuwe omstandigheden. Doordat bij geslachtelijke voortplanting het DNA van twee individuen wordt gecombineerd, ontstaat een nieuwe, unieke combinatie.

Verder zorgt crossing over voor nog meer variatie. Dat gebeurt tijdens de meiose, op het moment dat beide chromosomen van een chromosomenpaar nog in een cel zitten, voor meiose I dus. Stukken van het DNA springen dan over van de ene naar de andere chromosoom van een paar. Daardoor zijn de chromosomen in een gameet niet meer precies hetzelfde als het originele chromosoom, zoals gekregen van de vader of de moeder. Daarom zijn de blauwe chromosomen een beetje rood en de rode een beetje blauw (in de video).

Wat is ongeslachtelijke voortplanting?

Voor ongeslachtelijke voortplanting is maar één ouder nodig. Daardoor zijn de nakomelingen precies hetzelfde als de ouder. Alle prokaryoten planten zich ongeslachtelijk voort. Daardoor is de genetische variatie bij prokaryoten veel kleiner dan bij eukaryoten.

Hoe werkt ongeslachtelijke voortplanting?

Laten we bacteriën als voorbeeld nemen. Een bacterie kan namelijk heel snel delen. Zo’n deling lijkt eigenlijk heel sterk op een gewone mitose. De bacterie verdubbelt zijn DNA en splitst vervolgens in twee cellen. Je ziet hier ook weer terug dat prokaryoten geen celkern hebben. Als de omstandigheden precies goed zijn, hebben sommige bacteriën maar twintig minuten nodig om zich te delen. Als dat een uur zo doorgaat, zijn er uit die ene bacterie een miljard bacteriën ontstaan. Dat is nog eens efficiënte voortplanting!

Prokaryoten hebben dan misschien wat minder genetische variatie, maar ze zijn wel met ontzettend veel. Het is trouwens ook weer niet helemaal waar dat er geen genetische variatie is bij bacteriën. Ze kunnen namelijk onderling DNA uitwisselen. Daarbij ontstaat geen nakomeling; een bacterie krijgt er gewoon een beetje extra DNA bij.

Voortplanting via sporen

Er is nog een manier van ongeslachtelijke voortplanting die je moet kennen. Daarbij is er niet een cel die zich deelt, maar scheidt een organisme, zoals schimmels en bepaalde planten, sporen uit. Schimmels en planten zijn trouwens eukaryoten. Prokaryoten planten zich altijd ongeslachtelijk voort, maar het is dus niet zo dat eukaryoten zich altijd geslachtelijk voortplanten.

Terug naar de sporen. Sporen zijn de voortplantingscellen van ongeslachtelijke voortplanting. Eigenlijk zoals gameten dat zijn van geslachtelijke voortplanting. Zo’n spore is een cel die kan uitgroeien tot een nieuw organisme, zonder eerst te versmelten met een andere cel. Veel eencellige organismen die zich ongeslachtelijk voortplanten gebruiken beide methoden. Zo kan de schimmel gist zich bijvoorbeeld voortplanten door te delen en door sporen te vormen.

Tot zover de uitleg over geslachtelijke en ongeslachtelijke voortplanting. Veel succes met leren voor het eindexamen biologie en/of andere toetsen!

4. Dihybride kruisingen