Luku 3: Perinnöllisyys ja lisääntyminen ovat elämän tunnusmerkkejä
Tiivistelmä lukuun 3
SOLU JA PERIMÄ
- Solut jaetaan tumattomiin (bakteerit ja arkeonit) ja tumallisiin soluihin (muut eliöt).
- Tieto solujen toiminnasta on tallentuneena sen perimään pitkinä kaksoisjuosteisina molekyyleinä (DNA=DeoksiriboNucliedAcid).
- DNA-molekyyli
- pystyy sisältään paljon informaatiota kokoonsa nähden
- sisältämä informaatio voi muuttua.
- Pysyviä muutoksia geenin rakenteessa kutsutaan
- pystyy luomaan itsestään kopioita.
- DNA-molekyylien on kahdennuttava ennen solun jakautumista, jotta perinnöllinen informaatio siirtyy uusille soluille.
- DNA- molekyylit näkyvät jakautumisvaiheen soluissa kromosomeina ja niiden toiminnallisia yksiköitä kutsutaan perintötekijöiksi eli geeneiksi.
- Geenit sisältävät tiedon elämän proteiinien rakentumiseen.
- On laskettu, että ihmisen keho tarvitsee rakentuakseen ja toimiakseen noin 100 000 erilaista proteiinia. Ohjeet näiden proteiinien tuottamiseen ovat ihmisen noin 20 000 geenissä.
- Bakteereilla ja arkeoneilla on vain yksi rengasmainen kromosomi, mutta vaikkapa ihmisellä on 23 kromosomiparia eli yhteensä 46 kromosomia.
LISÄÄNTYMINEN
- on kaikille eliöille yhteinen piirre, jossa yksilö tuottaa jälkeläisiä, joihin siirtyy sen perimän sisältämää informaatiota. Lisääntyminen jaetaan 1. suvuttomaan (aseksuaaliseen) ja 2. suvulliseen (seksuaaliseen).
- SUVUTON LISÄÄNTYMINEN
- Uusi yksilö kehittyy jostakin emoyksilön osasta tai yhdestä solusta ilman sukusoluja.
- Jälkeläiset ovat emoyksilön klooneja, (lukuun ottamatta mutaatioiden aiheuttamia muutoksia perimässä) - perinnöllistä muuntelua vähän, jolloin sopeutuminen muuttuviin oloihin huono.
- Suvuton lisääntyminen on tehokasta, sillä lisääntymiseen tarvitaan vain yksi yksilö ja lyhyessä ajassa tuotetaan paljon jälkeläisiä
- Suvuttoman lisääntymisen tapoja:
- JAKAANTUMINEN -esimerkiksi bakteerit jakautuvat kahtia.
- MONISTUMINEN -esimerkiksi malarialoisiot monistuvat ihmisen punasolussa: yhdestä loisiosta kehittyy kerralla useita jälkeläisiä.
- KUROUTUMINEN – Hiivasieni on yksisoluinen sieni, josta kuroutuu pieniä pullistumia, joista tulee uusia hiivasoluja ja meduusoilla suvuttoman lisääntymisen vaiheessa polyyppivaiheen rungosta kuroutuu (tai silmikoituu) uusia meduusoja.
- ITIÖIDEN avulla – Itiökasvit eli sammalet ja sanikkaiset lisääntyvät itiöillä. Tarkemmin sanottuna niillä on sukupolvenvuorottelu, jossa suvullinen ja suvuton lisääntyminen vuorottelevat. Myös sienet ja levät voivat lisääntyä itiöillä.
- KASVULLINEN LISÄÄNTYMINEN: Rönsyt (esim. mansikka) ja maavarret (esim. kielo) ja juurivesat (esim. haapa) ovat esimerkkejä kasvien kasvullisesta suvuttomasta lisääntymisestä.
- Eläinkunnasta mm. jotkin sienieläimet ja laakamadot voivat lisääntyä myös jakautumalla. Polttiaiseläimiin kuuluvilla meduusoilla vuorottelevat kuroutuminen ja suvullisen lisääntymisen vaiheet. Piikkinahkaisilla on hyvä regeneraatiokyky ja joillakin meritähdistä voi kasvaa uusi yksilö katkenneesta haarasta.
- SUVULLINEN LISÄÄNTYMINEN
- VAATII SUKUSOLUJA, jotka syntyvät meioosijakautumisen tuloksena ja niissä on vain puolet emosolujen kromosomimäärästä. Kasvien sukusolut syntyvät heteissä ja emeissä ja eläinten sukusolut niiden sukupuolirauhasissa eli kiveksissä ja munarauhasissa. Alkionkehityksen alkaminen edellyttää yleensä kahden sukusolun yhtymisen eli hedelmöityksen.
- Suvullinen lisääntyminen on tärkeä uusia geeniyhdistelmiä aiheuttava tekijä ja tämä ratkaisu onkin yleistynyt kasvien, eläinten ja sienten kunnassa.
- Tämä lisääntymistapa on hidasta verrattuna suvuttomaan, koska tarvitaan kaksi eri sukupuolta olevaa sukukypsää yksilöä ja jälkeläisten määrä on yleensä pienempi.
- Joskus alkio voi alkaa kehittyä partenogeneettisesti ilman hedelmöitystä munasolusta, kuten mehiläiskoiraat ja kirvojen alkukesän jälkeläiset. Myös jotkin selkärankaiset lajit (joitain kaloja, liskoja ja sammakoita) voivat lisääntyä partenogeneettisesti.
- SUKUPOLVENVUOROTTELU:Jotkin lajit lisääntyvät vuorotellen suvuttomasti ja suvullisesti varmistaakseen toisaalta jälkeläisten suuren määrän ja toisaalta riittävän perinnöllisen muuntelun. Esim. sammalilla, sanikkaisilla ja meduusoilla on sukupolvenvuorottelua.
Eläinkunnan ratkaisuja:
yksineuvoisuus: yhdessä yksilössä yksi sukupuoli yleisintä
kaksineuvoisuus (pyrkimys kuitenkin ristisiitokseen, esim. kastelierot)
ulkoinen hedelmöitys tai siitos: esim. kalojen mäti ja maiti, sammakkoeläinten kutu
sisäinen hedelmöitys tai siitos: esim. nisäkkäät, linnut ja matelijat
Kasvikunnan ratkaisuja:Kasvikunnan lisääntymisrakenne on kukka, jonka heteissä valmistuu siitepöly ja emissä munasoluKasvit voivat olla itsepölytteisiä tai/ja ristipölytteisiä. Varsinkin ristipöytyksessä voidaan siitepölyn leviämisessä tarvita apuna hyönteisiä tai tuulta: hyönteispölytys ja tuulipölytys