Reproducción asexual

Pregunta esencial

¿Por qué los descendientes de la reproducción asexual son copias genéticas del progenitor?

Algunos organismos se reproducen con un solo progenitor, así que sus descendientes no reciben una mezcla de genes de dos padres. En esta lección aprenderás los tipos principales de reproducción asexual, verás por qué copiar el ADN antes de la división hace que los descendientes sean genéticamente idénticos al progenitor y compararás la reproducción asexual con la sexual.

Un progenitor, descendientes idénticos

• La reproducción asexual necesita solo un progenitor
• El ADN del progenitor se copia antes de que la célula se divida
• Cada descendiente recibe una copia completa de ese ADN
• Los descendientes suelen ser clones: genéticamente idénticos al progenitor

En la reproducción asexual, un progenitor produce descendientes sin fecundación. Antes de que una célula se divida, copia su ADN, así que cada célula nueva recibe un juego completo del ADN del progenitor. En el diagrama, un progenitor con genotipo Aa produce dos descendientes que también son Aa. Los descendientes que se producen así son clones: genéticamente idénticos al progenitor y entre sí. Las únicas diferencias vienen de las mutaciones, que son cambios raros en el ADN. Los eucariotas copian su ADN y se dividen por mitosis (Unidad 7), y las bacterias se dividen con un proceso parecido llamado fisión binaria.

Tipos de reproducción asexual

• Fisión binaria: una célula se divide en dos células parecidas
• Gemación: una pequeña protuberancia crece y se desprende
• Fragmentación: un pedazo del progenitor crece y se convierte en un organismo nuevo
• Partenogénesis: un óvulo sin fecundar se desarrolla en un individuo nuevo
• Los tres primeros copian el ADN del progenitor, así que los descendientes son clones; los descendientes de la partenogénesis no siempre son copias exactas

En la fisión binaria, un organismo unicelular, como una bacteria, copia su ADN y se divide en dos células de tamaño casi igual. En la gemación, un individuo nuevo crece como una pequeña yema en el progenitor y después se separa. Las levaduras y las hidras se reproducen así. En la fragmentación, un pedazo que se desprende del progenitor crece hasta formar un organismo completo. Algunas estrellas de mar, unos gusanos planos llamados planarias y muchas plantas pueden hacerlo. En la partenogénesis, un óvulo sin fecundar se desarrolla en un individuo nuevo. Ocurre en algunos insectos, como los zánganos de las abejas, y en algunos reptiles y tiburones, incluidas algunas lagartijas. En muchos casos el óvulo se produce por meiosis, así que los descendientes no siempre son copias exactas de la madre. Un zángano de abeja, por ejemplo, tiene un solo juego de cromosomas, que es la mitad del número que tiene su madre. En buenas condiciones, la reproducción asexual puede ser rápida: una bacteria que se divide cada 20 minutos se convierte en 64 células en 2 horas.

Reproducción asexual y sexual

• La reproducción sexual mezcla los genes de dos progenitores
• La reproducción asexual por lo general no lo hace, así que los descendientes tienen pocas combinaciones nuevas
• Los clones pueden irles bien en un ambiente estable, pero comparten las mismas debilidades
• La variación ayuda a una población a sobrevivir cuando cambian las condiciones

Característica	Reproducción asexual	Reproducción sexual
Número de progenitores	Uno	Por lo general dos
Genes de los descendientes	Por lo general idénticos a los del progenitor (clones)	Una mezcla nueva de los dos progenitores
Variación en la población	Baja (sobre todo por mutaciones)	Alta
Rapidez	Por lo general rápida, y no se necesita pareja	Por lo general más lenta, y se necesita pareja
Ejemplos	Bacterias, levaduras, hidras	La mayoría de los animales y las plantas con flores

Como los clones son idénticos, un cambio en el ambiente puede afectarlos a todos de la misma manera. Una enfermedad que mata a un clon puede matar a muchos otros. En una población que se reproduce sexualmente, la variación hace que algunos individuos puedan sobrevivir. Esto se relaciona con la selección natural de la Unidad 4: la selección solo puede actuar sobre la variación que ya existe. Algunas especies usan los dos tipos de reproducción, como las fresas y los pulgones.

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Ejemplos resueltos

Primero intenta resolver cada problema por tu cuenta y luego abre la solución para revisar tu trabajo.

Ejemplo 1: Fisión binaria

Una bacteria se divide cada 20 minutos en condiciones ideales. (a) ¿Cuántas células hay después de 2 horas, si se empieza con 1 célula? (b) ¿Cuántas hay después de 3 horas? (c) La bacteria inicial tiene el genotipo Aa y no ocurren mutaciones. ¿Cuál es el genotipo de cada una de las células después de 3 horas?

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1. (a) Divisiones en 2 horas: 2 horas = 120 minutos, y 120 min / 20 min por división = 6 divisiones. Cada división duplica el número de células, así que el número de células = 2⁶ = 64.
2. (b) Divisiones en 3 horas: 180 min / 20 min = 9 divisiones. Células = 2⁹ = 512.
3. (c) Genotipo: Cada división copia primero el ADN, así que todas las células son clones de la bacteria inicial. Todas las células son Aa.
4. Respuesta: (a) 64 células. (b) 512 células. (c) Todas las células son Aa.

Ejemplo 2: Clones y enfermedad

Datos de muestra (inventados para practicar): un agricultor cultiva 200 plantas de fresa a partir de estolones, que son clones de un mismo progenitor, y 200 plantas a partir de semillas producidas por reproducción sexual. Un hongo infecta el campo. (a) ¿Qué porcentaje de cada grupo murió? (b) Escribe un enunciado con afirmación, evidencia y razonamiento que explique la diferencia.

Grupo	Plantas	Plantas que murieron	Plantas que sobrevivieron
Clones (estolones)	200	196	4
De semillas	200	38	162

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1. (a) Porcentaje que murió: Clones: 196 / 200 = 0.98 = 98%. Plantas de semillas: 38 / 200 = 0.19 = 19%.
2. (b) Afirmación: Las plantas cultivadas a partir de semillas tuvieron mucha más probabilidad de sobrevivir al hongo.
3. Evidencia: Murió el 98% de los clones, pero solo murió el 19% de las plantas cultivadas a partir de semillas.
4. Razonamiento: Los clones tienen genes idénticos, así que si les falta un alelo que protege contra el hongo, casi todos resultan afectados. La reproducción sexual produce descendientes con distintas combinaciones de genes, así que algunas plantas de semillas tenían alelos que les ayudaron a sobrevivir.
5. Respuesta: (a) Clones 98%, plantas de semillas 19%. (b) La variación de la reproducción sexual protegió a algunas plantas, pero los clones idénticos compartían la misma debilidad.

Ejemplo 3: Clasifica la reproducción

Clasifica cada situación como fisión binaria, gemación o fragmentación. Luego responde la parte (d). (d) Una planta progenitora tiene el genotipo Rr y se reproduce de forma asexual. ¿Qué genotipo tienen los descendientes, si no hay mutación?

Situación	Descripción
(a)	Una hidra desarrolla una pequeña protuberancia que forma tentáculos y luego se desprende.
(b)	Una bacteria copia su ADN, se alarga y se divide en dos células.
(c)	Un pedazo de un gusano plano planaria se desprende y vuelve a formar un gusano completo.

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1. (a) Gemación: un individuo nuevo crece en el progenitor y luego se separa.
2. (b) Fisión binaria: una célula se divide en dos células de tamaño parecido.
3. (c) Fragmentación: un pedazo desprendido crece hasta formar un organismo nuevo.
4. (d) Genotipo: El progenitor copia su ADN antes de dividirse, así que los descendientes son Rr.
5. Respuesta: (a) Gemación. (b) Fisión binaria. (c) Fragmentación. (d) Rr.

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Práctica

Practica cómo calcular el número de células después de la fisión binaria, clasificar los tipos de reproducción asexual, predecir los genotipos de los descendientes y explicar por qué los clones comparten las mismas debilidades. Inténtalo primero por tu cuenta y luego revisa tu trabajo con la clave de respuestas.

• Hoja de práctica: Reproducción asexual (PDF) (en inglés)
• Clave de respuestas: Reproducción asexual (PDF) (en inglés)

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Diapositivas de la lección

• Diapositivas 10.1: Reproducción asexual (PDF) (en inglés)

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Ideas clave

• La reproducción asexual necesita solo un progenitor
• El ADN se copia antes de que la célula se divida
• Los descendientes suelen ser clones del progenitor
• La fisión binaria, la gemación, la fragmentación y la partenogénesis son tipos de reproducción asexual
• En la partenogénesis, un óvulo sin fecundar se desarrolla en un individuo nuevo
• Los clones comparten las mismas debilidades, así que la variación importa

De vuelta a la pregunta esencial: los descendientes que se producen por fisión binaria, gemación y fragmentación son copias genéticas porque el progenitor copia su ADN antes de dividirse, y cada descendiente recibe esa copia completa. Los alelos nuevos aparecen solo por mutación. La partenogénesis es un caso relacionado en el que un óvulo se desarrolla sin fecundación, y sus descendientes no siempre son copias exactas. A continuación verás cómo la reproducción sexual mezcla los genes al producir gametos por meiosis.

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