αναπαραγωγή

Χαρακτηριστική λειτουργία όλων των ζωντανών συστημάτων, που έχει ως αποτέλεσμα την εμφάνιση, συνέχιση και εξέλιξη του φαινομένου της ζωής σε νέους οργανισμούς, με τελικό επακόλουθο τη διατήρηση και διαιώνιση του είδους τους. Η α. είναι απόλυτα συνυφασμένη με το φαινόμενο της ζωής, επειδή αποτελεί τον μηχανισμό με τον οποίο η ίδια η ζωή δίνει τη μάχη της για να διατηρηθεί και να συνεχιστεί. Πολλοί ερευνητές, από τα αρχαία χρόνια, έχουν ασχοληθεί με τη διαλεύκανση των μυστικών της α. Κατά καιρούς, πολλοί έχουν αμφισβητήσει την αποκλειστικότητα της λειτουργίας της α. και με διάφορα επιχειρήματα προσπάθησαν να αποδείξουν ότι η α. δεν αποτελεί χαρακτηριστικό γνώρισμα μόνο των ζωντανών συστημάτων, αφού και μερικά άβια συστήματα (π.χ. μερικοί κρύσταλλοι) έχουν την ικανότητα να αυτοαναπαράγονται. Όμως, ανάμεσα στους μηχανισμούς που χρησιμοποιούνται από τα ελάχιστα αυτά άβια συστήματα και στον μηχανισμό που χρησιμοποιεί η ζωή για την αυτοδιατήρησή της υπάρχει μεγάλη διαφορά: o μηχανισμός που χρησιμοποιεί για την α. η ζωή, σε οποιαδήποτε μορφή της πάνω στον πλανήτη μας, βασίζεται χωρίς καμιά εξαίρεση σε μία ειδική κατηγορία χημικών ενώσεων, τα νουκλεϊκά οξέα. Κατά συνέπεια, η βασισμένη στα νουκλεϊκά οξέα α. αποτελεί χαρακτηριστικό γνώρισμα και λειτουργία οποιουδήποτε ζωντανού συστήματος, οποιασδήποτε μορφής ζωής, έτσι όπως τουλάχιστον εμφανίζεται επάνω στη Γη μέχρι σήμερα. Οι μηχανισμοί α. των ζωντανών συστημάτων μπορούν να ταξινομηθούν σε διάφορες κατηγορίες, ανάλογα με το επίπεδο οργάνωσης της ύλης στο οποίο αναφερόμαστε. Έτσι έχουμε την α. στο μοριακό επίπεδο, στο κυτταρικό επίπεδο και στο επίπεδο του οργανισμού. α. στο μοριακό επίπεδο.Αναφέρεται κυρίως στον μηχανισμό αυτοδιπλασιασμού ενός είδους νουκλεϊκού οξέος, του δεοξυριβοζονουκλεϊνικού. Πρόκειται για μια πολύπλοκη μακρομοριακή χημική ένωση με πολύ μεγάλο μοριακό βάρος, που βρίσκεται κυρίως μέσα στον πυρήνα των κυττάρων και δημιουργείται από την επανάληψη τεσσάρων διαφορετικών δομικών του λίθων, που λέγονται νουκλεοτίδια. Κάθε νουκλεοτίδιο αποτελείται από ένα απλό σάκχαρο, τη δεοξυριβόζη, από φωσφορικό οξύ και από μία αζωτούχα βάση που μπορεί να είναι είτε αδενίνη (Α) είτε θυμίνη (Θ) είτε γουανίνη (Γ) είτε τέλος κυτοσίνη (Κ). Ανάλογα με το είδος της βάσης που περιέχει, δημιουργείται και ένα από τα τέσσερα διαφορετικά νουκλεοτίδια, τα οποία με τη σειρά τους, όταν ενωθούν γραμμικά και σε μεγάλο αριθμό, φτιάχνουν μια τεράστια αλυσίδα DNA, που χαρακτηρίζεται (και είναι) ο φορέας των κληρονομικών ιδιοτήτων ενός ατόμου. Η σειρά με την οποία είναι τοποθετημένα, το ένα δίπλα στο άλλο, τα διάφορα νουκλεοτίδια επάνω στην αλυσίδα του DNA αποτελεί τον μηχανισμό που έχει επιλέξει η ζωή για να κωδικοποιήσει (κρυπτογραφήσει, θα έλεγε κανείς) όλες τις πληροφορίες που είναι απαραίτητες για την αύξηση, ανάπτυξη, προσαρμογή, εξέλιξη, ακόμα και γι’ αυτή την α. του οργανισμού. Είναι ευνόητο ότι για τη διατήρηση της ζωής θα πρέπει κάθε νέος οργανισμός που προκύπτει από έναν προϋπάρχοντα όμοιό του να μεταφέρει μαζί του και όλες αυτές τις κληρονομικές πληροφορίες, αφενός μεν για να επιβιώσει o ίδιος, αφετέρου όμως για να τις μεταφέρει με τη σειρά του στους απογόνους του. Η διαδικασία αυτή χρειάζεται οπωσδήποτε έναν μηχανισμό που να βγάζει πολλά αντίτυπα αυτού του κληρονομικού υλικού, του DNA, τα οποία στη συνέχεια να μπορούν να διανέμονται στους απογόνους. Και ένας τέτοιος μηχανισμός υπάρχει. Είναι η μοναδική σε μοριακό επίπεδο ιδιότητα αυτοαναπαραγωγής του DNA, που αποτελεί τη βάση επάνω στην οποία στηρίζεται όλο το οικοδόμημα που λέγεται ζωή. Πώς γίνεται όμως η αυτοαναπαραγωγή του DNA; Συνήθως, εκτός από μερικές εξαιρέσεις σε κατώτερους οργανισμούς, αυτή η αλυσίδα είναι δίκλωνη, αποτελείται δηλαδή από δύο επιμέρους αλυσίδες, οι οποίες είναι τοποθετημένες η μία απέναντι στην άλλη και ενωμένες μεταξύ τους με ειδικούς χημικούς δεσμούς (δεσμούς υδρογόνου) που δημιουργούνται ανάμεσα στις αζωτούχες βάσεις των δύο αλυσίδων. Οι αζωτούχες βάσεις που συνδέονται μεταξύ τους δεν είναι τυχαία ζευγάρια, αλλά πάντοτε κάθε αδενίνη (Α), που βρίσκεται στη μία αλυσίδα, ενώνεται με μία θυμίνη (Θ) που βρίσκεται στην άλλη αλυσίδα, και κάθε γουανίνη (Γ) της μίας ενώνεται με μία κυτοσίνη (Κ) της άλλης αλυσίδας. Ο μηχανισμός α. του DNA ξεκινάει με σπάσιμο των δεσμών υδρογόνου που συγκρατούν ενωμένες τις δύο αλυσίδες. Mε αυτό τον τρόπο το μόριο του DNA ανοίγει σαν φερμουάρ και στη συνέχεια τα ελεύθερα νουκλεοτίδια που βρίσκονται μέσα στον πυρήνα του κυττάρου έρχονται και τοποθετούνται απέναντι από τα νουκλεοτίδια της καθεμιάς από τις δύο αλυσίδες του πρωταρχικού DNA, όχι στην τύχη, αλλά με τον κανόνα της συμπληρωματικότητας των βάσεων, δηλαδή (Α-Θ) και (Γ-Κ). Έτσι, από μία μητρική δημιουργούνται τελικά δύο νέες δίκλωνες αλυσίδες, που η καθεμιά τους αποτελείται από έναν κλώνο της μητρικής αλυσίδας και έναν κλώνο που μόλις έχει συντεθεί. Η όλη διαδικασία ρυθμίζεται σε κάθε βήμα της από ειδικά ένζυμα. Ο μηχανισμός αυτός του αυτοδιπλασιασμού του DNA, η βάση της διατήρησης και συνέχισης της ζωής, οδηγεί κατόπιν στην επανάληψη του φαινομένου της α. σε ένα ανώτερο επίπεδο οργάνωσης της ζωντανής ύλης, στην α. των κυττάρων. Μονογονία. Τρόπος α. κατά τον οποίο δημιουργούνται νέοι οργανισμοί, από έναν και μόνο προϋπάρχοντα οργανισμό. Παρατηρείται τόσο στο φυτικό όσο και στο ζωικό βασίλειο, με τη διαφορά ότι στα φυτά τον βλέπουμε ακόμα και στις πιο εξελιγμένες μορφές τους. Η μονογονία διακρίνεται σε τρεις κατηγορίες: διαίρεση, εκβλάστηση και σπορίωση. Διαίρεση. Στην περίπτωση αυτή ο μητρικός οργανισμός διαιρείται σε δύο (διχοτόμηση) ή περισσότερα (πολλαπλή κατάτμηση) κομμάτια. Και στις δύο περιπτώσεις, πάντως, τα κομμάτια που προκύπτουν αναγεννούν τα στοιχεία που τους λείπουν και αποκαθιστούν το σχήμα και το μέγεθος του μητρικού οργανισμού. Ο πιο απλός τρόπος διχοτόμησης είναι η κυτταρική διαίρεση (μίτωση), η οποία συναντάται ως τρόπος α. στην περίπτωση των μονοκύτταρων οργανισμών. Με τον τρόπο αυτό πολλαπλασιάζονται οι αμοιβάδες και τα βλεφαριδοφόρα. Πιο πολύπλοκη είναι η περίπτωση εκείνη κατά την οποία ένας πολυκύτταρος οργανισμός κόβεται σε δύο ή περισσότερα κομμάτια (κατάτμηση) και στη συνέχεια καθένα από τα κομμάτια που προκύπτουν αναγεννά το υπόλοιπο τμήμα τους και έτσι δημιουργείται ένας νέος οργανισμός. Αν o οργανισμός κόβεται πρώτα σε κομμάτια και στη συνέχεια το καθένα αναγεννά τα τμήματα που του λείπουν, τότε πρόκειται για αρχητομία.Αντίθετα, αν o οργανισμός προετοιμάζει από πριν τα όργανα που απαιτούνται για καθένα από τα νέα άτομα που θα προκύψουν και στη συνέχεια κόβεται σε κομμάτια, τότε πρόκειται για το φαινόμενο της παρατομίας. Η μονογονική διαίρεση, είτε απλή είτε πολλαπλή, αποτελεί λοιπόν τρόπο α. μιας μεγάλης κατηγορίας οργανισμών, παρατηρείται όμως και σε προνύμφες, καθώς επίσης και σε έμβρυα οργανισμών που αυτοί οι ίδιοι ίσως δεν αναπαράγονται μονογονικά. Παράδειγμα αποτελεί το έμβρυο του ανθρώπου, το οποίο όταν διαιρεθεί μονογονικά οδηγεί στη δημιουργία διδύμων ατόμων (αλλά και τριδύμων κλπ.), χωρίς φυσικά αυτό να σημαίνει ότι η μονογονική διαίρεση του εμβρύου αποτελεί τον μοναδικό τρόπο δημιουργίας διδύμων στον άνθρωπο. Εκβλάστηση. Τύπος μονογονικής α. κατά την οποία ο μητρικός οργανισμός παραμένει ανέπαφος, αλλά βλαστάνει τμήματα τα οποία διαφοροποιούνται (εξειδικεύονται), αυξάνονται και τελικά αποχωρίζονται από τον μητρικό οργανισμό συγκροτώντας νέα άτομα. Λέγεται και αποβλάστησηβλαστογονία. Αν αποχωρίζονται τελείως, έχουμε τους μονήρεις οργανισμούς (π.χ. ύδρα), ενώ αν τα νέα άτομα παραμένουν ενωμένα με τον μητρικό οργανισμό, τότε πρόκειται για τη δημιουργία αποικίας (π.χ. κοράλλια, σπόγγοι). Η εκβλάστηση ως τρόπος μονογονικής α. παρατηρείται σε πολλά πρωτόζωα και πρωτόφυτα, καθώς επίσης και σε κατώτερα μετάζωα που ζουν συνήθως ακίνητα, όπως οι σπόγγοι, τα κοράλλια, η ύδρα κλπ. Επίσης είναι διαδεδομένος τρόπος α. ανώτερων φυτών (πολλαπλασιασμός με παραφυάδες, καταβολάδες, μοσχεύματα κλπ.). Σπορίωση. Τρόπος μονογονικής α. κατά τον οποίο δημιουργούνται ανθεκτικές μορφές κυττάρων του οργανισμού, τα σπόρια, τα οποία, όταν βρεθούν υπό κατάλληλες συνθήκες περιβάλλοντος, δίνουν γένεση σε νέα άτομα. Είναι ιδιαίτερα διαδεδομένη ανάμεσα στις κατώτερες μορφές οργανισμών (πρωτόζωα, πρωτόφυτα). Συναντάται και σε μερικά μετάζωα (στους σπόγγους και τα βρυόζωα), τα οποία σχηματίζουν τα λεγόμενα αποβλαστήματα,που είναι μάζες από αδιαφοροποίητα κύτταρα (αρχαιοκύτταρα) κλεισμένα μέσα σε ανθεκτικό περίβλημα. Αν οι συνθήκες του περιβάλλοντος είναι δυσμενείς, ο μητρικός οργανισμός μπορεί να πεθάνει, παραμένουν όμως ζωντανά τα ανθεκτικά αποβλαστήματα και μόλις οι συνθήκες γίνουν ευνοϊκές αναγεννούν νέα άτομα. Στους πολυκύτταρους φυτικούς οργανισμούς, όπως είναι π.χ. ορισμένα φύκια και μύκητες καθώς και τα σποριόφυτα, τα σπόρια είναι κύτταρα μικρότερα από τα υπόλοιπα κύτταρα του οργανισμού. Παράγονται σε ειδικές περιοχές του οργανισμού και είναι απλοειδικά κύτταρα. Μπορεί να βλαστήσουν και να δώσουν νέο απλοειδικό οργανισμό, οπότε έχουμε μονογονικήα. Μπορεί όμως να συμπεριφερθούν και ως γαμέτες δημιουργώντας σποριόφυτα. Κονίδιο, όπως φαίνεται με το μικροσκόπιο.

* * *

η

1. η εκ νέου ή συνεχής παραγωγή όμοιων πραγμάτων

2. (ως βιολ. όρος) η λειτουργία τών ζωντανών οργανισμών για τη διαιώνιση τού είδους.

[ΕΤΥΜΟΛ. < αναπαράγω. Η λ. μαρτυρείται από το 1874 στον αρχαιολόγο Γ. Νικολαΐδη].