Pembiakan

Pembiakan ialah proses biologi untuk melahirkan organisma yang baru. Ia merupakan ciri yang asas bagi kesemua hidupan yang diketahui; setiap organisma wujud sebagai hasil pembiakan. Kaedah-kaedah pembiakan boleh digolongkan kepada dua jenis yang utama: Pembiakan seks dan pembiakan aseks.
Dalam pembiakan aseks, suatu organisma dapat membiak tanpa melibatkan percantuman gamet (iaitu antara sperma dan ovum. Pembahagian sel bakteria menjadi dua sel anak merupakan satu contoh pembiakan aseks. Pembiakan aseks bukan sahaja terhad kepada organisma sel tunggal. Kebanyakan tumbuhan mempunyai keupayaan untuk membiak secara aseks.
Pembiakan seks memerlukan penglibatan percantuman 2 gamet , lazimnya satu organisma daripada setiap jantina. Pembiakan manusia merupakan satu contoh pembiakan seks yang biasa. Secara amnya, organisma yang lebih rumit akan membiak secara seks sedangkan organisma sel tunggal akan membiak secara aseks.

Pembiakan aseks

Pembiakan aseks merupakan proses biologi yang mana suatu organisma melahirkan salinan yang serupa dengannya dari segi genetik tanpa sumbangan daripada organisma yang lain. Bakteria membahagikan diri secara aseks melalui belahan dedua; virus menguasi sel-sel perumah untuk melahirkan lebih banyak virus; Hidra (invertebrat susunan Hydroidea) dan ragi berupaya membiak melalui penunasan. Organisma-organisma ini tidak mempunyai jantina yang berbeza, dan mereka berupaya membahagikan diri menjadi dua atau lebih organisma berasingan. Sebilangan spesies 'aseks', seperti hidra dan ampai-ampai, juga boleh membiak secara seks. Umpamanya, kebanyakan tumbuhan bukan sahaja berupaya melaksanakan pembiakan tampang (iaitu pembiakan tanpa biji atau spora), tetapi juga boleh membiak secara seks. Begitu juga, bakteria dapat menukarkan maklumat genetif melalui konjugasi. Cara-cara pembiakan aseks yang lain termasuk penyerpihan dan pembentukan spora yang melibatkan mitosis sahaja.

Pembiakan seks

Pembiakan seks ialah proses biologi yang mana organisma-organisma mencipta keturunan yang mempunyai gabungan bahan genetik yang disumbang oleh dua (biasanya) ahli spesies yang berasingan. Setiap organisma menyumbang setengah daripada komposisi genetik anak melalui penciptaan gamet haploid. Kebanyakan daripada organisma membentuk dua jenis gamet. Dalam spesies anisogami, kedua-dua jantina dirujuk sebagai jantan (menghasilkan sperma atau mikrospora) dan betina (menghasilkan ova atau megaspora). Dalam spesies isogami, bentuk gamet adalah serupa, tetapi juga boleh mempunyai sifat yang berbeza dan diberikan nama yang sewajar. Umpamanya, dalam alga hijau, Chlamydomonas reinhardtii, gametnya diberi gelaran "plus" dan "minus". Beberapa jenis organisma, seperti siliat mempunyai lebih daripada dua jenis gamet.
Manusia, kebanyakan binatang, dan tumbuhan membiak secara seks. Organisma yang membiak secara seks mempunyai dua set gen bagi setiap trait (digelarkan alel). Anaknya mewaris satu alel bagi setiap trait daripada setiap induk untuk memastikan bahawa mereka menerima gabungan gen kedua-dua induknya. Setelah menerima dua salinan bagi setiap gen, hanya sifat satunya akan dinyatakan supaya dapat menyelindungi alel yang boleh membawa kesan yang buruk. Kelebihan ini telah dianggap sebagai alasan yang terutama dalam perkembangan evolusi diploid (Otto and Goldstein).

Mitosis dan Meiosis

Mitosis dan meiosis merupakan bahagian yang perlu dalam pembahagian sel. Mitosis terjadi di dalam sel somatik, sedangkan meiosis terjadi dalam gamet.

Mitosis

Bilangan sel dalam mitosis adalah dua kali ganda bilangan sel pada asalnya. Bilangan kromosom di dalam sel anak adalah sama dengan bilangannya di dalam sel induk.

Meiosis

Bilangan sel dalam meiosis adalah empat kali ganda bilangan sel pada asalnya. Ini menyebabkan sel-sel mengandungi hanya separuh daripada bilangan kromosom dalam sel induk. Satu sel diploid akan menjadi dua sel haploid. Proses ini berlaku dalam dua fasa, iaitu meiosis I dan meiosis II.

Strategi pembiakan

Terdapat berbagai-bagai jenis strategi pembiakan yang digunakan oleh spesies-spesies yang berbeza. Sebahagian haiwan, seperti manusia dan Olek-olek Utara (itik laut) tidak mencapai kematangan seks sehinggan banyak tahun selepas kelahirannya dan walaupun demikian, hanya melahirkan sedikit anak sahaja. Yang lain membiak dengan cepat tetapi, di bawah keadaan yang biasa, kebanyakan anak mereka tidak hidup sehingga kedewasaan. Umpamanya, arnab (matang selepas lapan bulan) boleh melahirkan 10–30 anak setiap tahun, dan lalat buah boleh melahirkan sehingga 900 anak setiap tahun. Kedua-dua strategi utama ini digelar pemilihan-K (sedikit anak) dan pemilihan r (banyak anak). Mana satu strategi yang lebih digalakkan oleh evolusi tergantung kepada pelbagai keadaan. Haiwan yang mempunyai sedikit anak boleh menumpukan sumber-sumber mereka kepada pembelaan dan perlindungan setiap anak supaya banyak anak tidak diperlui. Sebaliknya, haiwan yang mempunyai banyak anak harus memberikan lebih kurang sumber kepada setiap anak; bagi jenis haiwan ini, adalah kejadian biasa bahawa banyak anak akan mati sebaik sahaja selepas kelahiran mereka. Bagaimanapun, bilangan anak yang mencukupi akan hidup untuk mengekalkan populasi spesies itu.

Pembiakan aseks berlawan pembiakan seks

Bilangan organisma yang membiak secara asek cenderung bertumbuh dengan eksponen. Bagaimanapun, oleh sebab mereka berharap pada mutasi untuk kelainan DNA mereka, semua ahli spesies itu mengalami ketidakpastian dalam hidup yang sama. Walaupun organisma yang membiak secara seks melahirkan sedikit anak sahaja, kelainan gen yang agak besar memberikan mereka keupayaan yang lebih besar untuk menentangi penyakit.
Banyak organisma boleh membiak melalui kedua-dua kaedah, iaitu secara seks serta juga aseks. Conthonnya termasuk afid, kulapuk lendir, buran dan banyak tumbuhan. Sewaktu faktor-faktor persekitaran adalah sesuai, pembiakan aseks dipergunakan untuk mengeksploitasikan keadaan seperti bekalan makanan yang banyak, perlindungan yang mencukupi, iklim yang baik, ketiadaan penyakit, pH yang optimum, dan sebagainya. Jumlah populasi organisma itu bertambah secara eksponen melalui strategi pembiakan aseks untuk mengeksploitasikan bekalan sumber yang kaya.
Sewaktu sumber-sumber makanan sudah habis, iklim menjadi buruk, ataupun hidup terjejas oleh perubahan keadaan hidup yang buruk, organisma-organisma itu akan mengubahkan kepada bentuk pembiakan seks. Pembiakan seks memastikan pencampuran takung gen. Kelainan yang terdapat daripada pembiakan seks membenarkan sebahagian anak untuk menyesuaikan diri untuk menghidup dan menyebabkan mekanisme adaptasi memilih. Tambahan pula, pembiakan seks biasanya menghasilkan satu peringkat hidup yang berupaya menahan keadaan-keadan yang boleh mengancamkan anak-anak induk aseks. Biji, spora, telur, pupa, sista, dan peringkat yang lain-lain memastikan bahawa organisma-organisma itu akan hidup sewaktu menunggu-nunggu keadaan yang buruk berpulih menjadi baik.

Hidupan tanpa pembiakan

Kewujudan hidup tanpa pembiakan merupakan perkara untuk tekaan. Penyelidikan biologi mengenai keasalan hidupan dari unsur-unsur nyah membiak kepada organisma yang membiak digelarkan abiogenesis. Sama adakah terdapatnya banyak peristiwa abiogenesis yang berasingan, ahli biologi mempercayai bahawa leluhur yang sama untuk kesemua hidupan di bumi pada masa ini hidup lebih kurang 3.5 bilion tahun dahulu.
Pad hari ini, sebahagian daripada ahli-ahli sains meneka tentang kemungkinannya penciptaan hidupan tanpa membiak di dalam makmal. Sekumpulan ahli sains telah berjaya untuk menghasilkan satu virus yang mudah daripada bahan-bahan yang tidak hidup. Penghasilan organisma yang benar-benar hidup, seperti bakteria mudah, tanpa leluhur merupakan tugas yang jauh lebih rumit, tetapi mungkin dapat berjaya menurut pemahaman biologi semasa.
Virus biasanya dianggap sebagai tidak hidup. Hanya merupakan sedikit RNA atau DNA di dalam kapsul protein, mereka tidak mempunyai metabolisme dan cuma boleh mereplikasikan diri dengan bantuan mekanisme metabolisme sel yang dirampas. Umpamanya, Adam, dalam kitab Bible, telah dicipta oleh Tuhan dan tidak mempunyai leluhur.