Plik partenogeneza jest wytwarzaniem zarodka z gamet żeńskiej bez wkładu genetycznego z gamet męskiej, z ostatecznym rozwojem w dorosłego osobnika lub bez niego. W większości przypadków nie ma udziału męskiej gamet w procesie rozrodczym.
Istnieje jednak szczególny przypadek partenogenezy zwany gymnogenesis, w którym ich udział jest konieczny. W tym przypadku plemnik dostaje się do komórki jajowej i aktywuje ją, aby rozpocząć rozwój nowego organizmu..
Partenogeneza jest zjawiskiem bardzo powszechnym wśród roślin i zwierząt. Szacuje się, że może wystąpić nawet u 1% całkowitej liczby znanych gatunków.
Jest to sposób rozmnażania, który może wystąpić praktycznie we wszystkich dużych grupach zwierząt i roślin. Być może wyjątkiem są bardziej rozwinięte taksony, takie jak nagonasienne i ssaki, u których nie ma wiarygodnych danych o jego występowaniu..
Indeks artykułów
Najprostsza koncepcja partenogenezy wskazuje, że jest to rozwój komórki jajowej u nowego osobnika bez zapłodnienia. Jednak u wielu zwierząt zarodki wyprodukowane bez zapłodnienia są bardzo śmiertelne.
W niektórych innych przypadkach współwystępowanie męskiej gamet jest konieczne, aby aktywować rozwój. Z tego powodu można powiedzieć, że partenogeneza polega na „wytworzeniu embrionu z żeńskiej gamet bez jakiegokolwiek wkładu genetycznego z męskiej gamet z ewentualnym rozwojem u dorosłego człowieka lub bez niego”.
W zależności od zaangażowanych mechanizmów cytologicznych partenogeneza może być kilku typów, w tym:
Nazywana również fakultatywną partenogenezą, nazywana jest w ten sposób, gdy rozwój niezapłodnionych jaj następuje sporadycznie i spontanicznie. Ten typ partenogenezy jest bardzo powszechny u zwierząt.
Według niektórych autorów jest to jedyny prawdziwy typ partenogenezy. Tworzenie się gamet w atikopartenogenezie może, ale nie musi, obejmować podziały mejotyczne. W zależności od obecności lub braku mejozy tę partenogenezę można z kolei podzielić na:
Nazywany również ameiotycznym lub diploidalnym. W tym jest tłumienie mejozy. Potomstwo rozwija się z niezapłodnionych jaj poprzez podział mitotyczny.
Daje początek organizmom genetycznie identycznym z matką. Ten typ partenogenezy występuje zwykle u wrotków i większości grup stawonogów..
Nazywany także mejotycznym lub haploidalnym. W tym procesie utrzymuje się mejoza. Przywrócenie stanu diploidalnego następuje poprzez powielanie lub fuzję gamet wytwarzanych przez matkę. Ten typ partenogenezy występuje bardzo często u owadów.
Gynogeneza to szczególny rodzaj rozmnażania płciowego. W tym przypadku plemniki muszą przeniknąć do komórki jajowej, aby aktywować rozwój embrionalny..
Ale w przeciwieństwie do normalnego zapłodnienia, fuzja jąder męskich i żeńskich nie występuje. Po fuzji gamet chromosomy plemników ulegają degeneracji w cytoplazmie komórki jajowej lub mogą zostać wydalone z zygoty.
Zarodek gynogenetyczny rozwija się tylko kosztem jądra komórki jajowej. Z tego powodu szczenięta gynogenetyczne są identycznymi samicami jak matka..
Ten typ rozmnażania może wystąpić, gdy gynogenetyczne samice kojarzą się z biseksualnymi samcami tego samego lub spokrewnionego gatunku. Niektórzy autorzy nie uważają tego za właściwą partenogenezę.
Jest to reprodukcja „hemiklonalna”. W ten sposób rodzice różnych gatunków łączą się w pary i produkują hybrydy. Połowa genomu jest przenoszona drogą płciową, podczas gdy druga połowa jest przenoszona „klonalnie”.
Sperma zrasta się w jądrze komórki jajowej, a ojcowskie geny ulegają ekspresji w tkankach somatycznych, ale są systematycznie wykluczane z linii zarodkowej. Tylko matka przekaże genom następnemu pokoleniu.
Ten typ partenogenezy zwykle występuje u gatunków ryb z rodzaju Poeciliopsis, a także zaobserwowano u mrówek pustynnych Cataglyphis hispanica.
Niektórzy autorzy wolą bardziej utylitarną klasyfikację tego typu reprodukcji, różnicując partenogenezę na dwa inne typy:
Charakteryzuje się współistnieniem formy biseksualnej i partenogenetycznej, w jednym gatunku lub w gatunkach bliskich filogenetycznie, ale o różnym rozmieszczeniu geograficznym..
Organizmy partenogenetyczne zwykle zajmują inne obszary niż ich bliscy krewni, którzy rozmnażają się płciowo. Organizmy bezpłciowe mają zwykle większe rozmieszczenie w równoleżniku lub na wysokości, na wyspach, w środowiskach kserofilnych lub w zaburzonych siedliskach..
Ten typ partenogenezy zaobserwowano u niektórych gatunków roślin, robaków, skorupiaków, owadów i jaszczurek..
Organizmy mogą rozmnażać się płciowo i partenogenetycznie. W niektórych okresach w roku partenogeneza produkuje tylko samice.
Jednak w innych okresach samice będą rodzić zarówno samice, jak i samce, które będą rozmnażać się płciowo..
U gatunków biseksualnych, których potomstwo jest produkowane przez partenogenezę, generalnie będą wytwarzać samice partenogenetyczne. Te powstające jednopłciowe linie mogą znacznie różnić się fenotypowo i genotypowo od swoich biseksualnych kongenerów. Istnieje kilka mechanizmów, które mogą spowodować powstanie tych linii partenogenetycznych.
Utrata interakcji seksualnych następuje poprzez mutacje w genach, które hamują mejozę, modyfikują indukcję seksu przez warunki środowiskowe i regulują ekspresję hormonalną..
W skrajnych przypadkach mutacja może działać poprzez „naprawę” genotypu ściśle partenogenetycznej linii, która może wytwarzać partenogenetyczne samce i samice..
Hybrydyzacja jest najpowszechniejszym sposobem wytwarzania linii partenogenetycznych u zwierząt i można ją zaobserwować u ślimaków, owadów, skorupiaków i większości kręgowców jednopłciowych.
Pochodzą ze skrzyżowania dwóch gatunków biseksualnych, które mają wysoką heterozygotyczność i typowe allele gatunków rodzicielskich. W tych przypadkach mejoza może być przeszkodą, powodując utratę seksualności.
Występuje poprzez hybrydyzację między partenogenetycznymi samicami i samcami tego samego lub blisko spokrewnionego gatunku. Uważa się, że jest to główna przyczyna poliploidii u organizmów jednopłciowych..
Przepływ genów między liniami płciowymi i partenogenetycznymi umożliwia rozprzestrzenianie się genów w zaraźliwy sposób. Z tego powodu organizmy płciowe mogą powstać z kolei lub stworzyć nową linię partenogenetyczną.
Wolbachia pipientis to gatunek bakterii z gromady Proteobacteria, który jest domem dla około 20% wszystkich gatunków owadów.
Odpowiada za manipulacje reprodukcyjne u gospodarzy, takie jak niezgodność cytoplazmatyczna, feminizacja samców genetycznych, śmierć samców i partenogeneza. Infekuje stawonogi i nicienie.
Jest przenoszony przez rodziców. Bakteria ta jest zdolna do wywoływania partenogenezy u parazytoidów z rodzaju Trichogramma a także roztocza i inne stawonogi.
Z drugiej strony, Xiphinematobacter, inne bakterie atakują nicienie Dorylaimida, powodując również partenogenezę.
U wielu gatunków linie partenogenetyczne są generowane przez jeden mechanizm. Jednak u innych gatunków mogą powstawać poprzez różne mechanizmy. Na przykład partenogenetyczne rodowody małżoraczków często mają podwójne pochodzenie.
Klony diploidalne powstają w wyniku spontanicznej utraty seksualności, podczas gdy klony poliploidalne powstają w wyniku hybrydyzacji między partenogenetycznymi samcami i samicami tego samego lub pokrewnego gatunku.
Innym przykładem jest przypadek mszycy Rhopalosiphum padi. U tego gatunku linie partenogenetyczne mogą mieć trzy różne pochodzenie: spontaniczne, hybrydowe lub zaraźliwe..
Wśród Rotifera są gatunki, które rozmnażają się tylko przez apomiktyczną partenogenezę samic i gatunki, które naprzemiennie tę partenogenezę ze zwykłą reprodukcją płciową.
Przejście między rozmnażaniem bezpłciowym a rozmnażaniem płciowym jest kontrolowane przez środowisko. Sukces gatunków wrotków, które całkowicie utraciły rozmnażanie płciowe, wynika według niektórych autorów z nagromadzenia mutacji w okresach wykładniczej apomiktynej rozmnażania partenogenetycznego.
To, wraz z krzyżowaniem „mitotycznym”, pozwoliłoby na wytworzenie wystarczającej różnorodności genotypowej, aby dostosować się do różnych warunków środowiskowych. W ten sposób wyeliminowano by wielką korzyść z rozmnażania płciowego..
W przypadku niektórych gatunków mięczaków ślimakowych odnotowano partenogenezę. Wśród tych gatunków są Potamopyrgus antipodarum, Tarebia granifera, i wszystkie gatunki z rodzaju Melanoidy.
Wszyscy przedstawiciele tego ostatniego rodzaju, z wyjątkiem rasy diploidalnej M. tuberculata, są poliploidalne.
Ten typ rozmnażania został udokumentowany dla wielu grup skorupiaków, w tym notostracos, conchostracos, anostracos, cladoceros, decapods i omacods..
W Cladocera typową formą rozmnażania jest cykliczna partenogeneza. Samice rozmnażają się partenogenetycznie od wiosny do lata.
Gdy warunki środowiskowe są niekorzystne, organizmy rozmnażają się płciowo w celu wytworzenia otorbionych jaj, które mogą przetrwać długie okresy utajenia..
Marmurowe kraby (Procambarus fallax kształt virginalis) są jedynymi znanymi skorupiakami dziesięcionogów, które rozmnażają się tylko przez partenogenezę.
Wśród ryb chrzęstnych partenogeneza występuje co najmniej u orła, żarłacza zebry i rekina młota. W przypadku gatunków z rodzaju odnotowano hybrydyzację u ryb kostnych Poecilliopsis.
Niektóre inne ryby mogą na przemian rozmnażać płciowo i partenogenetycznie. Wiele gatunków jaszczurek rozmnaża się przez partenogenezę. Uważa się, że hybrydyzacja jest główną przyczyną tego typu reprodukcji w tym samym.
Tikopartenogenezę odnotowano również w innych grupach gadów, głównie pytonach i innych wężach. U ptaków spontaniczną partenogenezę obserwowano u kur, indyków i niektórych gatunków przepiórek..
U ssaków genomy matki i ojca są niezbędne do prawidłowego rozwoju embrionalnego. Z tego powodu partenogeneza nie występuje naturalnie w tych organizmach..
Zostało to osiągnięte eksperymentalnie w laboratorium. Jednak wywołana partenogeneza często prowadzi do nieprawidłowego rozwoju..
Wiele gatunków roślin wykazuje dobrze określone wzorce partenogenezy geograficznej, w których formy partenogenetyczne są zlokalizowane bardziej w kierunku stref zimnych. Tymczasem formy seksualne są bardziej tropikalne niż ich aseksualni rówieśnicy..
Jeszcze bez komentarzy