Parthenogenese

Parthenogenese (fra andet græsk παρθένος γένεσις  - jomfrufødsel, i planter - apomixis , ἀπο- + μῖξις , ikke-blandende) - den såkaldte "samme køn" -reproduktion af samme køn" -reproduktion af samme køn" -reproduktion af samme køn " organismer, hvor de kvindelige kønsceller ( æg ) udvikles i en voksen organisme uden befrugtning . Selvom parthenogenetisk reproduktion ikke er ledsaget af sammensmeltning af mandlige og kvindelige gameter , betragtes parthenogenese stadig som seksuel reproduktion, da organismen udvikler sig fra en kønscelle. Det antages, at parthenogenese opstod i processen med evolution af dioecious former.

I tilfælde, hvor parthenogenetiske arter er repræsenteret (altid eller periodisk) kun af hunner , er en af ​​de vigtigste biologiske fordele ved parthenogenese at accelerere artens reproduktionshastighed , da alle individer af sådanne arter er i stand til at efterlade afkom. Denne reproduktionsmetode findes hos nogle dyr, dog oftere blandt relativt primitive organismer. I tilfælde, hvor hunner udvikler sig fra befrugtede æg, og hanner udvikler sig fra ubefrugtede æg , bidrager parthenogenese til reguleringen af ​​kønsforholdet (for eksempel hos bier ). Ofte er parthenogenetiske arter og racer polyploide og opstår som et resultat af fjern hybridisering , hvilket afslører i forbindelse med denne heterose og høj levedygtighed.

Parthenogenese bør tilskrives seksuel reproduktion og bør skelnes fra aseksuel reproduktion , som udføres ved hjælp af somatiske organer og celler (reproduktion ved deling , knopskydning osv.).

Klassifikationer af typer af parthenogenese

Der er flere klassifikationer af parthenogenetisk reproduktion.

  1. Ifølge metoden til reproduktion
    • Naturlig er den normale måde, hvorpå nogle organismer formerer sig i naturen.
    • Kunstigt - forårsaget eksperimentelt af virkningen af ​​forskellige stimuli på et ubefrugtet æg, som normalt skal befrugtes .
  2. Ved fuldstændighed
    • Rudimentær (rudimentær) - ubefrugtede æg begynder at dele sig, men embryonal udvikling stopper i de tidlige stadier. Men i nogle tilfælde er det også muligt at fortsætte udviklingen til de sidste stadier (tilfældig eller tilfældig parthenogenese).
    • Komplet - udviklingen af ​​ægget fører til dannelsen af ​​en voksen. Denne type parthenogenese ses hos alle typer hvirvelløse dyr og hos nogle hvirveldyr .
  3. Ifølge metoden til at genoprette diploidy
    • Æg, der udvikler ameiotisk, gennemgår ikke meiose og forbliver diploide . En sådan parthenogenese (for eksempel i Daphnia ) er en type klonal reproduktion.
    • Meiotisk - æg gennemgår meiose (samtidig med at de bliver haploide ). En ny organisme udvikler sig fra et haploid æg (hanhymenoptera og hjuldyr ), eller ægget genopretter diploidy på den ene eller anden måde (for eksempel ved endomitose eller fusion med den polære krop )
  4. Ved tilstedeværelsen af ​​andre former for reproduktion i udviklingscyklussen
    • forpligte - når det er den eneste måde at reproducere
    • Cyklisk - parthenogenese veksler naturligt med andre metoder til reproduktion i livscyklussen (for eksempel i dafnier og hjuldyr).
    • Valgfrit - forekommer som en undtagelse eller en reservemetode til reproduktion i former, der normalt er biseksuelle.

Dyr

Evnen til parthenogenese blev bemærket hos turbellarians, trematoder, snegle, nematoder, tardigrader, onychophoras og andre grupper af dyr. Cyklisk parthenogenese er karakteristisk for hjuldyr.

Hos leddyr

Edderkopper , krebsdyr og mange insekter - bladlus , flere arter af kakerlakker, nogle myrer og mange andre sociale insekter har evnen til parthenogenese blandt leddyr [1] .

Blandt krebsdyr er parthenogenese blevet noteret i balanus , skjoldfisk, nøgne artemia (lagrejer). Cyklisk eller obligatorisk parthenogenese er karakteristisk for alle forgrenede krebsdyr (Cladocera). Dafnier formerer sig for eksempel ved ameiotisk parthenogenese. Under gunstige forhold forekommer kun hunner i dafnier. Hvis forholdene begynder at ændre sig (tørring af reservoiret), udklækkes hannerne fra de samme æg, som befrugter hunnerne. Hunnerne lægger æg. Befrugtede æg hviler i bunden af ​​reservoiret og er i stand til at modstå udtørring af reservoiret.

Blandt leddyr blev en særlig type parthenogenese bemærket - pedogenese , opdaget i 1863 af den russiske videnskabsmand Nikolai Petrovich Wagner , som udgav værket Spontaneous Reproduction of Caterpillars in Insects, for hvilket han blev tildelt Demidov-prisen fra Videnskabsakademiet . Blandt insekter forekommer pedogenese hos biller ( Coleoptera , Micromalthus debilis ), viftevinger ( Strepsiptera ), poseorme ( Psychidae ) og galdemyg ( Cecidomyiidae ). Også pedogenese er kendt i nogle marine forgrenede krebsdyr ( Cladocera ).

Myrer

Hos myrer findes thelytotic parthenogenese i 8 arter og kan opdeles i 3 hovedtyper: type A - hunner producerer hunner og arbejdere gennem thelytoky , men arbejdere er sterile og hanner er fraværende ( Mycocepurus smithii ); type B - arbejdere producerer arbejdere og potentielle kvinder gennem thelytokyia; type C - hunner producerer hunner ved thelytoky og arbejdere ved normalt køn, mens arbejdere producerer hunner gennem thelytoky. Hanner er kendt for type B og C [2] . Type B findes i Cerapachys biroi [3] , to myrmicine arter, Messor capitatus [4] og Pristomyrmex punctatus [5] [6] , og i ponerine arten Platythyrea punctata [7] . Type C er fundet i løbemyrer Cataglyphis cursor [8] og to myrmicine arter Wasmannia auropunctata [9] og Vollenhovia emeryi [10] .

Termitter

Aseksuel reproduktion i form af telytisk parthenogenese blev fundet i 7 arter af termitter , herunder: Reticulitermes speratus , Zootermopsis angusticollis , Kalotermes flavicollis , Bifiditermes beesoni [11] .

Hos hvirveldyr

Parthenogenese er sjælden hos hvirveldyr og forekommer hos cirka 70 arter, hvilket repræsenterer 0,1% af alle hvirveldyr. For eksempel er der flere arter af firben, der naturligt formerer sig ved parthenogenese ( klippefirben , komodo- drager ). Parthenogenetiske populationer er også blevet fundet i nogle arter af fisk, padder og fugle (inklusive kyllinger). Blandt pattedyr er tilfælde af parthenogenese endnu ikke kendt [12] [13] .

Parthenogenese i komodo-drager er mulig, fordi oogenese er ledsaget af udviklingen af ​​en polocyt ( polær krop ), der indeholder en dobbeltkopi af æggets DNA; polocytten dør ikke og fungerer som en sædcelle, der gør ægget til et embryo [14] .

I planter

En lignende proces i planter kaldes apomixis . Det repræsenterer reproduktion af frø , der er opstået uden befrugtning: enten som følge af en type meiose, der ikke halverer antallet af kromosomer, eller fra diploide ægcelleceller . Da mange planter har en særlig mekanisme: dobbelt befrugtning , er pseudogami i nogle af dem (for eksempel i flere arter af cinquefoil ) mulig - når frø opnås med et embryo, der udvikler sig fra et ubefrugtet æg, men indeholder triploid endosperm som følge af bestøvning og efterfølgende tredobbelt fusion [15] :83 .

Pattedyrinduceret "parthenogenese"

I begyndelsen af ​​2000 det blev vist, at in vitro-behandling af pattedyroocytter (rotter, makaker og derefter mennesker) eller forebyggelse af adskillelse af det andet polære legeme under meiose kan inducere parthenogenese [16] , mens udvikling i kultur kan bringes til blastocyststadiet . Således opnåede humane blastocyster er potentielt en kilde til pluripotente stamceller, der kan bruges i celleterapi [17] .

I 2004 i Japan, ved at fusionere to haploide oocytter taget fra forskellige mus, var det muligt at skabe en levedygtig diploid celle, hvis deling førte til dannelsen af ​​et levedygtigt embryo, som efter at have passeret blastocyststadiet udviklede sig til et levedygtigt. voksen (se Kaguya ). Det antages, at dette eksperiment bekræfter involveringen af ​​genomisk prægning i døden af ​​embryoner dannet fra oocytter opnået fra et individ på blastocyststadiet [18] .

Se også

Noter

  1. ↑ Christian Rabeling og Daniel JC Kronauer. (2013). Thelytokous Parthenogenese i Eusocial Hymenoptera. Arkiveret 29. december 2018 på Wayback Machine  - Annual Review of Entomology. Vol. 58: 273-292 (januar 2013). DOI: 10.1146/annurev-ento-120811-153710
  2. ↑ Rabeling C., Lino-Neto J., Cappellari SC, Dos-Santos IA, Mueller UG, et al. Thelytokous Parthenogenese in the Fungus-Gardening Mycocepurus smithii (Hymenoptera: Formicidae)  (engelsk) . PLoS ONE 4(8): e6781. doi:10.1371/journal.pone.0006781 (2009). Hentet 13. juni 2011. Arkiveret fra originalen 16. februar 2012.
  3. ↑ Ravary F., Jaisson P. Fravær af individuel sterilitet i de lytokøse kolonier af myren Cerapachys biroi Forel (Formicidae, Cerapachyinae)  (engelsk)  // Insectes Sociaux. - 2004. - Bd. 51 . - S. 67-73 .
  4. ↑ Grasso DAT, Wenceleers T., Mori A., Le Moli F., Billen J. (2000). Thelytokous arbejderreproduktion og mangel på Wolbachia-infektion i høstmyren Messor capitatus. Ethology, Ecology and Evolution 12: 309-314.
  5. ↑ Tsuji K. (1988). Obligatorisk parthenogenese og reproduktiv arbejdsdeling i den japanske dronningløse myre Pristomyrmex pungens. Behavior, Ecology and Sociobiology 23: 247-255.
  6. ↑ Dobata S., Sasaki T., Mori H., Hasegawa E., Shimada M., Tsuji K. (2009). Snydegenotyper i den parthenogenetiske myre Pristomyrmex punctatus. Proceedings of the Royal Society London Series B 276: 567-74.
  7. ↑ Heinze J, Hölldobler B. (1995). Thelytokous parthenogenese og dominanshierarkier i ponerinmyren, Platythyrea punctata. Naturwissenschaften 82: 40-41.
  8. ↑ Cagniant H. (1979). La parthénogénese thélytoque et arrhénotoque chez la fourmi Cataglyphis cursor Fonsc. (Hym. Form.). Cycle biologique en élevage des colonies avec reine et des colonies sans reine. Insectes Sociaux 26:51-60.
  9. ↑ Fournier D., Estoup A., Orivel J., Foucaud J., Jourdan H., et al. (2005). Klonal reproduktion af hanner og hunner i den lille ildmyre. Nature 435: 1230-1234.
  10. ↑ Ohkawara K., Nakayama M., Satoh A., Trindl A., Heinze J. (2006). Klonal reproduktion og genetiske forskelle i en dronning polymorf myre Vollenhovia emeryi. Biologiske Breve 2: 359-363.
  11. ↑ Kenji Matsuura. Seksuel og aseksuel reproduktion hos termitter / Ed. David Edward Bignell, Yves Roisin, Nathan Lo. — Termitters biologi: en moderne syntese. - Springer Holland, 2011. - S. 255-277. — ISBN 978-90-481-3976-7 .  (utilgængeligt link)
  12. ↑ Hvem har brug for parthenogenese? . Hentet 30. oktober 2021. Arkiveret fra originalen 30. oktober 2021.
  13. ↑ To kvindelige californiske kondorer producerede afkom uden hanner . Hentet 30. oktober 2021. Arkiveret fra originalen 30. oktober 2021.
  14. ↑ Jomfruopdræt af Komodo-værben - JOURNAL IN THE WORLD OF SCIENCE  (utilgængeligt link)
  15. ↑ Planteliv. I 6 bind / Kap. udg. A. L. Takhtadzhyan . - M . : Education , 1980. - V. 5. Del 1. Blomstrende planter / Udg. A. L. Takhtadzhyan. — 430 s.
  16. ↑ Neli Petrova Ragina, Jose Bernardo Cibelli . Parthenogenetic Embryonic Stem Cells in Nonhuman Primates // Trends in Stem Cell Biology and Technology, 2009, 39-55  (utilgængeligt link) , DOI: 10.1007/978-1-60327-905-5_3
  17. ↑ Mai, Qingyun; Yang Yu, Tao Li, Liu Wang, Mei-jue Chen, Shu-zhen Huang, Canquan Zhou, Qi Zhou. Afledning af humane embryonale stamcellelinjer fra parthenogenetiske blastocyster  // Cell Res   : journal. - 2007. - Bd. 17 , nr. 12 . - S. 1008-1019 . — ISSN 1001-0602 .
  18. ↑ Kono, Tomohiro; Yayoi Obata, Quiong Wu, Katsutoshi Niwa, Yukiko Ono, Yuji Yamamoto, Eun Sung Park, Jeong-Sun Seo, Hidehiko Ogawa. Fødsel af parthenogenetiske mus, der kan udvikle sig til voksen alder //  Nature: journal. - 2004. - Bd. 428 , nr. 6985 . - S. 860-864 . — ISSN 0028-0836 . - doi : 10.1038/nature02402 .  

Litteratur

  Gå til Wikidata-elementet  Ordbøger og encyklopædier
I bibliografiske kataloger