Partenogenes

Parthenogenes (från annan grekisk παρθένος γένεσις  - jungfrufödsel, i växter - apomixis , ἀπο- + μῖξις , icke-blandning) - den så kallade "samma könsformen reproduktion" av reproduktion av samma kön eller "vira reproduktion" av samma kön organismer där de kvinnliga könscellerna ( äggen ) utvecklas i en vuxen organism utan befruktning . Även om partenogenetisk reproduktion inte åtföljs av sammansmältning av manliga och kvinnliga gameter , anses partenogenes fortfarande som sexuell reproduktion, eftersom organismen utvecklas från en könscell. Man tror att partenogenes uppstod i processen för evolution av tvåboformer.

I fall där partenogenetiska arter representeras (alltid eller periodiskt) endast av honor , är en av de största biologiska fördelarna med partenogenes att accelerera artens reproduktion , eftersom alla individer av sådana arter kan lämna avkomma. Denna reproduktionsmetod finns hos vissa djur, men oftare bland relativt primitiva organismer. I fall där honor utvecklas från befruktade ägg, och hanar utvecklas från obefruktade ägg , bidrar partenogenes till regleringen av könsförhållandet (till exempel hos bin ). Ofta är partenogenetiska arter och raser polyploida och uppstår som ett resultat av avlägsna hybridisering , vilket avslöjar i samband med denna heteros och hög livsduglighet.

Partenogenes bör hänföras till sexuell fortplantning och bör särskiljas från asexuell fortplantning , som utförs med hjälp av somatiska organ och celler (reproduktion genom delning , knoppning , etc.).

Klassificeringar av typer av partenogenes

Det finns flera klassificeringar av partenogenetisk reproduktion.

  1. Enligt metoden för reproduktion
    • Naturligt är det normala sättet som vissa organismer reproducerar sig i naturen.
    • Artificiellt orsakad experimentellt av verkan av olika stimuli på ett obefruktat ägg, som normalt behöver befruktas .
  2. Genom fullständighet
    • Rudimentär (rudimentär) - obefruktade ägg börjar dela sig, men embryonal utveckling stannar i de tidiga stadierna. Men i vissa fall är det också möjligt att fortsätta utvecklingen till slutskedet (oavsiktlig eller slumpmässig partenogenes).
    • Komplett - utvecklingen av ägget leder till bildandet av en vuxen. Denna typ av partenogenes ses hos alla typer av ryggradslösa djur och hos vissa ryggradsdjur .
  3. Enligt metoden för att återställa diploidi
    • Ameiotiska ägg genomgår inte meios och förblir diploida . Sådan partenogenes (till exempel i Daphnia ) är en typ av klonal reproduktion.
    • Meiotiska ägg genomgår meios (samtidigt som de blir haploida ). En ny organism utvecklas från ett haploid ägg (hymenoptera hanar och hjuldjur ), eller så återställer ägget diploidi på ett eller annat sätt (till exempel genom endomitos eller fusion med polarkroppen )
  4. Genom närvaron av andra former av reproduktion i utvecklingscykeln
    • obligat - när det är det enda sättet att reproducera
    • Cyklisk - partenogenes växlar naturligt med andra metoder för reproduktion i livscykeln (till exempel i daphnia och hjuldjur).
    • Valfritt - förekommer som ett undantag eller en reservmetod för reproduktion i former som normalt är bisexuella.

Djur

Förmågan till partenogenes noterades hos turbellarians, trematoder, sniglar, nematoder, tardigrader, onychophoras och andra grupper av djur. Cyklisk partenogenes är karakteristisk för hjuldjur.

Hos leddjur

Spindlar , kräftdjur och många insekter - bladlöss , flera arter av kackerlackor, en del myror och många andra sociala insekter har förmågan till partenogenes bland leddjur [1] .

Bland kräftdjur har partenogenes noterats i balanus , sköldfisk, naken artemia (brine shrimp). Cyklisk eller obligat partenogenes är karakteristisk för alla grenade kräftdjur (Cladocera). Daphnia, till exempel, förökar sig genom ameiotisk partenogenes. Under gynnsamma förhållanden förekommer endast honor i Daphnia. Om förhållandena börjar förändras (torkning av reservoaren) kläcks hanar från samma ägg, som befruktar honor. Honorna lägger ägg. Befruktade ägg vilar på botten av reservoaren och kan motstå torkning av reservoaren.

Bland leddjur noterades en speciell typ av parthenogenes - pedogenes , upptäckt 1863 av den ryske forskaren Nikolai Petrovich Wagner , som publicerade verket Spontaneous Reproduction of Caterpillars in Insects, för vilket han tilldelades Demidov-priset från Vetenskapsakademien . Bland insekter sker pedogenes hos skalbaggar ( Coleoptera , Micromalthus debilis ), vindvingar ( Strepsiptera ), påsmask ( Psychidae ) och gallmyggor ( Cecidomyiidae ). Även pedogenes är känd hos vissa marina grenade kräftdjur ( Cladocera ).

Myror

Hos myror finns thelytotic partenogenes i 8 arter och kan delas in i 3 huvudtyper: typ A - honor producerar honor och arbetare genom thelytoky , men arbetare är sterila och hanar saknas ( Mycocepurus smithii ); typ B - arbetare producerar arbetare och potentiella kvinnor genom thelytokyia; typ C - honor producerar honor genom thelytoky och arbetare av normalt kön, medan arbetare producerar honor genom thelytoky. Hanar är kända för typerna B och C [2] . Typ B finns i Cerapachys biroi [3] , två myrmicine arter, Messor capitatus [4] och Pristomyrmex punctatus [5] [6] , och hos ponerinaten Platythyrea punctata [7] . Typ C har hittats i springmyror Cataglyphis cursor [8] och två myrmicine arter Wasmannia auropunctata [9] och Vollenhovia emeryi [10] .

Termiter

Asexuell reproduktion i form av telytisk partenogenes hittades i 7 arter av termiter , inklusive: Reticulitermes speratus , Zootermopsis angusticollis , Kalotermes flavicollis , Bifiditermes beesoni [11] .

Hos ryggradsdjur

Parthenogenes är sällsynt hos ryggradsdjur och förekommer hos cirka 70 arter, vilket motsvarar 0,1 % av alla ryggradsdjur. Till exempel finns det flera arter av ödlor som naturligt förökar sig genom partenogenes ( stenödlor , komodo-drakar ). Partenogenetiska populationer har också hittats i vissa arter av fiskar, amfibier och fåglar (inklusive kycklingar). Bland däggdjur är fall av partenogenes ännu inte kända [12] [13] .

Partenogenes hos komodovaranar är möjlig eftersom oogenes åtföljs av utvecklingen av en polocyt ( polär kropp ) som innehåller en dubbelkopia av äggets DNA; polocyten dör inte och fungerar som en spermie och förvandlar ägget till ett embryo [14] .

I växter

En liknande process i växter kallas apomixis . Det representerar reproduktion av frön som uppstod utan befruktning: antingen som ett resultat av en typ av meios som inte halverar antalet kromosomer, eller från diploida ägglossningsceller . Eftersom många växter har en speciell mekanism: dubbel befruktning , är pseudogami i vissa av dem (till exempel i flera arter av cinquefoil ) möjlig - när frön erhålls med ett embryo som utvecklas från ett obefruktat ägg, men innehåller triploid endosperm till följd av pollinering och efterföljande trippelfusion [15] :83 .

Däggdjursinducerad "partenogenes"

I början av 2000 det visades att in vitro-behandling av däggdjursägg (råttor, makaker och sedan människor) eller förhindrande av separation av den andra polära kroppen under meios kan inducera partenogenes [16] , medan utveckling i kultur kan föras till blastocyststadiet . Sålunda erhållna mänskliga blastocyster är potentiellt en källa till pluripotenta stamceller som kan användas i cellterapi [17] .

År 2004 i Japan, genom att sammansmälta två haploida oocyter tagna från olika möss, var det möjligt att skapa en livskraftig diploid cell, vars delning ledde till bildandet av ett livskraftigt embryo, som efter att ha passerat blastocyststadiet utvecklades till en livskraftig vuxen (se Kaguya ). Det antas att detta experiment bekräftar inblandningen av genomisk prägling i döden av embryon som bildats från oocyter erhållna från en individ i blastocyststadiet [18] .

Se även

Anteckningar

  1. ↑ Christian Rabeling och Daniel JC Kronauer. (2013). Thelytokous Parthenogenesis in Eusocial Hymenoptera. Arkiverad 29 december 2018 på Wayback Machine  - Annual Review of Entomology. Vol. 58: 273-292 (januari 2013). DOI: 10.1146/annurev-ento-120811-153710
  2. ↑ Rabeling C., Lino-Neto J., Cappellari SC, Dos-Santos IA, Mueller UG, et al. Thelytokous Parthenogenesis in the Fungus-trädgårdsmyra Mycocepurus smithii (Hymenoptera: Formicidae)  (engelska) . PLoS ONE 4(8): e6781. doi:10.1371/journal.pone.0006781 (2009). Hämtad 13 juni 2011. Arkiverad från originalet 16 februari 2012.
  3. ↑ Ravary F., Jaisson P. Frånvaro av individuell sterilitet i de lytokösa kolonierna av myran Cerapachys biroi Forel (Formicidae, Cerapachyinae)  (engelska)  // Insectes Sociaux. - 2004. - Vol. 51 . - S. 67-73 .
  4. ↑ Grasso DAT, Wenceleers T., Mori A., Le Moli F., Billen J. (2000). Thelytokous arbetarreproduktion och brist på Wolbachia-infektion i skördemyran Messor capitatus. Ethology, Ecology and Evolution 12: 309-314.
  5. ↑ Tsuji K. (1988). Obligatorisk partenogenes och reproduktiv arbetsfördelning i den japanska drottningslösa myran Pristomyrmex pungens. Behavior, Ecology and Sociobiology 23: 247-255.
  6. ↑ Dobata S., Sasaki T., Mori H., Hasegawa E., Shimada M., Tsuji K. (2009). Fuskgenotyper i den partenogenetiska myran Pristomyrmex punctatus. Proceedings of the Royal Society London Series B 276: 567-74.
  7. ↑ Heinze J, Hölldobler B. (1995). Thelytokous partenogenes och dominanshierarkier i ponerinmyran, 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 av hanar och honor i den lilla eldmyran. Nature 435: 1230-1234.
  10. ↑ Ohkawara K., Nakayama M., Satoh A., Trindl A., Heinze J. (2006). Klonal reproduktion och genetiska skillnader i en drottning polymorf myra Vollenhovia emeryi. Biological Letters 2: 359-363.
  11. ↑ Kenji Matsuura. Sexuell och asexuell reproduktion hos termiter / Ed. David Edward Bignell, Yves Roisin, Nathan Lo. — Termiters biologi: en modern syntes. - Springer Nederländerna, 2011. - S. 255-277. — ISBN 978-90-481-3976-7 .  (inte tillgänglig länk)
  12. ↑ Vem behöver partenogenes? . Hämtad 30 oktober 2021. Arkiverad från originalet 30 oktober 2021.
  13. ↑ Två kvinnliga kaliforniska kondorer producerade avkomma utan hanar . Hämtad 30 oktober 2021. Arkiverad från originalet 30 oktober 2021.
  14. ↑ Jungfruuppfödning av Komodo-ödlor - JOURNAL IN THE WORLD OF SCIENCE  (otillgänglig länk)
  15. ↑ Växtliv. I 6 band / Kap. ed. A.L. Takhtadzhyan . - M . : Education , 1980. - V. 5. Del 1. Blommande växter / Ed. A. L. Takhtadzhyan. — 430 sid.
  16. ↑ Neli Petrova Ragina, Jose Bernardo Cibelli . Parthenogenetic Embryonic Stem Cells in Nonhuman Primates // Trends in Stem Cell Biology and Technology, 2009, 39-55  (ej tillgänglig länk) , 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. Härledning av mänskliga embryonala stamcellinjer från partenogenetiska blastocyster  // Cell Res   : journal. - 2007. - Vol. 17 , nr. 12 . - P. 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. Födelse av partenogenetiska möss som kan utvecklas till vuxen ålder //  Nature: journal. - 2004. - Vol. 428 , nr. 6985 . - s. 860-864 . — ISSN 0028-0836 . - doi : 10.1038/nature02402 .  

Litteratur

  Gå till Wikidata-objektet  Ordböcker och uppslagsverk
I bibliografiska kataloger