PARTHENOGENEZĖ: KAS JĄ SUDARO, TIPAI, ORGANIZMAI - BIOLOGIJA - 2025

Partenogenezė yra embriono iš moterų lytinių ląstelių gamyba be genetinės įnašas nuo vyrų lytinių ląstelių, su arba be galimo plėtros į suaugusiųjų. Daugeliu atvejų vyriškos lyties gameta nedalyvauja reprodukciniame procese.

Tačiau yra tam tikras partenogenezės, vadinamos gymnogeneze, atvejis, kai būtinas jų dalyvavimas. Tokiu atveju sperma patenka į kiaušinį ir jį suaktyvina, kad būtų pradėtas naujo organizmo vystymasis.

Poeciliopsis gracilis, žuvų rūšis iš Centrinės Amerikos, turinčios partenogenetinį dauginimąsi. Coletti, T. nuotrauka. Paimta ir redaguota iš fishbase.de

Partenogenezė yra labai paplitęs reiškinys tarp augalų ir gyvūnų. Manoma, kad jis gali atsirasti iki 1% visų žinomų rūšių skaičiaus.

Tai reprodukcijos būdas, galintis atsirasti praktiškai visose didelėse gyvūnų ir augalų grupėse. Išimtis galbūt labiau išsivysčiusiuose taksonuose, tokiuose kaip gimnastikos spermatozoidai ir žinduoliai, kuriuose nėra patikimų įrašų apie jų atsiradimą.

Kas yra partenogenezė?

Paprasčiausia partenogenezės samprata rodo, kad tai kiaušinio ląstelės vystymasis naujame individe, neįvykstant apvaisinimui. Tačiau daugelio gyvūnų embrionai, gauti nepavaisinus apvaisinimo, miršta.

Kai kuriais kitais atvejais lytinių lytinių organų susikaupimas yra būtinas tik norint suaktyvinti vystymąsi. Dėl šios priežasties galima sakyti, kad partenogenezę sudaro „embriono gaminimas iš moteriškos lyties lytinių organų be jokio genetinio įbrėžimo iš lytinių lyties lytinių organų su galimu suaugusiojo vystymuisi ar be jo“.

Tipai

Priklausomai nuo dalyvaujančių citologinių mechanizmų, partenogenezė gali būti kelių tipų, įskaitant:

-Tikopartenogenezė

Dar vadinama fakultatyvine partenogeneze, ji vadinama tokiu būdu, kai neapvaisinti kiaušiniai vystosi retkarčiais ir spontaniškai. Šis partenogenezės tipas yra labai paplitęs gyvūnams.

Kai kurių autorių teigimu, tai yra vienintelis tikras partenogenezės tipas. Gametos formavimasis atikopartenogenezėje gali būti mejozinis dalijimasis arba ne. Atsižvelgiant į mejozės buvimą ar nebuvimą, šią partenogenezę savo ruožtu galima suskirstyti į:

Apomiktinė partenogenezė

Taip pat vadinamas ameiotišku arba diploidiniu. Tai slopina mejozę. Palikuonys vystosi iš neapvaisintų kiaušinių, per mitozinį dalijimąsi.

Tai sukelia organizmus, kurie yra genetiškai identiški motinai. Šis partenogenezės tipas dažniausiai pasireiškia rififeriais ir daugeliu nariuotakojų grupių.

Automatinė partenogenezė

Taip pat vadinamas mejoziniu arba haploidiniu. Šiame procese palaikoma mejozė. Diploidinė būklė atstatoma kartojant arba sulydant motinos pagamintas gametas. Šio tipo partenogenezė vabzdžiams pasitaiko labai dažnai.

-Ginogenezė

Gynogenezė yra ypatingas seksualinio dauginimosi būdas. Tokiu būdu spermatozoidai turi įsiskverbti į kiaušialąstes, kad suaktyvintų embriono vystymąsi.

Tačiau, priešingai nei įprastas apvaisinimas, vyriškas ir moteriškas branduoliai nesusiliečia. Po lytinių ląstelių suliejimo spermos chromosomos išsigimsta kiaušinio citoplazmoje arba gali būti pašalintos iš zigotos.

Ginekologinis embrionas vystysis tik kiaušialąstės branduolio sąskaita. Dėl šios priežasties ginekologiniai šuniukai yra identiškos motinoms.

Šio tipo dauginimasis gali vykti, kai ginekologinės patelės poruojasi su biseksualiais tos pačios ar giminingos rūšies patinais. Kai kurie autoriai nelaiko to tinkama partenogeneze.

-Hibridinezė

Tai „hemicloninis“ reprodukcijos būdas. Joje įvairių rūšių tėvai poruojasi ir gamina hibridus. Pusė genomo perduodama lytiškai, kita pusė - „kloniškai“.

Sperma susilieja kiaušialąstės branduolyje, o tėvo genai yra ekspresuojami somatiniuose audiniuose, tačiau jie sistemingai neįtraukiami į gemalo liniją. Tik motina perduos genomą kitai kartai.

Šis partenogenezės tipas dažniausiai pasireiškia Poeciliopsis genties žuvų rūšims, taip pat pastebėtas dykumoje ir Cataglyphis hispanica.

Kiti tipai

Kai kurie autoriai renkasi labiau utilitaristinę šio tipo reprodukcijos klasifikaciją, išskirdami partenogenezę į dvi kitas rūšis:

-Geografinė partenogenezė

Jam būdingas biseksualios ir partenogenetinės formos sambūvis, egzistuojantis vienai rūšiai arba rūšiai, kuri yra filogenetiškai artima, bet skiriasi geografiniu pasiskirstymu.

Partenogenetiniai organizmai paprastai užima įvairius diapazonus nuo savo artimų giminaičių, kurie dauginasi lytiškai. Aseksualių organizmų pasiskirstymas platumos arba aukščio atžvilgiu yra didesnis, salose, kserofilinėje aplinkoje ar trikdomose buveinėse.

Šis partenogenezės tipas pastebėtas kai kurioms augalų, kirminų, vėžiagyvių, vabzdžių ir driežų rūšims.

-Ciklinė partenogenezė

Organizmai gali daugintis tiek lytiškai, tiek partenogenetiškai. Kai kuriais metų laikotarpiais partenogenezės būdu gimsta tik moterys.

Tačiau kitais laikotarpiais patelės gimdys tiek patelės, tiek vyrai, kurie dauginsis lytiškai.

Partenogenetinių linijų kilmė

Dviejų rūšių gyvūnams, kurių palikuonys gimsta partenogenezės būdu, dažniausiai bus generuojamos partenogenetinės patelės. Šios besiformuojančios uniseksualios giminės gali fenotipiškai ir genotipiškai skirtis nuo giminingų giminaičių. Yra keletas mechanizmų, kurie gali sukelti šias partenogenetines linijas.

Spontaniškas

Lytinės sąveikos praradimas vyksta dėl genų mutacijų, kurios slopina mejozę, keičia aplinkos lytį ir reguliuoja hormonų raišką.

Kraštutiniais atvejais mutacija gali įvykti „pataisant“ griežtai partenogenetinės linijos genotipą, galintį sukelti partenogenetinius vyrus ir moteris.

Hibridizacijos būdu

Hibridizacija yra labiausiai paplitęs būdas sukurti gyvūnams partenogenetines linijas. Tai gali būti stebima sraigėse, vabzdžiuose, vėžiagyviuose ir daugelyje vienišų stuburinių.

Jie kyla iš dviejų biseksualių rūšių, turinčių aukštą heterozigotiškumą ir būdingų tėvų rūšių alelių, kryžminimo. Šiose vietose mejozė gali būti kliūtis, dėl kurios prarandamas seksualumas.

Užkrečiama kilmė

Tai įvyksta hibridizuojant tarp partenogenetinių patelių ir tų pačių ar artimai susijusių rūšių patinus. Manoma, kad tai yra pagrindinė poliploidijos priežastis uniseksualiuose organizmuose.

Genų srautas tarp seksualinės ir partenogenetinės linijos leidžia genams plisti užkrečiamu būdu. Dėl šios priežasties seksualiniai organizmai gali kilti arba sukurti naują partenogenetinę liniją.

Infekcinė kilmė

Wolbachia pipientis yra apsauginių baltymų bakterijų rūšis, pernešanti apie 20% visų vabzdžių rūšių.

Tai atsakinga už reprodukcines manipuliacijas šeimininkais, tokius kaip citoplazminis nesuderinamumas, genetinių vyrų feminizacija, vyrų mirtis ir partenogenezė. Jis užkrečia nariuotakojus ir nematodus.

Jis perduodamas iš tėvų. Ši bakterija gali sukelti partenogenezę Trichogramma genties parasitoidinėse vapsvose, taip pat erkėse ir kituose nariuotakojuose.

Kita vertus, Xiphinematobacter, kita bakterija, veikia Dorylaimida nematodus, taip pat sukeldama partenogenezę.

Daugiatautė kilmė

Daugelio rūšių partenogenetinės linijos generuojamos vienu mechanizmu. Tačiau kitose rūšyse jie gali atsirasti dėl įvairių mechanizmų. Pavyzdžiui, ostrageninių genetinių uraganų giminės dažnai turi dvigubą kilmę.

Diploidiniai klonai atsiranda dėl savaiminio seksualumo praradimo, tuo tarpu poliploidiniai klonai atsiranda dėl hibridizacijos tarp partenogenetinių vyrų ir patelių tos pačios ar giminingos rūšies.

Kitas pavyzdys yra amarų Rhopalosiphum padi atvejis. Šios rūšies partenogenetinės linijos gali kilti iš trijų skirtingų rūšių: savaiminės, hibridinės ar užkrečiamos.

Organizmai, kuriuose vyksta partenogenezė

Rotiferiai

Tarp „Rotifera“ yra rūšių, kurios dauginasi tik dėl moters apomiktinės partenogenezės, ir rūšių, kurios šią partenogenezę pakaitomis keičia įprastomis seksualinėmis reprodukcijomis.

Perėjimą tarp aseksualaus ir seksualinio dauginimosi kontroliuoja aplinka. Kai kurių autorių manymu, visiškai netekusių lytinio dauginimosi rūšių sėkmė atsiranda dėl mutacijų kaupimosi eksponentinio apomiktinio partenogenetinio dauginimosi laikotarpiais.

Tai kartu su „mitoziniu“ kirtimu leistų gauti pakankamą genotipų įvairovę, kad būtų galima prisitaikyti prie skirtingų aplinkos sąlygų. Tokiu būdu būtų panaikintas didelis seksualinės reprodukcijos pranašumas.

Moliuskai

Buvo pranešta apie kai kurių pilvakojų moliuskų rūšių partenogenezę. Tarp šių rūšių yra Potamopyrgus antipodarum, Tarebia granifera ir visos Melanoides genties rūšys.

Visi pastarosios genties atstovai, išskyrus diploidinę M. tuberculata rasę, yra poliploidiniai.

Vėžiagyviai

Šio tipo dauginimasis buvo užfiksuotas daugeliui vėžiagyvių grupių, įskaitant notostracos, conchostracos, anostracos, cladocerans, decapods and ostracods.

„Cladocera“ tipinė reprodukcijos forma yra ciklinė partenogenezė. Patelės dauginasi partenogenetiškai nuo pavasario iki vasaros.

Esant nepalankioms aplinkos sąlygoms, organizmai dauginasi lytiškai, kad sudarytų kiaušialąstes, kurios ilgą laiką gali išgyventi ramybės būsenoje.

Vėžiagyvis Cladocera Daphnia longispina su partenogenetiniais kiaušiniais. Rolando Birke nuotrauka / „Photolibrary“ / „Getty Image“. Paimta ir redaguota iš thinkco.com

Marmuriniai krabai (Procambarus fallax forma virginalis) yra vieninteliai žinomi vėžiagyviai su dekapodais, kurie dauginasi tik partenogenezės būdu.

Stuburiniai

Tarp kremzlinių žuvų partenogenezė įvyksta bent jau erelio spindulyje, zebriniame ryklyje ir plaktuko ryklyje. Pastebėta, kad Poecilliopsis genties genties žuvyse yra kaulų žuvų hibridizė.

Kai kurios kitos žuvys gali atlikti lytinį ir partenogenetinį dauginimąsi. Daugybė driežų rūšių dauginasi partenogenezės būdu. Manoma, kad hibridizacija yra pagrindinė tokio tipo reprodukcijos priežastis juose.

Tikopartenogenezė taip pat užfiksuota kitose roplių grupėse, daugiausia pitonuose ir kitose gyvatėse. Paukščių organizme spontaniška partenogenezė pastebėta vištoms, kalakutams ir kai kurioms putpelių rūšims.

Žinduoliams motinos ir tėvo genomai yra būtini normaliam embriono vystymuisi. Dėl šios priežasties partenogenezė šiuose organizmuose natūraliai neįvyksta.

Tai buvo pasiekta eksperimento būdu laboratorijoje. Tačiau sukelta partenogenezė dažnai sukelia nenormalų vystymąsi.

Augalai

Daugelyje augalų rūšių yra aiškiai apibrėžti geografinės partenogenezės modeliai, kai partenogenetinės formos yra labiau link šaltų zonų. Tuo tarpu seksualinės formos yra labiau atogrąžų nei jų lytiniai santykiai.

Nuorodos

1. C. Simon, F. Delmonte, C. Rispe, T. Crease (2003). Partiogenų ir jų lytinių giminaičių filogenetiniai santykiai: galimi gyvūnų partenogenezės keliai. „Linnean Society“ biologinis žurnalas.
2. G. Scholtz, A. Braband, L. Tolley, A. Reiman, B. Mittmann, C. Lukhaup, F. Steuerwald, G. Vogt (2003). Pašalinių vėžių partenogenezė. Gamta.
3. U. Mittwoch (1978). Parthenogenezės apžvalgos straipsnis. Medicininės genetikos žurnalas.
4. NB Tcherfas (1971). Natūrali ir dirbtinė žuvų ginekologija. In: FAO 1971 m. Seminaras / pažintinis turas SSRS apie išaugintų žuvų genetinę atranką ir hibridizaciją. 1968 m. Balandžio 19 d. – gegužės 29 d. Paskaitos. FAO / JTVP (TA) rep., Atkurta iš fao.org/.
5. PA Eyer, L. Leniaud, H. Darras ir S. Aron (2013). Dviejų Cataglyphis dykumos skruzdėlių hibridogenezė per thelytokous parthenogenezę. Molekulinė ekologija.
6. RKK Koivisto, HR Braig (2003). Mikroorganizmai ir partenogenezė. „Linnean Society“ biologinis žurnalas.