PARTHENOGENEESI: MISTÄ SE KOOSTUU, TYYPIT, ORGANISMIT - BIOLOGIA - 2026

Partenogeneettisen on tuotannon alkion naaraspuolisen sukusolujen ilman geneettistä osuutta mies sukusolujen, kanssa tai ilman mahdollisesti kehitystä aikuinen. Useimmissa tapauksissa miespuolinen sukusolu ei osallistu lisääntymisprosessiin.

On kuitenkin olemassa erityinen parthenogeneesitapaus, nimeltään gymnogeneesi, jossa heidän osallistuminen on välttämätöntä. Tällöin siittiöt pääsevät munaan ja aktivoivat sen uuden organismin kehittymisen käynnistämiseksi.

Poeciliopsis gracilis, Keski-Amerikan kalalaji, jolla on partenogeneettinen lisääntyminen. Valokuva Coletti, T. Taken ja edited from fishbase.de

Parthenogeneesi on hyvin yleinen ilmiö kasvien ja eläinten keskuudessa. On arvioitu, että sitä voi esiintyä jopa yhdellä prosentilla tunnetuista lajeista.

Se on lisääntymismuoto, jota voi esiintyä käytännöllisesti katsoen kaikissa suurissa eläin- ja kasviryhmissä. Poikkeus on kenties kehittyneemmissä taksoissa, kuten kuntosolien ja nisäkkäiden tapauksessa, joiden esiintymisestä ei ole luotettavia tietoja.

Mikä on parthenogeneesi?

Parthenogeneesin yksinkertaisin käsite osoittaa, että se on munasolun kehittyminen uudessa yksilössä ilman hedelmöitymistä. Monissa eläimissä ilman hedelmöitystä tuotettuja alkioita on kuitenkin korkea kuolleisuus.

Joissakin muissa tapauksissa miespuolisten sukusolujen esiintyminen on välttämätöntä vain kehityksen aktivoimiseksi. Siksi voidaan sanoa, että parthenogeneesi koostuu "alkion tuottamisesta naispuolista sukusoluista ilman uroksen sukusolujen geneettistä vaikutusta, mahdollisesti kehittyneenä aikuisella".

Tyypit

Parthenogeneesistä voi olla kyseessä olevista sytologisista mekanismeista riippuen erityyppisiä, mukaan lukien:

-Ticoparthenogenesis

Kutsutaan myös fakultatiiviseksi parthenogeneesiksi, sitä kutsutaan tällä tavalla, kun hedelmättömien munien kehitys tapahtuu satunnaisesti ja spontaanisti. Tämän tyyppinen partenogeneesi on hyvin yleistä eläimissä.

Joidenkin kirjoittajien mukaan se on ainoa todellinen partenogeneesin tyyppi. Gametin muodostuminen atikoparthenogeneesissä voi sisältää meioottisia jakautumisia tai ei. Meioosin esiintymisestä tai puuttumisesta riippuen tämä partenogeneesi voidaan puolestaan ​​jakaa:

Apomictic parthenogenesis

Kutsutaan myös ameiotic tai diploid. Tässä on meioosin tukahduttaminen. Jälkeläiset kehittyvät hedelmättömästä munasta mitoottisen jakautumisen kautta.

Se synnyttää organismeja, jotka ovat geneettisesti identtisiä äidin kanssa. Tämän tyyppinen partenogeneesi esiintyy yleensä rotiffereissä ja useimmissa niveljalkaisten ryhmissä.

Automaattinen partenogeneesi

Kutsutaan myös meioottiseksi tai haploidiseksi. Tässä prosessissa meioosi ylläpidetään. Diploiditilan palauttaminen tapahtuu äidin tuottamien sukusolujen kopioitumisen tai fuusion avulla. Tämän tyyppistä partenogeneesiä esiintyy hyvin usein hyönteisissä.

-Ginogenesis

Gynogeneesi on erityinen seksuaalisen lisääntymisen tyyppi. Tässä on välttämätöntä, että siittiöt tunkeutuvat munasoluun alkion kehityksen aktivoimiseksi.

Mutta toisin kuin normaali hedelmöitys, uros- ja naispuolisten ytimien fuusioita ei tapahdu. Sukusolujen fuusion jälkeen siittiöiden kromosomit rappeutuvat munan sytoplasmassa tai ne voidaan karkottaa tsygootista.

Gynogeneettinen alkio kehittyy vain munasolun ytimen kustannuksella. Tämän vuoksi gynogeneettiset pennut ovat äidille identtisiä naaraita.

Tämäntyyppinen lisääntyminen voi tapahtua, kun gynogeneettiset naaraat parittuvat saman tai sukulaislajien biseksuaalisten urosten kanssa. Jotkut kirjoittajat eivät pidä sitä asianmukaisena partenogeneesinä.

-Hybridgenesis

Se on "hemiclonal" lisääntymismuoto. Tässä eri lajien vanhemmat parituvat ja tuottavat hybridejä. Puolet genomista välittyy seksuaalisesti, kun taas toinen puoli on "kloonaus".

Siittiöt sulautuvat munasolujen ytimessä, ja isän geenit ilmenevät somaattisissa kudoksissa, mutta ne jätetään systemaattisesti syrjästyslinjan ulkopuolelle. Vain äiti siirtää perimän seuraavalle sukupolvelle.

Tämäntyyppinen partenogeneesi esiintyy yleensä Poeciliopsis-suvun kalalajeissa, ja sitä on havaittu myös autiomaassa Cataglyphis hispanica -sarjassa.

Muut tyypit

Jotkut kirjoittajat pitävät parempana luokituksen tyyppistä lisääntymistä, joka erottaa partenogeneesin kahteen muuhun tyyppiin:

- Maantieteellinen partenogeneesi

Sille on ominaista biseksuaalisen muodon ja partenogeneettisen muodon rinnakkaiselo yhdellä lajilla tai lajeilla, jotka ovat fylogeneettisesti läheisiä, mutta joilla on erilainen maantieteellinen jakauma.

Parthenogeneettisillä organismeilla on taipumus miehittää erilaisia ​​alueita sukupuoleen lisääntyneistä lähisukulaisistaan. Aseksuaalisilla organismeilla on taipumus olla suurempi jakautuma leveys- tai korkeussuunnassa, saarilla, kserofiilisissä ympäristöissä tai häiriintyneissä elinympäristöissä.

Tämän tyyppinen partenogeneesi on havaittu joillakin kasvilajeilla, madoilla, äyriäisillä, hyönteisillä ja liskoilla.

-Syklinen partenogeneesi

Organismit voivat lisääntyä sekä seksuaalisesti että partenogeneettisesti. Joinakin vuodenaikoina parthenogeneesillä tuotetaan vain naaraita.

Kuitenkin muina ajanjaksoina naaraat tuottavat sekä naaraita että miehiä, jotka lisääntyvät seksuaalisesti.

Parthenogeneettisten linjojen alkuperä

Biseksuaalisissa lajeissa, joissa jälkeläisiä syntyy partenogeneesillä, ne tuottavat yleensä partenogeneettisiä naaraita. Nämä syntyvät yksiseksuaaliset suvut voivat erota suuresti fenotyyppisesti ja genotyyppisesti biseksuaaleista sukulaisistaan. On olemassa useita mekanismeja, jotka voivat johtaa näihin partenogeneettisiin linjoihin.

spontaani

Seksuaalisen vuorovaikutuksen menetys tapahtuu geenien mutaatioiden kautta, jotka tukahduttavat meioosia, muuttavat sukupuolen induktiota ympäristöolosuhteiden avulla ja säätelevät hormonaalista ilmentymistä.

Äärimmäisissä tapauksissa mutaatio voi toimia korjaamalla tiukasti partenogeneettisen suvun genotyyppi, joka voisi tuottaa partenogeneettisiä miehiä ja naisia.

Hybridisaatiolla

Hybridisaatio on yleisin tapa tuottaa partenogeneettisiä linjaeläimiä, ja sitä voidaan havaita etanoissa, hyönteisissä, äyriäisissä ja useimmissa yksiseksuaalisissa selkärankaisissa.

Ne ovat lähtöisin kahden biseksuaalin lajin, joilla on korkea heterotsygoottisuus ja vanhempien lajien tyypilliset alleelit, risteytyksestä. Näissä meioosi voi olla este, joka aiheuttaa seksuaalisuuden menettämisen.

Tarttuva alkuperä

Se tapahtuu hybridisoitumalla parthenogeneettisten naaraiden ja saman tai läheisesti sukulaisen lajien urosten välillä. Sen uskotaan olevan pääasiallinen epäpuhkaisten organismien polyploidian syy.

Geenivirta seksuaalisen ja parthenogeneettisen linjan välillä mahdollistaa geenien leviämisen tarttuvalla tavalla. Tämän vuoksi seksuaaliset organismit voivat puolestaan ​​lähteä tai luoda uuden partenogeneettisen linjan.

Tarttuva alkuperä

Wolbachia pipientis on suoja-proteobakteerien bakteerilaji, joka kantaa noin 20% kaikista hyönteislajeista.

Se vastaa isäntään kohdistuvista lisääntymis manipulaatioista, kuten sytoplasmisen yhteensopimattomuudesta, geneettisten urosten feminisaatiosta, miesten kuolemasta ja partenogeneesistä. Se tartuttaa niveljalkaisia ​​ja nematodeja.

Se välitetään vanhemmille. Tämä bakteeri kykenee indusoimaan partenogeneesiä Trichogramma-suvun parasitoidi ampiaisissa sekä punkkeissa ja muissa niveljalkaisissa.

Toisaalta Xiphinematobacter, toinen bakteeri, vaikuttaa Dorylaimida -matoihin, aiheuttaen myös parthenogeneesiä.

Monikokoinen alkuperä

Monissa lajeissa parthenogeneettiset linjat tuotetaan yhdellä mekanismilla. Muissa lajeissa niitä voi kuitenkin esiintyä erilaisten mekanismien avulla. Esimerkiksi ostracodien parthenogeneettisillä linjoilla on usein kaksi alkuperää.

Diploidiset kloonit syntyvät spontaanista seksuaalisuuden menetyksestä, kun taas polyploidiset kloonit syntyvät hybridisaatiosta partenogeneettisten urosten ja saman tai sukulaisten lajien naisten välillä.

Toinen esimerkki on aphyta Rhopalosiphum padi -tapaus. Tässä lajissa partenogeneettiset linjat voivat syntyä kolmesta eri alkuperästä: spontaanista, hybridi- tai tarttuvasta.

Organismit, joissa partenogeneesi tapahtuu

rataseläimet

Rotiferan joukossa on lajeja, jotka lisääntyvät vain naispuolisen apomittisen partenogeneesin kautta, ja lajeja, jotka vuorottelevat tämän partenogeneesin tavanomaisella seksuaalisella lisääntymisellä.

Ympäristö säätelee siirtymistä aseksuaalisen ja seksuaalisen lisääntymisen välillä. Seksuaalisen lisääntymisen täysin menettäneiden rotiferlajien menestys johtuu joidenkin kirjoittajien mukaan mutaatioiden kertymisestä eksponentiaalisen apomittisen partenogeneettisen lisääntymisen aikana.

Tämä yhdessä "mitoottisen" risteytyksen kanssa mahdollistaisi riittävän genotyyppisen monimuotoisuuden tuottamisen mukautuakseen erilaisiin ympäristöolosuhteisiin. Tällä tavoin seksuaalisen lisääntymisen suuri etu poistuisi.

Simpukat

Parthenogeneesiä on raportoitu joillekin mahalaukun nilviäisten lajeille. Näitä lajeja ovat Potamopyrgus antipodarum, Tarebia granifera ja kaikki Melanoides-suvun lajit.

Kaikki jälkimmäisen suvun edustajat, lukuun ottamatta M. tuberculata: n diploidista rodua, ovat polyploideja.

äyriäiset

Tämän tyyppinen lisääntyminen on dokumentoitu lukuisilla äyriäisten ryhmillä, mukaan lukien notostrakoot, konchostrakosit, anostrakoot, kladoseranit, kaadut ja ostracodit.

Cladocerassa tyypillinen lisääntymismuoto on syklinen partenogeneesi. Naaraat lisääntyvät partenogeneettisesti keväästä kesään.

Kun ympäristöolosuhteet ovat haitalliset, organismit lisääntyvät sukupuolisesti muodostaen encyst-munia, jotka voivat selviytyä pitkään lepotilassa.

Äyriäinen Cladocera Daphnia longispina partenogeneettisillä munilla. Valokuva Roland Birke / Photolibrary / Getty Image. Otettu ja muokattu osoitteesta gondo.com

Marmorravut (Procambarus fallax forma virginalis) ovat ainoat tunnetut rappeutumattomat äyriäiset, jotka lisääntyvät vain partenogeneesin avulla.

selkärankaiset

Rustokaloissa parthenogeneesi tapahtuu ainakin kotkasäteessä, seeprahaissa ja vasarapäähaissa. Hybridgeneesiä on todettu luullisissa kaloissa Poecilliopsis-suvun lajeille.

Jotkut muut kalat voivat vuorotella seksuaalisesta ja parthenogeneettisestä lisääntymisestä. Monet liskolajit lisääntyvät partenogeneesin avulla. Hybridisaation uskotaan olevan pääasiallinen syy tällaiseen lisääntymiseen heissä.

Tikopartenogeneesiä on raportoitu myös muissa matelijaryhmissä, lähinnä pythonissa ja muissa käärmeissä. Lintuissa spontaania parthenogeneesiä on havaittu kanoilla, kalkkunoilla ja joillakin viiriäislajeilla.

Nisäkkäissä äidin ja isän genomit ovat välttämättömiä alkion normaalille kehitykselle. Tämän vuoksi parthenogeneesiä ei tapahdu luonnossa näissä organismeissa.

Tämä on saatu aikaan kokeellisesti laboratoriossa. Indusoitu partenogeneesi johtaa kuitenkin usein epänormaaliin kehitykseen.

kasvit

Monilla kasvilajeilla on hyvin määritellyt maantieteellisen partenogeneesin mallit, joissa parthenogeneettiset muodot sijaitsevat enemmän kohti kylmiä alueita. Seksuaaliset muodot ovat sitä vastoin trooppisemmat kuin heidän aseksuaaliset ikäisensä.

Viitteet

1. C. Simon, F. Delmonte, C. Rispe, T. Crease (2003). Fylogeneettiset suhteet parthenogeenien ja heidän seksuaalisten sukulaistensa välillä: mahdolliset reitit parthenogeneesiin eläimissä. Linnean-seuran biologinen lehti.
2. G. Scholtz, A. Braband, L. Tolley, A. Reiman, B. Mittmann, C. Lukhaup, F. Steuerwald, G. Vogt (2003). Parthenogeneesi ulkopuolisilla rapuilla. Nature.
3. U. Mittwoch (1978). Parthenogenesis -artikkeli. Lehti lääketieteellisestä genetiikasta.
4. NB Tcherfas (1971). Kalojen luonnollinen ja keinotekoinen gynogeneesi. Julkaisussa: FAO 1971 -seminaari / opintomatka Neuvostoliitossa viljeltyjen kalojen geenivalinnasta ja hybridisaatiosta. 19. huhtikuuta - 29. toukokuuta 1968. Luennot. Tasavallan FAO / UNDP (TA), palautettu osoitteesta fao.org/.
5. PA Eyer, L. Leniaud, H. Darras ja S. Aron (2013). Hybridogeneesi thelytokous parthenogeneesin kautta kahdessa Cataglyphis-aavikon muurahassa. Molekyyliökologia.
6. RKK Koivisto, HR Braig (2003). Mikro-organismit ja partenogeneesi. Linnean-seuran biologinen lehti.