Partenogeneza w tym, co składa, typy, organizmy



The partenogeneza jest wytwarzaniem zarodka z żeńskiej gamet bez udziału genetycznego męskiej gamet, z lub bez ostatecznego rozwoju u dorosłego. W większości przypadków nie ma udziału męskiej gamet w procesie rozrodczym.

Istnieje jednak szczególny przypadek partenogenezy zwanej gymnogenesis, w której jego udział jest konieczny. W tym przypadku plemnik wchodzi do zalążka i aktywuje go, aby rozpocząć rozwój nowego organizmu.

Parthenogeneza jest bardzo powszechnym zjawiskiem między roślinami i zwierzętami. Istnieją szacunki, które mogą wystąpić do 1% całkowitej liczby znanych gatunków.

Jest to tryb reprodukcji, który może wystąpić praktycznie we wszystkich dużych grupach zwierząt i roślin. Wyjątkiem mogą być najbardziej zaawansowane taksony, takie jak nagonasienne i ssaki, w których nie ma wiarygodnych zapisów o ich występowaniu.

Indeks

  • 1 Z czego składa się partenogeneza??
  • 2 typy
    • 2.1 -Tikoparthenogeneza
    • 2.2 -Ginogeneza
    • 2.3 -Hybrydyzacja
  • 3 Inne typy
    • 3.1 - Niejednorodność geograficzna
    • 3.2 - Cykliczna heterogeniczność
  • 4 Pochodzenie linii partenogenetycznych
    • 4.1 Spontaniczne
    • 4.2 Przez hybrydyzację
    • 4.3 Zakaźne pochodzenie
    • 4.4 Pochodzenie zakaźne
    • 4.5 Pochodzenie wielowątkowe
  • 5 Organizmy, w których występuje parthenogeneza
    • 5.1 Wrotki
    • 5.2 Mollusks
    • 5.3 Skorupiaki
    • 5.4 Kręgowce
    • 5.5 Rośliny
  • 6 referencji

Z czego składa się partenogeneza??

Najprostsza koncepcja partenogenezy wskazuje, że to rozwój komórki jajowej u nowego osobnika bez wystąpienia zapłodnienia. Jednak u wielu zwierząt zarodki wyprodukowane bez nawożenia cierpią na wysoką śmiertelność.

W niektórych innych przypadkach zbieżność męskiej gamet jest konieczna tylko do aktywacji rozwoju. Dlatego można powiedzieć, że partenogeneza polega na „produkcji zarodka z żeńskiej gamety bez jakiegokolwiek genetycznego wkładu męskiej gamet z lub bez ostatecznego rozwoju u dorosłego”.

Typy

W zależności od zaangażowanych mechanizmów cytologicznych, partenogeneza może być kilku typów, w tym:

-Tikoparthenogeneza

Nazywany także partenogenezą fakultatywną, nazywany jest w ten sposób, gdy rozwój zapłodnionych jaj występuje sporadycznie i spontanicznie. Ten rodzaj partenogenezy jest bardzo powszechny u zwierząt.

Według niektórych autorów jest to jedyny prawdziwy rodzaj partenogenezy. Tworzenie gamet w tikopartenogenezie może obejmować podziały mejotyczne lub nie. Zgodnie z obecnością lub brakiem mejozy tę partenogenezę można podzielić na:

Apeniktyczna partenogeneza

Zwany także ameiotycznym lub diploidalnym. W tym jest tłumienie mejozy. Dzieci rozwijają się z zapłodnionych jaj poprzez podział mitotyczny.

Daje początek genetycznie identycznym organizmom matce. Ten typ partenogenezy występuje zwykle w wrotkach i większości grup stawonogów.

Automatyczna partenogeneza

Zwany także meiotykiem lub haploidem. W tym procesie utrzymuje się mejoza. Przywrócenie stanu diploidalnego następuje z powodu powielania lub fuzji gamet wytwarzanych przez matkę. Ten rodzaj partenogenezy występuje bardzo często u owadów.

-Ginogeneza

Gynogeneza jest szczególnym rodzajem rozmnażania płciowego. W tym celu konieczne jest, aby plemniki przeniknęły do ​​jaja, aby aktywować rozwój embrionalny.

Ale, w przeciwieństwie do normalnego zapłodnienia, nie ma fuzji jąder męskich i żeńskich. Po fuzji gamet chromosomy spermy ulegają degeneracji wewnątrz cytoplazmy jaja lub mogą zostać wydalone z zygoty.

Gynogenetyczny zarodek rozwija się tylko kosztem jądra zalążka. Z tego powodu gynogenne szczenięta są samicami identycznymi z matką.

Ten typ reprodukcji może wystąpić, gdy samice gynogenetyczne krzyżują się z samcami w postaci biseksualnej tego samego gatunku lub gatunków pokrewnych. Niektórzy autorzy nie uważają go za właściwą partenogenezę.

-Hybrydyzacja

Jest to tryb reprodukcji „hemiclonalnej”. W tym przypadku rodzice różnych gatunków łączą się w pary i wytwarzają hybrydy. Połowa genomu jest przenoszona seksualnie, podczas gdy druga połowa robi to „klonalnie”.

Plemniki są połączone w jądrze jajnika, a geny ojcowskie ulegają ekspresji w tkankach somatycznych, ale są systematycznie wykluczane z linii zarodkowej. Tylko matka przekaże genom następnemu pokoleniu.

Ten typ partenogenezy występuje zwykle u gatunków ryb z rodzaju Poeciliopsis, i zaobserwowano to także na pustyni ant Cataglyphis hispanica.

Inne typy

Niektórzy autorzy preferują bardziej utylitarną klasyfikację tego typu reprodukcji, różnicując partenogenezę na dwa inne typy:

-Partenogeneza geograficzna

Charakteryzuje się współistnieniem formy biseksualnej i formy partenogenetycznej u jednego gatunku lub u gatunków filogenetycznie bliskich, ale o innym rozmieszczeniu geograficznym..

Organizmy partenogenetyczne mają tendencję do zajmowania różnych zakresów od tych z ich bliskich krewnych, którzy rozmnażają się płciowo. Organizmy bezpłciowe mają zazwyczaj wyższe rozkłady w równoleżniku lub na wysokości, na wyspach, w środowiskach kserofilnych lub w zaburzonych siedliskach.

Ten rodzaj partenogenezy zaobserwowano u niektórych gatunków roślin, robaków, skorupiaków, owadów i jaszczurek.

-Cykliczna partenogeneza

Organizmy mogą rozmnażać się zarówno seksualnie, jak i partenogenetycznie. W niektórych okresach roku tylko kobiety są produkowane przez partenogenezę.

Jednak w innych okresach samice będą produkować zarówno samice, jak i samce, które będą rozmnażać się płciowo.

Pochodzenie linii partenogenetycznych

W gatunkach biseksualnych, gdzie potomstwo jest produkowane przez partenogenezę, generalnie wytwarzają partenogenetyczne samice. Te wschodzące linie jednopłciowe mogą różnić się fenotypowo i genotypowo od ich biseksualnych kongenerów. Istnieje kilka mechanizmów, które mogą dać początek tym partenogenetycznym liniom.

Spontanicznie

Utrata interakcji seksualnej następuje poprzez mutacje w genach, które tłumią mejozę, modyfikują indukcję seksu przez warunki środowiskowe i regulują ekspresję hormonalną.

W skrajnych przypadkach mutacja mogłaby działać poprzez „naprawę” genotypu ściśle partenogenetycznej linii, która mogłaby wytworzyć partenogenetyczne samce i samice..

Przez hybrydyzację

Hybrydyzacja jest najczęstszym sposobem wytwarzania partenogenetycznych linii u zwierząt, które można zaobserwować u ślimaków, owadów, skorupiaków i większości kręgowców jednopłciowych.

Pochodzą one ze skrzyżowania dwóch gatunków biseksualnych, które mają wysoką heterozygotyczność i allele typowe dla gatunków rodzicielskich. W nich mejoza może być przeszkodą, powodując utratę seksualności.

Zaraźliwe pochodzenie

Występuje przez hybrydyzację między partenogenetycznymi samicami i samcami tego samego lub blisko spokrewnionego gatunku. Uważa się, że jest główną przyczyną poliploidalności u organizmów jednopłciowych.

Przepływ genów między liniami płciowymi i partenogenetycznymi umożliwia rozprzestrzenianie genów w sposób zaraźliwy. Z tego powodu organizmy seksualne mogą być tworzone z kolei lub można utworzyć nową linię partenogenetyczną.

Pochodzenie zakaźne

Wolbachia pipientis jest gatunkiem bakterii rodzaju Proteobacteria pokrywającym około 20% wszystkich gatunków owadów.

Odpowiada za manipulacje reprodukcyjne u swoich gospodarzy, takie jak niekompatybilność cytoplazmatyczna, feminizacja genetycznych samców, śmierć mężczyzn i partenogeneza. Infekuje stawonogi i nicienie.

Jest przekazywany za pomocą środków rodzicielskich. Bakteria ta jest zdolna do wywoływania partenogenezy w parazytoidalnych osach z rodzaju Trichogramma jak również w roztoczach i innych stawonogach.

Z drugiej strony, Xiphinematobacter, kolejna bakteria, atakuje nicienie Dorylaimida, powodując również ich partenogenezę.

Pochodzenie wielowątkowe

W wielu gatunkach linie rodenogenetyczne są generowane przez pojedynczy mechanizm. Jednak w innych gatunkach mogą powstać za pomocą kilku mechanizmów. Na przykład partenogenetyczne linie ostracod często mają podwójne pochodzenie.

Klony diploidalne pochodzą ze spontanicznej utraty seksualności, podczas gdy klony poliploidalne powstają w wyniku hybrydyzacji między samcami i partenogenetycznymi samicami tego samego gatunku lub gatunków pokrewnych.

Innym przykładem jest przypadek mszycy Rhopalosiphum padi. W tym gatunku linie rodenogenetyczne mogą powstać z trzech różnych źródeł: spontaniczne, hybrydowe lub zaraźliwe.

Organizmy, w których występuje parthenogeneza

Wrotki

Wśród Rotifery istnieją gatunki, które rozmnażają się tylko przez apomiktyczną partenogenezę żeńską i gatunki, które naprzemiennie dzielą tę partenogenezę ze zwykłym rozmnażaniem płciowym.

Przejście między rozmnażaniem bezpłciowym i seksualnym jest kontrolowane przez środowisko. Sukces gatunków rotiferów, które całkowicie straciły rozmnażanie płciowe, wynika, według niektórych autorów, z akumulacji mutacji w okresach partenogenetycznej apomiktycznej reprodukcji wykładniczej.

To, w połączeniu z „mitotycznym” przejściem, pozwoliłoby na wystąpienie wystarczającej różnorodności genotypowej, aby dostosować się do różnych warunków środowiskowych. W ten sposób wyeliminowałoby to wielką zaletę rozmnażania płciowego.

Mięczaki

Parthenogeneza została opisana dla niektórych gatunków mięczaków ślimaków. Wśród tych gatunków są Potamopyrgus antipodarum, granifera Tarebia, i wszystkie gatunki z rodzaju Melanoidy.

Wszyscy przedstawiciele tego ostatniego rodzaju, z wyjątkiem rasy diploidalnej M. tuberculata, są poliploidalne.

Skorupiaki

Ten typ reprodukcji został udokumentowany dla wielu grup skorupiaków, w tym notostracos, conchostracos, anostracos, cladocerans, decapods i ostracods..

W Cladocera typową formą reprodukcji jest cykliczna partenogeneza. Samice rozmnażają się partenogenetycznie od wiosny do lata.

Kiedy warunki środowiskowe są niekorzystne, organizmy rozmnażają się płciowo w celu wytworzenia torbielowatych jaj, które mogą przetrwać długie okresy w uśpionych stanach..

Marmurowe kraby (Procambarus fallax kształt virginalis) są jedynymi znanymi skorupiakami, które rozmnażają się tylko przez partenogenezę.

Kręgowce

Wśród ryb chrzęstnych partenogeneza zachodzi przynajmniej w promieniu orła, rekinie zebry i rekinie młoteczkowym. W rybach kostnych opisywano hybrydogenezę dla gatunków z rodzaju Poecilliopsis.

Niektóre inne ryby mogą na przemian rozmnażać się seksualnie i partenogenetycznie. Liczne gatunki jaszczurek rozmnażają się przez partenogenezę. Uważa się, że hybrydyzacja jest główną przyczyną tego typu reprodukcji w tym samym.

Opisywano również tikopartenogenezę w innych grupach gadów, głównie w pytonach i innych wężach. U ptaków zaobserwowano spontaniczną partenogenezę u kurcząt, indyków i niektórych gatunków przepiórek.

U ssaków genomy matczyne i ojcowskie są niezbędne do normalnego rozwoju zarodkowego. Z tego powodu partenogeneza nie występuje naturalnie w tych organizmach.

Osiągnięto to eksperymentalnie w laboratorium. Jednak indukowana partenogeneza zwykle powoduje nieprawidłowy rozwój.

Rośliny

Liczne gatunki roślin mają dobrze zdefiniowane wzorce geograficznej partenogenezy, gdzie formy partenogenetyczne znajdują się bardziej w kierunku zimnych stref. Z drugiej strony formy seksualne są bardziej tropikalne niż ich bezpłciowi partnerzy.

Referencje

  1. C. Simon, F. Delmonte, C. Rispe, T. Crease (2003). Relacje filogenetyczne między partenogenami a ich krewnymi: możliwe drogi do partenogenezy u zwierząt. Biological Journal of Linnean Society.
  2. G. Scholtz, A. Braband, L. Tolley, A. Reiman, B. Mittmann, C. Lukhaup, F. Steuerwald, G. Vogt (2003). Parthenogeneza u obcych raków. Natura.
  3. U. Mittwoch (1978). Artykuł przeglądowy Parthenogenesis. Journal of Medical Genetics.
  4. N.B. Tcherfas (1971). Naturalna i sztuczna gynogeneza ryb. W: FAO 1971 Seminarium / Study Tour w USA. na temat selekcji genetycznej i hybrydyzacji ryb hodowlanych. 19 kwietnia - 29 maja 1968 r. Wykłady. Rep. FAO / UNDP (TA), Źródło: fao.org/.
  5. P.A. Eyer, L. Leniaud, H. Darras i S. Aron (2013). Hybridogeneza poprzez silną partenogenezę u dwóch mrówek pustynnych Cataglyphis. Ekologia molekularna.
  6. R.K.K. Koivisto, H. R. Braig (2003). Mikroorganizmy i partenogeneza. Biological Journal of Linnean Society.