Partenogeneză

Partenogeneză (din altă greacă παρθένος γένεσις  - naștere virgină, în plante - apomixis , ἀπο- + μῖξις , neamestecare) - așa-numita „reproducție de același sex” sau „reproducție virgină” - una dintre formele de reproducere sexuală organisme în care celulele sexuale feminine ( ouă ) se dezvoltă într-un organism adult fără fertilizare . Deși reproducerea partenogenetică nu este însoțită de fuziunea gameților masculin și feminin , partenogeneza este încă considerată reproducere sexuală, deoarece organismul se dezvoltă dintr-o celulă germinativă. Se crede că partenogeneza a apărut în procesul de evoluție a formelor dioice.

În cazurile în care speciile partenogenetice sunt reprezentate (întotdeauna sau periodic) doar de femele , unul dintre principalele avantaje biologice ale partenogenezei este accelerarea ratei de reproducere a speciei, deoarece toți indivizii acestor specii sunt capabili să lase descendenți. Această metodă de reproducere se găsește la unele animale, deși mai des printre organismele relativ primitive. În cazurile în care femelele se dezvoltă din ouă fertilizate, iar masculii se dezvoltă din ouă nefertilizate , partenogeneza contribuie la reglarea raportului dintre sexe (de exemplu, la albine ). Adesea, speciile și rasele partenogenetice sunt poliploide și apar ca urmare a hibridizării la distanță , dezvăluind în legătură cu această heteroză și viabilitate ridicată.

Partenogeneza ar trebui să fie atribuită reproducerii sexuale și ar trebui să fie distinsă de reproducerea asexuată , care se realizează cu ajutorul organelor și celulelor somatice (reproducție prin diviziune , înmugurire etc.).

Clasificări ale tipurilor de partenogeneză

Există mai multe clasificări ale reproducerii partenogenetice.

  1. După metoda de reproducere
    • Natural este modul normal în care unele organisme se reproduc în natură.
    • Artificial - cauzat experimental de acțiunea diverșilor stimuli asupra unui ovul nefertilizat, care în mod normal trebuie fertilizat .
  2. Prin completitudine
    • Rudimentar (rudimentar) - ouăle nefertilizate încep să se dividă, dar dezvoltarea embrionară se oprește în stadiile incipiente. Cu toate acestea, în unele cazuri, este, de asemenea, posibilă continuarea dezvoltării până la etapele finale (partenogeneză accidentală sau aleatorie).
    • Complet - dezvoltarea oului duce la formarea unui adult. Acest tip de partenogeneză se observă la toate tipurile de nevertebrate și la unele vertebrate .
  3. După metoda refacerii diploidiei
    • Ouăle cu dezvoltare ameiotică nu suferă meioză și rămân diploide . O astfel de partenogeneză (de exemplu, în Daphnia ) este un tip de reproducere clonală .
    • Meiotic - ouăle suferă meioză (în același timp devin haploide ). Un nou organism se dezvoltă dintr-un ou haploid (himenoptere și rotifere masculine ), sau oul restabilește diploidia într-un fel sau altul (de exemplu, prin endomitoză sau fuziune cu corpul polar )
  4. Prin prezența altor forme de reproducere în ciclul de dezvoltare
    • obliga – când este singura modalitate de reproducere
    • Ciclic - partenogeneza alternează în mod natural cu alte metode de reproducere în ciclul de viață (de exemplu, în dafnie și rotifere).
    • Opțional - care apare ca o excepție sau o metodă de rezervă de reproducere în forme care sunt în mod normal bisexuale.

Animale

Capacitatea de partenogeneză a fost observată la turbelari, trematode, melci, nematode, tardigrade, onicofore și alte grupuri de animale. Partenogeneza ciclică este caracteristică rotiferelor.

La artropode

Păianjenii , crustaceele și multe insecte - afidele , mai multe specii de gândaci, unele furnici și multe alte insecte sociale au capacitatea de a partenogeneză printre artropode [1] .

Printre crustacee, partenogeneza a fost observată la balanus , pește-scut, creveți de saramură goi (creveți de saramură). Partenogeneza ciclică sau obligatorie este caracteristică tuturor crustaceelor ​​ramificate (Cladocera). Daphnia, de exemplu, se reproduc prin partenogeneză ameiotică. În condiții favorabile, în daphnie apar doar femele. Dacă condițiile încep să se schimbe (uscarea rezervorului), masculii sunt eclozați din aceleași ouă, care fecundează femelele. Femelele depun ouă. Ouăle fertilizate se află în partea de jos a rezervorului și sunt capabile să reziste la uscarea rezervorului.

Printre artropode, s-a remarcat un tip special de partenogeneză - pedogeneza , descoperită în 1863 de omul de știință rus Nikolai Petrovici Wagner , care a publicat lucrarea Reproducerea spontană a omizilor în insecte, pentru care a fost distins cu Premiul Demidov al Academiei de Științe . Printre insecte, pedogeneza are loc la gândaci ( Coleoptera , Micromalthus debilis ), aripile evantai ( Strepsiptera ), viermii de pungă ( Psychidae ) și muschii biliari ( Cecidomyiidae ). De asemenea , pedogeneza este cunoscută la unele crustacee marine ramificate ( Cladocera ).

Furnici

La furnici, partenogeneza telitotică se găsește la 8 specii și poate fi împărțită în 3 tipuri principale: tip A - femelele produc femele și lucrătoare prin thelytoky , dar muncitorii sunt sterili și masculii sunt absenți ( Mycocepurus smithii ); tip B - muncitorii produc muncitori și potențiale femele prin thelytokyia; tip C - femelele produc femele prin thelytoky și muncitorii prin sex normal, în timp ce muncitorii produc femele prin thelytoky. Masculii sunt cunoscuți pentru tipurile B și C [2] . Tipul B se găsește la Cerapachys biroi [3] , două specii de mirmicine , Messor capitatus [4] și Pristomyrmex punctatus [5] [6] , iar la specia ponerine Platythyrea punctata [7] . Tipul C a fost găsit la furnicile alergătoare Cataglyphis cursor [8] și două specii de mirmicine Wasmannia auropunctata [9] și Vollenhovia emeryi [10] .

Termite

Reproducerea asexuată sub formă de partenogeneză telitică a fost găsită la 7 specii de termite , inclusiv: Reticulitermes speratus , Zootermopsis angusticollis , Kalotermes flavicollis , Bifiditermes beesoni [11] .

La vertebrate

Partenogeneza este rară la vertebrate și apare la aproximativ 70 de specii, reprezentând 0,1% din totalul vertebratelor. De exemplu, există mai multe specii de șopârle care se reproduc în mod natural prin partenogeneză ( șopârle de stâncă , dragoni de Komodo ). Populațiile partenogenetice au fost găsite și la unele specii de pești, amfibieni și păsări (inclusiv găini). Dintre mamifere, cazurile de partenogeneză nu sunt încă cunoscute [12] [13] .

Partenogeneza la dragonii de Komodo este posibilă deoarece oogeneza este însoțită de dezvoltarea unui polocite ( corp polar ) care conține o copie dublă a ADN-ului oului; polocitul nu moare și acționează ca un spermatozoid, transformând ovulul într-un embrion [14] .

În plante

Un proces similar în plante se numește apomixis . Reprezintă reproducerea prin semințe care au apărut fără fertilizare: fie ca urmare a unui tip de meioză care nu înjumătățește numărul de cromozomi, fie din celule ovul diploide . Deoarece multe plante au un mecanism special: fertilizarea dublă , atunci în unele dintre ele (de exemplu, la mai multe specii de cinquefoil ) este posibilă pseudogamia - atunci când semințele sunt obținute cu un embrion care se dezvoltă dintr-un ou nefertilizat, dar conțin endosperm triploid rezultat din polenizare . iar fuziunea triplă ulterioară [15] :83 .

„Partenogeneza” indusă de mamifere

La începutul anului 2000 s-a demonstrat că tratamentul in vitro al ovocitelor de mamifere (șobolani, macaci și apoi oameni) sau prevenirea separării celui de-al doilea corp polar în timpul meiozei poate induce partenogeneza [16] , în timp ce dezvoltarea în cultură poate fi adusă la stadiul de blastocist . Blastocisturile umane astfel obținute sunt potențial o sursă de celule stem pluripotente care pot fi utilizate în terapia celulară [17] .

În 2004 , în Japonia, prin fuzionarea a două ovocite haploide prelevate de la șoareci diferiți, a fost posibilă crearea unei celule diploide viabile, a cărei diviziune a condus la formarea unui embrion viabil, care, după ce a trecut de stadiul de blastocist, s-a dezvoltat într-o celulă viabilă. adult (vezi Kaguya ). Se presupune că acest experiment confirmă implicarea amprentarii genomice în moartea embrionilor formați din ovocite obținute de la un individ în stadiul de blastocist [18] .

Vezi și

Note

  1. ↑ Christian Rabeling și Daniel JC Kronauer. (2013). Partenogeneza telitocă în himenoptere eusociale. Arhivat 29 decembrie 2018 la Wayback Machine  - Annual Review of Entomology. Vol. 58: 273-292 (ianuarie 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-Gardening Fur Mycocepurus smithii (Hymenoptera: Formicidae)  (engleză) . PLoS ONE 4(8): e6781. doi:10.1371/journal.pone.0006781 (2009). Consultat la 13 iunie 2011. Arhivat din original pe 16 februarie 2012.
  3. ↑ Ravary F., Jaisson P. Absence of individual sterility in thelytokous colonies of the furnica Cerapachys biroi Forel (Formicidae, Cerapachyinae)  (English)  // Insectes Sociaux. - 2004. - Vol. 51 . - P. 67-73 .
  4. ↑ Grasso DAT, Wenceleers T., Mori A., Le Moli F., Billen J. (2000). Reproducerea muncitorilor thelytokous și lipsa infecției cu Wolbachia la furnica de recoltare Messor capitatus. Etologie, ecologie și evoluție 12: 309-314.
  5. ↑ Tsuji K. (1988). Partenogeneza obligatorie și diviziunea reproductivă a muncii la furnica japoneză fără regină Pristomyrmex pungens. Comportament, Ecologie și Sociobiologie 23: 247-255.
  6. ↑ Dobata S., Sasaki T., Mori H., Hasegawa E., Shimada M., Tsuji K. (2009). Genotipuri trișoare la furnica partenogenetică Pristomyrmex punctatus. Proceedings of the Royal Society London Series B 276: 567-74.
  7. ↑ Heinze J, Hölldobler B. (1995). Partenogeneza thelytokous și ierarhiile de dominanță la furnica ponerine, Platythyrea punctata. Naturwissenschaften 82: 40-41.
  8. ↑ Cagniant H. (1979). La parthénogénese thélytoque et arrhénotoque chez la fourmi Cataglyphis cursor Fonsc. (Imm. Form.). Cycle biologique en elevage 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). Reproducerea clonală de către masculi și femele la furnica mică de foc. Nature 435: 1230-1234.
  10. ↑ Ohkawara K., Nakayama M., Satoh A., Trindl A., Heinze J. (2006). Reproducerea clonală și diferențele genetice la o furnică polimorfă regină Vollenhovia emeryi. Scrisori biologice 2: 359-363.
  11. ↑ Kenji Matsuura. Reproducerea sexuală și asexuată la termite / Ed. David Edward Bignell, Yves Roisin, Nathan Lo. — Biologia termitelor: o sinteză modernă. - Springer Olanda, 2011. - P. 255-277. — ISBN 978-90-481-3976-7 .  (link indisponibil)
  12. ↑ Cine are nevoie de partenogeneză? . Preluat la 30 octombrie 2021. Arhivat din original la 30 octombrie 2021.
  13. ↑ Două femele de condor californian au produs descendenți fără masculi . Preluat la 30 octombrie 2021. Arhivat din original la 30 octombrie 2021.
  14. ↑ Creșterea virgină a șopârlelor de monitor Komodo - JOURNAL IN THE WORLD OF SCIENCE  (link inaccesibil)
  15. ↑ Viața plantelor. În 6 volume / Cap. ed. A. L. Takhtadzhyan . - M . : Educaţie , 1980. - V. 5. Partea 1. Plante cu flori / Ed. A. L. Takhtadzhyan. — 430 p.
  16. ↑ Neli Petrova Ragina, Jose Bernardo Cibelli . Celulele stem embrionare partenogenetice la primate non-umane // Trends in Stem Cell Biology and Technology, 2009, 39-55  (unavailable 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. Derivarea liniilor de celule stem embrionare umane din blastociste partenogenetice  // Cell Res   : jurnal. - 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. Nașterea de șoareci partenogenetici care se pot dezvolta până la vârsta adultă //  Nature: journal. - 2004. - Vol. 428 , nr. 6985 . - P. 860-864 . — ISSN 0028-0836 . - doi : 10.1038/nature02402 .  

Literatură

  Accesați articolul Wikidata  Dicționare și enciclopedii
În cataloagele bibliografice