Parthenogenesis hva den består av, typer, organismer

4309
Anthony Golden

De partenogenese er produksjon av et embryo fra en kvinnelig kjønnscellen uten genetisk bidrag fra en mannlig kjønnscellen, med eller uten eventuell utvikling til en voksen. I de fleste tilfeller er det ingen deltakelse av den mannlige kjønnscellen i reproduksjonsprosessen.

Imidlertid er det et spesielt tilfelle av parthenogenese kalt gymnogenesis, hvor deres deltakelse er nødvendig. I dette tilfellet kommer sædcellen inn i egget og aktiverer det for å starte utviklingen av en ny organisme..

Poeciliopsis gracilis, en fiskeart fra Mellom-Amerika, med parthenogenetisk reproduksjon. Foto av Coletti, T. Tatt og redigert fra fishbase.de

Parthenogenese er et veldig vanlig fenomen blant planter og dyr. Det er estimater at det kan forekomme i opptil 1% av det totale antallet kjente arter.

Det er en reproduksjonsmåte som kan forekomme i praktisk talt alle store grupper av dyr og planter. Kanskje er unntaket i de mer utviklede taxaene, som gymnospermer og pattedyr, der det ikke er noen pålitelige registreringer av forekomsten..

Artikkelindeks

  • 1 Hva er parthenogenese?
  • 2 typer
    • 2.1 -Ticoparthenogenesis
    • 2.2 -Ginogenese
    • 2.3 -Hybridgenese
  • 3 Andre typer
    • 3.1 -Geografisk parthenogenese
    • 3,2-syklisk parthenogenese
  • 4 Opprinnelsen til parthenogenetiske linjer
    • 4.1 Spontan
    • 4.2 Ved hybridisering
    • 4.3 Smittsom opprinnelse
    • 4.4 Smittsom opprinnelse
    • 4.5 Flerkausal opprinnelse
  • 5 Organismer der parthenogenese forekommer
    • 5.1 Rotorer
    • 5.2 Bløtdyr
    • 5.3 Krepsdyr
    • 5.4 Vertebrater
    • 5.5 Planter
  • 6 Referanser

Hva er parthenogenese?

Det enkleste begrepet partenogenese indikerer at det er utviklingen av eggcellen i et nytt individ uten at det oppstår befruktning. Imidlertid lider embryoene som produseres uten befruktning hos mange dyr en høy dødelighet.

I noen andre tilfeller er samstemmigheten mellom en mannlig kjønn nødvendig bare for å aktivere utvikling. Av denne grunn kan det sies at partenogenese består av "produksjonen av et embryo fra en kvinnelig kjønnsceller uten noe genetisk bidrag fra en mannlig kjønnsceller med eller uten eventuell utvikling hos en voksen".

Typer

Avhengig av de involverte cytologiske mekanismene, kan partenogenese være av flere typer, inkludert:

-Tikopartenogenese

Også kalt fakultativ parthenogenese, det kalles på denne måten når utviklingen av ufruktede egg skjer av og til og spontant. Denne typen parthenogenese er veldig vanlig hos dyr.

Ifølge noen forfattere er det den eneste virkelige typen partenogenese. Kjønnsdannelse ved aticoparthenogenesis involverer eller ikke kan meiotiske divisjoner. Avhengig av tilstedeværelsen eller fraværet av meiose, kan denne parthenogenesen i sin tur deles i:

Apomiktisk parthenogenese

Også kalt ameiotisk eller diploid. I dette er det undertrykkelse av meiose. Avkomene utvikler seg fra ufruktede egg, gjennom mitotisk deling.

Det gir opphav til organismer som er genetisk identiske med moren. Denne typen parthenogenese forekommer vanligvis i rotorer og de fleste grupper av leddyr..

Automatisk parthenogenese

Også kalt meiotisk eller haploid. I denne prosessen opprettholdes meiose. Gjenopprettingen av den diploide tilstanden skjer ved duplisering eller fusjon av kjønnsceller produsert av moren. Denne typen parthenogenese forekommer veldig ofte hos insekter.

-Gynogenese

Gynogenese er en spesiell type seksuell reproduksjon. I dette er det nødvendig at sædcellen trenger inn i egget for å aktivere embryonal utvikling..

Men, i motsetning til normal befruktning, forekommer ikke fusjon av mannlige og kvinnelige kjerner. Etter fusjonen av kjønnsceller degenererer sædkromosomene i cytoplasmaet til egget eller kan utvises fra zygoten..

Det gynogenetiske embryoet vil bare utvikle seg på bekostning av eggkjernen. På grunn av dette er gynogenetiske valper alle identiske kvinner som moren..

Denne typen reproduksjon kan forekomme når gynogenetiske kvinner pares med bifile menn av samme eller beslektede art. Noen forfattere anser det ikke som en skikkelig partenogenese.

-Hybridgenese

Det er en "hemiklonal" reproduksjonsmåte. I dette parrer foreldre til forskjellige arter og produserer hybrider. Halvparten av genomet overføres seksuelt, mens den andre halvparten er "klonalt".

Sædsikringer i kjernen til egget, og faderlige gener uttrykkes i somatiske vev, men de er systematisk ekskludert fra kimlinjen. Bare moren vil videreføre genomet til neste generasjon.

Denne typen parthenogenese forekommer vanligvis hos fiskearter av slekten Poeciliopsis, og har også blitt observert i ørkenmyren Cataglyphis hispanica.

Andre typer

Noen forfattere foretrekker en mer utilitaristisk klassifisering av denne typen reproduksjon, og skiller parthenogenese i to andre typer:

-Geografisk parthenogenese

Den er preget av sameksistens av en biseksuell form og en parthenogenetisk form, i en enkelt art eller i arter som er fylogenetisk tette, men som har ulik geografisk fordeling..

Parthenogenetiske organismer har en tendens til å oppta forskjellige områder fra deres nære slektninger som reproduserer seksuelt. Aseksuelle organismer har en tendens til å ha høyere fordeling i lengderetningen eller på høyden, på øyer, i xerofile omgivelser eller i forstyrrede habitater..

Denne typen parthenogenese er observert hos noen arter av planter, ormer, krepsdyr, insekter og øgler..

-Syklisk parthenogenese

Organismer kan reprodusere både seksuelt og parthenogenetisk. I noen perioder av året produseres bare kvinner ved partenogenese.

Imidlertid vil kvinnene i andre perioder produsere både kvinner og menn som vil reprodusere seksuelt..

Opprinnelsen til parthenogenetiske linjer

Hos biseksuelle arter der avkom er produsert ved parthenogenese, vil de generelt produsere parthenogenetiske hunner. Disse nye uniseksuelle linjene kan variere sterkt fenotypisk og genotypisk fra deres biseksuelle kongener. Det er flere mekanismer som kan gi opphav til disse parthenogenetiske linjene.

Spontan

Tapet av seksuell interaksjon skjer gjennom mutasjoner i gener som undertrykker meiose, modifiserer induksjon av sex ved miljøforhold og regulerer hormonuttrykk..

I ekstreme tilfeller kan mutasjonen handle ved å "reparere" genotypen til en strengt parthenogenetisk avstamning, som kan produsere parthenogenetiske menn og kvinner..

Ved hybridisering

Hybridisering er den vanligste måten å produsere parthenogenetiske slekter hos dyr, og kan observeres hos snegler, insekter, krepsdyr og mest unisex virveldyr.

De stammer fra kryssing av to biseksuelle arter som har høy heterozygositet og typiske alleler av foreldrenes arter. I disse kan meiose være en hindring og forårsake tap av seksualitet.

Smittsom opprinnelse

Det skjer ved hybridisering mellom parthenogenetiske kvinner og menn av samme eller nært beslektede art. Det antas å være hovedårsaken til polyploidi i unisexual organismer..

Strømmen av gener mellom seksuelle og parthenogenetiske linjer tillater spredning av gener på en smittsom måte. På grunn av dette kan seksuelle organismer stamme etter tur, eller skape en ny parthenogenetisk linje.

Smittsom opprinnelse

Wolbachia pipientis er en art av bakterier av phylum Proteobacteria som er hjemmet til omtrent 20% av alle insektarter.

Det er ansvarlig for reproduksjonsmanipulasjoner i vertene, for eksempel cytoplasmatisk inkompatibilitet, feminisering av genetiske menn, mannlig død og parthenogenese. Infiserer leddyr og nematoder.

Det overføres foreldre. Denne bakterien er i stand til å indusere parthenogenese i parasitoid veps av slekten Trichogramma så vel som midd og andre leddyr.

På den andre siden, Xiphinematobacter, andre bakterier, påvirker Dorylaimida nematoder og forårsaker også parthenogenese.

Multikausal opprinnelse

I mange arter er parthenogenetiske linjer generert av en enkelt mekanisme. Imidlertid kan de i andre arter oppstå gjennom forskjellige mekanismer. For eksempel har parthenogenetiske linjer av ostracods ofte en dobbel opprinnelse.

Diploide kloner stammer fra spontant tap av seksualitet, mens polyploide kloner oppstår fra hybridisering mellom parthenogenetiske hanner og kvinner av samme eller beslektede art.

Et annet eksempel er bladlus Rhopalosiphum padi. I denne arten kan parthenogenetiske linjer oppstå fra tre forskjellige opprinnelser: spontan, hybrid eller smittsom..

Organismer der parthenogenese forekommer

Rotorer

Blant Rotifera er det arter som bare reproduserer ved kvinnelig apomiktisk parthenogenese og arter som veksler denne parthenogenesen med vanlig seksuell reproduksjon.

Overgangen mellom aseksuell og seksuell reproduksjon styres av miljøet. Suksessen til rotiferarter som helt har mistet seksuell reproduksjon skyldes ifølge noen forfattere akkumulering av mutasjoner i perioder med eksponentiell apomiktisk parthenogenetisk reproduksjon.

Dette, sammen med den "mitotiske" kryssingen, vil gjøre det mulig å produsere tilstrekkelig genotypisk mangfold til å tilpasse seg forskjellige miljøforhold. På denne måten ville en stor fordel med seksuell reproduksjon bli eliminert..

Bløtdyr

Parthenogenese er rapportert for noen arter av gastropod bløtdyr. Blant disse artene er Potamopyrgus antipodarum, Tarebia granifera, og alle arter av slekten Melanoider.

Alle representanter for den sistnevnte slekten, bortsett fra det diploide løpet av M. tuberculata, de er polyploid.

Krepsdyr

Denne typen reproduksjon er dokumentert for mange grupper av krepsdyr, inkludert notostracos, conchostracos, anostracos, cladoceros, decapods og ostracods..

I Cladocera er den typiske reproduksjonsformen ved syklisk parthenogenese. Kvinner reproduserer parthenogenetisk fra vår til sommer.

Når miljøforholdene er ugunstige, reproduserer organismer seksuelt, med sikte på å danne egg som kan overleve lange ventetider..

Krepsdyr Cladocera Daphnia longispina med parthenogenetiske egg. Foto av Roland Birke / Photolibrary / Getty Image. Tatt og redigert fra thoughtco.com

Marmorkrabber (Procambarus fallax form virginalis) er de eneste kjente krepsdyrene fra dekapodene som bare reproduseres ved parthenogenese.

Vertebrater

Blant bruskfisk forekommer partenogenese i det minste ørnestråle, sebrahai og hammerhode. Hybridgenese er rapportert hos beinfisk for arter av slekten Poecilliopsis.

Noen andre fisk kan veksle mellom seksuell og parthenogenetisk reproduksjon. Mange firbenarter reproduserer ved parthenogenese. Det antas at hybridisering er den viktigste årsaken til denne typen reproduksjon i den samme.

Ticoparthenogenesis har også blitt rapportert i andre grupper av reptiler, hovedsakelig pythoner og andre slanger. Hos fugler er det observert spontan partenogenese hos kyllinger, kalkuner og noen arter av vaktler..

Hos pattedyr er moder- og fadergenomet nødvendig for normal embryonal utvikling. På grunn av dette forekommer parthenogenese ikke naturlig i disse organismer..

Dette er oppnådd eksperimentelt i laboratoriet. Imidlertid resulterer indusert parthenogenese ofte i unormal utvikling..

Planter

Mange plantearter presenterer veldefinerte mønstre for geografisk parthenogenese, hvor parthenogenetiske former ligger mer mot de kalde sonene. De seksuelle formene er i mellomtiden mer tropiske enn deres aseksuelle jevnaldrende..

Referanser

  1. C. Simon, F. Delmonte, C. Rispe, T. Crease (2003). Fylogenetiske forhold mellom parthenogener og deres seksuelle slektninger: mulige veier til parthenogenese hos dyr. Biological Journal of the Linnean Society.
  2. G. Scholtz, A. Braband, L. Tolley, A. Reiman, B. Mittmann, C. Lukhaup, F. Steuerwald, G. Vogt (2003). Parthenogenese i en utenforstående kreps. Natur.
  3. U. Mittwoch (1978). Parthenogenesis gjennomgangsartikkel. Tidsskrift for medisinsk genetikk.
  4. N.B. Tcherfas (1971). Naturlig og kunstig gynogenese av fisk. I: FAO 1971 Seminar / Study Tour in the U.S.S.R. om genetisk seleksjon og hybridisering av dyrkede fisker. 19. april - 29. mai 1968. Forelesninger. Rep. FAO / UNDP (TA), Gjenopprettet fra fao.org/.
  5. P.A. Eyer, L. Leniaud, H. Darras og S. Aron (2013). Hybridogenese gjennom thelytokøs parthenogenese i to Cataglyphis ørkenmyrer. Molekylær økologi.
  6. R.K.K. Koivisto, H. R. Braig (2003). Mikroorganismer og parthenogenese. Biological Journal of the Linnean Society.

Ingen har kommentert denne artikkelen ennå.