PARTHENOGENEZIS: MIBŐL ÁLL, TÍPUSAI, ORGANIZMUSAI - BIOLÓGIA - 2026

A parthenogenezis egy embrió előállítása egy nőstény ivarsejtből, hím ivarsejt genetikai hozzájárulása nélkül, akár felnőttké alakulva, akár anélkül. A legtöbb esetben a hím ivarsejt nem vesz részt a szaporodási folyamatban.

Van azonban egy olyan részenogenezis, amelyet gymnogenezisnek neveznek, amelyben részvételük szükséges. Ebben az esetben a sperma belép a tojásba és aktiválja azt egy új szervezet kifejlődésének elindításához.

Poeciliopsis gracilis, Közép-Amerikából származó halfaj, partenogenetikus szaporodással. Fotó: Coletti, T. Taken és szerkesztette a fishbase.de oldalról

A parthenogenezis nagyon gyakori jelenség a növények és állatok körében. Becslések szerint ez előfordulhat az ismert fajok legfeljebb 1% -ában.

Ez egy olyan szaporodási mód, amely gyakorlatilag az állatok és növények nagy csoportjaiban előfordulhat. Kivétel valószínűleg a fejlettebb taxonokban, mint például a gimnapermék és az emlősök, amelyek előfordulásáról nincs megbízható feljegyzés.

Mi a parthenogenezis?

A parthenogenezis legegyszerűbb fogalma azt jelzi, hogy a petesejt fejlődése egy új egyénben, megtermékenyülés nélkül. Sok állatban azonban a megtermékenyítés nélkül előállított embriók magas mortalitást szenvednek.

Bizonyos egyéb esetekben a hím ivarsejt párhuzamos működése csak a fejlődés aktiválása érdekében szükséges. Ezért elmondható, hogy a parthenogenezis "embrió előállítását nőivarú ivarsejtből, hím ivarsejt genetikai hozzájárulása nélkül, felnőttkori esetleges fejlődésével vagy anélkül".

típusai

Az érintett citológiai mechanizmusoktól függően a parthenogenezis többféle lehet, beleértve:

-Ticoparthenogenesis

Fakultatív partenogenezisnek is nevezik, így hívják, amikor a megtermékenyítetlen tojások fejlődése időnként és spontán módon fordul elő. Az ilyen típusú partenogenezis nagyon gyakori az állatokban.

Egyes szerzők szerint ez a parthenogenezis egyetlen valódi típusa. A gameták képződése az aticoparthenogenesisben meiotikus megoszlásokkal járhat, vagy nem. A meiozis jelenlététől vagy hiányától függően ezt a partenogenezist fel lehet osztani:

Apomiktikus partenogenezis

Ameiotikusnak vagy diploidnak is nevezik. Ebben a meiozis elnyomása történik. Az utódok megtermékenyítetlen tojásokból fejlődnek ki, mitotikus megosztáson keresztül.

Olyan organizmusokat hoz létre, amelyek genetikailag azonosak az anyával. Ez a fajta partenogenezis általában rotifériákban és az ízeltlábúak legtöbb csoportjában fordul elő.

Automatikus parthenogenezis

Meiotikusnak vagy haploidnak is nevezik. Ebben a folyamatban a meiozis fennmarad. A diploid állapot helyreállítása az anya által termelt ivarsejtek megduplázódásával vagy fúziójával történik. Az ilyen típusú partenogenezis nagyon gyakran fordul elő rovarokban.

-Ginogenesis

A gynogenezis a szexuális szaporodás speciális típusa. Ebben szükséges, hogy a sperma behatoljon az ovulusba az embrionális fejlődés aktiválása érdekében.

A normál megtermékenyítéssel ellentétben a hím és a női mag nem fuzionálódik. A ivarsejtek fúziója után a sperma kromoszómái a petesejt citoplazmájában degenerálódnak vagy kiürülhetnek a zigótából.

A gynogenetikus embrió csak a petesejtmag kárára fejlődik ki. Emiatt a nőstény kölykök azonosak az anyával.

Ez a fajta szaporodás akkor fordulhat elő, amikor a nőstény nőstények párosulnak biszexuális hímekkel, azonos vagy rokon fajokkal. Egyes szerzők ezt nem tartják megfelelő partenogenezisnek.

-Hybridgenesis

A szaporodás "hemiclonális" módja. Ebben a különféle fajok szülei párosodnak és hibridjeket termelnek. A genom fele szexuális úton terjed, míg a másik fele "klónálisan".

A sperma a petesejtmagban megolvad és az apai gének szomatikus szövetekben expresszálódnak, de szisztematikusan ki vannak zárva a csíravonalból. Csak az anya adja át a genomot a következő generációnak.

Az ilyen típusú partenogenezis általában a Poeciliopsis nemzetséghez tartozó halfajokban fordul elő, és a Cataglyphis hispanica sivatagban is megfigyelték.

Egyéb típusok

Egyes szerzők inkább az ilyen típusú szaporodás utólagosabb osztályozását részesítik előnyben, megkülönböztetve a partenogenezist két másik típusra:

-Geographic Parthenogenesis

Jellemzője egy biszexuális forma és egy partenogenetikus forma együttes fennállása egyetlen fajban vagy filogenetikailag közel álló, de földrajzilag eltérő eloszlású fajban.

A partenogenetikus organizmusok általában különböző tartományokat foglalnak el a szexuálisan szaporodó közeli hozzátartozóiktól. Az asexuális organizmusok nagyobb eloszlással rendelkeznek szélességben vagy magasságban, szigeteken, xerofil környezetben vagy zavart élőhelyeken.

Ez a fajta partenogenezis megfigyelt néhány növényfajban, férgekben, rákfélékben, rovarokban és gyíkokban.

-Ciklusos partenogenezis

A szervezetek képes reprodukálni mind szexuálisan, mind partenogenetikusan. Az év bizonyos időszakaiban csak nőstényeket termelnek partenogenezis.

Más időszakokban azonban a nőstények nőstényeket és hímeket is termelnek, akik nemi úton szaporodnak.

A partenogenetikus vonalok eredete

A biszexuális fajokban, amelyekben az utódokat partenogenezis útján állítják elő, általában partenogenetikus nőstényeket termelnek. Ezek a kialakuló egynemű vonalcsoportok fenotípusos és genotípusos módon nagyban különbözhetnek biszexuális rokonoktól. Számos mechanizmus okozhatja ezeket a partenogenetikus vonalokat.

Spontán

A szexuális interakció elvesztése olyan gének mutációi révén következik be, amelyek elnyomják a meiozist, módosítják a nemi indukciót környezeti körülmények között és szabályozzák a hormonális expressziót.

Szélsőséges esetekben a mutáció szigorúan partenogenetikus vonal genotípusának "kijavításával" működhet, amely parthenogenetikus hímeket és nőket eredményezhet.

Hibridizációval

A hibridizáció az állatok partenogenetikus vonalának előállításának leggyakoribb módja, és csigákban, rovarokban, rákfélékben és a legtöbb egynemű gerincesben megfigyelhető.

Két olyan biszexuális faj keresztezéséből származnak, amelyek magas heterozigózisúak és a szülői fajok jellemző alléljai. Ezekben a meiozis akadályt jelenthet, ami a szexualitás elvesztését okozhatja.

Fertőző eredetű

A partenogenetikus nőstény nők és az azonos vagy szorosan rokon fajú hímek közötti hibridizációval fordul elő. Úgy gondolják, hogy ez az uniszexuális szervezetekben a poliploidia fő oka.

A génáramlás a szexuális és a partenogenetikus vonalak között lehetővé teszi a gének fertőző módon történő terjedését. Emiatt a szexuális organizmusok származhatnak, vagy új partenogenetikai vonalat hozhatnak létre.

Fertőző eredet

A Wolbachia pipientis a növényvédő baktériumok baktériumfaja, amely az összes rovarfaj kb. 20% -át hordozza.

Felelős a gazdaszervezetben zajló reproduktív manipulációkért, például a citoplazmatikus összeférhetetlenségért, a genetikai hímek feminizációjáért, a férfiak haláláért és a parthenogenezisért. Fertőzi az ízeltlábúkat és fonálférgeket.

Szülői módon továbbítja. Ez a baktérium képes a partenogenezis indukálására a Trichogramma nemzetség parazitoid darazsain, valamint az atkákban és más ízeltlábúakban.

Másrészről, a Xiphinematobacter, egy másik baktérium, befolyásolja a Dorylaimida fonálférgeket, szintén parthenogenezist okozva.

Többfelhasználású eredet

Sok fajban a partenogenetikus vonalokat egyetlen mechanizmus generálja. Más fajokban azonban ezek különféle mechanizmusok révén fordulhatnak elő. Például az ostracod partenogenetikus vonalai gyakran kettős eredetűek.

A diploid klónok a szexualitás spontán elvesztéséből származnak, míg a poliploid klónok az azonos vagy rokon fajok partenogenetikus férfiak és nőstények hibridizációjából származnak.

Egy másik példa a levéltetű Rhopalosiphum padi esete. Ebben a fajban a parthenogenetikus vonal három különböző eredetből származhat: spontán, hibrid vagy fertőző.

Organizmusok, amelyekben a partenogenezis előfordul

kerekesférgek

A Rotifera között vannak olyan fajok, amelyek csak a nők apoktikus parthenogenezisével szaporodnak, és azok a fajok, amelyek ezt a parthenogenezist a szokásos szexuális reprodukcióval váltakoznak.

A szexuális és a szexuális reprodukció közötti átmenetet a környezet szabályozza. Egyes szerzők szerint a szexuális szaporodást elveszítő rotifer fajok sikere annak következménye, hogy a mutációk felhalmozódnak az exponenciális apomiktikus partenogenetikus reprodukció időszakaiban.

Ez a „mitotikus” keresztezéssel együtt elegendő genotípusos diverzitást eredményezhetne a különböző környezeti feltételekhez való alkalmazkodás érdekében. Ily módon kiküszöbölhető a szexuális szaporodás nagy előnye.

puhatestűek

Parthenogenezisről számoltak be a haslábú puhatestűek egyes fajain. Ezek között a fajok között található a Potamopyrgus antipodarum, a Tarebia granifera és a Melanoides nemzetség összes faja.

Az utóbbi nemzetség összes képviselője, kivéve az M. tuberculata diploid faját, poliploid.

rákfélék

Az ilyen típusú szaporodást számos rákfélék esetében dokumentálták, ideértve a notostracos, conchostracos, anostracos, cladocerans, dekapodekat és ostracodákat.

A Cladocera esetében a szaporodás tipikus formája a ciklikus partenogenezis. A nőstények tavasszal-nyárig parthenogenetikus úton szaporodnak.

Ha a környezeti feltételek kedvezőtlenek, az organizmusok nemi úton szaporodnak, hogy olyan petesejteket képezzenek, amelyek hosszú ideig képesek túlélni nyugalmi állapotokban.

Rákfélék Cladocera Daphnia longispina partenogenetikus tojásokkal. Fotó: Birke Roland / Fotokönyv / Getty Image. Készült és szerkesztette a gondolkodó.com webhelyről

A márványrákok (Procambarus fallax forma virginalis) az egyetlen ismert pusztás rákfélék, amelyek csak a partenogenezis során szaporodnak.

Gerincesek

A porcos halak közül a parthenogenezis legalább a sassugarakban, a zebrákban és a kalapácsfejű cápaban fordul elő. A csontozott halakban a Poecilliopsis nemzetséghez tartozó fajok hibridinéziséről számoltak be.

Néhány más hal váltakozhat nemi és partenogenetikus szaporodással. Sok gyíkfaj szaporodik a partenogenezis útján. Úgy gondolják, hogy a hibridizáció az ilyen típusú szaporodás fő oka.

Ticoparthenogenezist is jelentettek más hüllők csoportjaiban, elsősorban pitonok és más kígyók esetében. Madarakban spontán parthenogenezist figyeltek meg csirkékben, pulykákban és néhány fürjfajban.

Emlősökben az anyai és apai genomok szükségesek a normális embrionális fejlődéshez. Emiatt a parthenogenezis ezekben az organizmusokban nem fordul elő természetesen.

Ezt kísérletileg sikerült elérni a laboratóriumban. Az indukált partenogenezis azonban gyakran rendellenes fejlődést eredményez.

Növények

Számos növényfaj határozza meg a földrajzi partenogenezis jól meghatározott mintáit, ahol a partenogenetikus formák inkább a hideg zónák felé helyezkednek el. A szexuális formák ugyanakkor trópusibbak, mint az aszexuális társaik.

Irodalom

1. C. Simon, F. Delmonte, C. Rispe, T. Crease (2003). A parthenogének és szexuális rokonaik közötti filogenetikai kapcsolatok: az állatok parthenogenezisének lehetséges útjai. A Linnean Társaság Biológiai Folyóirata.
2. G. Scholtz, A. Braband, L. Tolley, Reiman A., B. Mittmann, C. Lukhaup, F. Steuerwald, G. Vogt (2003). Parthenogenezis egy kívülálló rákban. Természet.
3. U. Mittwoch (1978). Parthenogenezis-áttekintő cikk. Journal of Medical Genetics.
4. NB Tcherfas (1971). A halak természetes és mesterséges gynogenezise. In: FAO 1971. évi szeminárium / tanulmányút a Szovjetunióban a tenyésztett halak genetikai szelekciójáról és hibridizációjáról. 1968. április 19. - május 29. Előadások. FAO / UNDP (TA) képviselő, helyreállítva a fao.org/ webhelyről.
5. PA Eyer, L. Leniaud, H. Darras és S. Aron (2013). Hibridogenezis a thelytokous parthenogenezis révén két Cataglyphis sivatagi hangyában. Molekuláris ökológia.
6. RKK Koivisto, HR Braig (2003). Mikroorganizmusok és partenogenezis. A Linnean Társaság Biológiai Folyóirata.