Parthenogenéza v tom, čo sa skladá, typy, organizmy

partenogenéza je produkcia embrya zo samičieho pohlavia bez genetického prínosu mužského pohlavia, s alebo bez konečného vývoja u dospelého jedinca. Vo väčšine prípadov nie je účasť mužského pohlavia v reprodukčnom procese.

Existuje však osobitný prípad partenogenézy nazývanej gymnogenéza, v ktorej je potrebná jej účasť. V tomto prípade spermie vstupujú do vajíčka a aktivujú ho, aby sa začal vývoj nového organizmu.

Parthenogenéza je veľmi častým javom medzi rastlinami a zvieratami. Existujú odhady, ktoré sa môžu vyskytnúť až do 1% z celkového počtu známych druhov.

Je to spôsob rozmnožovania, ktorý sa môže stať prakticky vo všetkých veľkých skupinách zvierat a rastlín. Výnimkou môžu byť najpokročilejšie taxóny, ako sú gymnospermy a cicavce, v ktorých neexistujú spoľahlivé záznamy o ich výskyte..

index

• 1 Čo sa skladá z parthenogenézy??
• 2 Typy
  • 2.1 -Tikoparthenogenéza
  • 2,2-Ginogenéza
  • 2.3-Hybridizácia
• 3 Iné typy
  • 3.1 - Geografická heterogenita
  • 3.2 - Cyklická heterogenita
• 4 Pôvod partenogénnych línií
  • 4.1 Spontánne
  • 4.2 Hybridizáciou
  • 4.3 Nákazlivý pôvod
  • 4.4 Infekčný pôvod
  • 4.5 Viacnásobný pôvod
• 5 Organizmy, v ktorých dochádza k partenogenéze
  • 5.1 Rotátory
  • 5.2 Mäkkýše
  • 5.3 Kôrovce
  • 5.4 Stavovce
  • 5.5 Rastliny
• 6 Referencie

Z čoho sa skladá parthenogenéza??

Najjednoduchší koncept parthenogenézy naznačuje, že ide o vývoj vaječnej bunky u nového jedinca bez výskytu oplodnenia. U mnohých zvierat však embryá produkované bez hnojenia trpia vysokou úmrtnosťou.

V niektorých iných prípadoch je súbežnosť mužského pohlavia nevyhnutná len na aktiváciu vývoja. Preto možno povedať, že partenogenéza spočíva v "produkcii embrya zo samičieho pohlavia bez akéhokoľvek genetického príspevku mužského pohlavia s alebo bez konečného vývoja u dospelého"..

typ

V závislosti od cytologických mechanizmov môže byť partenogenéza niekoľkých typov, vrátane:

-Ticopartenogénesis

Tiež nazývaná fakultatívna partenogenéza, je takto nazývaná, keď sa vývoj neplodných vajíčok vyskytuje príležitostne a spontánne. Tento typ partenogenézy je u zvierat veľmi bežný.

Podľa niektorých autorov je to jediný skutočný typ partenogenézy. Tvorba gamét v tikoparthenogenéze môže alebo nemusí zahŕňať meiotické delenie. Podľa prítomnosti alebo neprítomnosti meiózy možno túto partenogenézu rozdeliť na:

Apomictic parthenogenesis

Tiež nazývaný ameiotic alebo diploid. V tomto je potlačenie meiózy. Deti sa vyvíjajú z neoplodnených vajíčok, cez mitotickú divíziu.

Vzniká tak pre matku geneticky identické organizmy. Tento typ partenogenézy sa zvyčajne vyskytuje v rotiferoch a vo väčšine skupín článkonožcov.

Automatická partenogenéza

Tiež nazývaný meiotic alebo haploid. V tomto procese sa udržuje meióza. Obnovenie diploidného stavu nastáva v dôsledku duplikácie alebo fúzie gamét produkovaných matkou. Tento typ parthenogenézy sa vyskytuje veľmi často u hmyzu.

-ginogénesis

Gynogenéza je špeciálny typ sexuálnej reprodukcie. V tomto prípade je nevyhnutné, aby spermie prenikli do vajíčka, aby aktivovali embryonálny vývoj.

Na rozdiel od normálneho oplodnenia však neexistuje fúzia mužského a ženského jadra. Po fúzii gamét sa chromozómy spermií degenerujú vo vnútri cytoplazmy vajíčka alebo môžu byť vylúčené zo zygoty..

Gynogenetické embryo sa bude vyvíjať len na úkor jadra vajíčka. Z tohto dôvodu sú gynogénne mláďatá všetky samice identické s matkou.

K tomuto typu reprodukcie môže dôjsť, keď sa gynogenetické samičky spárujú so samcami bisexuálnej formy rovnakého druhu alebo príbuzných druhov. Niektorí autori ju nepovažujú za vhodnú partenogenézu.

-Hibridogénesis

Je to "hemiklonálny" režim reprodukcie. V tomto, rodičia rôznych druhov mate a produkovať hybridy. Polovica genómu sa prenáša pohlavne, zatiaľ čo druhá polovica to "klonálne".

Spermie je fúzované v jadre vajíčka a otcovské gény sú exprimované v somatických tkanivách, ale sú systematicky vylúčené zo zárodočnej línie. Len matka odovzdá genóm ďalšej generácii.

Tento typ parthenogenézy sa zvyčajne vyskytuje u druhov rýb rodu Poeciliopsis, a bol tiež pozorovaný v púštnom mravenci Cataglyphis hispanica.

Iné typy

Niektorí autori uprednostňujú utilitaristickejšiu klasifikáciu tohto typu reprodukcie, ktorá odlišuje parthenogenézu do dvoch ďalších typov:

-Geografická partenogenéza

Vyznačuje sa koexistenciou bisexuálnej formy a partenogénnej formy, u jedného druhu alebo u fylogeneticky blízkych druhov, ale s odlišným geografickým rozložením..

Parthenogénne organizmy majú tendenciu obsadzovať rôzne rozsahy od tých blízkych, ktorí sa pohlavne rozmnožujú. Asexuálne organizmy majú tendenciu mať vyššie rozdelenie v šírke alebo nadmorskej výške, na ostrovoch, v xerofilných prostrediach alebo v narušených biotopoch..

Tento typ partenogenézy bol pozorovaný u niektorých druhov rastlín, červov, kôrovcov, hmyzu a jašteríc..

-Cyklická partenogenéza

Organizmy sa môžu reprodukovať sexuálne aj partenogénne. V niektorých obdobiach roka sa partenogenézou produkujú len samice.

Avšak v iných obdobiach samičky budú produkovať samice aj samce, ktoré sa budú pohlavne rozmnožovať.

Pôvod partenogénnych línií

Pri bisexuálnych druhoch, kde sú potomstvo produkované partenogenézou, všeobecne produkujú partenogénne samice. Tieto vznikajúce unisexuálne línie sa môžu odlišovať fenotypovo a genotypicky od svojich bisexuálnych kongenérov. Existuje niekoľko mechanizmov, ktoré môžu viesť k vzniku týchto partenogénnych línií.

spontánna

Strata sexuálnej interakcie nastáva prostredníctvom mutácií v génoch, ktoré potláčajú meiózu, modifikujú indukciu pohlavia v podmienkach prostredia a regulujú hormonálnu expresiu..

V extrémnych prípadoch by mutácia mohla pôsobiť „opravou“ genotypu striktne partenogénnej línie, ktorá by mohla produkovať partenogénne samce a samice..

Hybridizáciou

Hybridizácia je najčastejším spôsobom, ako produkovať partenogénne línie u zvierat, ktoré je možné pozorovať u slimákov, hmyzu, kôrovcov a väčšiny unisexualných stavovcov..

Pochádzajú z kríženia dvoch bisexuálnych druhov, ktoré majú vysokú heterozygotnosť a alely typické pre rodičovské druhy. V týchto prípadoch môže byť meióza prekážkou, ktorá spôsobuje stratu sexuality.

Nákazlivý pôvod

Vyskytuje sa hybridizáciou medzi partenogénnymi samicami a samcami rovnakého alebo príbuzného druhu. Predpokladá sa, že je hlavnou príčinou polyploidie v unisexualných organizmoch.

Tok génov medzi pohlavnými a partenogénnymi líniami umožňuje šírenie génov nákazlivým spôsobom. Z tohto dôvodu môžu byť vytvorené sexuálne organizmy, alebo môže byť vytvorená nová partenogénna línia.

Infekčný pôvod

Wolbachia pipientis je druh baktérie kmeňa Proteobacteria pokrývajúci približne 20% všetkých druhov hmyzu.

Je zodpovedná za reprodukčné manipulácie v hostiteľoch, ako je cytoplazmatická inkompatibilita, feminizácia genetických samcov, mužská smrť a partenogenéza. Infikuje článkonožce a háďatká.

Prenáša sa rodičovskými prostriedkami. Táto baktéria je schopná indukovať partenogenézu u parazitoidných osí rodu Trichogramma ako aj roztoče a iné článkonožce.

Na druhej strane, Xiphinematobacter, iná baktéria, ovplyvňuje háďatká Dorylaimida a spôsobuje ich aj partenogenézu.

Viacnásobný pôvod

V mnohých druhoch sú partenogénne línie generované jediným mechanizmom. U iných druhov však môžu vzniknúť prostredníctvom niekoľkých mechanizmov. Napríklad partenogénne línie ostracodov majú často dvojaký pôvod.

Diploidné klony pochádzajú zo spontánnej straty sexuality, zatiaľ čo polyploidné klony vznikajú z hybridizácie medzi samcami a partenogénnymi samičkami rovnakého druhu alebo príbuzného druhu..

Ďalším príkladom je prípad vošiek Rhopalosiphum padi. V tomto druhu môžu partenogénne línie vzniknúť z troch rôznych pôvodov: spontánnych, hybridných alebo nákazlivých.

Organizmy, v ktorých dochádza k partenogenéze

Vírniky

Medzi Rotifera existujú druhy, ktoré sa reprodukujú iba ženskou apomikotickou partenogenézou a druhmi, ktoré striedajú túto partenogenézu s bežnou sexuálnou reprodukciou..

Prechod medzi asexuálnou a sexuálnou reprodukciou je kontrolovaný prostredím. Úspech druhov, ktoré úplne stratili pohlavné rozmnožovanie, je podľa niektorých autorov spôsobený akumuláciou mutácií v obdobiach partenogénnej apomictickej exponenciálnej reprodukcie..

To by spolu s "mitotickým" krížením umožnilo, aby sa vyskytla dostatočná genotypová diverzita, ktorá by sa prispôsobila rôznym podmienkam prostredia. Týmto spôsobom by sa eliminovala veľká výhoda sexuálnej reprodukcie.

mäkkýše

Parthenogenéza bola hlásená u niektorých druhov ulitníkov. Medzi týmito druhmi sú Potamopyrgus antipodarum, Tarebia granifera, a všetky druhy rodu Melanoides.

Všetci zástupcovia tohto posledného rodu, okrem diploidnej rasy M. tuberculata, sú polyploidné.

kôrovce

Tento typ rozmnožovania bol dokumentovaný pre početné skupiny kôrovcov, vrátane notostrakokov, konchostrakov, anostrakopov, perloočiek, dekapodov a ostrakovcov..

V kladocere je typickou formou reprodukcie cyklická partenogenéza. Samice sa reprodukujú partenogénne od jari do leta.

Keď sú environmentálne podmienky nepriaznivé, organizmy sa pohlavne rozmnožujú s cieľom vytvoriť cystické vajíčka, ktoré môžu prežiť dlhé obdobia v spiacich stavoch..

Mramorové kraby (Procambarus fallax tvar virginalis) sú jedinými známymi kôrovcami, ktorí sa rozmnožujú iba na základe partenogenézy.

stavovce

Medzi chrupavkovitými rybami sa vyskytuje aspoň partenogenéza aspoň v orlovom lúke, žralokovi zebra a žralokovi kladivom. V prípade kostnej ryby bola zaznamenaná hybridogenéza pre druhy rodu Poecilliopsis.

Niektoré iné ryby môžu striedať sexuálnu a partenogénnu reprodukciu. Mnohé druhy jašteríc sa reprodukujú partenogenézou. Predpokladá sa, že hybridizácia je hlavnou príčinou tohto typu reprodukcie.

Taktiež bola hlásená tikopartenogenéza v iných skupinách plazov, najmä v pytochónoch a iných hadoch. U vtákov sa pozorovala spontánna partenogenéza u kurčiat, moriek a niektorých druhov prepelíc.

U cicavcov sú pre normálny embryonálny vývoj nevyhnutné materské a otcovské genómy. Z tohto dôvodu sa v týchto organizmoch prirodzene nevyskytuje parthenogenéza.

Toto sa dosiahlo experimentálne v laboratóriu. Avšak indukovaná partenogenéza zvyčajne vedie k abnormálnemu vývoju.

rastliny

Početné druhy rastlín majú dobre definované vzory geografickej partenogenézy, kde sú partenogénne formy umiestnené viac smerom k chladným zónam. Sexuálne formy sú na druhej strane viac tropické ako ich asexuálni partneri.

referencie

1. C. Simon, F. Delmonte, C. Rispe, T. Crease (2003). Fylogenetické vzťahy medzi partenogénmi a ich sexuálnymi príbuznými: možné cesty k partenogenéze u zvierat. Biological Journal of Linnean Society.
2. G. Scholtz, A. Braband, L. Tolley, A. Reiman, B. Mittmann, C. Lukhaup, F. Steuerwald, G. Vogt (2003). Parthenogenéza u nečlenských rakov. príroda.
3. U. Mittwoch (1978). Parthenogenesis review article. Journal of Medical Genetics.
4. N.B. Tcherfas (1971). Prírodné a umelé gynogenézy rýb. In: FAO 1971 Seminár / študijná cesta v U.S.S.R. o genetickom výbere a hybridizácii kultivovaných rýb. 19. apríla - 29. mája 1968. Prednášky. Rep. FAO / UNDP (TA), Zdroj: fao.org/.
5. P Eyer, L. Leniaud, H. Darras a S. Aron (2013). Hybridogenéza prostredníctvom thelytokous partenogenézy v dvoch Cataglyphis púštnych mravcoch. Molekulárna ekológia.
6. R.K.K. Koivisto, H. R. Braig (2003). Mikroorganizmy a partenogenéza. Biological Journal of Linnean Society.