Parthenogeneesi

Parthenogenesis ( muista kreikan sanoista παρθένος γένεσις  - neitseellinen syntymä, kasveissa - apomixis , ἀπο- + μῖξις , ei-sekoittuminen) - "saman" -ionin" -reproduction -reproduction -muodon ns . organismit, joissa naisen sukupuolisolut ( munat ) kehittyvät aikuisessa organismissa ilman hedelmöitystä . Vaikka partenogeneettiseen lisääntymiseen ei liity uros- ja naaraspuolisten sukusolujen fuusioitumista , partenogeneesiä pidetään edelleen sukupuolisena lisääntymisenä, koska organismi kehittyy sukusolusta. Partenogeneesin uskotaan syntyneen kaksikotisten muotojen evoluution prosessissa.

Tapauksissa, joissa partenogeneettisiä lajeja edustavat (aina tai ajoittain) vain naaraat , yksi partenogeneesin tärkeimmistä biologisista eduista on nopeuttaa lajin lisääntymisnopeutta , koska kaikki tällaisten lajien yksilöt voivat jättää jälkeläisiä. Tämä lisääntymismenetelmä löytyy joistakin eläimistä, vaikkakin useammin suhteellisen primitiivisten organismien joukossa. Tapauksissa, joissa naaraat kehittyvät hedelmöittyneistä munista ja urokset hedelmöittämättömistä munista , partenogeneesi myötävaikuttaa sukupuolisuhteen säätelyyn (esimerkiksi mehiläisillä ). Usein partenogeneettiset lajit ja rodut ovat polyploideja ja syntyvät etähybridisaation seurauksena , mikä paljastaa tämän heteroosin ja korkean elinkelpoisuuden yhteydessä.

Partenogeneesi pitäisi katsoa sukupuolisen lisääntymisen ansioksi ja se on erotettava suvuttomasta lisääntymisestä , joka tapahtuu somaattisten elinten ja solujen avulla (lisäytyminen jakautumalla , orastumalla jne.).

Partenogeneesityyppien luokitukset

Partenogeneettiselle lisääntymiselle on useita luokituksia.

  1. Lisääntymismenetelmän mukaan
    • Luonnollinen on normaali tapa, jolla jotkut organismit lisääntyvät luonnossa.
    • Keinotekoinen - aiheutuu kokeellisesti erilaisten ärsykkeiden vaikutuksesta hedelmöittämättömään munasoluun, joka on normaalisti hedelmöitettävä .
  2. Täydellisyyden mukaan
    • Alkeellinen (alkeellinen) - hedelmöittämättömät munat alkavat jakautua, mutta alkion kehitys pysähtyy alkuvaiheessa. Joissakin tapauksissa on kuitenkin mahdollista jatkaa kehitystä myös viimeisiin vaiheisiin (vahingossa tai satunnainen partenogeneesi).
    • Täydellinen - munan kehitys johtaa aikuisen muodostumiseen. Tämän tyyppistä partenogeneesiä havaitaan kaikentyyppisissä selkärangattomissa ja joissakin selkärankaisissa .
  3. Diploidian palautusmenetelmän mukaan
    • Ameioottisesti kehittyvät munat eivät joudu meioosiin ja pysyvät diploideina . Tällainen partenogeneesi (esimerkiksi Daphniassa ) on eräänlainen klooninen lisääntyminen.
    • Meioottinen - munat käyvät läpi meioosin (samaan aikaan niistä tulee haploideja ). Haploidisesta munasta kehittyy uusi organismi (urospuoliset hymenoptera ja rotifers ) tai muna palauttaa diploidisuuden tavalla tai toisella (esim. endomitoosilla tai fuusioimalla napakappaleeseen )
  4. Muiden lisääntymismuotojen läsnäololla kehityssyklissä
    • pakollinen - kun se on ainoa tapa lisääntyä
    • Syklinen - partenogeneesi luonnollisesti vuorottelee muiden lisääntymismenetelmien kanssa elinkaaren aikana (esimerkiksi daphnioissa ja rotifereissa).
    • Valinnainen - esiintyy poikkeuksena tai varalla lisääntymismenetelmänä muodoissa, jotka ovat normaalisti biseksuaalisia.

Eläimet

Kyky partenogeneesiin havaittiin turbellaarisilla, trematodeilla, etanoilla, sukkulamadoilla, tardigradeilla, onychophorasilla ja muilla eläinryhmillä. Syklinen partenogeneesi on ominaista rotifereille.

Niveljalkaisissa

Hämähäkit , äyriäiset ja monet hyönteiset - kirvat , useat torakkalajit, jotkut muurahaiset ja monet muut sosiaaliset hyönteiset pystyvät partenogeneesiä niveljalkaisten keskuudessa [1] .

Äyriäisistä partenogeneesiä on havaittu balanusissa , kilpikaloissa, paljaissa suolavesikatkarapuissa (suolakatkarapu). Syklinen tai pakollinen partenogeneesi on ominaista kaikille haarautuneille äyriäisille (Cladocera). Esimerkiksi Daphnia lisääntyy ameioottisen partenogeneesin kautta. Suotuisissa olosuhteissa Daphniassa esiintyy vain naaraita. Jos olosuhteet alkavat muuttua (säiliön kuivuminen), urokset kuoriutuvat samoista munista, jotka hedelmöittävät naaraat. Naaraat munivat. Hedelmöitetyt munat lepäävät säiliön pohjalla ja kestävät säiliön kuivumisen.

Niveljalkaisten joukossa havaittiin erityinen partenogeneesi - pedogeneesi , jonka vuonna 1863 löysi venäläinen tiedemies Nikolai Petrovich Wagner , joka julkaisi teoksen Toukkien spontaani lisääntyminen hyönteisissä, josta hänelle myönnettiin tiedeakatemian Demidov-palkinto . Hyönteisistä pedogeneesiä esiintyy kovakuoriaisissa ( Coleoptera , Micromalthus debilis ), tuulensiipissä ( Strepsiptera ), säkkimatoissa ( Psychidae ) ja sappikääpiöissä ( Cecidomyiidae ). Myös pedogeneesi tunnetaan joissakin meren haarautuneissa äyriäisissä ( Cladocera ).

Muurahaiset

Muurahaisissa thelytoottista partenogeneesiä esiintyy kahdeksassa lajissa ja se voidaan jakaa kolmeen päätyyppiin: tyyppi A - naaraat tuottavat naaraita ja työntekijöitä thelytokyn kautta , mutta työntekijät ovat steriilejä ja uroksia puuttuu ( Mycocepurus smithii ); tyyppi B - työntekijät tuottavat työntekijöitä ja mahdollisia naisia ​​thelytokian kautta; tyyppi C - naaraat tuottavat naaraat thelytokyn kautta ja työntekijät normaalin sukupuolen mukaan, kun taas työntekijät tuottavat naaraat thelytokyn kautta. Urokset tunnetaan B- ja C-tyypeistä [2] . Tyyppiä B löytyy Cerapachys biroista [3] , kahdesta myrmisiinilajista , Messor capitatus [4] ja Pristomyrmex punctatus [5] [6] , sekä poneriinilajista Platythyrea punctata [7] . Tyyppiä C on löydetty juoksijamuurahaisista Cataglyphis cursor [8] ja kahdesta myrmisiinilajista Wasmannia auropunctata [9] ja Vollenhovia emeryi [10] .

Termiitit

Aseksuaalinen lisääntyminen teolyyttisen partenogeneesin muodossa havaittiin 7 termiittilajilla , mukaan lukien: Reticulitermes speratus , Zootermopsis angusticollis , Kalotermes flavicollis , Biflditermes beesoni [11] .

Selkärankaisilla

Parthenogeneesi on harvinainen selkärankaisilla ja sitä esiintyy noin 70 lajissa, mikä edustaa 0,1 % kaikista selkärankaisista. Esimerkiksi on olemassa useita liskolajeja, jotka lisääntyvät luonnollisesti partenogeneesin avulla ( kiviliskot , Komodon lohikäärmeet ). Partenogeneettisiä populaatioita on löydetty myös joistakin kalalajeista, sammakkoeläimistä ja linnuista (mukaan lukien kanoista). Nisäkkäillä partenogeneesitapauksia ei vielä tunneta [12] [13] .

Parthenogeneesi Komodon lohikäärmeissä on mahdollista, koska oogeneesiin liittyy polosyytin ( polaarinen kappale ), joka sisältää kaksoiskopion munan DNA:sta; polosyytti ei kuole ja toimii siittiönä muuttaen munasolun alkioksi [14] .

Kasveissa

Samanlaista prosessia kasveissa kutsutaan apomiksiksi . Se edustaa lisääntymistä siemenillä , jotka ovat syntyneet ilman hedelmöitystä: joko eräänlaisen meioosin seurauksena, joka ei puolita kromosomien määrää, tai diploidisista munasoluista . Koska monilla kasveilla on erityinen mekanismi: kaksinkertainen hedelmöitys , niin joissakin niistä (esimerkiksi useissa cinquefoil-lajeissa ) pseudogamia on mahdollista - kun siemenet saadaan hedelmöittämättömästä munasta kehittyvällä alkiolla, mutta sisältävät pölytyksestä syntyneen triploidisen endospermin . ja sitä seuraava kolmoisfuusio [15] :83 .

Nisäkkäiden aiheuttama "parthenogenesis"

Vuoden 2000 alussa osoitettiin, että nisäkkään munasolujen (rotat, makakit ja sitten ihmiset) in vitro -käsittely tai toisen polaarisen kappaleen erottumisen estäminen meioosin aikana voi indusoida partenogeneesiä [16] , kun taas kehitys viljelmässä voidaan viedä blastokystivaiheeseen . Näin saadut ihmisen blastokystit ovat mahdollisesti lähde pluripotenteille kantasoluille , joita voidaan käyttää soluterapiassa [17] .

Vuonna 2004 Japanissa fuusioimalla kaksi eri hiiristä otettua haploidista munasolua pystyttiin luomaan elinkykyinen diploidisolu, jonka jakautuminen johti elinkykyisen alkion muodostumiseen, joka blastokystivaiheen jälkeen kehittyi elinkelpoiseksi aikuinen (katso Kaguya ). Tämän kokeen oletetaan vahvistavan genomisen imprintingin osallisuuden yhdeltä blastokystivaiheessa olevalta yksilöltä saaduista munasoluista muodostuneiden alkioiden kuolemassa [18] .

Katso myös

Muistiinpanot

  1. ↑ Christian Rabeling ja Daniel JC Kronauer. (2013). Thelytokous Parthenogenesis in Eusocial Hymenoptera. Arkistoitu 29. joulukuuta 2018 Wayback Machinessa  - Annual Review of Entomology. Voi. 58: 273-292 (tammikuu 2013). DOI: 10.1146/annurev-ento-120811-153710
  2. ↑ Rabeling C., Lino-Neto J., Cappellari SC, Dos-Santos IA, Mueller UG, et ai. Thelytokous Parthenogenesis sieni-puutarhamuurahaisessa Mycocepurus smithii (Hymenoptera: Formicidae)  (englanniksi) . PLoS ONE 4(8): e6781. doi:10.1371/journal.pone.0006781 (2009). Haettu 13. kesäkuuta 2011. Arkistoitu alkuperäisestä 16. helmikuuta 2012.
  3. ↑ Ravary F., Jaisson P. Yksilöllisen steriiliyden puuttuminen muurahaisen Cerapachys biroi Forel (Formicidae, Cerapachyinae) pesäkkeissä  (englanniksi)  // Insectes Sociaux. - 2004. - Voi. 51 . - s. 67-73 .
  4. ↑ Grasso DAT, Wenceleers T., Mori A., Le Moli F., Billen J. (2000). Thelytokous työntekijän lisääntyminen ja Wolbachia-infektion puute sadonkorjuumuurahaisessa Messor capitatus. Ethology, Ecology and Evolution 12: 309-314.
  5. ↑ Tsuji K. (1988). Pakollinen partenogeneesi ja lisääntymistyönjako japanilaisessa kuningattarettomassa muurahaisessa Pristomyrmex pungensissa. Behavior, Ecology and Sociobiology 23: 247-255.
  6. ↑ Dobata S., Sasaki T., Mori H., Hasegawa E., Shimada M., Tsuji K. (2009). Huijarigenotyypit partenogeneettisessä muurahaisessa Pristomyrmex punctatusissa. Proceedings of the Royal Society London Series B 276: 567-74.
  7. ↑ Heinze J, Hölldobler B. (1995). Thelytokous partenogeneesi ja dominanssihierarkiat poneriinimuurahaisessa, Platythyrea punctatassa. Naturwissenschaften 82: 40-41.
  8. ↑ Cagniant H. (1979). La parthénogénese thélytoque et arrhénotoque chez la fourmi Cataglyphis cursor Fonsc. (Hym. muoto.). 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 ai. (2005). Urosten ja naaraiden klooninen lisääntyminen pienessä tulimuurahaisessa. Nature 435: 1230-1234.
  10. ↑ Ohkawara K., Nakayama M., Satoh A., Trindl A., Heinze J. (2006). Klonaalinen lisääntyminen ja geneettiset erot polymorfisessa kuningatar Vollenhovia emeryissä. Biological Letters 2: 359-363.
  11. ↑ Kenji Matsuura. Seksuaalinen ja aseksuaalinen lisääntyminen termiiteissä / Toim. David Edward Bignell, Yves Roisin, Nathan Lo. - Termiittien biologia: moderni synteesi. - Springer Alankomaat, 2011. - S. 255-277. — ISBN 978-90-481-3976-7 .  (linkki ei saatavilla)
  12. ↑ Kuka tarvitsee partenogeneesiä? . Haettu 30. lokakuuta 2021. Arkistoitu alkuperäisestä 30. lokakuuta 2021.
  13. ↑ Kaksi naaraspuolista kalifornialaista kondoria synnytti jälkeläisiä ilman uroksia . Haettu 30. lokakuuta 2021. Arkistoitu alkuperäisestä 30. lokakuuta 2021.
  14. ↑ Komodo-monitoriliskojen neitsytkasvatus - JOURNAL IN THE WORLD OF SCIENCE  (pääsemätön linkki)
  15. ↑ Kasvien elämä. 6 osaa / Ch. toim. A. L. Takhtadzhyan . - M . : Koulutus , 1980. - V. 5. Osa 1. Kukkivat kasvit / Toim. A. L. Takhtadzhyan. - 430 s.
  16. ↑ Neli Petrova Ragina, Jose Bernardo Cibelli . Partenogeneettiset alkion kantasolut muissa kädellisissä // Trends in Stem Cell Biology and Technology, 2009, 39-55  (linkki ei saatavilla) , 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. Ihmisalkion kantasolulinjojen johtaminen partenogeneettisistä blastokysteistä  // Cell Res   : päiväkirja. - 2007. - Voi. 17 , ei. 12 . - s. 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. Partenogeneettisten hiirten syntymät, jotka voivat kehittyä aikuisuuteen //  Nature: Journal. - 2004. - Voi. 428 , no. 6985 . - s. 860-864 . — ISSN 0028-0836 . - doi : 10.1038/luonto02402 .  

Kirjallisuus

  Siirry Wikidata-kohteeseen  Sanakirjat ja tietosanakirjat
Bibliografisissa luetteloissa