Parthenogenese i hvad det består af, typer, organismer



den partenogenese er produktion af et embryo fra en kvindelig gamete uden genetisk bidrag fra en mandlig gamete, med eller uden evt. udvikling hos en voksen. I de fleste tilfælde er der ingen deltagelse af den mandlige gamete i reproduktionsprocessen.

Der er dog et særligt tilfælde af parthenogenese kaldet gymnogenese, hvor dets deltagelse er nødvendig. I dette tilfælde kommer sædcellerne ind i ægget og aktiverer det for at starte udviklingen af ​​en ny organisme.

Parthenogenese er et meget almindeligt fænomen mellem planter og dyr. Der er estimater, der kan forekomme i op til 1% af det samlede antal kendte arter.

Det er en reproduktionsform, der kan ske i næsten alle store grupper af dyr og planter. Undtagelsen kan være i de mest avancerede taxa, såsom gymnospermer og pattedyr, hvor der ikke er pålidelige registreringer af deres forekomst.

indeks

  • 1 Hvad består parthenogenese af??
  • 2 typer
    • 2.1-Ticophenogenese
    • 2,2-ginogenese
    • 2,3-hybridisering
  • 3 Andre typer
    • 3.1 - Geografisk heterogenitet
    • 3.2 - Cyklisk heterogenitet
  • 4 Oprindelse af parthenogenetic lineages
    • 4.1 Spontan
    • 4.2 Ved hybridisering
    • 4.3 Smitsom oprindelse
    • 4.4 Infektiøs oprindelse
    • 4.5 Multikausal oprindelse
  • 5 Organer, hvor parthenogenese forekommer
    • 5.1 Rotiferer
    • 5.2 Mollusker
    • 5.3 Krebsdyr
    • 5.4 hvirveldyr
    • 5.5 Planter
  • 6 referencer

Hvad består parthenogenese af??

Det enkleste koncept for parthenogenese indikerer, at det er udviklingen af ​​ægcellen i et nyt individ uden forekomsten af ​​befrugtning. Imidlertid lider embryonerne, der produceres uden befrugtning, i mange dyr en høj dødelighed.

I nogle andre tilfælde er sammenkædning af en mandlig gamete kun nødvendig for at aktivere udviklingen. Derfor kan det siges, at parthenogenese består af "produktion af et embryo fra en kvindelig gamete uden genetisk bidrag fra en mandlig gamete med eller uden eventuel udvikling hos en voksen".

typen

Afhængigt af de involverede cytologiske mekanismer kan parthenogenese være af flere typer, herunder:

-Ticopartenogénesis

Også kaldet fakultativ parthenogenese kaldes den på denne måde, når udviklingen af ​​ubefrugtede æg forekommer lejlighedsvis og spontant. Denne type parthenogenese er meget almindelig hos dyr.

Ifølge nogle forfattere er det den eneste ægte type parthenogenese. Dannelsen af ​​gameter i ticoparthenogenesen kan eller måske ikke involvere meotiske divisioner. Ifølge tilstedeværelsen eller fraværet af meiose kan denne parthenogenese opdeles i:

Apomictisk parthenogenese

Også kaldet ameiotisk eller diploid. Heri er der undertrykkelse af meiose. Børn udvikles fra ubefrugtede æg gennem en mitotisk division.

Det giver anledning til genetisk identiske organismer til moderen. Denne type parthenogenese forekommer sædvanligvis i rotorer og de fleste grupper af leddyr.

Automatisk parthenogenese

Også kaldet meiotisk eller haploid. I denne proces opretholdes meiosi. Genoprettelsen af ​​den diploide tilstand opstår på grund af duplikering eller fusion af gameter produceret af moderen. Denne type parthenogenese forekommer meget ofte i insekter.

-ginogénesis

Gynogenese er en særlig type seksuel reproduktion. I dette er det nødvendigt, at sædcellerne trænger ind i ægget for at aktivere embryonisk udvikling.

Men i modsætning til normal befrugtning er der ingen fusion af mandlige og kvindelige kerne. Efter sammensmeltningen af ​​gameter, spredes spermens kromosomer degender inde i æggens cytoplasma, eller de kan udvises fra zygot.

Det gynogenetiske embryo vil kun udvikle sig på bekostning af æggens kerne. På grund af dette er de gynogene hvalpe alle kvinder, der er identiske med moderen.

Denne type reproduktion kan forekomme, når de gynogenetiske kvinder er sammen med mænd i den bisexuelle form af deres samme art eller beslægtede arter. Nogle forfattere anser det ikke for en ordentlig parthenogenese.

-Hibridogénesis

Det er en "hemiklonal" reproduktionsmåde. I dette forælder for forskellige arter og producerer hybrider. Halvdelen af ​​genomet overføres seksuelt, mens den anden halvdel gør det "klonalt".

Sperma er fusioneret i æggens kerne, og fadergenene udtrykkes i somatiske væv, men er systematisk udelukket fra kimlinien. Kun moderen vil overføre genomet til næste generation.

Denne type parthenogenese forekommer sædvanligvis i arter af slægten Poeciliopsis, og det er også blevet observeret i ørkenmyren Cataglyphis hispanica.

Andre typer

Nogle forfattere foretrækker en mere utilitaristisk klassificering af denne type reproduktion, differentierende parthenogenese i to andre typer:

-Geografisk parthenogenese

Den er karakteriseret ved sameksistensen af ​​en biseksuel form og en parthenogenetisk form, i en enkelt art eller i fylogenetisk tætte arter, men med en anden geografisk fordeling..

Parthenogenetiske organismer har tendens til at besætte forskellige områder fra de af deres nære slægtninge, som reproducerer seksuelt. Æseksuelle organismer har en tendens til at have højere udbredelser på bredde eller overalt på øer, i xerofile miljøer eller i forstyrrede levesteder.

Denne type parthenogenese er blevet observeret hos nogle arter af planter, orme, krebsdyr, insekter og firben.

-Cyclisk parthenogenese

Organismer kan reproducere både seksuelt og parthenogenetisk. I nogle perioder af året produceres kun kvinder ved parthenogenese.

I andre perioder vil hunnerne dog producere både kvinder og mænd, som vil reproducere seksuelt.

Oprindelse af parthenogenetiske linjer

I bisexuelle arter, hvor afkom produceres ved parthenogenese, producerer de generelt parthenogenetiske kvinder. Disse fremherskende enslige linjer kan variere fænotypisk og genotypisk fra deres biseksuelle kongenere. Der er flere mekanismer, som kan give anledning til disse parthenogenetiske linjer.

spontan

Tabet af seksuel interaktion sker gennem mutationer i gener, der undertrykker meioser, ændrer induktion af køn ved miljømæssige forhold og regulerer hormonal ekspression.

I ekstreme tilfælde kan mutationen virke ved at "genoprette" genotypen af ​​en strengt parthenogenetisk slægt, som kunne producere parthenogenetiske mænd og kvinder..

Ved hybridisering

Hybridisering er den hyppigste måde at producere parthenogenetiske lineages på dyr, der kan observeres i snegle, insekter, krebsdyr og de fleste af de unisexuelle hvirveldyr.

De stammer fra krydsningen af ​​to biseksuelle arter, der har høj heterozygositet og alleler typisk for forældrearter. I disse kan meioser være en hindring, der forårsager tab af seksualitet.

Smitsom oprindelse

Det sker ved hybridisering mellem parthenogenetiske kvinder og mænd af samme eller nært beslægtede arter. Det antages at være den vigtigste årsag til polyploidi hos unisexe organismer.

Genstrømmen mellem seksuelle og parthenogenetiske linjer tillader spredning af gener på en smitsom måde. På grund af dette kan seksuelle organismer oprettes til gengæld, eller der kan oprettes en ny parthenogenetisk linje.

Infektiøs oprindelse

Wolbachia pipientis er en art af phylumbakterie Proteobacteria cover på ca. 20% af alle insektarter.

Det er ansvarlig for reproduktive manipulationer i dets værter, såsom cytoplasmatisk inkompatibilitet, feminisering af genetiske mænd, mandlig død og parthenogenese. Det inficerer leddyr og nematoder.

Det overføres ved forældremyndighed. Denne bakterie er i stand til at inducere parthenogenese i parasitoid veps af slægten Trichogramma såvel som i kvaler og andre leddyr.

På den anden side, Xiphinematobacter, En anden bakterie, påvirker nematoder Dorylaimida, hvilket også forårsager parthenogenese.

Multikausal oprindelse

I mange arter er parthenogenetiske linier dannet af en enkelt mekanisme. Men i andre arter kan de opstå gennem flere mekanismer. For eksempel har de parthenogenetiske lineages af ostracodene ofte en dobbelt oprindelse.

De diploide kloner stammer fra det spontane tab af seksualitet, mens de polyploide kloner stammer fra hybridiseringen mellem hanner og parthenogenetiske kvinder af samme art eller beslægtede arter.

Et andet eksempel er tilfældet af bladlusen Rhopalosiphum padi. I denne art kan de parthenogenetiske lineages stamme fra tre forskellige oprindelser: spontan, hybrid eller smitsom.

Organer, hvor parthenogenese forekommer

hjuldyr

Blandt Rotifera er der arter, der kun reproducerer af kvindelig apomiktisk parthenogenese og arter, der veksler denne parthenogenese med almindelig seksuel reproduktion.

Overgangen mellem aseksuel og seksuel reproduktion styres af miljøet. Succesen af ​​rotiferarter, der har mistet seksuel reproduktion helt, skyldes ifølge nogle forfattere til akkumulering af mutationer i perioder med parthenogenetisk apomiktisk eksponentiel reproduktion.

Dette vil sammen med den "mitotiske" krydsning tillade nok genotypisk mangfoldighed til at tilpasse sig forskellige miljøforhold. På den måde vil det fjerne en stor fordel ved seksuel reproduktion.

bløddyr

Parthenogenese er blevet rapporteret for nogle arter af gastropod bløddyr. Blandt disse arter er Potamopyrgus antipodarum, Tarebia granifera, og alle arter af slægten Melanoides.

Alle repræsentanter for denne sidste slægt, undtagen den diploide race af M. tuberculata, de er polyploide.

krebsdyr

Denne type reproduktion er blevet dokumenteret for talrige grupper krebsdyr, herunder notostracos, conchostracos, anostracos, cladocerans, decapods og ostracods..

I Cladocera er den typiske form for reproduktion ved cyklisk parthenogenese. Hunnerne reproducerer parthenogenetisk fra forår til sommer.

Når miljøbetingelserne er negative, reproducerer organismerne seksuelt med det formål at danne cystiske æg, som kan overleve lange perioder i sovende tilstande..

Marmor krabberne (Procambarus fallax form virginalis) er de eneste kendte decapod krebsdyr, der kun reproduceres ved parthenogenese.

hvirveldyr

Blandt de bruskede fisk forekommer parthenogenese i det mindste i ørnestrålen, zebrahajen og hammerhoved hajen. I knoglet fisk er hybridogenese blevet rapporteret for arter af slægten Poecilliopsis.

Nogle andre fisk kan alternativt seksuel og parthenogenetisk reproduktion. Talrige arter af firben reproduceres ved parthenogenese. Det antages, at hybridisering er hovedårsagen til denne type reproduktion i det samme.

Det er også blevet rapporteret ticopartenogenese i andre grupper af krybdyr, primært i pythoner og andre slanger. Hos fugle er spontan parthenogenese blevet observeret hos kyllinger, kalkuner og nogle arter af vagtler.

I pattedyr er moder- og paternal genomer nødvendige for normal embryonisk udvikling. På grund af dette forekommer parthenogenese ikke naturligt i disse organismer.

Dette er opnået eksperimentelt i laboratoriet. Imidlertid resulterer induceret parthenogenese normalt i unormal udvikling.

planter

Talrige plantearter har veldefinerede mønstre af geografisk parthenogenese, hvor de parthenogenetiske former ligger mere i retning af de kolde zoner. Seksuelle former er derimod mere tropiske end deres aseksuelle partnere.

referencer

  1. C. Simon, F. Delmonte, C. Rispe, T. Crease (2003). Filogenetiske forhold mellem parthenogener og deres seksuelle slægtninge: de mulige veje til parthenogenese hos dyr. Biologiske 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 ekstern krebs. natur.
  3. U. Mittwoch (1978). Parthenogenese review artikel. Journal of Medical Genetics.
  4. N. B. Tcherfas (1971). Naturlig og kunstig gynogenese af fisk. I: FAO 1971 Seminar / Study Tour i USA. om genetisk udvælgelse og hybridisering af dyrkede fisk. 19. april - 29. maj 1968. Forelæsninger. Rep. FAO / UNDP (TA), Hentet fra fao.org/.
  5. P. A. Eyer, L. Leniaud, H. Darras og S. Aron (2013). Hybridogenese gennem thelytokous parthenogenese i to Cataglyphis ørkenmyrer. Molekylær økologi.
  6. R.K.K. Koivisto, H. R. Braig (2003). Mikroorganismer og parthenogenese. Biologiske Journal of the Linnean Society.