Партэнагенез

Матэрыял з Вікіпедыі - вольнай энцыклапедыі
Перайсці да навігацыі Перайсці да пошуку
У цэнтры выгляд Cnemidophorus neomexicanus ( англ. ) , самка якога прыносіць нашчадства з дапамогай партэнагенезу. Гэты від атрымаўся ў выніку натуральнага міжвідавага скрыжавання двух відаў: C. inornatus злева і C. tigris ( англ. ) справа.

Партэнагенез (ад ст.-грэч .: παρθένος — дзева, дзяўчына, дзяўчына і γένεσις — узнікненне, зараджэнне, у раслін — апаміксіс ) — так званае «аднаполае размнажэнне» або «цнатлівае размнажэнне» — адна з формаў палавога размнажэння . палавыя клеткі ( яйкаклеткі ) развіваюцца ў дарослым арганізме без апладнення . Хоць партэнагенетычнае размнажэнне не суправаджаецца зліццём мужчынскіх і жаночых гамет , партэнагенез ўсё ж лічыцца палавым размнажэннем, бо арганізм развіваецца з палавой клеткі. Лічыцца, што партэнагенез паўстаў у працэсе эвалюцыі паасобных формаў.

У тых выпадках, калі партэнагенетычныя віды прадстаўлены (заўсёды або перыядычна) толькі самкамі , адно з галоўных біялагічных пераваг партэнагенезу заключаецца ў паскарэнні тэмпу размнажэння віду, так як усе асобіны падобных відаў здольныя пакінуць нашчадства. Такі спосаб размнажэння сустракаецца ў некаторых жывёл, хаця часцей сярод адносна прымітыўных арганізмаў. У тых выпадках, калі з аплодненых яйкаклетак развіваюцца самкі, а з неаплодненых - самцы , партэнагенез спрыяе рэгуляванню лікавых суадносін падлог (напрыклад, у пчол ). Часта партэнагенетычныя віды і расы з'яўляюцца полиплоидными і ўзнікаюць у выніку аддаленай гібрыдызацыі , выяўляючы ў сувязі з гэтым гетэрозіс і высокую жыццяздольнасць. Партэнагенез варта адносіць да палавога размнажэння і варта адрозніваць ад бясполага размнажэння , якое ажыццяўляецца пры дапамозе саматычных органаў і клетак (размнажэнне дзяленнем , адлучэннем і т. п.).

Класіфікацыі тыпаў партэнагенезу

Існуе некалькі класіфікацый партэнагенетычнага размнажэння.

  1. Па спосабе размнажэння
  2. Па паўнаце праходжання
    • Рудыментарны (зачаткавы) - неаплодненыя яйкаклеткі пачынаюць дзяленне, аднак зародкавы развіццё спыняецца на ранніх стадыях. Разам з тым у некаторых выпадках магчымы і працяг развіцця да канчатковых стадый (акцыдэнтальны або выпадковы партэнагенез).
    • Поўны - развіццё яйкаклеткі прыводзіць да фарміравання дарослай асобіны. Гэтая разнавіднасць партэнагенезу назіраецца ва ўсіх тыпах бесхрыбтовых і ў некаторых пазваночных .
  3. Па спосабе аднаўлення дыплоіднасці
    • Амейотический - якія развіваюцца яйкаклеткі не праходзяць мейоз і застаюцца дыплоідным . Такі партэнагенез (напрыклад, у дафній ) з'яўляецца разнавіднасцю кланальнага размнажэння.
    • Меятычны - яйкаклеткі праходзяць мейоз (пры гэтым яны становяцца гаплоідным ). Новы арганізм развіваецца з гаплоіднай яйкаклеткі (самцы перапончатакрылых казурак і калаўротак ), або яйкаклетка тым ці іншым спосабам аднаўляе дыплоіднасць (напрыклад, шляхам эндамітозу або зліцця з палярным цельцам )
  4. Па наяўнасці іншых формаў размнажэння ў цыкле развіцця
    • Аблігатны - калі ён з'яўляецца адзіным спосабам размнажэння
    • Цыклічны - партэнагенез заканамерна чаргуецца з іншымі спосабамі размнажэння ў жыццёвым цыкле (напрыклад, у дафній і калаўротак).
    • Факультатыўны - сустракаецца ў выглядзе выключэння або запаснога спосабу размнажэння ў формаў, у норме двуполых.

Распаўсюджанасць

У жывёл

Здольнасць да партэнагенезу адзначана ў турбеллярий, трэматод, смаўжоў, нематод, ціхаходак, онихофор і іншых груп жывёл. Цыклічны партэнагенез характэрны для калаўротак.

У членістаногіх

Здольнасць да партэнагенезу сярод членістаногіх маюць павукі , ракападобныя і многія насякомыя — тлі , некалькі відаў прусакоў, некаторыя мурашкі і многія іншыя сацыяльныя насякомыя [1] .

Сярод ракападобных партэнагенез адзначаны ў балянусов , шчытняў, голых жабраногаў (арцемія). Цыклічны або облигатный партэнагенез характэрны для ўсіх ветвистоусых ракападобных (Cladocera). Дафніі, напрыклад, размножваюцца амейатычным партэнагенез. Пры спрыяльных умовах у дафній з'яўляюцца толькі самкі. Калі ўмовы пачынаюць мяняцца (высыханне вадаёма), з тых жа яек выводзяцца самцы, якія апладняюць самак. Самкі адкладаюць яйкі. Аплодненыя яйкі на дне вадаёма і здольныя вытрымаць высыханне вадаёма.

Сярод членістаногіх адзначаны асаблівы від партэнагенезу — педагенез , адкрыты ў 1863 годзе рускім вучоным Мікалаем Пятровічам Вагнерам , які апублікаваў працу «Самаадвольнае размнажэнне гусеніц у насякомых», за якую ён быў удастоены Дзямідаўскай прэміі Акадэміі навук . Сярод насякомых педагенез сустракаецца ў жукоў ( Coleoptera , Micromalthus debilis ), вееракрылых ( Strepsiptera ), матылькоў-мяшочніц ( Psychidae ) і галіц ( Cecidomyiidae ). Таксама педагенез вядомы ў некаторых марскіх галінаусых ракападобных ( Cladocera ).

Мурашкі

У мурашак телитокический партэнагенез знойдзены ў 8 відаў і можа быць падзелены на 3 асноўных тыпу: тып A - самкі вырабляюць самак і працоўных праз телитокию , але працоўныя стэрыльныя і самцы адсутнічаюць ( Mycocepurus smithii ); тып B - працоўныя вырабляюць працоўных і патэнцыйных самак праз тэлітокію; тып C - самкі вырабляюць самак телитокически, а працоўных - звычайным палавым шляхам, у той жа час працоўныя вырабляюць самак праз телитокию. Самцы вядомыя для тыпаў B і C [2] . Тып B знойдзены ў Cerapachys biroi [3] , двух мірміцынавых відаў, Messor capitatus [4] і Pristomyrmex punctatus [5] [6] , і ў панэрынавага віду Platythyrea punctata [7] . Тып C выяўлены ў мурашак-бегункоў Cataglyphis cursor [8] і двух мірміцынавых відаў Wasmannia auropunctata [9] і Vollenhovia emeryi [10] .

Тэрміты

Бясполае размнажэнне ў выглядзе тэлітакічнага партэнагенезу выяўлена ў 7 відаў тэрмітаў , у тым ліку: Reticulitermes speratus , Zootermopsis angusticollis , Kalotermes flavicollis , Bifiditermes beesoni [11] .

У хрыбетнікаў

Партэнагенез рэдкі ў пазваночных і сустракаецца прыкладна ў 70 відаў, што складае 0,1% усіх пазваночных жывёл. Напрыклад, існуе некалькі відаў яшчарак, у натуральных умовах размножваюцца партэнагенез ( скальныя яшчаркі , камодскія вараны ). Партэнагенетычныя папуляцыі таксама знойдзены і ў некаторых відаў рыб, земнаводных, птушак (у тым ліку курэй). Сярод млекакормячых выпадкі партэнагенезу пакуль не вядомыя.

Партэнагенез ў камодскіх варанаў магчымы таму, што оогенез суправаджаецца развіццём полацыта (палярнага цяля), які змяшчае падвоеную копію ДНК яйкі; полацыт пры гэтым не гіне і выступае ў якасці спермы, ператвараючы яйкаклетку ў эмбрыён [12] .

У раслін

Аналагічны працэс у раслін называецца апаміксіс . Ён уяўляе сабой размнажэнне насеннем , якія ўзніклі без апладнення: альбо ў выніку разнавіднасці меёзу, якая не памяншае лік храмасом у два разы, альбо з дыплоідных клетак семязачатка . Бо ў шматлікіх раслін існуе адмысловы механізм: падвойнае апладненне , то ў некаторых з іх (напрыклад, у некалькіх выглядаў дуброўкі ) магчымая псеўдагамія - калі насенне атрымліваюцца з зародкам, якія развіваюцца з неоплодотворенной яйкаклеткі, але ўтрымоўваюць триплоидный эндосперм , які ўзнік у выніку апылення патройнага зліцця [13] :83 .

Індукаваны «партэнагенез» млекакормячых

У пачатку 2000 гг. было паказана, што апрацоўкай in vitro ооцитов млекакормячых (пацук, макак, а затым і чалавека) альбо прадухіленнем аддзялення другога палярнага цяля пры меёзе магчыма індукаваць партэнагенез [14] , пры гэтым у культуры развіццё можна давесці да стадыі бластоцист . Атрыманыя такім чынам бластоцисты чалавека патэнцыйна з'яўляюцца крыніцай плюрыпатэнтных ствалавых клетак , якія могуць быць скарыстаны ў клеткавай тэрапіі [15] .

У 2004 годзе ў Японіі шляхам зліцця двух гаплоідных яйкаклетак, узятых у розных мышэй, атрымалася стварыць жыццяздольную дыплоідную клетку, дзяленне якой прывяло да адукацыі жыццяздольнага эмбрыёна, які, прайшоўшы стадыю бластацысты, развіўся у жыццяздольную дарослага чалавека (гл. Кагуя (мыш) ). Мяркуецца, што гэты эксперымент пацвярджае ўдзел геномнага імпрынтынгу ў гібелі эмбрыёнаў, якія ўтвараюцца з ооцитов, атрыманых ад адной асобіны, на бластоцистарной стадыі [16] .

Нататкі

  1. Christian Rabeling and Daniel JC Kronauer. (2013). Thelytokous Parthenogenesis in Eusocial Hymenoptera. - Annual Review of Entomology. Vol. 58: 273-292 (January 2013). DOI: 10.1146/annurev-ento-120811-153710
  2. Rabeling C., Lino-Neto J., Cappellari SC, Dos-Santos IA, Mueller UG, et al. Thelytokous Parthenogenesis ў Fungus-Gardening Ant Mycocepurus smithii (Hymenoptera: Formicidae) (англ.) . PLoS ONE 4(8): e6781. doi:10.1371/journal.pone.0006781 (2009). Дата абарачэння: 13 чэрвеня 2011. Архівавана 16 лютага 2012 года.
  3. Ravary F., Jaisson P. Absence individual sterility in thelytokous colonies of ant Cerapachys biroi Forel (Formicidae, Cerapachyinae) (англ.) // Insectes Sociaux. - 2004. - Vol. 51 . - P. 67-73 .
  4. Grasso DAT, Wenseleers T., Mori A., Le Moli F., Billen J. (2000). Цытатарны творца рэпрэзентацыя і верха Wolbachia infection in harvesting ant Messor capitatus. Ethology, Ecology and Evolution 12: 309-314.
  5. Tsuji K. (1988). Аблыгаць parthenogenesis and reproductive design labor v japonské queenless ant Pristomyrmex pungens. Behavior, Ecology and Sociobiology 23: 247-255.
  6. Dobata S., Sasaki T., Mori H., Hasegawa E., Shimada M., Tsuji K. (2009). Cheater genotypes ў parthenogenetic ant Pristomyrmex punctatus. Працыенты з Royal Society London Series B 276: 567-74.
  7. Heinze J, Hölldobler B. (1995). Сытая parthenogenesis and dominance hierarchies ў панэлі ant, Platythyrea punctata. Naturwissenschaften 82: 40-41.
  8. Cagniant H. (1979). La parthénogénese thélytoque et arrhénotoque chez la fourmi Cataglyphis cursor Fonsc. (Hym. Form.). Cycle biologique en élevage 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 al. (2005). Клональная рэпрадукцыя з хворымі і жанчынамі ў маленькай пары мантыі. Nature 435: 1230-1234.
  10. Ohkawara K., Nakayama M., Satoh A., Trindl A., Heinze J. (2006). Кланавая рэпрадукцыя і генетычныя адрозненні ў кіенах polymorphic ant Vollenhovia emeryi. Biological Letters 2: 359-363.
  11. Kenji Matsuura. Sexual and Asexual Reproduction in Termites / Ed. David Edward Bignell, Yves Roisin, Nathan Lo. - Biology of Termites: a Modern Synthesis. - Springer Netherlands, 2011. - С. 255-277. - ISBN 978-90-481-3976-7 . (недаступная спасылка)
  12. Некранутае размнажэнне камодскіх варанаў — ЖУРНАЛ У СВЕЦЕ НАВУКІ (недаступная спасылка)
  13. Жыццё раслін. У 6-ці т /Гл. рэд. А. Л. Тахтаджан . - М .: Асвета , 1980. - Т. 5. Ч. 1. Кветкавыя расліны / Пад рэд. А. Л. Тахтаджана. - 430 с.
  14. Neli Petrova Ragina, Jose Bernardo Cibelli . Parthenogenetic Embryonic Stem Cells in Nonhuman Primates // Trends in Stem Cell Biology and Technology, 2009, 39-55 (недаступная спасылка) , DOI: 10.1007/978-1-60327-905-5_3
  15. Mai, Qingyun; Yang Yu, Tao Li, Liu Wang, Mei-Jue Chen, Shu-zhen Huang, Canquan Zhou, Qi Zhou. Derivation of human embryonic stem cell lines from parthenogenetic blastocysts (англ.) // Cell Res (англ.) : journal. - 2007. - Vol. 17 , no. 12 . - P. 1008-1019 . - ISSN 1001-0602 .
  16. Kono, Tomohiro; Yayoi Obata, Quiong Wu, Katsutoshi Niwa, Yukiko Ono, Yuji Yamamoto, Eun Sung Park, Jeong-Sun Seo, Hidehiko Ogawa. Birth of parthenogenetic mice that can develop to adulthood (англ.) // Nature : journal. - 2004. - Vol. 428 , no. 6985 . - P. 860-864 . - ISSN 0028-0836 . — doi : 10.1038/nature02402 .

Глядзіце таксама

Літаратура