Parthenogeneze v tom, co obsahuje, typy, organismy



partenogeneze je produkce embrya z ženského gametu bez genetického přínosu mužského gametu, s nebo bez konečného vývoje u dospělého. Ve většině případů není účast mužského gametu v reprodukčním procesu.

Existuje však zvláštní případ partenogeneze zvané gymnogeneze, ve které je nezbytná její účast. V tomto případě spermie vstupují do vajíčka a aktivují je, aby se začal vývoj nového organismu.

Parthenogeneze je velmi častým jevem mezi rostlinami a zvířaty. Existují odhady, které se mohou vyskytnout až u 1% celkového počtu známých druhů.

Je to způsob reprodukce, který se může stát prakticky ve všech velkých skupinách zvířat a rostlin. Výjimkou mohou být nejpokročilejší taxony, jako jsou gymnospermy a savci, u nichž neexistují spolehlivé záznamy o jejich výskytu.

Index

  • 1 Co se skládá z parthenogeneze??
  • 2 Typy
    • 2.1 -Tikoparthenogeneze
    • 2,2-Ginogeneze
    • 2.3-Hybridizace
  • 3 Jiné typy
    • 3.1 - Geografická heterogenita
    • 3.2 - Cyklická heterogenita
  • 4 Původ partenogenetických linií
    • 4.1 Spontánní
    • 4.2 Hybridizací
    • 4.3 Nákazlivý původ
    • 4.4 Infekční původ
    • 4.5 Multicausal původ
  • 5 Organismy, ve kterých se vyskytuje parthenogeneze
    • 5.1 Rotátory
    • 5.2 Měkkýše
    • 5.3 Korýši
    • 5.4 Obratlovci
    • 5.5 Rostliny
  • 6 Odkazy

Z čeho se skládá parthenogeneze??

Nejjednodušší koncept parthenogeneze naznačuje, že jde o vývoj vaječné buňky u nového jedince bez výskytu hnojení. U mnoha zvířat však embrya produkovaná bez hnojení trpí vysokou úmrtností.

V některých jiných případech je souběh mužské gamety nezbytný pouze pro aktivaci vývoje. Lze tedy říci, že parthenogeneze spočívá v "produkci embrya z ženské gamety bez jakéhokoliv genetického přínosu mužského gametu s nebo bez konečného vývoje u dospělého".

Typy

V závislosti na použitých cytologických mechanismech může být parthenogeneze několik typů, včetně:

-Tikoparthenogeneze

Také nazývaný fakultativní parthenogeneze, je takto nazýván, když se vývoj neplodných vajíček vyskytuje příležitostně a spontánně. Tento typ parthenogeneze je u zvířat velmi běžný.

Podle některých autorů je to jediný skutečný typ parthenogeneze. Tvorba gamet v tikoparthenogenezi může nebo nemusí zahrnovat meiotické dělení. Podle přítomnosti nebo nepřítomnosti meiózy lze tuto parthenogenezi rozdělit na:

Apomictic parthenogenesis

Také volal ameiotic nebo diploid. V tomto je potlačení meiózy. Děti se vyvíjejí z neplodných vajec, přes mitotické dělení.

To dává matce vznik geneticky identických organismů. Tento typ parthenogeneze se obvykle vyskytuje v rotiferech a ve většině skupin členovců.

Automatická parthenogeneze

Také nazývá meiotic nebo haploid. V tomto procesu je zachována meióza. K obnovení diploidního stavu dochází v důsledku duplikace nebo fúze gamet produkovaných matkou. Tento typ parthenogeneze se vyskytuje velmi často u hmyzu.

-Ginogeneze

Gynogeneze je zvláštní druh sexuální reprodukce. V tomto je nezbytné, aby spermie pronikly do vajíčka, aby aktivovaly embryonální vývoj.

Na rozdíl od normálního oplodnění však neexistuje zárodek mužského a ženského jádra. Po fúzi gamet se chromosomy spermií degenerují uvnitř cytoplazmy vajíčka nebo mohou být vyloučeny ze zygoty.

Gynogenetické embryo se bude vyvíjet pouze na úkor jádra vajíčka. Protože toto, gynogenic štěňata jsou všechny ženy totožné s matkou.

Tento typ reprodukce může nastat, když se gynogenetické samičky stýkají se samci bisexuální formy stejného druhu nebo příbuzných druhů. Někteří autoři ji nepovažují za správnou parthenogenezi.

-Hybridizace

Jedná se o "hemiklonální" reprodukční režim. V tomto, rodiče různých druhů mate a produkovat hybridy. Polovina genomu je přenášena pohlavně, zatímco druhá polovina to "klonálně".

Spermie je fúzována v jádru vajíčka a otcovské geny jsou exprimovány v somatických tkáních, ale jsou systematicky vyloučeny ze zárodečné linie. Pouze matka přenese genom do další generace.

Tento typ parthenogeneze se obvykle vyskytuje u druhů ryb rodu Poeciliopsis, a to bylo také pozorováno v pouštní mravenci Cataglyphis hispanica.

Jiné typy

Někteří autoři upřednostňují utilitaričtější klasifikaci tohoto typu reprodukce, diferencující parthenogenezi do dvou dalších typů:

-Geografická partenogeneze

Vyznačuje se koexistencí bisexuální formy a parthenogenetické formy, u jednoho druhu nebo u fylogeneticky blízkých druhů, ale s odlišným geografickým rozložením..

Parthenogenetické organismy inklinují obsadit různá rozmezí od těch jejich blízkých příbuzných, kteří pohlavně rozmnožují. Asexuální organismy inklinují mít vyšší distribuce latitudally nebo altitudly, na ostrovech, v xerophilous prostředích nebo v narušených stanovištích..

Tento typ parthenogeneze byl pozorován u některých druhů rostlin, červů, korýšů, hmyzu a ještěrek..

-Cyklická partenogeneze

Organismy se mohou rozmnožovat jak pohlavně, tak i partenogeneticky. Během některých období roku se produkují partenogeneze pouze samice.

Nicméně, v jiných obdobích ženy budou produkovat jak ženy tak muže, kteří budou rozmnožovat pohlavně.

Původ partenogenetických linií

U bisexuálních druhů, kde jsou potomci produkováni parthenogenezí, budou obecně produkovat parthenogenetické samice. Tyto vznikající unisexuální linie se mohou lišit fenotypicky a genotypicky od svých bisexuálních kongenerů. Existuje několik mechanismů, které mohou vést k vzniku těchto partenogenetických linií.

Spontánní

Ztráta sexuální interakce nastává prostřednictvím mutací v genech, které potlačují meiózu, modifikují indukci sexu za podmínek prostředí a regulují hormonální expresi..

V extrémních případech může mutace působit "opravou" genotypu striktně partenogenetického původu, který by mohl produkovat parthenogenetické samce a samice..

Hybridizací

Hybridizace je nejčastějším způsobem, jak produkovat parthenogenetické linie u zvířat, které lze pozorovat u hlemýžďů, hmyzu, korýšů a většiny unisexuálních obratlovců..

Pocházejí z křížení dvou bisexuálních druhů, které mají vysokou heterozygotnost a alely typické pro rodičovské druhy. V těchto případech může být meióza překážkou, která způsobuje ztrátu sexuality.

Nákazlivý původ

Vyskytuje se hybridizací mezi partenogenetickými samicemi a samci stejných nebo blízce příbuzných druhů. To je věřil být hlavní příčina polyploidy v unisexual organismech.

Tok genů mezi pohlavními a partenogenetickými liniemi umožňuje šíření genů nakažlivým způsobem. Z tohoto důvodu mohou být stvořeny pohlavní organismy, nebo může být vytvořena nová partenogenetická linie.

Infekční původ

Wolbachia pipientis je druh kmene bakterií Proteobacteria, který pokrývá přibližně 20% všech druhů hmyzu.

Je zodpovědný za reprodukční manipulace ve svých hostitelích, jako je cytoplazmatická inkompatibilita, feminizace genetických samců, mužská smrt a parthenogeneze. Infikuje členovce a háďátka.

Je přenášen rodičovskými prostředky. Tato bakterie je schopna vyvolat parthenogenezi v parazitoidních vosech rodu Trichogramma stejně jako u roztočů a jiných členovců.

Na druhé straně, Xiphinematobacter, další bakterie, postihuje háďátka Dorylaimida, což je způsobuje také parthenogenesis.

Multicauzivní původ

V mnoha druzích jsou partenogenetické linie generovány jediným mechanismem. U jiných druhů však mohou vzniknout několika mechanismy. Například partenogenetické linie ostracodů mají často dvojí původ.

Diploidní klony vznikají ze spontánní ztráty sexuality, zatímco polyploidní klony vznikají z hybridizace mezi samci a partenogenetickými samicemi stejného druhu nebo příbuzných druhů..

Dalším příkladem je případ mšic Rhopalosiphum padi. V tomto druhu mohou partenogenetické linie vzniknout ze tří různých původů: spontánní, hybridní nebo nakažlivé.

Organismy, ve kterých se vyskytuje parthenogeneze

Rotátory

Mezi Rotifera existují druhy, které se rozmnožují pouze ženskou apomictickou parthenogenezí a druhy, které střídají tuto partenogenezi s běžnou sexuální reprodukcí.

Přechod mezi asexuální a sexuální reprodukcí je řízen prostředím. Úspěch druhů, které zcela ztratily pohlavní reprodukci, je podle některých autorů způsoben akumulací mutací v obdobích partenogenetického apomictického exponenciálního reprodukce..

To spolu s "mitotickým" přechodem umožní dostatečnou genotypovou rozmanitost, aby se přizpůsobily různým podmínkám prostředí. Tímto způsobem by se odstranila velká výhoda sexuální reprodukce.

Měkkýši

Parthenogeneze byla hlášena u některých druhů gastropodních měkkýšů. Mezi tyto druhy patří Potamopyrgus antipodarum, Tarebia granifera, a všechny druhy rodu Melanoidy.

Všichni zástupci tohoto posledního rodu, kromě diploidní rasy M. tuberculata, jsou polyploidní.

Korýši

Tento typ reprodukce byl dokumentován u mnoha skupin korýšů, včetně notostracos, conchostracos, anostracos, cladocerans, decapods a ostracods..

U kladocery je typickou formou reprodukce cyklická parthenogeneze. Samice se reprodukují parthenogeneticky od jara do léta.

Při nepříznivých podmínkách prostředí se organismy pohlavně rozmnožují s cílem vytvořit cystická vajíčka, která mohou přežít dlouhá období ve spících stavech..

Mramorové kraby (Procambarus fallax tvar virginalis) jsou jedinými známými dekapodovými korýši, kteří se rozmnožují pouze partenogenezí.

Obratlovci

Mezi chrupavčitými rybami se vyskytuje parthenogeneze alespoň v orlovi, žralok zebra a žralok kladivový. U kostních ryb byla hlášena hybridogeneze u druhů rodu Poecilliopsis.

Některá jiná ryba může střídavě sexuální a parthenogenetic reprodukce. Řada druhů ještěrek se reprodukuje partenogenezí. Předpokládá se, že hybridizace je hlavní příčinou tohoto typu reprodukce ve stejném smyslu.

Také byla hlášena tikopartenogeneze v jiných skupinách plazů, zejména v pythonech a jiných hadech. U ptáků byla pozorována spontánní partenogeneze u kuřat, krůt a některých druhů křepelek.

U savců jsou pro normální embryonální vývoj nezbytné mateřské a otcovské genomy. Z tohoto důvodu se v těchto organismech přirozeně nevyskytuje parthenogeneze.

Toho bylo v laboratoři dosaženo experimentálně. Avšak indukovaná partenogeneze obvykle vede k abnormálnímu vývoji.

Rostliny

Četné druhy rostlin mají dobře definované vzorce geografické partenogeneze, kde se parthenogenetické formy nacházejí více směrem k chladným oblastem. Sexuální formy, na druhé straně, jsou více tropické než jejich asexuální partneři.

Odkazy

  1. C. Simon, F. Delmonte, C. Rispe, T. Crease (2003). Fylogenetické vztahy mezi parthenogeny a jejich sexuálními příbuznými: možné cesty k parthenogenezi u zvířat. Biologický žurnál Linnean společnosti.
  2. G. Scholtz, A. Braband, L. Tolley, A. Reiman, B. Mittmann, C. Lukhaup, F. Steuerwald, G. Vogt (2003). Parthenogeneze u nečlenských raků. Příroda.
  3. U. Mittwoch (1978). Parthenogenesis review článek. Žurnál lékařské genetiky.
  4. N.B. Tcherfas (1971). Přírodní a umělá gynogeneze ryb. In: FAO 1971 Seminář / Studijní cesta v U.S.S.R. o genetickém výběru a hybridizaci kultivovaných ryb. 19. dubna - 29. května 1968. Přednášky. Rep. FAO / UNDP (TA), Zdroj: fao.org/.
  5. P.A. Eyer, L. Leniaud, H. Darras a S. Aron (2013). Hybridogeneze přes thelytokous parthenogenesis ve dvou Cataglyphis pouštní mravenci. Molekulární ekologie.
  6. R.K.K. Koivisto, H. R. Braig (2003). Mikroorganismy a parthenogeneze. Biologický žurnál Linnean společnosti.