Co to jest partenogeneza?
Rozmnażanie bez nawożenia
Dmitrij Mirosznikow / Getty Images
Partenogeneza jest rodzajemrozmnażanie bezpłciowew którym żeńska gameta lub komórka jajowa rozwija się w osobnika bez zapłodnienia. Termin pochodzi od greckich słów partenos (czyli dziewica) i geneza (czyli tworzenie.)
Zwierzęta, w tym większość rodzajów os, pszczół i mrówek, które nie mająchromosomy płciodtworzyć w tym procesie. Niektóre Gady ryby są również zdolne do reprodukcji w ten sposób. Wiele roślin jest również zdolnych do reprodukcji poprzez partenogenezę.
Większość organizmów rozmnażających się również przez partenogenezęrozmnażać się seksualnie. Ten rodzaj partenogenezy jest znany jako partenogeneza fakultatywna, a organizmy takie jak pchły wodne, raki, węże , rekiny i smoki z Komodo rozmnażają się w tym procesie. Inne gatunki partenogeniczne, w tym niektóre gady, płazy i ryby, są zdolne do rozmnażania się tylko bezpłciowo.
Kluczowe dania na wynos: Partenogeneza
- W partenogenezie rozmnażanie następuje bezpłciowo, gdy żeńska komórka jajowa rozwija się w nowy osobnik bez zapłodnienia.
- Wiele różnych typów organizmów rozmnaża się przez partenogenezę, w tym owady, płazy, gady, ryby i rośliny.
- Większość organizmów partenogenicznych rozmnaża się również płciowo, podczas gdy inne rozmnażają się tylko drogą bezpłciową.
- Partenogeneza to strategia adaptacyjna, która umożliwia organizmom reprodukcję, gdy rozmnażanie płciowe nie jest możliwe ze względu na warunki środowiskowe.
- Partenogeneza, która zachodzi w wyniku apomiksy, obejmuje replikację komórki jajowej przez mitozę, w wyniku której powstają komórki diploidalne, które są klonami rodzica.
- Partenogeneza, która zachodzi przez automixis, obejmuje replikację komórki jajowej przez mejozę i przekształcenie jajeczka haploidalnego w komórkę diploidalną przez duplikację chromosomów lub fuzję z ciałem polarnym.
- W arrhenotokous partenogeneza, niezapłodnione jajo rozwija się w samca.
- W partenogenezie thelytoky niezapłodnione jajo rozwija się w samicę.
- W deuterotokii partenogenezy z niezapłodnionej komórki jajowej może rozwinąć się samiec lub samica.
Zalety i wady
Partenogeneza to strategia adaptacyjna mająca na celu zapewnienie reprodukcji organizmów, gdy warunki nie sprzyjają rozmnażaniu płciowemu.
Rozmnażanie bezpłciowe może być korzystne dla organizmów, które muszą pozostać w określonym środowisku i w miejscach, gdzie brakuje partnerów. Wiele potomstwa może zostać wyprodukowanych bez „kosztowania” rodzica dużej ilości energii i czasu.
Wadą tego typu reprodukcji jest brak wariacja genetyczna . Nie ma ruchu geny z jednej populacji do drugiej. Ponieważ środowiska są niestabilne, populacje, które są zmienne genetycznie, są w stanie lepiej przystosować się do zmieniających się warunków niż te, które nie mają zmienności genetycznej.
Jak przebiega partenogeneza?
Partenogeneza zachodzi na dwa główne sposoby: apomixis i automixis.
W apomixis komórki jajowe są produkowane przez mitoza . W apomiktycznej partenogenezie samicakomórka płciowa(oocyt) replikuje się przez mitozę, wytwarzając dwa diploidalny komórki. Komórki te mają pełne uzupełnienie chromosomy potrzebne do rozwinięcia się w embrion.
Powstałe potomstwo to klony komórki rodzicielskiej. Wśród organizmów, które rozmnażają się w ten sposób, są: rośliny kwitnące oraz mszyce .
Dorling Kindersley / Getty Images
W automixis komórki jajowe są produkowane przez mejoza . Zwykle w oogenezie (rozwoju komórek jajowych), powstające komórki potomne są podzielone nierówno podczas mejozy.
Ta asymetryczna cytokineza skutkuje jedną dużą komórką jajową (oocytem) i mniejszymi komórkami zwanymi ciałami polarnymi. Ciała polarne ulegają degradacji i nie są zapładniane. Oocyt jest haploidalny i staje się diploidalny dopiero po zapłodnieniu przez męskie plemniki.
Ponieważ partenogeneza automiktyczna nie obejmuje samców, komórka jajowa staje się diploidalna przez fuzję z jednym z ciał polarnych lub przez zduplikowanie jej chromosomów i podwojenie materiału genetycznego.
Ponieważ powstałe potomstwo jest produkowane przez mejozę, rekombinacja genetyczna występuje i te osobniki nie są prawdziwymi klonami komórki rodzicielskiej.
Aktywność seksualna i partenogeneza
Co ciekawe, niektóre organizmy rozmnażające się przez partenogenezę faktycznie potrzebują aktywności seksualnej, aby doszło do partenogenezy.
Znany jako pseudogamia lub gynogeneza, ten rodzaj rozmnażania wymaga obecności plemników w celu stymulowania rozwoju komórek jajowych. W tym procesie nie następuje wymiana materiału genetycznego, ponieważ plemnik nie zapładnia komórki jajowej. Komórka jajowa rozwija się w embrion przez partenogenezę.
Do organizmów rozmnażających się w ten sposób należą niektóre salamandry, patyczaki, kleszcze , mszyce, roztocza , cykady, osy, pszczoły i mrówki .
Jak określany jest seks?
W niektórych organizmach, takich jak osy, pszczoły i mrówki,płeć jest zdeterminowanaprzez nawożenie.
W arrhenotokous partenogeneza , niezapłodnione jajo rozwija się w samca, a zapłodnione jajo w samicę. Samica jest diploidalna i zawiera dwa zestawy chromosomów, podczas gdy samiec jest haploidalny.
W partenogenezie thelytoky niezapłodnione jaja rozwijają się w samice. Partenogeneza Thelytoky występuje u niektórych mrówek, pszczół, os, stawonogi , salamandry, ryby i gady.
W deuterotokii partenogenezy zarówno samce, jak i samice rozwijają się z niezapłodnionych jaj.
Inne rodzaje rozmnażania bezpłciowego
Oprócz partenogenezy istnieje kilka innych rodzajów rozmnażania bezpłciowego. Niektóre z tych metod obejmują:
- Allen, L., i in. Molekularne dowody na pierwsze zapisy fakultatywnej partenogenezy u węży Elapid . Królewskie Towarzystwo Otwarta Nauka , tom. 5, nie. 2, 2018.
- Dudgeon, Christine L., et al. Przejście z reprodukcji seksualnej na partenogenetyczną u rekina zebry . Wiadomości przyrodnicze , Grupa Wydawnicza Nature, 16.01.2017.
- ' Partenogeneza . Encyklopedia Nowego Świata.