PARTENOGENEZA: OD ČEGA SE SASTOJE VRSTE, ORGANIZMI - BIOLOGIJA - 2026

Partenogeneza je proizvodnja embrija iz ženskog gameta bez genetskog doprinosa iz muškog gameta, sa ili bez eventualnog razvoja u odrasle osobe. U većini slučajeva nema sudjelovanja muške gamete u reproduktivnom procesu.

Međutim, postoji poseban slučaj partenogeneze koji se naziva teretanogeneza, u kojem je potrebno njihovo sudjelovanje. U tom slučaju sperma ulazi u jaje i aktivira ga kako bi započeo razvoj novog organizma.

Poeciliopsis gracilis, vrsta riba iz Srednje Amerike, s partenogenetskom razmnožavanjem. Fotografiju napisali Coletti, T. Snimljeno i uredio iz fishbase.de

Partenogeneza je vrlo česta pojava među biljkama i životinjama. Postoje procjene da se može pojaviti u najviše 1% ukupnog broja poznatih vrsta.

To je način razmnožavanja koji se može pojaviti u gotovo svim velikim skupinama životinja i biljaka. Izuzetak je možda u razvijenijim vrstama, kao što su gymnospermi i sisavci, u kojima nema pouzdanih podataka o njihovoj pojavi.

Što je partenogeneza?

Najjednostavniji koncept partenogeneze ukazuje na to da je to razvoj jajne stanice u nove jedinke bez oplodnje. Međutim, kod mnogih životinja embriji proizvedeni bez oplodnje trpe visoku smrtnost.

U nekim je drugim slučajevima sklapanje muške gamete nužno samo radi aktiviranja razvoja. Stoga se može reći da se partenogeneza sastoji od "proizvodnje embrija iz ženske gamete bez ikakvog genetskog doprinosa muške gamete sa ili bez mogućeg razvoja u odrasloj osobi".

vrste

Ovisno o citološkim mehanizmima, partenogeneza može biti više vrsta, uključujući:

-Ticoparthenogenesis

Naziva se i fakultativnom partenogenezom, naziva se na taj način kada se razvoj neoplođenih jajašaca događa povremeno i spontano. Ova vrsta partenogeneze vrlo je česta kod životinja.

Prema nekim autorima, to je jedini pravi tip partenogeneze. Formiranje gameta u atikoarthenogenezi može uključivati ​​ili ne mora uključivati ​​mejotičke podjele. Ovisno o prisutnosti ili odsutnosti mejoze, ova se partenogeneza zauzvrat može podijeliti na:

Apomiktička partenogeneza

Naziva se i ameiotičkim ili diploidnim. U tome postoji suzbijanje mejoze. Potomci se razvijaju od neplodnih jajašaca, preko mitotske podjele.

To stvara organizme koji su genetski identični majci. Ova vrsta partenogeneze obično se javlja u rotatorima i većini skupina člankonožaca.

Automatska partenogeneza

Naziva se i mejotičkim ili haploidnim. U tom se procesu održava mejoza. Obnavljanje diploidnog stanja nastaje umnožavanjem ili spajanjem gameta koje je stvorila majka. Ova vrsta partenogeneze javlja se vrlo često kod insekata.

-Ginogenesis

Ginogeneza je posebna vrsta seksualne reprodukcije. U tome je potrebno da sperma prodre u ovulu da bi aktivirala embrionalni razvoj.

No, suprotno normalnoj oplodnji, ne dolazi do fuzije muških i ženskih jezgara. Nakon fuzije gamete, kromosomi sperme degeneriraju unutar citoplazme jajašca ili se mogu izbaciti iz zigote.

Ginogenetski zametak razvit će se samo na štetu jezgre jajovoda. Zbog toga su ginegenetičke štenad sve jednake majke.

Ova vrsta razmnožavanja može se dogoditi kada se ginegenetičke ženke pare s biseksualnim mužjacima iste ili srodne vrste. Neki autori ne smatraju da je to pravilno partenogeneza.

-Hybridgenesis

To je "hemiklonalni" način reprodukcije. U tome se roditelji različitih vrsta spajaju i proizvode hibride. Polovina genoma prenosi se seksualno, dok druga polovica "klonalno".

Sperma se stapa u jezgri jajovoda i očevi geni koji se izražavaju u somatskim tkivima, ali oni se sustavno isključuju iz klice. Samo će majka prenijeti genom na sljedeće generacije.

Ova vrsta partenogeneze obično se javlja kod vrsta riba iz roda Poeciliopsis, a primijećena je i u pustinjskom mravlju Cataglyphis hispanica.

Ostale vrste

Neki autori više vole utilitarističku klasifikaciju ove vrste reprodukcije, razlikujući partenogenezu u dvije druge vrste:

-Geografska partenogeneza

Karakterizira ga suživot biseksualnog oblika i partenogenetskog oblika, u jednoj vrsti ili u vrstama koje su filogenetsko bliske, ali imaju različitu geografsku rasprostranjenost.

Partenogenetski organizmi imaju tendenciju da zauzimaju različit raspon od bliskih srodnika koji se reproduciraju seksualno. Aseksualni organizmi imaju veću distribuciju zemljopisno ili visinski na otocima, u kserofilnom okruženju ili u poremećenim staništima.

Ova vrsta partenogeneze zabilježena je kod nekih vrsta biljaka, crva, rakova, insekata i guštera.

-Ciklična partenogeneza

Organizmi se mogu reproducirati i seksualno i partenogenetski. Tijekom nekih razdoblja godine partenogenezom se proizvode samo ženke.

Međutim, u drugim razdobljima, žene će rađati i žene i mužjake koji će se reproducirati seksualno.

Podrijetlo partenogenetskih rodova

Kod biseksualnih vrsta u kojima se potomstvo proizvodi partenogenezom, oni će u pravilu proizvesti partenogenetske ženke. Ove početne uniseksualne loze mogu se uvelike razlikovati fenotipsko i genotipički od njihovih biseksualnih kongenera. Nekoliko je mehanizama koji mogu stvoriti ove partenogenetske loze.

spontan

Gubitak seksualne interakcije nastaje mutacijama u genima koji suzbijaju mejozu, mijenjaju indukciju seksa okolišnim uvjetima i reguliraju hormonalnu ekspresiju.

U ekstremnim slučajevima, mutacija bi mogla djelovati "popravljanjem" genotipa strogo partenogenetske loze koja bi mogla proizvesti parthenogenetske mužjake i ženke.

Hibridizacijom

Hibridizacija je najčešći način stvaranja partenogenetskih loza u životinja, a može se promatrati kod puževa, insekata, rakova i većine uniseksualnih kralježnjaka.

Potječu iz križanja dviju biseksualnih vrsta koje imaju visoku heterozigotičnost i tipične alele roditeljskih vrsta. U njima mejoza može biti prepreka, uzrokujući gubitak seksualnosti.

Zaraznog podrijetla

Nastaje hibridizacijom između partenogenetskih ženki i mužjaka iste ili srodne vrste. Smatra se da je glavni uzrok poliploidije u uniseksualnim organizmima.

Protok gena između spolnih i partenogenetskih loza omogućuje širenje gena na zarazan način. Zbog toga seksualni organizmi mogu zauzvrat nastati ili stvoriti novu partenogenetsku crtu.

Zaraznog podrijetla

Wolbachia pipientis je vrsta bakterija philum Proteobacteria koja nosi oko 20% svih vrsta insekata.

Odgovorna je za reproduktivne manipulacije u svojim domaćinima, poput citoplazmatske nespojivosti, feminizacije genetskih muškaraca, muške smrti i partenogeneze. Zarazuje artropod i nematode.

Prenosi se roditeljski. Ova bakterija može izazvati partenogenezu kod parazitoidnih osi roda Trichogramma, kao i kod grinja i drugih člankonožaca.

S druge strane, Xiphinematobacter, druga bakterija, utječe na Dorylaimida nematode, također uzrokujući partenogenezu.

Multicauzalno podrijetlo

U mnogim vrstama partenogenetske loze generiraju se jednim mehanizmom. Međutim, kod drugih vrsta mogu nastati kroz različite mehanizme. Na primjer, partenogenetske loze ostracoda često imaju dvostruko podrijetlo.

Diploidni klonovi potječu od spontanog gubitka seksualnosti, dok poliploidni klonovi nastaju hibridizacijom između partenogenetskih mužjaka i ženki iste ili srodne vrste.

Drugi primjer je slučaj lisne uši Rhopalosiphum padi. Kod ove vrste partenogenetske loze mogu nastati iz tri različita podrijetla: spontanog, hibridnog ili zaraznog.

Organizmi u kojima dolazi do partenogeneze

Rotifers

Među rotiferama postoje vrste koje se razmnožavaju samo ženskom apomictickom partenogenezom i vrste koje tu partenogenezu izmjenjuju s običnom seksualnom reprodukcijom.

Prijelaz između aseksualne i seksualne reprodukcije kontrolira okoliš. Uspjeh vrsta rotifera koje su u potpunosti izgubile spolnu reprodukciju rezultat je, prema nekim autorima, nakupljanja mutacija tijekom razdoblja eksponencijalne apomiktičke partenogenetske reprodukcije.

To bi, zajedno s „mitotičkim“ križanjem, omogućilo stvaranje dovoljne genotipske raznolikosti da se prilagodi različitim uvjetima okoliša. Na taj način bi se uklonila velika prednost seksualne reprodukcije.

školjki

Prijavljena je partenogeneza za neke vrste mekušca gastropod. Među tim vrstama su Potamopyrgus antipodarum, Tarebia granifera i sve vrste iz roda Melanoides.

Svi predstavnici potonjeg roda, osim diploidne rase M. tuberculata, su poliploidni.

rakovi

Ova vrsta reprodukcije dokumentirana je za brojne skupine rakova, uključujući notostrakose, konkhostrakose, anostrakose, kladocerane, dekapodce i ostracode.

Kod Cladocera je tipičan oblik razmnožavanja ciklička partenogeneza. Ženke se reproduciraju partenogenetski od proljeća do ljeta.

Kad su uvjeti u okruženju nepovoljni, organizmi se razmnožavaju seksualno, kako bi se formirala jajašca encista koja mogu preživjeti dugo razdoblje u stanju mirovanja.

Rakovi Cladocera Daphnia longispina s partenogenetskim jajima. Fotografija Rolanda Birkea / Photolibrary / Getty Image. Preuzeto i uređeno s misco.com

Mramorni rakovi (Procambarus fallax forma virginalis) jedini su poznati dekapodni rakovi koji se razmnožavaju samo partenogenezom.

kralježnjaci

Među hrskavičnim ribama, partenogeneza se javlja barem u orlovskoj zraci, u zebri morskog psa i morskog psa. Za hibridgenezu je prijavljena koštana riba vrsta roda Poecilliopsis.

Neke druge ribe mogu izmjenjivati ​​seksualnu i partenogenetsku reprodukciju. Mnoge se vrste guštera razmnožavaju partenogenezom. Smatra se da je hibridizacija glavni uzrok ove vrste reprodukcije u njima.

Ticopartenogeneza je zabilježena i kod drugih skupina gmazova, uglavnom pitona i drugih zmija. U ptica je primijećena spontana partenogeneza kod kokoši, purana i nekih vrsta prepelica.

U sisavaca su genoma majke i oca nužni za normalan embrionalni razvoj. Zbog toga se u tim organizmima prirodno ne javlja partenogeneza.

To je eksperimentalno postignuto u laboratoriju. Međutim, inducirana partenogeneza često rezultira nenormalnim razvojem.

Bilje

Mnoge biljne vrste predstavljaju dobro definirane obrasce zemljopisne partenogeneze, pri čemu se partenogenetski oblici nalaze više prema hladnim zonama. U međuvremenu, seksualni oblici su više tropski od svojih aseksualnih vršnjaka.

Reference

1. C. Simon, F. Delmonte, C. Rispe, T. Crease (2003). Filogenetski odnosi između partenogena i njihovih seksualnih srodnika: mogući putevi partenogeneze kod životinja. Biološki časopis Linnean Society.
2. G. Scholtz, A. Braband, L. Tolley, A. Reiman, B. Mittmann, C. Lukhaup, F. Steuerwald, G. Vogt (2003). Partenogeneza u vanjskim rakovima. Priroda.
3. U. Mittwoch (1978). Članak o pregledu partenogeneze. Časopis za medicinsku genetiku.
4. NB Tcherfas (1971). Prirodna i umjetna ginegeneza riba. U: Seminar / studijsko putovanje u SSSR-u FAO 1971 o genetskoj selekciji i hibridizaciji uzgojenih riba. 19. travnja - 29. svibnja 1968. Predavanja. Izvještaj FAO / UNDP (TA), oporavak od fao.org/.
5. PA Eyer, L. Leniaud, H. Darras i S. Aron (2013). Hibridogeneza putem toktone partenogeneze kod dvaju pustinjskih mrava Cataglyphis. Molekularna ekologija.
6. RKK Koivisto, HR Braig (2003). Mikroorganizmi i partenogeneza. Biološki časopis Linnean Society.