Узнайте, в чем заключается сущность партеногенеза и приведите примеры животных, способных к этому виду размножения. Партеногенез - одна из форм полового размножения, при которой яйцеклетки развиваются во взрослом организме без оплодотворения. Способность к партеногенезу отмечена у различных групп животных, включая турбеллярий, улиток, пауков и ракообразных. Узнайте больше о партеногенезе и его роли в размножении и эволюции животных. | NOCFN
Cодержание
Партеногенез (от др.-греч. παρθένος γένεσις — девственное зарождение, у растений — апоми́ксис, ἀπο- +μῖξις, несмешение) — так называемое «однополое размножение» или «девственное размножение» — одна из форм полового размножения организмов, при которой женские половые клетки (яйцеклетки) развиваются во взрослом организме без оплодотворения. Хотя партеногенетическое размножение не сопровождается слиянием мужских и женских гамет, партеногенез всё же считается половым размножением, так как организм развивается из половой клетки. Считается, что партеногенез возник в процессе эволюции раздельнополых форм.
Способность к партеногенезу у животных
Способность к партеногенезу отмечена у различных групп животных. Некоторые примеры включают:
Турбеллярии, трематоды, улитки, нематоды и тихоходки
Эти группы животных обладают способностью к партеногенезу, где яйцеклетки развиваются без оплодотворения.
Коловратки
У коловраток наблюдается циклический партеногенез, который является характерным для данной группы.
Пауки, ракообразные и многие насекомые
В членистоногих, таких как пауки, ракообразные и многие насекомые, такие как тли, некоторые тараканы и муравьи, также имеется способность к партеногенезу.
Ракообразные
Среди ракообразных, партеногенез отмечен у балянусов, щитней и голых жаброногов (артемий). Амейотический партеногенез является характерным для всех ветвистоусых ракообразных (Cladocera). Примером являются дафнии, которые размножаются амейотическим партеногенезом, где при благоприятных условиях появляются только самки. Если условия меняются (например, высыхание водоема), то из тех же яиц выводятся самцы, которые оплодотворяют самок. Самки откладывают яйца, которые способны выдержать высыхание водоема.
Терминология партеногенеза
Ранее некоторые авторы определяли партеногенез как вариант бесполого размножения, что противоречило общепринятой биологической терминологии. Бесполое размножение отличается от партеногенеза тем, что новые особи появляются из соматических клеток материнского организма, а не из половых клеток, как это происходит при партеногенезе. Поэтому в настоящее время партеногенез относят к половому размножению, так как в нем дочерние особи образуются из яиц, а не из частей тела матери.
Партеногенез у животных
Партеногенез встречается у многих различных организмов, и его механизмы могут различаться. В одних случаях партеногенез возникает в результате нарушения развития яйцеклетки, например, изменения числа делений генетического материала. В других случаях, роль сперматозоидов выполняют другие структуры, такие как направительное (полярное) тельце, которое прикрепляется к яйцеклетке и содержит небольшое количество цитоплазмы и генетического материала.
Партеногенез является интересным явлением в биологии, которое играет роль в размножении и эволюции многих видов животных. Он позволяет ускорить темп размножения и регулировать численные соотношения полов. Партеногенетические виды и расы также могут быть полиплоидными и обладать высокой жизнеспособностью. Несмотря на то, что партеногенез встречается чаще среди примитивных организмов, он также наблюдается у различных групп животных, включая членистоногих, моллюсков, рыб и даже пресмыкающихся.
Что нам скажет Википедия?
Партеногенез (от др.-греч. παρθένος γένεσις — девственное зарождение, у растений — апоми́ксис, ἀπο- +μῖξις, несмешение) — так называемое «однополое размножение» или «девственное размножение» — одна из форм полового размножения организмов, при которой женские половые клетки (яйцеклетки) развиваются во взрослом организме без оплодотворения. Хотя партеногенетическое размножение не сопровождается слиянием мужских и женских гамет, партеногенез всё же считается половым размножением, так как организм развивается из половой клетки. Считается, что партеногенез возник в процессе эволюции раздельнополых форм.
В тех случаях, когда партеногенетические виды представлены (всегда или периодически) только самками, одно из главных биологических преимуществ партеногенеза заключается в ускорении темпа размножения вида, так как все особи подобных видов способны оставить потомство. Такой способ размножения встречается у некоторых животных, хотя чаще среди относительно примитивных организмов. В тех случаях, когда из оплодотворённых яйцеклеток развиваются самки, а из неоплодотворённых — самцы, партеногенез способствует регулированию численного соотношения полов (например, у пчёл). Часто партеногенетические виды и расы являются полиплоидными и возникают в результате отдалённой гибридизации, обнаруживая в связи с этим гетерозис и высокую жизнеспособность.
Способность к партеногенезу отмечена у турбеллярий, трематод, улиток, нематод, тихоходок, онихофор и других групп животных. Циклический партеногенез характерен для коловраток.
Способность к партеногенезу среди членистоногих имеют пауки, ракообразные и многие насекомые — тли, несколько видов тараканов, некоторые муравьи и многие другие социальные насекомые.
Среди ракообразных партеногенез отмечен у балянусов, щитней, голых жаброногов (артемии). Циклический или облигатный партеногенез характерен для всех ветвистоусых ракообразных (Cladocera). Дафнии, например, размножаются амейотическим партеногенезом. При благоприятных условиях у дафний появляются только самки. Если условия начинают меняться (высыхание водоема), из тех же яиц выводятся самцы, которые оплодотворяют самок. Самки откладывают яйца. Оплодотворенные яйца покоятся на дне водоёма и способны выдержать высыхание водоёма.
Среди членистоногих отмечен особый вид партеногенеза — педогенез, открытый в 1863 году русским учёным Николаем Петровичем Вагнером, опубликовавшим работу «Самопроизвольное размножение гусениц у насекомых», за которую он был удостоен Демидовской премии Академии наук. Среди насекомых педогенез встречается у жуков (Coleoptera, Micromalthus debilis), веерокрылых (Strepsiptera), бабочек-мешочниц (Psychidae) и галлиц (Cecidomyiidae). Также педогенез известен у некоторых морских ветвистоусых ракообразных (Cladocera).
У муравьёв телитокический партеногенез обнаружен у 8 видов и может быть разделён на 3 основных типа: тип A — самки производят самок и рабочих через телитокию, но рабочие стерильны и самцы отсутствуют (Mycocepurus smithii); тип B — рабочие производят рабочих и потенциальных самок через телитокию; тип C — самки производят самок телитокически, а рабочих — обычным половым путём, в то же время рабочие производят самок через телитокию. Самцы известны для типов B и C. Тип B обнаружен у Cerapachys biroi, двух мирмициновых видов, Messor capitatus и Pristomyrmex punctatus, и у понеринового вида Platythyrea punctata. Тип C обнаружен у муравьёв-бегунков Cataglyphis cursor и двух мирмициновых видов Wasmannia auropunctata и Vollenhovia emeryi.
Бесполое размножение в виде телитокического партеногенеза обнаружено у 7 видов термитов, в том числе: Reticulitermes speratus, Zootermopsis angusticollis, Kalotermes flavicollis, Bifiditermes beesoni.
Партеногенез редок у позвоночных и встречается примерно у 70 видов, что составляет 0,1 % всех позвоночных животных. Например, существует несколько видов ящериц, в естественных условиях размножающихся партеногенезом (скальные ящерицы, комодские вараны). Партеногенетические популяции также найдены и у некоторых видов рыб, земноводных, птиц (в том числе кур). Cреди млекопитающих случаи партеногенеза пока не известны.
Партеногенез у комодских варанов возможен потому, что оогенез сопровождается развитием полоцита (полярного тельца), содержащего удвоенную копию ДНК яйца; полоцит при этом не погибает и выступает в качестве спермы, превращая яйцеклетку в эмбрион.
Аналогичный процесс у растений называется апомиксис. Он представляет собой размножение семенами, возникшими без оплодотворения: либо в результате разновидности мейоза, не уменьшающей число хромосом в два раза, либо из диплоидных клеток семязачатка. Так как у многих растений существует особый механизм: двойное оплодотворение, то у некоторых из них (например, у нескольких видов лапчатки) возможна псевдогамия — когда семена получаются с зародышем, развивающимся из неоплодотворённой яйцеклетки, но содержат триплоидный эндосперм, возникший в результате опыления и последующего тройного слияния.
В начале 2000 гг. было показано, что обработкой in vitro ооцитов млекопитающих (крыс, макак, а затем и человека) либо предотвращением отделения второго полярного тельца при мейозе возможно индуцировать партеногенез, при этом в культуре развитие можно довести до стадии бластоцист. Полученные таким образом бластоцисты человека потенциально являются источником плюрипотентных стволовых клеток, которые могут быть использованы в клеточной терапии.
В 2004 году в Японии слиянием двух гаплоидных ооцитов, взятых у разных особей мыши, удалось создать жизнеспособную диплоидную клетку, деление которой привело к формированию жизнеспособного эмбриона, который, пройдя стадию бластоцисты, развился в жизнеспособную взрослую особь (см. Кагуя). Предполагается, что этот эксперимент подтверждает участие геномного импринтинга в гибели эмбрионов, образующихся из ооцитов, полученных от одной особи, на бластоцистарной стадии.
