Особенностью партеногенеза является то, что полные клоны образуются без мейоза. Потомство, сформированное на основе мейоза генетического материала матери, получает лишь небольшую часть генетического материала.
Партеногенез, формы и значение
| Тема: | Биология и естественные науки |
| Посмотреть ниже | Аннотация |
| Язык | Русский |
| Дата добавления | 18.05.2014 |
| Размер файла | 18,1 K |
Студенты, аспиранты и молодые ученые, которые используют базу знаний для своей учебы и работы, будут очень благодарны.
Доступно на сайте http://www.allbest.ru/
Государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования Тверская государственная медицинская академия Министерства здравоохранения Российской Федерации.
На тему «Партеногенез, формы и значение»
Исполняют: Ксения Смирнова
Партеногенез (девственное рождение) — форма полового размножения организмов, при которой женские гаметы (яйцеклетки) развиваются во взрослый организм без оплодотворения. Хотя партеногенетическое размножение не включает слияние мужской и женской гамет, партеногенез считается половым размножением, поскольку организм развивается из одной половой клетки. Считается, что партеногенез возник в результате эволюции организмов в формы с раздельным рождением полов. Он был открыт в середине 18 века швейцарским натуралистом Ш. Бонне (1720-1793).
Партеногенез может быть гаплоидным или диплоидным:
При гаплоидном (зародышевом) партеногенезе новый организм развивается из гаплоидной яйцеклетки. Получившиеся особи могут быть чисто мужскими, чисто женскими или и теми, и другими. Это зависит от хромосомного определения пола. Например, у пчел, мух-ихневмонов и муравьев неоплодотворенные яйца дают самцов в результате партеногенеза, а оплодотворенные яйца дают диплоидных самок, что приводит к образованию различных каст. Такой репродуктивный механизм у социальных насекомых позволяет регулировать количество потомства каждого вида.
У тлей, дафний, коловраток и некоторых ящериц происходит диплоидный (соматический) партеногенез, при котором самки образуют диплоидные яйца. У дафний, например, самки диплоидны, а самцы гаплоидны. При благоприятных условиях у лавра не происходит процесс редукции: диплоидные яйца развиваются без оплодотворения и дают начало самкам. У брахиозавров митотическое увеличение числа хромосом происходит в клетках гонад перед мейозом. Затем клетки проходят через обычный цикл мейоза, в результате которого образуются диплоидные яйца, которые без оплодотворения производят новое поколение, состоящее только из самок. Это позволяет поддерживать количество особей в среде, где трудно встретить особей разного пола.
Классификация партеногенетического размножения:
По способу воспроизводства:
Естественное размножение — это обычный способ воспроизводства определенных организмов в природе. Он был открыт в 1762 году Ш. Бонне, изучавшим жизнь тлей: самка тли рождала живых молодых особей, тоже самок, которые через несколько дней достигали нормального размера и без оплодотворения сами становились родоначальниками нового поколения. Естественный партеногенез существует у некоторых растений, червей и насекомых.
Искусственный партеногенез осуществляется экспериментально путем воздействия различных стимулов на неоплодотворенную яйцеклетку, которая в норме должна быть оплодотворена. Искусственный партеногенез у животных впервые был достигнут русским зоологом А.А. Тихомировым в 1886 году путем воздействия на неоплодотворенные яйца шелкопряда различными физическими и химическими раздражителями (растворы сильных кислот, трение и т.д.).
Подобные документы
Женские (ооциты) и мужские гаметы (сперматозоиды). Общее описание процесса оплодотворения и его биологическое значение. Партеногенез, гиногенез и андрогенез. Естественный и искусственный партеногенез. Генетическое определение пола.
Асексуальное, вегетативное и половое размножение организмов. Партеногенез и полиэмбриония. Способы вегетативного размножения: почкование, упорядоченное или неупорядоченное деление тела. Процесс развития нескольких эмбрионов из одной оплодотворенной яйцеклетки.
Период жизни клетки, в течение которого происходят все метаболические процессы и деление. Интерфаза, метафаза и анафаза, деление клетки. Биологическая концепция митоза. Вирусы и бактериофаги как неклеточные формы жизни. Типы и формы размножения организмов.
Природа, особенности и формы бесполого размножения организмов. Сравнение между соматическими и половыми клетками. Понятие и сравнительный анализ споруляции, размножения и оплодотворения. Особенности созревания и основные функции мужских и женских половых клеток.
Воспроизводство — способность живых организмов поддерживать генофонд популяции. Цитологические принципы и формы бесполого размножения: деление, шизогония, почкование, споруляция, фрагментация. Половое размножение: гермафродитизм, партеногенез, имитация.
Эмбриологическая периодизация. Схема строения сперматозоидов. Женские половые клетки. Стадии развития ооцита и эмбриона. Плацента и ее функции. Взаимоотношения между плодом и материнским организмом. Критические стадии развития человека. Дополнительные органы плода.
Репродуктивная способность как одна из основных способностей живых организмов, ее роль в жизнедеятельности и выживании организмов. Типы размножения, их характеристики и особенности. Преимущества полового размножения перед бесполым. Стадии развития организмов.
- главная
- рубрики
- по алфавиту
- вернуться в начало страницы
- вернуться к началу текста
- вернуться к подобным работам
Партеногенез у животных
Начальная форма партеногенеза — субтипический или рудиментарный партеногенез — характерна для многих видов животных, яйца которых остаются неоплодотворенными. Как правило, рудиментарный партеногенез ограничивается начальными стадиями вегетативного развития; иногда, однако, развитие достигает конечных стадий.
На протяжении миллионов лет животные размножаются путем партеногенеза, который впервые появился у некоторых самых маленьких и простейших организмов. Ученые предполагают, что способность размножаться бесполым путем у более высокоразвитых животных, таких как позвоночные, была последним средством для выживания в неблагоприятных условиях. Это может объяснить, почему партеногенез возможен у столь многих пустынных и островных видов.
Большинство животных, размножающихся путем партеногенеза, — это мелкие беспозвоночные, такие как пчелы, осы, муравьи и тли, которые могут чередовать половое и бесполое размножение. Партеногенез встречается более чем у 80 видов позвоночных, около половины из которых — рыбы или ящерицы. Поскольку сложные позвоночные, такие как акулы, змеи и крупные ящерицы, редко используют бесполое размножение, Леони и другие ученые сначала были озадачены.
Различают облигатный партеногенез, при котором яйца могут развиваться только партеногенетически, и добровольный партеногенез, при котором яйца могут развиваться как путем партеногенеза, так и путем оплодотворения (у многих перепончатокрылых, например, у пчел, самцы развиваются из неоплодотворенных яиц (ям), а самки — из оплодотворенных яиц (королевы и рабочие пчелы)).
Многие виды, не имеющие самцов, способны длительное время размножаться путем партеногенеза — непрерывного девственного размножения. У некоторых видов, помимо партеногенетической женской расы, существует также двойная мужская раса (исходный вид), которая иногда занимает другую территорию — географический партеногенез (головоногие бабочки, многие жуки, многоножки, моллюски, коловратки, гранаты, лавры, у позвоночных — ящерицы и др.)
А бывает искусственный партеногенез?
Искусственный партеногенез у животных впервые осуществил российский зоолог Александр Тихомиров. В 1886 году ему удалось показать, что неоплодотворенные яйца шелкопряда могут развиваться под воздействием растворов сильных кислот, трения и других раздражителей. Искусственный партеногенез был впоследствии достигнут Жаком Лёбом и другими исследователями у многочисленных животных, в основном морских беспозвоночных, а также у некоторых земноводных (лягушек) и даже млекопитающих (кроликов).
Искусственный партеногенез вызывается воздействием на яйца гипертонических или гипотонических растворов (осмотический партеногенез), прокалыванием яйца иглой, смоченной гемолимфой (травматический партеногенез), резким охлаждением и особенно нагреванием (тепловой партеногенез), воздействием кислот, щелочей и других химических веществ.
При искусственном партеногенезе обычно достигаются только начальные стадии развития организма; полный партеногенез достигается редко, хотя случаи полного партеногенеза известны и у позвоночных.
В 2003 году ученым из Массачусетского института клеточных технологий удалось получить полноценные эмбрионы из неоплодотворенных яйцеклеток у 4 из 28 лабораторных животных макак. Это произошло благодаря особому химическому веществу, которое стимулирует деление яйцеклеток.
Ученые из Токийского сельскохозяйственного университета в 2004 году добились первого партеногенетического рождения у млекопитающих. Исследователи использовали разработанные ими методы упрощения, превращая искусственные соматические клетки самок мышей в гаплоидные клетки (похожие на мужские или женские гаметы). Затем в лабораторных условиях удалось добиться слияния этих клеток, «перехитрив» геномный импринтинг с помощью специальных технологий. Наконец, из клетки в теле матери начал развиваться эмбрион.
Может ли человек размножаться партеногензом?
У людей бывают случаи, когда женская яйцеклетка начинает делиться под воздействием стресса, высоких температур и других экстремальных условий, даже если она не была оплодотворена, но в 99,9% случаев она вскоре погибает.
Обсуждение партеногенеза неизбежно влечет за собой одно из важнейших верований христианства: непорочное зачатие Девы Марии. Нет ли в евангельских легендах доказательств девственного рождения человека? Противники этой версии указывают, что в этом случае младенец Иисус родился бы девочкой — безусловно, из-за отсутствия Y-хромосомы в яйцеклетке.
К сожалению, природа ставит серьезное препятствие на пути человеческого партеногенеза.
Известно, что ни одно млекопитающее не размножается таким образом, поскольку млекопитающие, в отличие от более простых организмов, полагаются на процесс, называемый геномным импринтингом.
Потому что развивающийся эмбрион млекопитающего заинтересован, образно говоря, в том, от кого исходит определенный ген — от матери или от отца. Ген, отвечающий за развитие жизненно важного органа, просто не функционирует, не может проявиться, если он имеет неправильный половой маркер. Если бы у потомства был только один родитель, некоторые гены вообще не были бы активированы, поэтому потомство не было бы жизнеспособным. Поэтому, даже если яйцеклетку млекопитающего заставить делиться, например, с помощью внешнего раздражителя, нет никаких шансов, что из нее появится жизнеспособный организм. Геномный импринтинг предотвращает развитие эмбриона на ранней стадии. Если, конечно, речь не идет о генной инженерии.
Пресс-релиз
В зависимости от задействованных цитологических механизмов, могут существовать различные типы партеногенеза, такие как:
-Ticopartenogénesis
Говорят также о добровольном партеногенезе, когда развитие неоплодотворенных яиц происходит случайно и спонтанно. Этот тип партеногенеза очень распространен среди животных.
По мнению некоторых авторов, это единственная истинная форма партеногенеза. Образование гамет при тикопартеногенезе может включать или не включать мейотическое деление. В зависимости от наличия или отсутствия мейоза, партеногенез можно разделить на две формы:
Апомиктический партеногенез
Его также называют амебоидным или диплоидным. Его также называют двудомным, или двудомным, или двудомным. Дети развиваются из неоплодотворенных яиц путем митотического деления.
Это создает генетически идентичные организмы для матери. Этот тип партеногенеза обычно встречается у муравьев и большинства групп членистоногих.
Автоматический партеногенез
Его также называют мейотическим или гаплоидным. В этом процессе мейоз сохраняется. Диплоидное состояние восстанавливается путем дупликации или слияния гамет, произведенных матерью. Этот тип партеногенеза очень распространен у насекомых.
-ginogénesis
Гиногенез — это особая форма полового размножения. Для активации эмбрионального развития сперматозоид должен проникнуть в яйцеклетку.
Однако, в отличие от обычного оплодотворения, слияние ядер мужской и женской клеток не происходит. После слияния гамет хромосомы сперматозоида дегенерируют в цитоплазму яйцеклетки или могут быть удалены из зиготы.
Гиногенный эмбрион развивается только из ядра яйцеклетки. По этой причине все гиногенетические детеныши идентичны матери.
Этот тип размножения может происходить, когда гиногенные самки спариваются с бисексуальными самцами своего или родственного вида. Некоторые авторы не считают это истинным партеногенезом.
-Hibridogénesis
Это «полуклональная» форма размножения. В этом случае родители разных видов спариваются и производят гибриды. Половина генома передается половым путем, а другая половина — «клонально».
Сперматозоид сливается с ядром яйцеклетки, и отцовские гены экспрессируются в соматических тканях, но систематически устраняются из зародышевой линии. Только мать передаст геном следующему поколению.
Этот тип партеногенеза распространен у рыб рода Poeciliopsis, а также наблюдался у пустынного муравья Cataglyphis spanish.
Другие типы
Некоторые авторы предпочитают более утилитарную классификацию этого типа размножения, разделяя партеногенез на два других типа:
-Географический партеногенез
Она характеризуется сосуществованием амфиплоидной формы и партеногенетической формы у одного и того же вида или у филогенетически близких видов, но с разным географическим распространением…
Партеногенетические организмы, как правило, колонизируют другие регионы, чем их близкие родственники, размножающиеся половым путем. Асексуальные организмы обычно встречаются на больших широтах или высотах, на островах, в засушливой среде или в нарушенной среде обитания.
Этот тип партеногенеза встречается у некоторых видов растений, червей, ракообразных, насекомых и ящериц.
-Циклический партеногенез
Организмы могут размножаться как половым, так и партеногенетическим путем. В определенное время года в партеногенезе могут участвовать только самки.
В других случаях, однако, самки производят как самок, так и самцов, которые размножаются половым путем…..
Происхождение партеногенетических линий
У бисексуальных видов, где потомство производится путем партеногенеза, обычно производятся партеногенетические самки. Полученные монозиготные линии могут отличаться фенотипически и генотипически от своих бисексуальных родственников. Существует несколько механизмов, которые могут привести к появлению таких партеногенетических линий.
спонтанный
Потеря полового взаимодействия обусловлена мутациями в генах, которые подавляют мейоз, изменяют индукцию пола в условиях окружающей среды и регулируют гормональную экспрессию.
В крайних случаях мутация может привести к преобразованию генотипа в чисто партеногенетическую линию, которая может производить партеногенетических самцов и самок.
Путем гибридизации
Гибридизация является наиболее распространенной формой получения партеногенетических линий у животных, как это наблюдается у улиток, насекомых, ракообразных и большинства однояйцевых позвоночных.
Они возникают в результате скрещивания двух бисексуальных видов, обладающих высокой гетерозиготностью и типичными аллелями родительских видов. В этом случае мейоз может стать препятствием, ведущим к потере сексуальности.
Контагиозное происхождение
Это происходит в результате гибридизации между партеногенетическими самками и самцами одного и того же или близкородственного вида. Считается, что это является основной причиной полиплоидии у гомозиготных организмов.
Поток генов между половыми и партеногенетическими линиями позволяет генам распространяться трансмиссивным способом. Таким образом, поочередно могут быть созданы половые организмы или новая партеногенетическая линия.
Инфекционное происхождение
Wolbachia pipientis — это филобактерия из рода Proteobacteria, которая заражает около 20 % всех видов насекомых.
Он отвечает за репродуктивные манипуляции у своих хозяев, такие как цитоплазматическая несовместимость, феминизация генетических самцов, смерть самцов и партеногенез. Он атакует членистоногих и нематод.
Он передается от родителей. Эта бактерия способна вызывать партеногенез у паразитоидных ос рода Trichogramma, а также у клещей и других членистоногих.
С другой стороны, Xiphinematobacter, другая бактерия, заражает нематод Dorylaimida и вызывает партеногенез и у них.
Мультикаузальное происхождение
У многих видов партеногенетические линии возникают по одному и тому же механизму. Однако у других видов это может происходить по нескольким механизмам. Например, партеногенетические линии у ракообразных часто имеют двойное происхождение.
Диплоидные клоны возникают в результате спонтанной потери сексуальности, а полиплоидные клоны возникают в результате гибридизации между самцами и партеногенетическими самками одного вида или родственных видов.
Другой пример — тля Rhopalosiphum padi, где партеногенетические линии могут происходить из трех различных источников: спонтанного, гибридного или трансмиссивного…
