В чем заключается партеногенез

Что такое партеногенез

Процесс размножения многогранен и может происходить множеством различных способов. В целом, существует два вида размножения — половое и бесполое. Половое размножение, как мы знаем, включает в себя половые органы, в то время как бесполое размножение может быть разным. Партеногенез — это особая разновидность бесполого размножения, наблюдаемая у некоторых существ.

Признаки

Признаки партеногенеза зависят от конкретного вида. Однако в целом следующие признаки могут указывать на то, что происходит партеногенез:

1. Наличие только женского потомства: Поскольку партеногенез предполагает производство потомства без необходимости оплодотворения самцом, полученное потомство будет генетически идентично матери и будет самкой только у некоторых видов.
2. Отсутствие самцов: У видов, размножающихся путем партеногенеза, самцы могут полностью отсутствовать или присутствовать в небольшом количестве.
3. Генетическое сходство: Потомство, полученное в результате партеногенеза, генетически идентично матери, что указывает на то, что в репродуктивном процессе не участвовал генетический материал самца.
4. Отсутствие поведения ухаживания: Поскольку самцы не требуются для размножения у видов, размножающихся путем партеногенеза, поведение ухаживания может отсутствовать или быть минимальным.
5. Увеличение производства потомства: В некоторых случаях самки, размножающиеся путем партеногенеза, могут производить больше потомства, чем те, которые размножаются половым путем.

Важно отметить, что партеногенез — относительно редкое явление в животном мире и наблюдается только у некоторых видов. Поэтому выявить его признаки у всех животных не представляется возможным. До сих пор ученые спорят о том, почему возник этот вид размножения.

Виды

Существует несколько различных типов, которые классифицируются в зависимости от механизма, с помощью которого яйцо развивается в эмбрион. Три основных типа партеногенеза:

1. Естественный: это тип бесполого размножения, который происходит естественным образом у некоторых видов, когда самка может производить потомство без оплодотворения самцом. Яйцеклетка развивается в эмбрион без каких-либо внешних стимулов. Этот процесс чаще всего наблюдается у беспозвоночных — насекомые и ракообразные, и некоторых рептилий, — ящерицы и змеи. Известно, что некоторые виды пчел и ос, например, размножаются таким же путем. Полученное потомство будет генетически идентично матери, поскольку в репродуктивный процесс не был вовлечен генетический материал самца. Однако потомство может не быть точным клоном матери из-за возможности генетических мутаций во время развития яйцеклетки. Может происходить в ответ на сигналы окружающей среды, такие как изменения температуры или влажности, или спонтанно, без каких-либо внешних стимулов. Считается, что он развился как механизм воспроизводства в ситуациях, когда количество самцов ограничено или возможности для спаривания редки.
2. Искусственный: это тип партеногенеза, который вызывается путем химического или механического воздействия на яйцеклетку или сперматозоид животного, чтобы стимулировать развитие яйцеклетки в эмбрион без оплодотворения сперматозоидом.
3. Использование в научных исследованиях для изучения развития эмбрионов и получения клонированных животных. Например, исследователь может химически стимулировать яйцеклетку, чтобы она начала делиться и развиваться в эмбрион.Также может использоваться в области вспомогательной репродукции, где он может применяться для помощи женщинам, имеющим проблемы с фертильностью. В некоторых случаях искусственный партеногенез может применяться для создания эмбриона с помощью собственных яйцеклеток женщины без привлечения донора спермы. Используется в сельском хозяйстве для получения клонов желательных животных, таких как коровы и свиньи, которые могут быть использованы в целях разведения. Однако его применение до сих пор является предметом дебатов, поскольку вызывает этические вопросы и имеет потенциальные последствия для генетического разнообразия и благополучия животных.
4. Гиногенез: это тип партеногенеза, при котором яйцеклетка активируется сперматозоидом, но генетический материал сперматозоида не включается в полученное потомство. Сперматозоид запускает развитие яйцеклетки, но эмбрион развивается исключительно из генетического материала матери. Наблюдается у некоторых видов рыб и амфибий. У этих видов самкам требуется присутствие сперматозоида для активации яйцеклетки, но сперматозоид не вносит никакого генетического материала в потомство. Вместо этого яйцеклетка развивается в эмбрион, используя только генетический материал матери. Важной особенностью процесса является то, что потомство не является генетически идентичным матери, в отличие от естественного партеногенеза. Это происходит потому, что яйцеклетка подвергается мейозу, который перемешивает генетический материал матери, что приводит к генетическому разнообразию потомства. Может происходить в сочетании с другими репродуктивными стратегиями, такими как гибридогенез. При гибридогенезе самка спаривается с самцом другого вида, но использует генетический материал самца только для запуска развития яйцеклетки, а не для участия в генетическом составе потомства. В результате получается гибридное потомство, которое представляет собой смесь генетического материала материнского и отцовского видов.

Особенности

У человека

В естественных условиях у людей не наблюдался. Хотя было несколько сообщений, было доказано, что это результат лабораторной ошибки или мозаицизма (генетическое состояние, когда у человека есть клетки с разным генетическим составом).

Одно из потенциальных применений партеногенеза у людей — это вспомогательная репродукция. Например, было предложено использовать его для создания эмбрионов из яйцеклеток женщин, имеющих проблемы с фертильностью или не способных зачать ребенка естественным путем. Однако это все еще является предметом дебатов и исследований, так как существуют этические, юридические проблемы и проблемы безопасности, которые необходимо решить, прежде чем рассматривать этот метод как жизнеспособный вариант репродукции человека.

В целом, хотя партеногенез может иметь потенциальное применение у людей, необходимы дополнительные исследования, чтобы полностью понять его осуществимость и последствия для репродукции и развития человека.

У животных

Наблюдается у самых разных животных, особенно у насекомых и ракообразных, а также у ящериц, змей и рыб. Вот некоторые общие особенности партеногенеза у животных:

1. Потомство генетически идентично: потомство производится без оплодотворения самцом, и поэтому оно генетически идентично матери. Это означает, что потомство по сути является клоном матери и не наследует никакого генетического материала от отца.
2. Может происходить естественным или искусственным путем: особенно у насекомых и ракообразных. Происходит естественным путем, когда его вызывают факторы окружающей среды или другие факторы. В других случаях партеногенез можно вызвать искусственно, манипулируя яйцеклетками или спермой животного в лаборатории.
3. Может быть облигатным или факультативным: Некоторые виды животных размножаются только путем партеногенеза, в то время как другие могут размножаться как половым, так и бесполым путем. Виды, которые размножаются только путем партеногенеза, называются облигатными партеногенами, а те, которые могут делать и то, и другое, называются факультативными партеногенами.
4. Может привести к снижению генетического разнообразия: Поскольку приводит к появлению потомства, генетически идентичного матери. Это может повлиять на способность популяции адаптироваться к изменяющимся условиям окружающей среды или сопротивляться болезням.
5. Считается, что партеногенез развился у некоторых видов как ответ на экологический стресс или для того, чтобы справиться с отсутствием пары. Он также может быть способом быстрого увеличения числа потомков, производимых одной особью, что может быть выгодно в определенных ситуациях.

В целом, особенности зависят от вида и условий, в которых он происходит. Тем не менее, способность некоторых животных размножаться бесполым путем посредством партеногенеза является увлекательной и важной областью изучения в биологии.

У растений

У растений называется апомиксисом. Вот некоторые общие особенности апомиксиса у растений:

1. Потомство генетически идентично: Как и у животных, апомиктические растения производят потомство, генетически идентичное материнскому растению. Это означает, что потомство по сути является клоном матери и не наследует никакого генетического материала от отца.
2. Происходит естественным или искусственным путем: Апомиксис может происходить естественным образом у некоторых видов растений, где он используется в качестве репродуктивной стратегии. В других случаях апомиксис можно вызвать искусственно, манипулируя репродуктивными органами растения в лаборатории.
3. Апомиксис может быть облигатным или факультативным: Некоторые виды растений размножаются только путем апомиксиса, в то время как другие могут размножаться как половым, так и бесполым путем. Виды, которые размножаются только путем апомиксиса, называют облигатными апомиктиками, а те, которые могут делать и то, и другое, — факультативными апомиктиками.
4. Как и у животных, апомиксис у растений может привести к снижению генетического разнообразия в популяции. Это может повлиять на способность популяции адаптироваться к изменяющимся условиям окружающей среды или сопротивляться болезням.
5. Возможно, апомиксис развился как ответ на стресс окружающей среды: например, из-за засухи или других неблагоприятных условий. Это также может быть способом быстрого увеличения числа потомков, производимых одной особью, что может быть выгодно в определенных ситуациях.

В целом, апомиксис является важной областью исследования в биологии растений. Он имеет значение для селекции растений и генной инженерии, а понимание механизмов, лежащих в основе апомиксиса, может привести к новым стратегиям повышения урожайности и устойчивости растений к стрессам окружающей среды.

Примеры

В животных:

1. Хвостатые ящерицы: Эти ящерицы являются примером облигатного партеногенеза. Они размножаются только таким путем, и все особи в популяции — самки.
2. Медоносные пчелы: У медоносных пчел неоплодотворенные яйца могут развиваться в самцов, а оплодотворенные яйца становятся самками. Этот процесс называется гаплодиплоидным партеногенезом.
3. Водяные блохи: Эти крошечные ракообразные способны к половому и бесполому размножению путем партеногенеза, в зависимости от условий окружающей среды.

В растениях:

1. Цитрусовые деревья: Некоторые виды цитрусовых могут размножаться путем апомиксиса, что позволяет производителям получать урожай, генетически идентичный родительскому растению.
2. Одуванчики: Одуванчики способны размножаться с помощью апомиксиса, производя генетически идентичное потомство без необходимости опыления.
3. Кентукки блюграсс: Этот вид травы является факультативным апомиктом, то есть он может размножаться как половым, так и бесполым путем с помощью апомиксиса.