PARTHENOGENESIS: HVA DEN BESTÅR AV, TYPER, ORGANISMER - BIOLOGI - 2026

Den parthenogenesis er produksjon av et embryo fra en kvinnelig kjønnscelle uten genetisk bidrag fra en mannlig kjønnscelle, med eller uten eventuell utvikling til en voksen. I de fleste tilfeller er det ingen deltakelse av det mannlige gamet i reproduksjonsprosessen.

Imidlertid er det et spesielt tilfelle av parthenogenese kalt gymnogenesis, der deres deltakelse er nødvendig. I dette tilfellet kommer sæden inn i egget og aktiverer det for å starte utviklingen av en ny organisme.

Poeciliopsis gracilis, en fiskeslag fra Mellom-Amerika, med parthenogenetisk reproduksjon. Fotografi av Coletti, T. Tatt og redigert fra fishbase.de

Parthenogenesis er et veldig vanlig fenomen blant planter og dyr. Det er anslag for at det kan forekomme i opptil 1% av det totale antallet kjente arter.

Det er en reproduksjonsmåte som kan forekomme i praktisk talt alle store grupper av dyr og planter. Unntaket er kanskje i de mer utviklede taxaene, for eksempel gymnospermer og pattedyr, der det ikke er pålitelige registreringer av deres forekomst.

Hva er partenogenese?

Det enkleste begrepet parthenogenesis indikerer at det er utviklingen av eggcellen hos et nytt individ uten at befruktning forekommer. Imidlertid lider embryoene som produseres uten befruktning hos mange dyr en høy dødelighet.

I noen andre tilfeller er samtidighet av en mannlig gamet nødvendig bare for å aktivere utvikling. Derfor kan det sies at parthenogenese består av "produksjon av et embryo fra en kvinnelig gamet uten noe genetisk bidrag fra en mannlig gamet med eller uten eventuell utvikling hos en voksen".

typer

Avhengig av de involverte cytologiske mekanismene, kan partenogenese være av flere typer, inkludert:

-Ticoparthenogenesis

Også kalt fakultativ parthenogenese, kalles det på denne måten når utviklingen av ufruktede egg skjer av og til og spontant. Denne typen parthenogenese er veldig vanlig hos dyr.

I følge noen forfattere er det den eneste virkelige typen parthenogenese. Gametdannelse ved aticoparthenogenesis kan involvere meiotiske inndelinger eller ikke. Avhengig av tilstedeværelsen eller fraværet av meiose, kan denne parthenogenesen igjen deles inn i:

Apomictic parthenogenesis

Også kalt ameiotisk eller diploid. I dette er det undertrykkelse av meiose. Avkommet utvikler seg fra ufruktede egg, gjennom mitotisk inndeling.

Det gir opphav til organismer som er genetisk identiske med moren. Denne typen parthenogenese forekommer vanligvis i rotatorer og de fleste grupper av leddyr.

Automatisk parthenogenese

Også kalt meiotisk eller haploid. I denne prosessen opprettholdes meiose. Restaurering av diploid tilstand skjer ved duplisering eller fusjon av gameter produsert av moren. Denne typen parthenogenese forekommer veldig ofte hos insekter.

-Ginogenesis

Gynogenese er en spesiell type seksuell reproduksjon. I dette er det nødvendig at sædcellene trenger inn i eggløsningen for å aktivere embryonal utvikling.

Men i motsetning til normal befruktning forekommer ikke fusjon av hann- og kvinnekjerner. Etter kamfusjon, degenererer sædkromosomene i cytoplasma av egget eller kan bortvises fra zygoten.

Det gynogenetiske embryoet vil utvikle seg bare på bekostning av eggens kjerne. På grunn av dette er gynogenetiske unger alle identiske kvinner som moren.

Denne typen reproduksjon kan oppstå når gynogenetiske kvinner parer seg med bifile hanner av samme eller beslektede arter. Noen forfattere anser det ikke som en skikkelig parthenogenese.

-Hybridgenesis

Det er en "hemiklonal" reproduksjonsmåte. I dette parres foreldre av forskjellige arter og produserer hybrider. Halvparten av genomet overføres seksuelt, mens den andre halvparten er "klonalt".

Sædforsikring i eggens kjerne, og fadergener kommer til uttrykk i somatiske vev, men de er systematisk utelukket fra kimlinjen. Bare moren vil gi genomet videre til neste generasjon.

Denne typen parthenogenese forekommer vanligvis hos fiskearter av slekten Poeciliopsis, og har også blitt observert i ørkenen myra Cataglyphis hispanica.

Andre typer

Noen forfattere foretrekker en mer utilitaristisk klassifisering av denne typen reproduksjon, ved å differensiere parthenogenese i to andre typer:

-Geografisk partenogenese

Det er preget av sameksistensen av en bifil form og en parthenogenetisk form, i en enkelt art eller i arter som er fylogenetisk nær, men har ulik geografisk fordeling.

Parthenogenetiske organismer har en tendens til å okkupere forskjellige områder fra sine nære slektninger som reproduserer seksuelt. Asexual organismer har en tendens til å ha høyere fordelinger i lengderetningen eller i høyden, på øyer, i xerofile miljøer eller i forstyrrede naturtyper.

Denne typen parthenogenese er observert i noen arter av planter, ormer, krepsdyr, insekter og øgler.

-Syklisk parthenogenese

Organismer kan reprodusere seg både seksuelt og parthenogenetisk. I noen perioder av året er det bare kvinner produsert ved parthenogenese.

I andre perioder vil imidlertid kvinnene produsere både kvinner og menn som vil reprodusere seg seksuelt.

Opprinnelse til parthenogenetiske linjer

Hos bifile arter der avkom produseres ved parenogenese, vil de vanligvis produsere parthenogenetiske hunner. Disse nye unisexual-linjene kan avvike sterkt fenotypisk og genotypisk fra deres bifile kongener. Det er flere mekanismer som kan gi opphav til disse parthenogenetiske avstamningene.

Spontan

Tap av seksuell interaksjon skjer gjennom mutasjoner i gener som undertrykker meiose, modifiserer induksjon av sex ved miljøforhold og regulerer hormonalt uttrykk.

I ekstreme tilfeller kan mutasjonen fungere ved å "reparere" genotypen til en strengt parenogenetisk avstamning, som kan produsere parthenogenetiske hanner og kvinner.

Ved hybridisering

Hybridisering er den vanligste måten å produsere partenogenetiske avstamninger hos dyr, og det kan observeres i snegler, insekter, krepsdyr og de fleste unisexual virveldyr.

De stammer fra krysset av to bifile arter som har høy heterozygositet og typiske alleler av foreldrenes arter. I disse kan meiose være et hinder, og forårsake tap av seksualitet.

Smittsom opprinnelse

Det skjer ved hybridisering mellom parthenogenetiske kvinner og hanner av samme eller nær beslektede arter. Det antas å være den viktigste årsaken til polyploidi i unisexual organismer.

Genflyt mellom seksuelle og parthenogenetiske linjer tillater spredning av gener på en smittsom måte. På grunn av dette kan seksuelle organismer i sin tur stamme, eller skape en ny parthenogenetisk linje.

Smittende opprinnelse

Wolbachia pipientis er en art av bakterier av phylum Proteobacteria som bærer rundt 20% av alle insektarter.

Det er ansvarlig for reproduksjonsmanipulasjoner i dets verter, for eksempel cytoplasmatisk inkompatibilitet, feminisering av genetiske menn, død av menn og parthenogenese. Den smitter leddyr og nematoder.

Det overføres foreldrevis. Denne bakterien er i stand til å indusere parthenogenese i parasitoidveps i slekten Trichogramma så vel som i midd og andre leddyr.

På den annen side påvirker Xiphinematobacter, en annen bakterie, Dorylaimida nematoder, noe som også forårsaker parthenogenese.

Multicausal opprinnelse

I mange arter genereres parthenogenetiske linjer ved en enkelt mekanisme. I andre arter kan de imidlertid oppstå gjennom forskjellige mekanismer. For eksempel har parthenogenetiske avstamninger av ostracods ofte et dobbelt opphav.

Diploide kloner oppstår ved spontant tap av seksualitet, mens polyploide kloner oppstår fra hybridisering mellom parthenogenetiske hanner og kvinner av samme eller beslektede arter.

Et annet eksempel er tilfellet med bladlus Rhopalosiphum padi. Hos denne arten kan parthenogenetiske linjer oppstå fra tre forskjellige opphav: spontan, hybrid eller smittsom.

Organismer der parthenogenese forekommer

rotatorier

Blant Rotifera er det arter som bare reproduserer seg ved kvinnelig apomiktisk parthenogenese og arter som veksler denne parthenogenesen med vanlig seksuell reproduksjon.

Overgangen mellom aseksuell og seksuell reproduksjon styres av miljøet. Suksessen til rotiferarter som fullstendig har mistet seksuell reproduksjon skyldes, ifølge noen forfattere, akkumulering av mutasjoner i perioder med eksponentiell apomiktisk parthenogenetisk reproduksjon.

Dette sammen med den "mitotiske" kryssingen vil tillate tilstrekkelig genotypisk mangfold å bli produsert for å tilpasse seg forskjellige miljøforhold. På denne måten vil en stor fordel med seksuell reproduksjon bli eliminert.

bløtdyr

Parthenogenese er rapportert for noen arter av gastropod bløtdyr. Blant disse artene er Potamopyrgus antipodarum, Tarebia granifera, og alle artene i slekten Melanoides.

Alle representanter for den sistnevnte slekten, bortsett fra den diploide løpet av M. tuberculata, er polyploid.

krepsdyr

Denne typen reproduksjon er dokumentert for en rekke grupper av krepsdyr, inkludert notostracos, conchostracos, anostracos, cladocerans, decapods og ostracods.

I Cladocera er den typiske formen for reproduksjon ved syklisk parthenogenese. Kvinner reproduserer parthenogenetisk fra vår til sommer.

Når miljøforholdene er ugunstige, reproduserer organismer seg seksuelt for å danne encystegg som kan overleve i lange perioder i dvaletilstand.

Crustacean Cladocera Daphnia longispina med parthenogenetic egg. Fotografi av Roland Birke / Photolibrary / Getty Image. Tatt og redigert fra thoughtco.com

Marmorkrabber (Procambarus fallax forma virginalis) er de eneste kjente krebsdyrene som bare reproduserer ved parthenogenese.

virveldyr

Blant bruskfisk forekommer parthenogenese i det minste i ørnestralen, sebrahaien og hammerhaien. Hybridgenese er rapportert hos benfisk for arter av slekten Poecilliopsis.

Noen andre fisker kan skifte seksuell og parthenogenetisk reproduksjon. Mange øgler formerer seg ved parthenogenese. Hybridisering antas å være hovedårsaken til denne typen reproduksjon hos dem.

Ticoparthenogenesis er også rapportert i andre grupper av krypdyr, hovedsakelig pytoner og andre slanger. Hos fugler er spontan parthenogenese observert hos kyllinger, kalkuner og noen vaktelarter.

Hos pattedyr er moder- og fostergenomer nødvendige for normal embryonal utvikling. På grunn av dette forekommer ikke parthenogenese naturlig i disse organismer.

Dette er oppnådd eksperimentelt på laboratoriet. Imidlertid resulterer indusert parthenogenese ofte i unormal utvikling.

planter

Mange plantearter presenterer veldefinerte mønstre av geografisk partenogenese, der parthenogenetiske former er lokalisert mer mot de kalde sonene. De seksuelle formene er i mellomtiden mer tropiske enn deres aseksuelle jevnaldrende.

referanser

1. C. Simon, F. Delmonte, C. Rispe, T. Crease (2003). Filogenetiske forhold mellom parthenogener og deres seksuelle slektninger: de mulige rutene til parthenogenese hos dyr. Biologisk tidsskrift for Linnean Society.
2. G. Scholtz, A. Braband, L. Tolley, A. Reiman, B. Mittmann, C. Lukhaup, F. Steuerwald, G. Vogt (2003). Parthenogenesis i en utenforstående kreps. Natur.
3. U. Mittwoch (1978). Parthenogenesis anmeldelse artikkel. Journal of Medical Genetics.
4. NB Tcherfas (1971). Naturlig og kunstig gynogenese av fisk. I: FAO 1971 Seminar / Studietur i USSR om genetisk seleksjon og hybridisering av kultiverte fisker. 19. april - 29. mai 1968. Foredrag. Rep. FAO / UNDP (TA), gjenopprettet fra fao.org/.
5. PA Eyer, L. Leniaud, H. Darras og S. Aron (2013). Hybridogenese gjennom telytokøs parthenogenese i to Cataglyphis ørkenmyrer. Molekylær økologi.
6. RKK Koivisto, HR Braig (2003). Mikroorganismer og parthenogenese. Biologisk tidsskrift for Linnean Society.