Більшість представників тваринного і рослинного світу розділені на особин чоловічої і жіночої статі. Внаслідок змішання генетичного матеріалу батьків потомство отримує більше шансів вижити і пристосуватися до умов постійно мінливого навколишнього середовища. Однак є і зворотний шлях. Іноді жіночі особи при відтворенні потомства обходяться своїми силами, так би мовити, без "папи". Ми не будемо описувати всі способи безполого розмноження організмів, а зупинимося на одному зі способів статевого - партеногенезі. Що це таке? Які види цього явища бувають? Про це ми розповімо в статті.
Дві колоди або одна
Для пояснення різниці між безполим (мітоз) і статевим (мейоз) поділом клітин скористаємося асоціацією з картковими іграми. Генний набір всіх ядерних (еукаріотичних) організмів складається з двох колод карт - одна отримана від матері, інша від батька (диплоїдний набір). Парні карти колод - алелі одного гена. Саме така перетасовка генного матеріалу дає можливість для еволюції і підвищує шанси на успішне пристосування організмів до середовища. При мітозі (простому поділі) хромосомний набір нащадків повністю ідентичний такому у батьківської клітини. При мейозі кінцевим продуктом ділення будуть статеві клітини (гамети) з половинним гаплоїдним хромосомним набором - в кожній по одній колоді карт, причому з різними "сорочками" ".
Два батьки або один
При статевому розмноженні жіночі та чоловічі гамети зливаються і утворюють зіготу (зародок) з повним диплоїдним набором хромосом (одна колода від тата, інша від мами), властивим конкретному організму. Але в деяких випадках зігота утворюється без участі одного з батьків. Партеногенез - спосіб розмноження організмів, коли жіночі гамети формують зародок без запліднення, без злиття з чоловічими гаметами. Термін утворений від грецьких слів "" партенос "" - "" незаймана "" і "" генезис "" - "" зародження, розвиток "". У природі партеногенетичне розмноження зустрічається не так часто і називається природним. Що таке партеногенез штучний? Це поділ яйцеклітини, викликаний впливом різних агентів і в нормі вимагає запліднення.
Види партеногенезу
Класифікація партеногенезу заснована на різних критеріях порівняння.
- Повнота життєвого циклу. Розрізняють зародковий (рудиментарний) і повний типи партеногенезу. Що таке партеногенез повний? Це коли розвиток зародку призводить до формування дорослого організму. Відповідно, рудиментарний призводить до зупинки розвитку зародку на ранніх стадіях ембріогенезу.
- Кількість генного матеріалу (диплоїдний, повний або гаплоїдний, половинний набір хромосом). Виділяють амейотичний (в яйцеклітинах не відбувається мейоз, вони залишаються диплоїдними) і мейотичний (в результаті мейозу яйцеклітини стають гаплоїдними, і з них розвивається гаплоїдний організм). Ще один спосіб відновлення диплоїдного набору хромосом у яйцеклітині - це злиття її з полярним тільцем або ж просте подвоєння хромосомного набору (ендомітос).
Можу сама, можу з партнером
Коли за критерій береться наявність у життєвому циклі організму різних форм розмноження, то класифікують три типи партеногенезу: облігатний, циклічний і факультативний. Облігатний, або постійний партеногенез - це розмноження, єдино притаманне даному організму. Циклічним називають той, що чергується з власне статевим. Що таке партеногенез факультативний? Це запасний спосіб залишити потомство або ж став винятком для даного виду.
Партеногенез біля бджіл
Проілюструвати факультативний, повний і мейотичний партеногенез можна на прикладі всім відомих бджіл. Ранньою весною матка вилуплюється з лялечки і прямує в шлюбний політ, коли її запліднює безліч самців (трутнів). Но их сперма накапливается в семяприемнике пчелиной королевы, и именно ею она будет всю свою жизнь оплодотворять откладываемые яйца. Або ж не буде. Коли по яйцеводу самиці проходить яйце, проток семяприемника відкривається і запліднює його - з диплоїдного зародка з 'являється самка, а стане вона королевою або робочою бджолою, залежить від того, чим личинку будуть годувати робочі бджоли. Якщо проток семяприемника не відкривається, яйце залишиться неоплодотвореним, і з нього виросте гаплоїдний самець-трутень. Аналогічний цикл відбувається біля тлі і мурахів.
Біологічні плюси
Незважаючи на незаперечні переваги статевого розмноження, партеногенез має свої плюси. Якщо умови навколишнього середовища сприятливі і в наявності достатня кількість їжі, то такий спосіб розмноження, коли кожна особина залишає потомство, дає переваги, що виражаються в швидкості заселення конкретних біотопів. Коли середовища зміняться в несприятливий бік, можна пожертвувати кількістю, але поліпшити якість потомства, перейшовши до статевого розмноження. Ось, що таке партеногенез факультативний. Він притаманний членистоногим, земноводним, рептиліям і птахам.
Самотня акула-мама
Дуже рідко буває так, коли партеногенез стає справжнім дивом. Наприклад, у випадку з акулами був відомий тільки один спосіб розмноження - статевий. Але 2001 року акула-молот із зоопарку Небраски в США раптом народила акуленка, і це при тому, що в акваріумі вона багато років жила одна. Біологів ця подія поставила в глухий кут. Прояснити ситуацію дозволила випадкова смерть акуленка, якого вжалив отруйний скат. Генетичний аналіз показав, що дитинча з 'явилося на світ шляхом справжнього партеногенезу. Мабуть, в організмі акули-мами включилися невідомі науці механізми збереження виду на кордонах ареалу. Або ж акулі-мамі було дуже самотньо.
Змагання з Богом
Тема непорочного, незайманого зачаття вже багато років не сходить зі смуг ЗМІ. Може, історія про народження Ісуса Дівою Марією - це приклад партеногенезу у людини? Генетики однозначно і категорично кажуть: "" Ні! " Адже якби це було партеногенетичне розмноження, Ісус мав бути... дівчинкою. І взагалі, природний партеногенез у ссавців, і людини в тому числі - як найбільш високої філогенетичної групи, - просто неможливий. І ось чому. У ссавців розвиток безлічі ознак пов 'язаний з генами, пов' язаними з підлогою (статеві маркери). Це означає, що включення тих чи інших генів залежить від якості генного матеріалу як матері, так і батька. Звичайно, якщо за справу не беруться фахівці з генної інженерії.
Саме японські фахівці, провівши понад 600 експериментів, з яких 24 закінчилися вагітністю, а з них тільки 2 - пологами, причому вижив лише один дитинча, в 2004 році отримали мишеня в результаті "непорочного зачаття" мами-мишки.