Що таке партеногенез? Визначення, класифікація та особливості

Що таке партеногенез? Визначення, класифікація та особливості

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.

  1. 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.
  2. 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.