Партеногене́з (от др.-греч. παρθένος — дева,
девица, девушка и γένεσις — возникновение, зарождение, у
растений — апомиксис) — так называемое «девственное
размножение», одна из форм полового размножения организмов, при которой
женские половые клетки (яйцеклетки) развиваются во взрослом организме без оплодотворения. Хотя партеногенетическое
размножение не предусматривает слияния мужских и женских гамет, партеногенез всё же считается половым размножением, так
как организм развивается из половой клетки. Считается, что партеногенез возник
в процессе эволюции раздельнополых форм.
В тех случаях, когда
партеногенетические виды представлены (всегда или периодически) только самками, одно из главных биологических преимуществ партеногенеза заключается
в ускорении темпа размножения вида, так как все особи
подобных видов способны оставить потомство. Такой способ размножения
встречается у некоторых животных, хотя чаще среди относительно примитивных
организмов. В тех случаях, когда из оплодотворённых яйцеклеток развиваются
самки, а из неоплодотворённых — самцы, партеногенез способствует
регулированию численного соотношения полов (например, у пчёл). Часто партеногенетические виды и расы являются полиплоидными и возникают в результате
отдалённой гибридизации, обнаруживая в связи с этим гетерозис и высокую жизнеспособность. Партеногенез следует
относить к половому размножению и следует отличать от бесполого размножения, которое
осуществляется при помощи соматических органов и клеток (размножение делением, почкованием и т. п.).
Существует несколько классификаций
партеногенетического размножения.
1. По способу размножения
·
Естественный —
нормальный способ размножения некоторых организмов в природе.
·
Искусственный —
вызывается экспериментально действием разных раздражителей на неоплодотворённую
яйцеклетку, в норме нуждающуюся в оплодотворении.
2. По полноте протекания
·
Рудиментарный
(зачаточный) — неоплодотворённые яйцеклетки начинают деление, однако
зародышевое развитие прекращается на ранних стадиях. Вместе с тем в некоторых
случаях возможно и продолжение развития до конечных стадий (акцидентальный или
случайный партеногенез).
·
Полный —
развитие яйцеклетки приводит к формированию взрослой особи. Эта разновидность
партеногенеза наблюдается во всех типах беспозвоночных и у некоторых позвоночных.
3. По способу восстановления
диплоидности
·
Амейотический —
развивающиеся яйцеклетки не проделывают мейоза и остаются диплоидными. Такой партеногенез (например, у дафний) является разновидностью клонального размножения.
·
Мейотический —
яйцеклетки проделывают мейоз (при этом они становятся гаплоидными). Новый организм развивается из
гаплоидной яйцеклетки (самцы перепончатокрылых насекомых и коловраток), или яйцеклетка тем или иным способом
восстанавливает диплоидность (например, путём эндомитоза или слияния с полярным тельцем)
4. По наличию других форм размножения в
цикле развития
·
Облигатный —
когда он является единственным способом размножения
·
Циклический —
партеногенез закономерно чередуется с другими способами размножения в жизненном
цикле (например, у дафний и коловраток).
·
Факультативный —
встречающийся в виде исключения или запасного способа размножения у форм, в
норме двуполых.
Способность к партеногенезу среди членистоногих имеют тихоходки, тли, балянусы, несколько видов тараканов, некоторые муравьи и
многие другие социальные насекомые.
Способность к партеногенезу имеют
мелкие ракообразные. Дафнии, например, размножаются амейотическим
партеногенезом. При благоприятных условиях у дафний появляются только самки.
Если условия начинают меняться (высыхание водоема) из тех же яиц выводятся
самцы, которые оплодотворяют самок. Самки откладывают яйца .Оплодотворенные
яйца покоятся на дне водоема и способны выдержать высыхание водоема.
У муравьёв телитокический
партеногенез обнаружен у 8.
Бесполое размножение в виде
телитокического партеногенеза обнаружено у 7 видов термитов.
Партеногенез редок у позвоночных и встречается примерно у 70
видов, что составляет 0,1 % всех позвоночных животных. Например,
существует несколько видов ящериц, в естественных условиях размножающихся
партеногенезом (скальные ящерицы, комодские вараны). Партеногенетические
популяции также найдены и у некоторых видов рыб, земноводных, птиц (в том числе
кур). Случаи однополого размножения пока не известны только среди
млекопитающих.
Партеногенез у комодских варанов возможен потому, что оогенез сопровождается развитием полоцита (полярного
тельца), содержащего удвоенную копию ДНК яйца; полоцит при этом не погибает и
выступает в качестве спермы, превращая яйцеклетку в эмбрион.
Аналогичный процесс у растений называется апомиксис. Он может представлять собой вегетативное размножение, или размножение семенами,
возникшими без оплодотворения: либо в результате разновидности мейоза, не
уменьшающей число хромосом в два раза, либо из диплоидных клеток семязачатка. Так как у многих растений
существует особый механизм: двойное оплодотворение, то у некоторых из
них (например, у нескольких видов лапчатки) возможна псевдогамия — когда семена получаются
с зародышем, развивающимся из неоплодотворённой яйцеклетки, но содержат
триплоидный эндосперм, возникший в результате опыления и последующего тройного слияния.
В начале 2000 гг. было показано, что
обработкой in vitro ооцитов млекопитающих (крыс, макак, а затем и человека)
либо предотвращением отделения второго полярного тельца при мейозе возможно индуцировать партеногенез, при этом в
культуре развитие можно довести до стадии бластоцист. Полученные таким образом
бластоцисты человека потенциально являются источником плюрипотентных стволовых клеток, которые могут быть
использованы в клеточной терапии.
В 2004 году в
Японии слиянием двух гаплоидных ооцитов, взятых у разных особей мыши, удалось
создать жизнеспособную диплоидную клетку, деление которой привело к
формированию жизнеспособного эмбриона, который, пройдя стадию бластоцисты,
развился в жизнеспособную взрослую особь. Предполагается, что этот эксперимент
подтверждает участие геномного импринтинга в гибели эмбрионов,
образующихся из ооцитов, полученных от одной особи, на бластоцистарной стадии.
Комментариев нет:
Отправить комментарий