PARTENOGENES: VAD DEN BESTÅR AV, TYPER, ORGANISMER - BIOLOGI - 2025

Den partenogenes är produktionen av ett embryo från en kvinnlig könsceller utan genetisk bidrag från en manlig könscell, med eller utan eventuell utveckling till en vuxen. I de flesta fall är det ingen manlig deltagande i reproduktionsprocessen.

Det finns emellertid ett särskilt fall av parthenogenes som kallas gymnogenesis, där deras deltagande är nödvändigt. I detta fall kommer spermierna in i ägget och aktiverar det för att starta utvecklingen av en ny organisme.

Poeciliopsis gracilis, en fiskarter från Centralamerika, med parthenogenetisk reproduktion. Fotografi av Coletti, T. Taget och redigerat från fishbase.de

Parthenogenesis är ett mycket vanligt fenomen bland växter och djur. Det finns uppskattningar att det kan förekomma i upp till 1% av det totala antalet kända arter.

Det är ett reproduktionssätt som kan förekomma i praktiskt taget alla stora grupper av djur och växter. Undantaget är kanske i de mer utvecklade taxorna, såsom gymnospermer och däggdjur, där det inte finns några tillförlitliga uppgifter om deras förekomst.

Vad är partenogenes?

Det enklaste begreppet parthenogenes indikerar att det är utvecklingen av äggcellen hos en ny individ utan befruktning. Emellertid har embryon som produceras utan befruktning hos många djur en hög dödlighet.

I vissa andra fall är det nödvändigt att en manlig gamet är enighet bara för att aktivera utvecklingen. Av denna anledning kan man säga att parthenogenes består av "produktion av ett embryo från ett kvinnligt gamet utan något genetiskt bidrag från en manlig gamet med eller utan eventuell utveckling hos en vuxen".

typer

Beroende på de involverade cytologiska mekanismerna kan parenogenes vara av flera typer, inklusive:

-Ticoparthenogenesis

Även kallad facultativ parthenogenes kallas det på detta sätt när utvecklingen av oförgiftade ägg sker ibland och spontant. Denna typ av partenogenes är mycket vanlig hos djur.

Enligt vissa författare är det den enda verkliga typen av partenogenes. Gametbildning vid aticoparthenogenesis kan kanske inte involvera meiotiska uppdelningar. Beroende på närvaron eller frånvaron av meios kan denna parthenogenes i sin tur delas in i:

Apomictic parthenogenesis

Även kallad ameiotisk eller diploid. I detta finns det undertryckande av meios. Avkomman utvecklas från obefruktade ägg genom mitotisk uppdelning.

Det ger upphov till organismer som är genetiskt identiska med modern. Denna typ av partenogenes förekommer vanligtvis i rotatorer och de flesta grupper av leddjur.

Automatisk partenogenes

Kallas också meiotiska eller haploida. I denna process upprätthålls meios. Återställning av diploidtillståndet sker genom duplicering eller fusion av gameter producerade av modern. Denna typ av partenogenes förekommer mycket ofta hos insekter.

-Ginogenesis

Gynogenes är en speciell typ av sexuell reproduktion. I detta är det nödvändigt att spermierna tränger igenom ägglossningen för att aktivera embryonal utveckling.

Men till skillnad från normal befruktning förekommer inte fusion av de manliga och kvinnliga kärnorna. Efter kamfusion, degenereras spermkromosomerna inom äggets cytoplasma eller kan förvisas från zygoten.

Det gynogenetiska embryot kommer att utvecklas endast på bekostnad av äggkärnan. På grund av detta är alla gynogenetiska valpar identiska kvinnor som mamman.

Denna typ av reproduktion kan uppstå när gynogenetiska kvinnor parar sig med bisexuella män av samma eller besläktade arter. Vissa författare anser det inte som en ordentlig partenogenes.

-Hybridgenesis

Det är ett "hemiklonalt" reproduktionssätt. I detta parar föräldrar till olika arter och producerar hybrider. Hälften av genomet överförs sexuellt, medan den andra hälften är "klonalt".

Säkringssäkring i äggkärnan och fadersgener uttrycks i somatiska vävnader, men de är systematiskt uteslutna från groddlinjen. Endast mamman kommer att överföra genomet till nästa generation.

Denna typ av partenogenes förekommer vanligtvis i fiskarter av släktet Poeciliopsis och har också observerats i öknens myra Cataglyphis hispanica.

Andra typer

Vissa författare föredrar en mer utilitaristisk klassificering av denna typ av reproduktion genom att differentiera parthenogenes i två andra typer:

-Geografisk partenogenes

Det kännetecknas av samexistensen av en bisexuell form och en parthenogenetisk form, i en enda art eller i arter som är fylogenetiskt nära, men har olika geografisk fördelning.

Parthenogenetiska organismer tenderar att uppta olika intervall från sina nära släktingar som reproducerar sig sexuellt. Asexuella organismer tenderar att ha högre fördelningar både längsgående eller i höjdled, på öar, i xerofila miljöer eller i störda livsmiljöer.

Denna typ av partenogenes har observerats i vissa arter av växter, maskar, kräftdjur, insekter och ödlor.

-Cyklisk partenogenes

Organismer kan reproducera både sexuellt och partenogenetiskt. Under vissa perioder av året produceras endast kvinnor genom parthenogenes.

Men i andra perioder kommer kvinnorna att producera både kvinnor och män som kommer att reproducera sig sexuellt.

Ursprunget till parthenogenetiska linjer

Hos bisexuella arter där avkommor produceras genom parenogenes kommer de generellt att producera parenogenetiska kvinnor. Dessa framväxande unisexuella linjer kan skilja sig mycket fenotypiskt och genotypiskt från deras bisexuella kongener. Det finns flera mekanismer som kan ge upphov till dessa partenogenetiska linjer.

Spontan

Förlust av sexuell interaktion inträffar genom mutationer i gener som undertrycker meios, modifierar induktionen av kön genom miljöförhållanden och reglerar hormonellt uttryck.

I extrema fall kan mutationen fungera genom att "reparera" genotypen av en strikt parenogenetisk avstamning, vilket skulle kunna producera parthenogenetiska män och kvinnor.

Genom hybridisering

Hybridisering är det vanligaste sättet att producera partenogenetiska linjer hos djur, och det kan observeras i sniglar, insekter, kräftdjur och de flesta unisexuella ryggradsdjur.

De härstammar från korsningen av två bisxuella arter som har hög heterozygositet och typiska alleler av föräldrar. I dessa kan meios vara ett hinder, vilket kan förlora sexualitet.

Smittsamt ursprung

Det sker genom hybridisering mellan parthenogenetiska kvinnor och män av samma eller nära besläktade arter. Det tros vara den främsta orsaken till polyploidi i unisexuella organismer.

Genflödet mellan sexuella och parthenogenetiska linjer möjliggör spridning av gener på ett smittsamt sätt. På grund av detta kan sexuella organismer i sin tur komma från eller skapa en ny parthenogenetisk linje.

Smittande ursprung

Wolbachia pipientis är en art av bakterier i filumproteobakterier som bär cirka 20% av alla insektsarter.

Det är ansvarigt för reproduktionsmanipulationer i sina värdar, såsom cytoplasmatisk oförenlighet, feminisering av genetiska män, manlig död och parenogenes. Den infekterar leddjur och nematoder.

Det överförs förälder. Denna bakterie kan inducera parthenogenes i parasitoid getingar av släktet Trichogramma såväl som i kvalster och andra leddjur.

Å andra sidan påverkar Xiphinematobacter, en annan bakterie, Dorylaimida nematoder, vilket också orsakar parthenogenes.

Multicausal ursprung

I många arter genereras parthenogenetiska linjer genom en enda mekanism. I andra arter kan de dock uppstå genom olika mekanismer. Till exempel har de parthenogenetiska linjerna för ostracods ofta ett dubbelt ursprung.

Diploidkloner härrör från spontan förlust av sexualitet, medan polyploida kloner uppstår genom hybridisering mellan parthenogenetiska män och kvinnor av samma eller besläktade arter.

Ett annat exempel är fallet med bladlösset Rhopalosiphum padi. I denna art kan partenogenetiska linjer uppstå från tre olika ursprung: spontan, hybrid eller smittsam.

Organismer där partenogenes sker

hjuldjur

Bland Rotifera finns det arter som endast reproduceras av kvinnlig apomiktisk parthenogenes och arter som alternerar denna parthenogenes med vanlig sexuell reproduktion.

Övergången mellan aseksuell och sexuell reproduktion styrs av miljön. Framgången för rotiferarter som helt har tappat sexuell reproduktion beror, enligt vissa författare, på ansamlingen av mutationer under perioder med exponentiell apomiktisk parenogenetisk reproduktion.

Detta tillsammans med den "mitotiska" korsningen skulle göra det möjligt att producera tillräcklig genotypisk mångfald för att anpassa sig till olika miljöförhållanden. På detta sätt skulle en stor fördel med sexuell reproduktion elimineras.

blötdjur

Parthenogenes har rapporterats för vissa arter av gastropod blötdjur. Bland dessa arter är Potamopyrgus antipodarum, Tarebia granifera och alla arter av släktet Melanoides.

Alla representanter för det senare släktet, med undantag av den diploida rasen av M. tuberculata, är polyploid.

kräftdjur

Denna typ av reproduktion har dokumenterats för många grupper av kräftdjur, inklusive notostracos, conchostracos, anostracos, cladocerans, decapods och ostracods.

I Cladocera är den typiska formen för reproduktion genom cyklisk parthenogenes. Kvinnor reproducerar partenogenetiskt från vår till sommar.

När miljöförhållandena är ogynnsamma, reproducerar organismer sig sexuellt för att bilda encystägg som kan överleva långa perioder i vilande tillstånd.

Crustacean Cladocera Daphnia longispina med parthenogenetiska ägg. Fotografi av Roland Birke / Photolibrary / Getty Image. Hämtad och redigerad från thoughtco.com

Marmorkrabbor (Procambarus fallax forma virginalis) är de enda kända dekapodkrabbdjur som reproduceras endast genom parthenogenes.

ryggradsdjur

Bland broskfiskar förekommer parthenogenes åtminstone i örnstrålen, sebrahajen och hammarhajen. Hybridgenes har rapporterats hos benfisk för arter av släktet Poecilliopsis.

Vissa andra fiskar kan växla till sexuell och parenogenetisk reproduktion. Många arter av ödlor reproduceras genom parthenogenes. Hybridisering tros vara den främsta orsaken till denna typ av reproduktion hos dem.

Ticoparthenogenesis har också rapporterats i andra grupper av reptiler, främst pyton och andra ormar. Hos fåglar har spontan parenogenes observerats hos kycklingar, kalkoner och vissa vaktlarter.

Hos däggdjur är moder- och fostergenomen nödvändiga för normal embryonal utveckling. På grund av detta förekommer inte partenogenes naturligt i dessa organismer.

Detta har uppnåtts experimentellt i laboratoriet. Emellertid resulterar inducerad parthenogenes ofta i onormal utveckling.

växter

Många växtarter presenterar väldefinierade mönster för geografisk parthenogenes, där parthenogenetiska former finns mer mot de kalla zonerna. De sexuella formerna är under tiden mer tropiska än deras asexuella kamrater.

referenser

1. C. Simon, F. Delmonte, C. Rispe, T. Crease (2003). Filogenetiska förhållanden mellan parthenogener och deras sexuella släktingar: de möjliga vägarna till parthenogenes hos djur. Linnéförenings Biologiska tidskrift.
2. G. Scholtz, A. Braband, L. Tolley, A. Reiman, B. Mittmann, C. Lukhaup, F. Steuerwald, G. Vogt (2003). Parthenogenes i en utomhus kräftor. Natur.
3. U. Mittwoch (1978). Parthenogenesis granskningsartikel. Journal of Medical Genetics.
4. OBS Tcherfas (1971). Naturlig och konstgjord gynogenes av fisk. I: FAO 1971 Seminarium / studietur i USSR om genetiskt urval och hybridisering av odlade fiskar. 19 april - 29 maj 1968. Föreläsningar. Rep. FAO / UNDP (TA), återvunnet från fao.org/.
5. PA Eyer, L. Leniaud, H. Darras och S. Aron (2013). Hybridogenes genom telytokös parthenogenes i två Cataglyph-ökenmyror. Molekylär ekologi.
6. RKK Koivisto, HR Braig (2003). Mikroorganismer och partenogenes. Linnéförenings Biologiska tidskrift.