Партеногенез

Самка Комодского варана способна к партогенетичного размножения при отсутствии самца

Партеногенез (от греческого παρθενος - девственница и γενεσις - рождение) - форма полового размножения, когда развитие яйцеклетки происходит без оплодотворения. Присущ многим растениям и беспозвоночным животным ( тли, Палочники Птицы, коловратки, некоторые виды сверчков, бабочек и ос), а также и некоторым позвоночным ( рыбы, амфибии, ящерицы). Особые формы партеногенеза - гиногенез, андрогенез и педогенез.

Преимущества партеногенеза заключается в том, что он способен значительно увеличивать скорость размножения, и в некоторых случаях при отсутствии самцов, самки способны размножаться самостоятельно, рождая при этом главным самцов.

В общем, существуют два вида партеногенеза - гаплоидный и диплоидный, в зависимости от количества хромосом в женской гамете. Во многих насекомых, в том числе в муравьев и пчел, в результате гаплоидного партеногенеза в пределах одного сообщества возникают различные касты организмов. В этих видов происходит мейоз и образуются гаплоидные гаметы. Некоторые яйцеклетки оплодотворяются, и из них развиваются диплоидные самки, тогда как из неоплодотворенных яйцеклеток развиваются фертильные гаплоидные самцы. Например, у медоносной пчелы матка откладывает оплодотворенные яйца (хромосомный набор 2n = 32), которые, развиваясь, дают самок (маток и рабочих особей), и неоплодотворенные яйца (n = 16), которые дают самцов (трутней), затем производят спермии путем митоза, а не мейоза. Такой тип размножения у общественных насекомых имеет адаптивное значение, поскольку позволяет регулировать численность потомков каждого типа.

В тлей происходит диплоидный партеногенез, при котором ооциты самки испытывают особой формы мейоза без расхождения хромосом - все хромосомы переходят в яйцеклетку, а полярные тельца (вторая часть ооцита, что поделился при мейозе) не получают никакой хромосомы. Яйцеклетки развиваются в материнском организме, так что молодые самки рождаются вполне сформировавшимися, а не выходят из яиц. Такой процесс называют живорождения. Он может продолжаться несколько поколений, особенно летом, до тех пор, когда в одной из клеток не произойдет почти полное нерасхождения хромосом, в результате чего образуется клетка, имеющая все пары аутосом и одну Х-хромосому. С этой клетки партеногенетически развивается самец. Эти осенние самки и партеногенетические самки производят в результате мейоза гаплоидные гаметы, участвующих в половом размножении. В ходе этого размножения оплодотворенные самки откладывают диплоидные яйца, которые перезимовывают, а весной из них выходят самки, размножающиеся партеногенетически и рождают живых потомков.

Таким образом, несколько партеногенетических поколений меняются поколением, возникающее в результате нормального полового размножения и вносит в популяцию генетическое разнообразие в результате рекомбинации. Главное преимущество, которое дает тлей партеногенез, - это быстрый рост численности популяции, поскольку при этом все ее половозрелые члены способны к откладыванию яиц. Это особенно важно в периоды, когда условия окружающей среды благоприятны для существования большого популяции, т.е. в летние месяцы.


1. Распространение

1.1. Эукариоты

Эукариоты главным образом размножается партеногенезом, который у них называется митоз.

1.2. Растения

Партеногенез широко распространен у растений, где он принимает различные формы. Одна из них - апомиксис - представляет собой партеногенез, имитирующий половое размножение. Апомиксис наблюдается у некоторых покрытосеменных (цветковых) растений, у которых диплоидная клетка симьязародка, или клетка нуцелуса / мегаспора развивается в функциональный зародыш без участия мужской гаметы. Из других частей симьязародка образуется семена, а из завязи развивается плод. В других случаях требуется наличие пыльцевого зерна, которое стимулирует партеногенез, хотя и не прорастают. Пыльцевое зерно при этом индуцирует гормональные изменения, необходимые для начала развития зародыша, и на практике такие случаи очень трудно отличить от настоящего полового размножения.


1.3. Животные

Механизмы индукции партеногенеза мужской половой клеткой без прохождения оплодотворения наблюдаются и среди позвоночных. Например, таким путем, преимущественно, размножается карась серебряный (Carassius auratus), популяции которого обычно состоят из партеногенетических самок (в некоторых (редких) случаях в популяции может быть до 5% самцов). Индукция оплодотворения при этом происходит другими видами карпообразных рыб ( сазан, золотой карась и тд) при их нереста.

У позвоночных партеногенез был обнаружен впервые в скалистых ящериц на Кавказе герпетолог Даревский. Всего партеногенез присущ только примерно 70 видам, что составляет всего 1 ? от общего видо-многообразие позвоночных. В дальнейшем также был обнаружен и в комодских варанов.


См.. также