Партеногене́з (від грецького παρθενος — незаймана та γενεσις — народження) — форма статевого розмноження, коли розвиток зародка відбувається без запліднення. Притаманний багатьом рослинам та безхребетним тваринам (попелиці, паличники, коловертки, деякі види цвіркунів, метеликів та бджіл), а також і деяким хребетним (риби, земноводні, ящірки). Особливі форми партеногенезу — гіногенез, андрогенез та педогенез.
Переваги партеногенезу полягають в тому, що він здатен значно збільшувати швидкість розмноження, та в деяких випадках за відсутності самців, самиці здатні розмножуватися самостійно, народжуючи головним чином самців.
Види партеногенезу
За генотипом виділяють два види партеногенезу — гаплоїдний та диплоїдний, залежно від кількості хромосом в жіночій гаметі. У багатьох комах, в тому числі у мурах та бджіл, в результаті гаплоїдного партеногенезу в межах однієї спільноти виникають різні касти організмів. У цих видів відбувається мейоз та утворюються гаплоїдні гамети. Деякі яйцеклітини запліднюються, і з них розвиваються диплоїдні самки, тоді як з незапліднених яйцеклітин розвиваються фертильні гаплоїдні самці. Наприклад, у медоносної бджоли матка відкладає запліднені яйця (хромосомний набір 2n=32), котрі, розвиваючись, дають самиць (маток та робочих особин), та незапліднені яйця (n=16), котрі дають самців (трутнів), що потім виробляють спермії шляхом мітозу, а не мейозу. Такий тип розмноження у суспільних комах має адаптивне значення, оскільки дозволяє регулювати чисельність нащадків кожного типу.
У попелиць відбувається диплоїдний партеногенез, за якого яйцеклітини самиці зазнають особливої форми мейозу без розходження хромосом — всі хромосоми переходять в яйцеклітину, а полярні тільця (друга частина ооциту, що поділився при мейозі) не отримують жодної хромосоми. Яйцеклітини розвиваються в материнському організмі, так що молоді самиці народжуються цілком сформованими, а не виходять з яєць. Такий процес називають живонародженням. Він може продовжуватись кілька поколінь, особливо влітку, до тих пір, коли в одній з клітин не відбудеться майже повне нерозходження хромосом, в результаті чого утворюється клітина, що має всі пари аутосом та одну X-хромосому. З цієї клітини партеногенетично розвивається самець. Ці осінні самиці та партеногенетичні самиці виробляють в результаті мейоза гаплоїдні гамети, що беруть участь в статевому розмноженні. В ході цього розмноження запліднені самиці відкладають диплоїдні яйця, котрі перезимовують, а навесні з них виходять самиці, що розмножуються партеногенетично і народжують живих нащадків.
Таким чином, декілька партеногенетичних поколінь змінюються поколінням, що виникає в результаті нормального статевого розмноження і вносить в популяцію генетичне різноманіття в результаті рекомбінації. Головна перевага, яку дає попелицям партеногенез, — це швидке зростання чисельності популяції, оскільки при цьому всі її статевозрілі особини здатні до відкладання яєць. Це особливо важливо в періоди, коли умови навколишнього середовища сприятливі для існування великої популяції, тобто в літні місяці.
За статтю нащадків виділяють три типи партеногенезу:
- аренотокія, за якої всі нащадки, є самцями
- телікотокія, за якої всі нащадки, які розвиваються без запліднення, є самицями
- дейтеротокія, за якої нащадки можуть бути обох статей; її підтипами є спаноандрія, коли з незаплідненних яєць разом з самицями народжуються і самці, та спаногінія, коли замість самців народжуються самиці
Розповсюдження
Еукаріоти
Одноклітинні еукаріоти головним чином розмножуються партеногенезом, який у них називається мітоз.
Рослини
Партеногенез широко розповсюджений у рослин, де він приймає різні форми. Одна з них — апоміксис — являє собою партеногенез, що імітує статеве розмноження. Апоміксис спостерігається у деяких покритонасінних (квіткових) рослин, у котрих диплоїдна клітина сім'язародка, або клітина нуцелуса/мегаспора розвивається у функціональний зародок без участі чоловічої гамети. З інших частин сім'язародка утворюється насіння, а в зав'язі розвивається плід. В інших випадках потрібна наявність пилкового зерна, яке стимулює партеногенез, хоча і не проростає. Пилкове зерно при цьому індукує гормональні зміни, необхідні для початку розвитку зародка, і на практиці такі випадки дуже важко відрізнити від справжнього статевого розмноження.
Тварини
Механізми індукції партеногенезу чоловічою статевою клітиною без проходження запліднення спостерігаються і серед хребетних. Наприклад, таким шляхом, переважно, розмножується карась сріблястий (Carassius gibelio), популяції якого звичайно складаються з партеногенетичних самок (в деяких (рідкісних) випадках в популяції може бути до 5 % самців). Індукція запліднення при цьому відбувається іншими видами коропоподібних риб (короп, золотий карась (Carassius auratus тощо) під час їхнього нересту.
У хребетних партеногенез був виявлений вперше у скельних ящірок (види роду Darevskia) на Кавказі герпетологом І. Даревським. Загалом партеногенез притаманний лише приблизно 70 видам, що становить всього 1% від загального видо-різноманіття хребетних. В подальшому також був виявлений і у комодських варанів.
У птахів випадки партеногенезу є вкрай рідкісними та зазвичай пов'язані із відсутністю самців. У 2021 році в зоопарку м. Сан-Дієго за результатами генетичного аналізу було виявлено два випадки партеногенетичного розмноження у каліфорнійського кондора. Двоє птахів народились від різних самок, які мешкали спільно із самцями. Це перший випадок факультативного партеногенезу у птахів, що непов'язаний із недоступністю самців..
Див. також
Примітки
- Лісовий М. М. Біорізноманіття ентомофагів та їх трофічних зв'язків в агроекосистемах // Агроекологічний журнал. - 2009. - № 2. - С. 74-82.[недоступне посилання з липня 2019]
- Ryder, Oliver A; Thomas, Steven; Judson, Jessica Martin; Romanov, Michael N; Dandekar, Sugandha; Papp, Jeanette C; Sidak-Loftis, Lindsay C; Walker, Kelli; Stalis, Ilse H; Mace, Michael; Steiner, Cynthia C; Chemnick, Leona G (2021). . Journal of Heredity: 1—6. doi:10.1093/jhered/esab052. Архів оригіналу за 5 листопада 2021. Процитовано 5 листопада 2021.
(Advance Access publication, October 28, 2021)
- . Громадське. 29 жовтня 2021. Архів оригіналу за 5 листопада 2021. Процитовано 5 листопада 2021.
Посилання
- Parthenogenesis of Mice at Nature.com [ 11 жовтня 2008 у Wayback Machine.]
- Reproductive behavior in whiptails at Crews Laboratory [ 26 серпня 2010 у Wayback Machine.]
- Types of asexual reproduction [ 22 січня 2018 у Wayback Machine.]
- Parthenogenesis in Incubated Turkey Eggs [ 25 вересня 2009 у Wayback Machine.] from Oregon State University
- National Geographic NEWS: Virgin Birth Expected at Christmas – By Komodo Dragon [ 18 серпня 2009 у Wayback Machine.]
- BBC NEWS: 'Virgin births' for giant lizards (Komodo dragon) [ 4 січня 2007 у Wayback Machine.]
Вікіпедія, Українська, Україна, книга, книги, бібліотека, стаття, читати, завантажити, безкоштовно, безкоштовно завантажити, mp3, відео, mp4, 3gp, jpg, jpeg, gif, png, малюнок, музика, пісня, фільм, книга, гра, ігри, мобільний, телефон, android, ios, apple, мобільний телефон, samsung, iphone, xiomi, xiaomi, redmi, honor, oppo, nokia, sonya, mi, ПК, web, Інтернет
Partenogene z vid greckogo par8enos nezajmana ta genesis narodzhennya forma statevogo rozmnozhennya koli rozvitok zarodka vidbuvayetsya bez zaplidnennya Pritamannij bagatom roslinam ta bezhrebetnim tvarinam popelici palichniki kolovertki deyaki vidi cvirkuniv metelikiv ta bdzhil a takozh i deyakim hrebetnim ribi zemnovodni yashirki Osoblivi formi partenogenezu ginogenez androgenez ta pedogenez Samicya Komodskogo varana zdatna do partenogenetichnogo rozmnozhennya za vidsutnosti samcya Perevagi partenogenezu polyagayut v tomu sho vin zdaten znachno zbilshuvati shvidkist rozmnozhennya ta v deyakih vipadkah za vidsutnosti samciv samici zdatni rozmnozhuvatisya samostijno narodzhuyuchi golovnim chinom samciv Vidi partenogenezuZa genotipom vidilyayut dva vidi partenogenezu gaployidnij ta diployidnij zalezhno vid kilkosti hromosom v zhinochij gameti U bagatoh komah v tomu chisli u murah ta bdzhil v rezultati gaployidnogo partenogenezu v mezhah odniyeyi spilnoti vinikayut rizni kasti organizmiv U cih vidiv vidbuvayetsya mejoz ta utvoryuyutsya gaployidni gameti Deyaki yajceklitini zaplidnyuyutsya i z nih rozvivayutsya diployidni samki todi yak z nezaplidnenih yajceklitin rozvivayutsya fertilni gaployidni samci Napriklad u medonosnoyi bdzholi matka vidkladaye zaplidneni yajcya hromosomnij nabir 2n 32 kotri rozvivayuchis dayut samic matok ta robochih osobin ta nezaplidneni yajcya n 16 kotri dayut samciv trutniv sho potim viroblyayut spermiyi shlyahom mitozu a ne mejozu Takij tip rozmnozhennya u suspilnih komah maye adaptivne znachennya oskilki dozvolyaye regulyuvati chiselnist nashadkiv kozhnogo tipu U popelic vidbuvayetsya diployidnij partenogenez za yakogo yajceklitini samici zaznayut osoblivoyi formi mejozu bez rozhodzhennya hromosom vsi hromosomi perehodyat v yajceklitinu a polyarni tilcya druga chastina oocitu sho podilivsya pri mejozi ne otrimuyut zhodnoyi hromosomi Yajceklitini rozvivayutsya v materinskomu organizmi tak sho molodi samici narodzhuyutsya cilkom sformovanimi a ne vihodyat z yayec Takij proces nazivayut zhivonarodzhennyam Vin mozhe prodovzhuvatis kilka pokolin osoblivo vlitku do tih pir koli v odnij z klitin ne vidbudetsya majzhe povne nerozhodzhennya hromosom v rezultati chogo utvoryuyetsya klitina sho maye vsi pari autosom ta odnu X hromosomu Z ciyeyi klitini partenogenetichno rozvivayetsya samec Ci osinni samici ta partenogenetichni samici viroblyayut v rezultati mejoza gaployidni gameti sho berut uchast v statevomu rozmnozhenni V hodi cogo rozmnozhennya zaplidneni samici vidkladayut diployidni yajcya kotri perezimovuyut a navesni z nih vihodyat samici sho rozmnozhuyutsya partenogenetichno i narodzhuyut zhivih nashadkiv Takim chinom dekilka partenogenetichnih pokolin zminyuyutsya pokolinnyam sho vinikaye v rezultati normalnogo statevogo rozmnozhennya i vnosit v populyaciyu genetichne riznomanittya v rezultati rekombinaciyi Golovna perevaga yaku daye popelicyam partenogenez ce shvidke zrostannya chiselnosti populyaciyi oskilki pri comu vsi yiyi statevozrili osobini zdatni do vidkladannya yayec Ce osoblivo vazhlivo v periodi koli umovi navkolishnogo seredovisha spriyatlivi dlya isnuvannya velikoyi populyaciyi tobto v litni misyaci Za stattyu nashadkiv vidilyayut tri tipi partenogenezu arenotokiya za yakoyi vsi nashadki ye samcyami telikotokiya za yakoyi vsi nashadki yaki rozvivayutsya bez zaplidnennya ye samicyami dejterotokiya za yakoyi nashadki mozhut buti oboh statej yiyi pidtipami ye spanoandriya koli z nezaplidnennih yayec razom z samicyami narodzhuyutsya i samci ta spanoginiya koli zamist samciv narodzhuyutsya samiciRozpovsyudzhennyaEukarioti Dokladnishe Yaderni ta Mitoz Odnoklitinni eukarioti golovnim chinom rozmnozhuyutsya partenogenezom yakij u nih nazivayetsya mitoz Roslini Partenogenez shiroko rozpovsyudzhenij u roslin de vin prijmaye rizni formi Odna z nih apomiksis yavlyaye soboyu partenogenez sho imituye stateve rozmnozhennya Apomiksis sposterigayetsya u deyakih pokritonasinnih kvitkovih roslin u kotrih diployidna klitina sim yazarodka abo klitina nucelusa megaspora rozvivayetsya u funkcionalnij zarodok bez uchasti cholovichoyi gameti Z inshih chastin sim yazarodka utvoryuyetsya nasinnya a v zav yazi rozvivayetsya plid V inshih vipadkah potribna nayavnist pilkovogo zerna yake stimulyuye partenogenez hocha i ne prorostaye Pilkove zerno pri comu indukuye gormonalni zmini neobhidni dlya pochatku rozvitku zarodka i na praktici taki vipadki duzhe vazhko vidrizniti vid spravzhnogo statevogo rozmnozhennya Tvarini Mehanizmi indukciyi partenogenezu cholovichoyu statevoyu klitinoyu bez prohodzhennya zaplidnennya sposterigayutsya i sered hrebetnih Napriklad takim shlyahom perevazhno rozmnozhuyetsya karas sriblyastij Carassius gibelio populyaciyi yakogo zvichajno skladayutsya z partenogenetichnih samok v deyakih ridkisnih vipadkah v populyaciyi mozhe buti do 5 samciv Indukciya zaplidnennya pri comu vidbuvayetsya inshimi vidami koropopodibnih rib korop zolotij karas Carassius auratus tosho pid chas yihnogo nerestu U hrebetnih partenogenez buv viyavlenij vpershe u skelnih yashirok vidi rodu Darevskia na Kavkazi gerpetologom I Darevskim Zagalom partenogenez pritamannij lishe priblizno 70 vidam sho stanovit vsogo 1 vid zagalnogo vido riznomanittya hrebetnih V podalshomu takozh buv viyavlenij i u komodskih varaniv U ptahiv vipadki partenogenezu ye vkraj ridkisnimi ta zazvichaj pov yazani iz vidsutnistyu samciv U 2021 roci v zooparku m San Diyego za rezultatami genetichnogo analizu bulo viyavleno dva vipadki partenogenetichnogo rozmnozhennya u kalifornijskogo kondora Dvoye ptahiv narodilis vid riznih samok yaki meshkali spilno iz samcyami Ce pershij vipadok fakultativnogo partenogenezu u ptahiv sho nepov yazanij iz nedostupnistyu samciv Div takozhApomiksis Avtomiksis Androgenez Ginogenez Pedogenez PoliembrioniyaPrimitkiLisovij M M Bioriznomanittya entomofagiv ta yih trofichnih zv yazkiv v agroekosistemah Agroekologichnij zhurnal 2009 2 S 74 82 nedostupne posilannya z lipnya 2019 Ryder Oliver A Thomas Steven Judson Jessica Martin Romanov Michael N Dandekar Sugandha Papp Jeanette C Sidak Loftis Lindsay C Walker Kelli Stalis Ilse H Mace Michael Steiner Cynthia C Chemnick Leona G 2021 Journal of Heredity 1 6 doi 10 1093 jhered esab052 Arhiv originalu za 5 listopada 2021 Procitovano 5 listopada 2021 Advance Access publication October 28 2021 Gromadske 29 zhovtnya 2021 Arhiv originalu za 5 listopada 2021 Procitovano 5 listopada 2021 PosilannyaParthenogenesis of Mice at Nature com 11 zhovtnya 2008 u Wayback Machine Reproductive behavior in whiptails at Crews Laboratory 26 serpnya 2010 u Wayback Machine Types of asexual reproduction 22 sichnya 2018 u Wayback Machine Parthenogenesis in Incubated Turkey Eggs 25 veresnya 2009 u Wayback Machine from Oregon State University National Geographic NEWS Virgin Birth Expected at Christmas By Komodo Dragon 18 serpnya 2009 u Wayback Machine BBC NEWS Virgin births for giant lizards Komodo dragon 4 sichnya 2007 u Wayback Machine