Co je to partenogeneze?
Proces zvaný partenogeneze umožňuje nejrůznějším tvorům – od
Jeden z nejdiskutovanějších případů partenogenezedošlo u žraloka zebry Leonie žijícího s dalšími žraločími samicemi v australském akváriu Reef HQ Aquarium. Na konci ledna 2017 o tom vědci zveřejnili článek. Přestože se za tři roky nezkřížila se žraločím samcem, exemplář v zajetí snesl vajíčka, ze kterých se vylíhla tři životaschopná mláďata.
Před pár lety v zooLouisville, samice krajty síťované jménem Thelma, která samce krajty nikdy ani neviděla, snesla šest vajec. Z nich se vyklubala zdravá mláďata hadů. Studie její DNA, publikovaná v Biological Journal of the Linnean Society, ukázala, že Thelma je jediným rodičem všech hadích mláďat.
A v roce 2006 v Anglii udělala samice varana komodského jménem Flora podobný čin a zmátla chovatele Chester Zoo.
Jak to funguje?
Samotná partenogeneze je stejného pohlaví, nebo„Panenská“ reprodukce je jednou z forem pohlavního rozmnožování organismů, při nichž se v dospělém organismu bez oplodnění vyvíjejí ženské reprodukční buňky (vajíčka). Ačkoli partenogenetická reprodukce není doprovázena fúzí mužských a ženských gamet, parthenogeneze je stále považována za sexuální reprodukci, protože organismus se vyvíjí ze zárodečné buňky. Předpokládá se, že partenogeneze vznikla během vývoje dvoudomých forem.
K sexuální reprodukci dochází za účasti dvoukomponenty: vejce a sperma. Každý z nich poskytuje polovinu genetické informace potřebné k vytvoření živého organismu. Ale s partenogenezí najde tělo jedinečný způsob, jak doplnit geny, které spermie normálně poskytují.
Vaječníky produkují vajíčka skrzsložitý proces - meióza. Během ní se buňky replikují, reorganizují a dělí. Taková vajíčka obsahují pouze polovinu matčiných chromozomů, přičemž každý chromozom má jednu kopii. Ty se nazývají haploidní buňky (ty obsahující dvě kopie chromozomů se nazývají diploidní).
V procesu meiózy se objevují vedlejší produkty: menší buňky - polární těla.
- V jedné verzi partenogeneze -automixis, v těle je sjednoceno polární tělesovejce k vytvoření potomstva. Tento proces, který byl zdokumentován u žraloků, nenápadně zamíchá matčiny geny a vytvoří potomky, kteří se matce podobají, ale nevytvářejí její přesné klony.
- V jiné formě partenogeneze,apomixis, buňky se replikují mitózou.V tomto procesu je jedna buňka duplikována za účelem vytvoření dvou diploidních buněk. Tímto způsobem se provádí druh genetického kopírování a vkládání. Protože tyto buňky nikdy nepodstoupí proces míchání genů meiózy, potomci získaní tímto způsobem jsou geneticky identickými klony jejich rodičů. Tato forma partenogeneze je častější u rostlin.
Pro většinu organismů, které se množíprvním způsobem, prostřednictvím automixis, potomci obvykle dostávají dva X chromozomy od své matky. Dva chromozomy X, hlavní genetická zásobárna spojená s pohlavím, produkují pouze samice potomků.
Ale ve vzácných případech zvířata, jako jsou mšicemůže produkovat plodné mužské potomky, které jsou geneticky identické s jejich matkou, s výjimkou absence druhého chromozomu X. Tito muži jsou obvykle plodní, ale protože jsou schopni produkovat pouze spermie obsahující chromozomy X, budou z jejich potomstva samice.
Partenogenezi je třeba odlišit odnepohlavní reprodukce, který se vždy provádí pomocí somatických orgánů a buněk (rozmnožování dělením, pučíním atd.).
Mimochodem, partenogeneze se děje přírodní je normální způsob rozmnožování některých organismů v přírodě aumělý, způsobené experimentálně působením různých podnětů na neoplodněné vajíčko, které obvykle potřebuje oplodnění.
Obecně se partenogeneze také dělí nagenerativnínebo haploidní asomatický(může být diploidní nebo polyploidní).Během generativní partenogeneze je v dělících se buňkách těla pozorován haploidní počet chromozomů (n); tento případ je poměrně vzácný (haploidní samci jsou trubčí včely). Během somatické partenogeneze je v dělících se buňkách těla pozorován počáteční diploidní (2n) nebo polyploidní (Zn, 4n, 5n, vzácně i 6n a 8n) počet chromozomů.
Partenogeneze u zvířat
Původní forma parthenogeneze je rudimentární, neborudimentární partenogeneze je charakteristická pro mnoho živočišných druhů v případech, kdy jejich vajíčka zůstávají neoplodněná. Embryonální partenogeneze je zpravidla omezena na počáteční stadia embryonálního vývoje; vývoj však někdy dosáhne svých konečných fází.
Po miliony let se zvířata rozmnožovalaprostřednictvím partenogeneze, která se poprvé objevila u některých nejmenších a nejjednodušších organismů. Vědci se domnívají, že pro pokročilejší zvířata, jako jsou obratlovci, byla schopnost nepohlavního rozmnožování posledním pokusem druhů za nepříznivých podmínek. To může vysvětlovat, proč je parthenogeneze možná u tolika pouštních a ostrovních druhů.
Daphnia pulex s vejcem Parthenogenesis
Většina zvířat, která se množí pomocíParthenogenesis, jsou malé bezobratlé, jako jsou včely, vosy, mravenci a mšice, které se mohou střídat mezi pohlavním a nepohlavním rozmnožováním. Parthenogeneze je pozorována u více než 80 druhů obratlovců, z nichž přibližně polovina jsou ryby nebo ještěrky. Zřídka se složití obratlovci, jako jsou žraloci, hadi a velké ještěrky, spoléhají na nepohlavní rozmnožování, což je důvod, proč Leoni a další zpočátku zmátli vědce.
Rozlišovatpovinná partenogeneze, ve kterých jsou vajíčka schopna pouze partenogenetického vývoje, avolitelnýkdy se vajíčka mohou vyvíjet aprostřednictvím partenogeneze a v důsledku oplodnění (například u mnoha blanokřídlých se včely, samci (drony) vyvíjejí z neoplodněných vajíček a samice (královny a včely) se vyvíjejí z oplodněných vajíček.
Mnoho druhů zvířat, které nemají samce, je schopno dlouhodobého rozmnožování prostřednictvím partenogeneze - konstantní partenogeneze. U některých druhů existuje spolu s partenogenetickou ženskou rasou i bisexuální rasa (původní druh), někdy zabírající jinou oblast -geografická partenogeneze(motýli, mnoho brouků, mnohonožky, měkkýši, vířníci, dafnie, obratlovci - ještěrky atd.).
Existuje umělá partenogeneze?
Poprvé umělá partenogeneze u zvířatzískané ruským zoologem Alexandrem Tikhomirovem. V roce 1886 dokázal ukázat, že neoplodněná vajíčka bource morušového lze vyvolat vývojem pomocí roztoků silných kyselin, tření a jiných dráždivých látek. Umělou partenogenezi následně získal Jacques Loeb a další vědci u mnoha zvířat, zejména u mořských bezobratlých, stejně jako u některých obojživelníků (žáby) a dokonce i savců (králíků).
Umělá partenogeneze je způsobena působením hypertonických nebo hypotonických roztoků na vajíčka (osmotickýpartenogeneze), píchnutím do vajíčka jehlou navlhčenou hemolymfou (traumatickýpartenogeneze), náhlé ochlazení a zejména zahřátí (teplotapartenogeneze), stejně jako působení kyselin, zásad a dalších chemikálií.
Obvykle pomocí umělé partenogenezeje možné získat pouze počáteční fáze vývoje organismu; úplné partenogeneze se dosahuje jen zřídka, i když jsou známy případy úplné partenogeneze iu obratlovců.
V roce 2003 vědci z Development Institutebuněčné technologii (Massachusetts, USA) se podařilo získat plnohodnotná embrya z neoplodněných vajíček u 4 z 28 testovaných opic. Důvodem byla speciální chemická látka, která stimuluje dělení vajíčka.
Dosáhněte prvního parthenogenetického poroduv roce 2004 uspěli vědci z Tokijské zemědělské univerzity. Biologové použili jimi vyvinutou technologii haploidizace, tj. Umělou transformaci somatických buněk myší samice na haploidní buňky (podobné mužským nebo ženským gametám). Poté bylo za laboratorních podmínek možné dosáhnout fúze těchto buněk pomocí „triku“ pomocí speciálních technologií, genomového otisku. A konečně, již v mateřském organismu, se embryo začalo vyvíjet z buňky.
Může se člověk množit partenogenezí?
Osoba zná případy, kdy je pod vlivemve stresových situacích s vysokými teplotami a v jiných extrémních situacích se vajíčko samice může začít dělit, i když není oplodněno, ale v 99,9% případů brzy zemře.
V diskusích o partenogenezi je to nevyhnutelnéNa řadu přichází téma jednoho z hlavních dogmat křesťanství – neposkvrněné početí Panny Marie. Neuchovávají evangelijní tradice důkazy o partenogenetickém zrození člověka? Odpůrci této verze poukazují na to, že pokud by tomu tak bylo, Ježíšek by se musel narodit jako dívka – samozřejmě kvůli absenci chromozomů Y ve vajíčku.
Bohužel příroda postavila na cestě lidské partenogeneze mocnou bariéru.
Není známo, že by se žádní savci rozmnožovali tímto způsobem, protože na rozdíl od jednodušších organismů se savci spoléhají na proces zvaný genomický otisk.
Faktem je, že pro vyvíjející se embryoPro savce, obrazně řečeno, není lhostejné, kdo ten či onen gen dostal od maminky či tatínka. Gen odpovědný za vývoj nějakého životně důležitého orgánu jednoduše nebude fungovat nebo se neprojeví, pokud má špatný pohlavní marker. Pokud by potomek měl pouze jednoho rodiče, některé geny by nebylo možné aktivovat vůbec, takže by potomstvo neživotaschopný . Proto, i když donutíte savčí vajíčko k dělení řekněme pomocí nějakých vnějších podnětů, není šance, že se v důsledku toho zrodí životaschopný organismus. Genomický imprinting zablokuje vývoj embrya v raných fázích. Pokud ovšem nezasáhne genetické inženýrství.
Sólo strategie přežití
Ve velmi vzácných případech se živočišné druhy množí výhradně partenogenezí. Jedním z těchto druhů je ještěrka Aspidoscelis uniparens, z nichž všechny jsou samice.
Pouštní lučina Whiptail (Aspidoscelis uniparens) v Novém Mexiku
U některých druhů hmyzu, mloků a plochýchčervi, kupodivu přítomnost spermií spouští partenogenezi. Spermie zahájí proces, proniknou do vajíčka, ale později se degenerují a zůstanou pouze mateřské chromozomy. V tomto případě spermií vyvolává pouze vývoj vajíčka - nepřispívá nijak geneticky.
Schopnost reprodukovat nepohlavně umožňujezvířata předávají své geny, aniž by plýtvali energií hledáním partnera, a tak mohou pomoci udržet druh v obtížných podmínkách. Například pokud ještěrka monitorová dorazí na pustý ostrov, může sama vytvořit populaci prostřednictvím partenogeneze.
Nicméně, protože každý člověk budegeneticky identické matky varanů komodských a jejich dcery budou náchylnější k nemocem a změnám prostředí než geneticky změněná skupina. Například v některých oblastech Nového Mexika mají některé populace ještěrek téměř identické genetické profily.
Přečtěte si více
Nejbláznivější místo na Zemi: proč je Drake Passage nejnebezpečnější cestou do Antarktidy
Nová sloučenina uranu překonává rekordy anomální vodivosti
Mars Express pomohl zjistit, kde a jak voda z Rudé planety zmizela