Hvad er parthenogenese?
En proces kaldet parthenogenese tillader en række væsner at
Et af de mest omtalte tilfælde af parthenogenese opstod hos zebrahajen Leoni, der bor sammen med andre kvindelige hajer på Australian Reef HQ Aquarium.Selvom hun ikke havde krydset stier med en hanhaj i tre år, lagde dette fangenskab æg, der klækkede til tre levedygtige unger.
Et par år tidligere, i Louisville Zoo, lagde en kvindelig retikuleret python ved navn Thelma, som aldrig engang havde set en mandlig python, seks æg.En undersøgelse af hendes DNA, offentliggjort i Biological Journal of the Linnean Society, viste, at Thelma er den eneste forælder til alle slanger.
Og i 2006, i England , udførte en kvindelig Komodo-drage ved navn Flora en lignende bedrift og forvirrede vogterne i Chester Zoo.
Hvordan virker det?
Parthenogenese i sig selv er af samme køn, eller"Jomfru" reproduktion er en af formerne for seksuel reproduktion af organismer, hvor kvindelige reproduktive celler (æg) udvikler sig i en voksen organisme uden befrugtning. Selvom parthenogenetisk reproduktion ikke ledsages af fusion af mandlige og kvindelige kønsceller, betragtes parthenogenese stadig som seksuel reproduktion, da organismen udvikler sig fra kimcellen. Det antages, at parthenogenese opstod under udviklingen af tospidsede former.
Seksuel reproduktion forekommer med deltagelse af tokomponenter: æg og sæd. Hver giver halvdelen af den genetiske information, der er nødvendig for at skabe en levende organisme. Men med parthenogenese finder kroppen en unik måde at genopbygge de gener, der normalt leveres af sædcellerne.
Æggestokkene producerer æg gennem en kompleks proces kaldet meiose, hvor celler replikerer, omorganiserer og deler sig.Sådanne æg indeholder kun halvdelen af moderens kromosomer med en kopi af hvert kromosom.Disse kaldes haploide celler (dem, der indeholder to kromosomale kopier, kaldes diploide celler).
I processen med meiose vises biprodukter: mindre celler - polære kroppe.
- I en version af parthenogenese,automixis, i kroppen kombinerer polarlegemet med ægget for at skabe afkom.Denne proces, som er dokumenteret i hajer, blander lidt modergener for at skabe afkom, der ligner moderen, men ikke for at skabe nøjagtige kloner af hende.
- I en anden form for parthenogenese,apomixisceller replikerer gennem mitose.I denne proces duplikeres en celle for at skabe to diploide celler. På denne måde udføres en slags genetisk kopi og pasta. Da disse celler aldrig gennemgår processen med at blande gener af meiose, er afkomene opnået på denne måde genetisk identiske kloner af deres forældre. Denne form for parthenogenese er mere almindelig i planter.
For de fleste organismer, der reproducererpå den første måde, gennem automixis, modtager afkomene normalt to X-kromosomer fra deres mor. To X-kromosomer, det vigtigste genetiske lager, der er knyttet til køn, producerer kun kvindelige afkom.
Men i sjældne tilfælde dyr som bladluskan producere frugtbare mandlige afkom, der er genetisk identiske med deres mor, bortset fra fraværet af et andet X-kromosom. Disse hanner er normalt frugtbare, men da de kun er i stand til at producere sæd indeholdende X-kromosomerne, vil alle deres afkom være kvinder.
Parthenogenese bør skelnes fraaseksuel reproduktion, som altid udføres ved hjælp af somatiske organer og celler (reproduktion ved opdeling, spirende osv.).
Forresten kan parthenogenese være naturlig er den normale måde, hvorpå nogle organismer formerer sig i naturen, ogkunstig, forårsaget eksperimentelt af virkningen af forskellige stimuli på et ubefrugtet æg, som normalt har brug for befrugtning.
Generelt er parthenogenese også opdelt igenerativeller haploide, ogsomatiskI generativ parthenogenese observeres et haploide antal kromosomer (n) i kroppens delende celler; Denne herI somatisk parthenogenese observeres det indledende diploide (2n) eller polyploide (Zn, 4n, 5n, sjældent endda 6n og 8n) antal kromosomer i kroppens delende celler.
Parthenogenese hos dyr
Den oprindelige form for parthenogenese er rudimentær, ellerrudimentær parthenogenese er karakteristisk for mange dyrearter i tilfælde, hvor deres æg forbliver ufrugtede. Som regel er embryonal parthenogenese begrænset til de indledende faser af embryonal udvikling; dog når udviklingen undertiden sine sidste faser.
I millioner af år har dyr reproduceretgennem parthenogenese, som først dukkede op i nogle af de mindste og enkleste organismer. Forskere mener, at for mere avancerede dyr, såsom hvirveldyr, var evnen til at reproducere aseksuelt det sidste forsøg for arter under ugunstige forhold. Dette kan forklare, hvorfor parthenogenese er mulig i så mange ørken- og øarter.
Daphnia pulex med Parthenogenesis æg
De fleste dyr, der reproducerer ved hjælp afParthenogenese er små hvirvelløse dyr som bier, hveps, myrer og bladlus, der kan skifte mellem seksuel og aseksuel reproduktion. Parthenogenese observeres hos mere end 80 hvirveldyrarter, hvoraf ca. halvdelen er fisk eller firben. Sjældent har komplekse hvirveldyr som hajer, slanger og store firben stole på aseksuel reproduktion, så Leoni og andre forvirrede oprindeligt forskere.
Skelneobligatorisk parthenogenese, hvor æg kun er i stand til parthenogenetisk udvikling, ogvalgfrihvor æg kan udvikle sig oggennem parthenogenese og som et resultat af befrugtning (i mange hymenopteraner udvikler f.eks. bier, hanner (droner) fra ufrugtede æg, og hunner (dronninger og arbejderbier) udvikler sig fra befrugtede æg.
Mange dyrearter, der ikke har hanner, er i stand til langsigtet reproduktion gennem parthenogenese - konstant parthenogenese. Hos nogle arter, sammen med den parthenogenetiske kvinderace, er der en biseksuel race (den oprindelige art), som nogle gange indtager et andet område -geografisk parthenogenese(casebærende sommerfugle, mange biller, tusindben, bløddyr, hjuldyr, dafnier, hvirveldyr - firben osv.).
Er der kunstig parthenogenese?
Kunstig parthenogenese hos dyr for første gangopnået af den russiske zoolog Alexander Tikhomirov. I 1886 var han i stand til at vise, at ufrugtede silkeormæg kan induceres til at udvikle sig med opløsninger af stærke syrer, friktion og andre irriterende stoffer. Derefter blev kunstig parthenogenese opnået af Jacques Loeb og andre forskere i mange dyr, hovedsageligt hos marine hvirvelløse dyr, såvel som hos nogle padder (frø) og endda pattedyr (kanin).
Kunstig parthenogenese er forårsaget af virkningen på æggene af hypertoniske eller hypotoniske opløsninger (osmotiskparthenogenese), ved at prikke ægget med en nål fugtet med hæmolymfe (traumatiskparthenogenese), pludselig afkøling og især opvarmning (temperaturparthenogenese), såvel som virkningen af syrer, baser og andre kemikalier.
Ved hjælp af kunstig parthenogenese, normaltdet er kun muligt at opnå de indledende stadier af organismen; fuldstændig parthenogenese opnås sjældent, selvom tilfælde af komplet parthenogenese er kendt selv hos hvirveldyr.
I 2003 forskere fra Udviklingsinstituttetcelleteknologi (Massachusetts, USA) formåede at opnå fuldgyldige embryoner fra ufrugtede æg hos 4 ud af 28 testede aber. Dette skyldtes et specielt kemikalie, der stimulerer æggets opdeling.
Opnå den første parthenogenetiske fødselpattedyr lykkedes i 2004 af forskere fra Tokyo Agricultural University. Biologer anvendte teknologien til haplooidisering udviklet af dem, det vil sige den kunstige transformation af de somatiske celler fra en kvindelig mus til haploide (svarende til enten mandlige eller kvindelige kønsceller) celler. Derefter under laboratorieforhold var det muligt at opnå fusion af disse celler, "tricking" ved hjælp af specielle teknologier, genomisk imprinting. Og endelig allerede i moderens organisme begyndte embryoet at udvikle sig fra cellen.
Kan en person reproducere ved parthenogenese?
En person har kendt sager, når de er under påvirkningstressende situationer med høje temperaturer og i andre ekstreme situationer kan et kvindeligt æg begynde at dele sig, selvom det ikke befrugtes, men i 99,9% af tilfældene dør det snart.
I diskussioner om parthenogenese er det uundgåeligtTemaet for et af kristendommens hoveddogmer kommer op - den ubesmittede undfangelse af Jomfru Maria. Bevarer evangelietraditionerne ikke beviser for menneskets parthenogenetiske fødsel? Modstandere af denne version påpeger, at hvis dette var tilfældet, skulle Jesusbarnet fødes som en pige - selvfølgelig på grund af fraværet af Y-kromosomer i ægget.
Desværre har naturen rejst en kraftig barriere på vejen til menneskelig parthenogenese.
Ingen pattedyr er kendt for at formere sig på denne måde, fordi pattedyr i modsætning til simplere organismer er afhængige af en proces kaldet genomisk prægning.
Faktum er, at for et udviklende embryoFor et pattedyr er det billedligt talt ikke ligegyldigt, hvem der har fået det eller det gen fra mor eller far. Et gen, der er ansvarlig for udviklingen af et eller andet vitalt organ, vil simpelthen ikke fungere eller udtrykke sig selv, hvis det har den forkerte kønsmarkør. Hvis afkommet kun havde én forælder, ville nogle gener slet ikke kunne aktiveres, hvilket gør afkommet ikke levedygtigt. Det er derfor, selv hvis du tvinger et pattedyrs æg til at dele sig, f.eks. ved hjælp af nogle ydre stimuli, er der ingen chance for, at en levedygtig organisme vil blive født som et resultat. Genomisk prægning vil blokere udviklingen af embryonet i de tidlige stadier. Medmindre genteknologien griber ind.
Solo overlevelsesstrategi
I nogle meget sjældne tilfælde reproducerer dyrearter udelukkende gennem parthenogenese. En af disse arter er firbenet Aspidoscelis uniparens, som alle er kvinder.
Whiptail i ørken-græsarealer (Aspidoscelis uniparens) i New Mexico
I nogle insekter, salamandere og fladeorme, underligt nok, tilstedeværelsen af sæd udløser parthenogenese. Sædceller starter processen og trænger ind i ægget, men degenererer senere og efterlader kun moderens kromosomer. I dette tilfælde udløser sædcellen kun udviklingen af ægget - det yder ikke noget genetisk bidrag.
Evnen til at reproducere aseksuelt tilladerdyr videregiver deres gener uden at spilde energi på at finde en ægtefælle og kan således hjælpe med at opretholde arten under vanskelige forhold. For eksempel, hvis en monitor firben ankommer til en øde ø, kan den alene skabe en befolkning gennem parthenogenese.
Men da hver person vilgenetisk identiske, vil Komodo-dragemødre og deres døtre være mere sårbare over for sygdomme og miljøændringer end den genetisk ændrede gruppe. For eksempel, i nogle områder af New Mexico, har nogle populationer af hunfirben næsten identiske genetiske profiler.
Læs mere
Det stormigste sted på jorden: hvorfor Drake Passage er den farligste rute til Antarktis
Ny uranforbindelse slår rekord for unormal ledningsevne
Mars Express hjalp med at finde ud af, hvor og hvordan vandet forsvandt fra den røde planet