Hva er parthenogenese?
En prosess som kalles parthenogenese tillater en rekke skapninger å
Et av de mest omtalte tilfellene av parthenogenese skjedde med sebrahaien Leoni, som bor sammen med andre kvinnelige haier på Australian Reef HQ Aquarium.Selv om hun ikke hadde krysset stier med en hannhai på tre år, la dette fangede individet egg som klekket til tre levedyktige unger.
Noen år tidligere, i Louisville Zoo, la en kvinnelig retikulert pyton ved navn Thelma, som aldri hadde sett en mannlig python, seks egg.En studie av hennes DNA, publisert i Biological Journal of the Linnean Society, fant at Thelma er den eneste forelderen til alle slanger.
Og i 2006, i England , utførte en kvinnelig Komodo-drage ved navn Flora en lignende prestasjon, forvirrende keeperne til Chester Zoo.
Hvordan virker det?
Parthenogenesis i seg selv er av samme kjønn, eller"Jomfru" reproduksjon er en av formene for seksuell reproduksjon av organismer, der kvinnelige reproduksjonsceller (egg) utvikler seg i en voksen organisme uten befruktning. Selv om parthenogenetisk reproduksjon ikke er ledsaget av fusjon av mannlige og kvinnelige kjønnsceller, betraktes parthenogenese fortsatt som seksuell reproduksjon, siden organismen utvikler seg fra kjønnscellen. Det antas at parthenogenese oppstod under evolusjonen av dioecious former.
Seksuell reproduksjon skjer med deltakelse av tokomponenter: egg og sæd. Hver gir halvparten av den genetiske informasjonen som trengs for å skape en levende organisme. Men med parthenogenese, finner kroppen en unik måte å fylle på genene som normalt leveres av sædceller.
Eggstokkene produserer egg gjennom en kompleks prosess som kalles meiose, hvor celler replikerer, omorganiserer og deler seg.Slike egg inneholder bare halvparten av mors kromosomer med en kopi av hvert kromosom.Disse kalles haploide celler (de som inneholder to kromosomale kopier kalles diploide celler).
I løpet av meiose vises biprodukter: mindre celler - polare legemer.
- I en versjon av parthenogenese,automixis, i kroppen, kombinerer polarlegemet med egget for å skape avkom.Denne prosessen, som har blitt dokumentert hos haier, stokker litt mors gener for å skape avkom som ligner på moren, men ikke for å lage eksakte kloner av henne.
- I en annen form for parthenogenese,apomixis, celler replikerer gjennom mitose.I denne prosessen dupliseres en celle for å lage to diploide celler. På denne måten utføres en slags genetisk kopi og lim. Siden disse cellene aldri gjennomgår prosessen med å blande gener av meiose, er avkomene som er oppnådd på denne måten genetisk identiske kloner av foreldrene sine. Denne formen for parthenogenese er mer vanlig hos planter.
For de fleste organismer som reprodusererpå den første måten, gjennom automixis, får avkommet vanligvis to X-kromosomer fra moren. To X-kromosomer, det viktigste genetiske lageret, knyttet til kjønn, produserer bare kvinnelige avkom.
Men i sjeldne tilfeller dyr som bladluskan produsere fruktbare mannlige avkom som er genetisk identiske med moren, bortsett fra fraværet av et andre X-kromosom. Disse hannene er vanligvis fruktbare, men siden de bare er i stand til å produsere sæd som inneholder X-kromosomene, vil alle deres avkom være kvinner.
Parthenogenese skal skilles fraaseksuell reproduksjon, som alltid utføres ved hjelp av somatiske organer og celler (reproduksjon ved deling, spirende, etc.).
Forresten, parthenogenese kan være naturlig er den normale måten noen organismer reproduserer i naturen, ogkunstige, forårsaket eksperimentelt av virkningen av forskjellige stimuli på et ubefruktet egg, som normalt trenger befruktning.
Generelt er parthenogenese også delt inn igenerativ, eller haploid, ogsomatiskVed generativ parthenogenese observeres et haploid antall kromosomer (n) i kroppens delende celler; DenneVed somatisk parthenogenese observeres det første diploide (2n) eller polyploide (Zn, 4n, 5n, sjelden til og med 6n og 8n) antall kromosomer i kroppens delende celler.
Parthenogenese hos dyr
Den opprinnelige formen for parthenogenese er rudimentær, ellerrudimentær parthenogenese er karakteristisk for mange dyrearter i tilfeller der eggene forblir ufruktede. Som regel er embryonal parthenogenese begrenset til de innledende stadiene av embryonal utvikling; noen ganger når utviklingen imidlertid sine siste stadier.
I millioner av år har dyr reprodusertgjennom parthenogenese, som først dukket opp i noen av de minste og enkleste organismer. Forskere mener at for mer avanserte dyr, som virveldyr, er evnen til å reprodusere aseksuelt det siste forsøket for arter under ugunstige forhold. Dette kan forklare hvorfor partenogenese er mulig i så mange ørken- og øyarter.
Daphnia pulex med Parthenogenesis egg
De fleste dyr som reproduserer ved hjelp avParthenogenesis, er små virvelløse dyr som bier, veps, maur og bladlus som kan veksle mellom seksuell og aseksuell reproduksjon. Parthenogenese er observert hos mer enn 80 virveldyrarter, hvorav omtrent halvparten er fisk eller øgler. Sjeldent har komplekse virveldyr som haier, slanger og store øgler stole på aseksuell reproduksjon, så Leoni og andre forvirret opprinnelig forskere.
Skjelneforplikte parthenogenese, hvor eggene bare er i stand til parthenogenetisk utvikling, ogvalgfrihvor egg kan utvikle seg oggjennom parthenogenese, og som et resultat av befruktning (hos mange hymenopteraner, for eksempel, utvikler bier, hanner (droner) seg fra ubefruktede egg, og kvinner (dronninger og arbeiderbier) utvikler seg fra befruktede egg).
Mange dyrearter som ikke har hanner, er i stand til langsiktig reproduksjon ved parthenogenese. konstant parthenogeneseI noen arter, sammen med den parthenogenetiske kvinnelige rase, er det enDen biseksuelle rase (den opprinnelige arten), noen ganger opptar et annet område,geografisk parthenogenese(sommerfugler, mange biller, tusenfugler, bløtdyr, rotiferer, daphnias, vertebrater, øgler, etc.).
Er det kunstig parthenogenese?
Kunstig parthenogenese hos dyr for første ganginnhentet av den russiske zoologen Alexander Tikhomirov. I 1886 var han i stand til å vise at ufruktede silkeormegg kan bli indusert til å utvikle seg med løsninger av sterke syrer, friksjon og andre irriterende stoffer. Deretter ble kunstig parthenogenese oppnådd av Jacques Loeb og andre forskere i mange dyr, hovedsakelig i marine virvelløse dyr, så vel som hos noen amfibier (frosk) og til og med pattedyr (kanin).
Kunstig parthenogenese er forårsaket av virkningen på eggene til hypertoniske eller hypotone løsninger (osmotiskparthenogenese), eggstikking med en nål dynket i hemolymfe (traumatiskparthenogenese), brå kjøling, og spesielt oppvarming (temperaturparthenogenese), samt virkningen av syrer, alkalier og andre kjemikalier.
Ved hjelp av kunstig parthenogenese, vanligvisdet er mulig å oppnå bare de innledende stadiene av organismens utvikling; fullstendig partenogenese oppnås sjelden, selv om tilfeller av fullstendig partenogenese er kjent selv hos virveldyr.
I 2003 forskere fra utviklingsinstituttetcelleteknologi (Massachusetts, USA) klarte å skaffe fullverdige embryoer fra ufruktede egg hos 4 av 28 testede aper. Dette skyldtes et spesielt kjemikalie som stimulerer delingen av egget.
Oppnå den første parthenogenetiske fødselenpattedyr lyktes i 2004 av forskere fra Tokyo Agricultural University. Biologer anvendte teknologien for haploïdisering utviklet av dem, det vil si den kunstige transformasjonen av de somatiske cellene til en kvinnelig mus til haploide (ligner på enten mannlige eller kvinnelige gameter) celler. Da var det under laboratorieforhold mulig å oppnå fusjonen av disse cellene, "bedra" ved hjelp av spesielle teknologier, genomisk avtrykk. Og til slutt, allerede i moderorganismen, begynte embryoet å utvikle seg fra cellen.
Kan en person reprodusere ved partenogenese?
En person har kjent tilfeller når de er under påvirkningstressende situasjoner med høye temperaturer og i andre ekstreme situasjoner, kan et kvinnelig egg begynne å dele seg, selv om det ikke blir befruktet, men i 99,9% av tilfellene dør det snart.
I diskusjoner om partenogenese er det uunngåeligTemaet for et av kristendommens hoveddogmer kommer opp - den ulastelige unnfangelsen av Jomfru Maria. Bevarer ikke evangelietradisjonene bevis på menneskets partenogenetiske fødsel? Motstandere av denne versjonen påpeker at hvis dette var tilfelle, måtte Jesusbarnet bli født som jente - selvfølgelig på grunn av fraværet av Y-kromosomer i egget.
Dessverre har naturen reist en kraftig barriere på veien til menneskelig partenogenese.
Ingen pattedyr er kjent for å reprodusere seg på denne måten fordi pattedyr, i motsetning til enklere organismer, er avhengige av en prosess som kalles genomisk imprinting.
Faktum er at for et utviklende embryoFor et pattedyr er det billedlig talt ikke likegyldig hvem som har fått dette eller det genet fra moren eller faren. Et gen som er ansvarlig for utviklingen av et vital organ vil rett og slett ikke fungere eller uttrykke seg selv hvis det har feil kjønnsmarkør. Hvis avkommet bare hadde én forelder, ville noen gener ikke kunne aktiveres i det hele tatt, noe som gjør avkommet ikke levedyktig. Det er derfor, selv om du tvinger et pattedyregg til å dele seg, for eksempel ved hjelp av noen ytre stimuli, er det ingen sjanse for at en levedyktig organisme vil bli født som et resultat. Genomisk preging vil blokkere utviklingen av embryoet i de tidlige stadiene. Med mindre, selvfølgelig, genteknologi griper inn.
Solo overlevelsesstrategi
I noen svært sjeldne tilfeller reproduserer dyrearter utelukkende gjennom parthenogenese. En av disse artene er firbenet Aspidoscelis uniparens, som alle er kvinner.
Piskhale (Aspidoscelis uniparens) i New Mexico
I noen insekter, salamandere og flattormer, merkelig nok, tilstedeværelsen av sæd utløser parthenogenese. Sædceller starter prosessen og trenger inn i egget, men degenererer senere, og etterlater bare mors kromosomer. I dette tilfellet utløser sædcellen bare utviklingen av egget - det gir ikke noe genetisk bidrag.
Evnen til å reprodusere aseksuelt tillaterdyr viderefører genene sine uten å kaste bort energi på å lete etter en kompis, og kan dermed bidra til å opprettholde arten under vanskelige forhold. For eksempel, hvis en skjermøgle ankommer en øde øy, kan den alene skape en befolkning gjennom parthenogenese.
Men siden hver person vilgenetisk identiske, vil komodo-dragemødre og deres døtre være mer sårbare for sykdom og miljøendringer enn den genetisk endrede gruppen. For eksempel, i noen områder av New Mexico, har noen populasjoner av hunnøgler nesten identiske genetiske profiler.
Les mer
Det stormigste stedet på jorden: hvorfor Drake Passage er den farligste ruten til Antarktis
Ny uranforbindelse slår rekord for avvikende ledningsevne
Mars Express hjalp til med å finne ut hvor og hvordan vannet forsvant fra den røde planeten