Partenogenez nedir?
Partenogenez adı verilen bir süreç, çeşitli canlıların
En çok konuşulan partenogenez vakalarından biri, Avustralya Resif HQ Akvaryumu'nda diğer dişi köpekbalıklarıyla birlikte yaşayan zebra köpekbalığı Leoni ile meydana geldi.Üç yıldır bir erkek köpekbalığıyla yolu kesişmemiş olmasına rağmen , bu tutsak birey yumurtadan çıkan yumurtaları üç canlı yavruya dönüştürdü.
Birkaç yıl önce hayvanat bahçesindeDaha önce erkek pitonu bile görmemiş olan Thelma adlı ağsı yapılı dişi piton Louisville, altı yumurta bıraktı. Onlardan sağlıklı genç yılanlar çıktı. Linnean Society Biyolojik Dergisi'nde yayınlanan DNA'sı üzerine yapılan bir çalışma, Thelma'nın tüm bebek yılanların tek ebeveyni olduğunu gösterdi.
Ve 2006 yılında İngiltere'de Flora adındaki dişi bir Komodo ejderi benzer bir başarıya imza atarak Chester Hayvanat Bahçesi'nin bekçilerini şaşırttı.
Nasıl çalışır?
Partenogenezin kendisi aynı cinsiyetten veya"Bakire" üreme, dişi üreme hücrelerinin (yumurtaların) döllenmeden yetişkin bir organizmada geliştiği organizmaların eşeyli üreme biçimlerinden biridir. Partenogenetik üremeye erkek ve dişi gametlerin füzyonu eşlik etmese de, organizma germ hücresinden geliştiği için partenogenez hala cinsel üreme olarak kabul edilir. Partenogenezin, diocious formların evrimi sırasında ortaya çıktığına inanılıyor.
Cinsel üreme iki kişinin katılımıyla gerçekleşir.bileşenler: yumurta ve sperm. Her biri, canlı bir organizma oluşturmak için gereken genetik bilginin yarısını sağlar. Ancak partenogenez ile vücut, normalde sperm tarafından sağlanan genleri yenilemenin benzersiz bir yolunu bulur.
Yumurtalıklar yumurta üretirkarmaşık süreç - mayoz. Bu sırada hücreler çoğalır, yeniden düzenlenir ve bölünür. Bu tür yumurtalar, her kromozomun bir kopyası ile birlikte annenin kromozomlarının yalnızca yarısını içerir. Bunlara haploid hücreler denir (iki kromozom kopyası içerenlere diploid denir).
Mayoz sürecinde yan ürünler ortaya çıkar: daha küçük hücreler - kutupsal cisimler.
- Partenogenezin bir versiyonunda -Automixisvücutta kutupsal cisim ile birleşmiştiryavru oluşturmak için yumurta. Köpekbalıklarında belgelenen bu süreç, anneye benzeyen ancak onun tam klonlarını oluşturmayan yavrular yaratmak için annenin genlerini ustaca karıştırıyor.
- Partenogenezin başka bir formunda,apomiksishücreler mitoz yoluyla çoğalır.Bu süreçte, iki diploid hücre oluşturmak için bir hücre çoğaltılır. Bu şekilde bir çeşit genetik kopyalama ve yapıştırma işlemi gerçekleştirilir. Bu hücreler hiçbir zaman mayoz bölünme genlerini karıştırma sürecinden geçmediği için, bu şekilde elde edilen yavrular, ebeveynlerinin genetik olarak özdeş klonlarıdır. Bu partenogenez şekli bitkilerde daha yaygındır.
Üreyen çoğu organizma içinİlk olarak, otomiks yoluyla, yavrular genellikle annelerinden iki X kromozomu alırlar. Cinsiyetle bağlantılı ana genetik depo olan iki X kromozomu, yalnızca dişi yavrular üretir.
Ancak nadir durumlarda yaprak biti gibi hayvanlarikinci bir X kromozomunun olmaması dışında, genetik olarak anneleriyle aynı olan doğurgan erkek yavrular üretebilirler. Bu erkekler genellikle doğurgandır, ancak yalnızca X kromozomlarını içeren sperm üretebildikleri için tüm yavruları dişi olacaktır.
Partenogenez ayırt edilmelidireşeysiz üremeher zaman somatik organ ve hücrelerin yardımıyla gerçekleştirilir (bölünerek üreme, tomurcuklanma vb.).
Bu arada, partenogenez gerçekleşir doğal doğadaki bazı organizmaların normal bir üreme yöntemidir veyapay, deneysel olarak, normalde döllenmeye ihtiyaç duyan döllenmemiş bir yumurta üzerindeki çeşitli uyaranların etkisiyle oluşur.
Genel olarak partenogenez de ikiye ayrılırüretkenveya haploid vesomatik(diploid veya poliploid olabilir).Üretken partenogenez sırasında, vücudun bölünen hücrelerinde haploid sayıda kromozom (n) gözlenir; bu durum nispeten nadirdir (haploid erkekler erkek arılardır). Somatik partenogenez sırasında, vücudun bölünen hücrelerinde başlangıçta diploid (2n) veya poliploid (Zn, 4n, 5n, hatta nadiren 6n ve 8n) sayıda kromozom gözlenir.
Hayvanlarda partenogenez
Partenogenezin orijinal biçimi ilkeldir veyaİlkel partenogenez, yumurtalarının döllenmemiş halde kaldığı durumlarda birçok hayvan türünün karakteristiğidir. Kural olarak, embriyonik partenogenez, embriyonik gelişimin ilk aşamalarıyla sınırlıdır; ancak bazen gelişme son aşamalarına ulaşır.
Milyonlarca yıldır hayvanlar çoğaldıilk olarak en küçük ve en basit organizmaların bazılarında ortaya çıkan partenogenez yoluyla. Bilim adamları, omurgalılar gibi daha gelişmiş hayvanlar için eşeysiz üreme yeteneğinin, olumsuz koşullar altındaki türler için son girişim haline geldiğine inanıyor. Bu, partenogenezin neden bu kadar çok çöl ve ada türünde mümkün olduğunu açıklayabilir.
Partenogenez yumurtalı Daphnia pulex
Yoluyla üreyen çoğu hayvanPartenogenez, eşeyli ve eşeysiz üreme arasında değişebilen arılar, eşekarısı, karıncalar ve yaprak bitleri gibi küçük omurgasızlardır. Partenogenez, yaklaşık yarısı balık veya kertenkele olan 80'den fazla omurgalı türünde gözlenir. Köpekbalıkları, yılanlar ve büyük kertenkeleler gibi karmaşık omurgalılar nadiren eşeysiz üremeye dayanıyor, bu yüzden Leoni ve diğerleri başlangıçta bilim adamlarını şaşırttı.
Ayırt etmekzorunlu partenogenezYumurtaların yalnızca partenogenetik gelişim yeteneğine sahip olduğu veisteğe bağlıyumurtaların gelişebileceği vePartenogenez yoluyla ve döllenmenin bir sonucu olarak (örneğin birçok hymenopteran'da arılarda, erkekler (erkek arı) döllenmemiş yumurtalardan ve dişiler (kraliçeler ve işçi arılar) döllenmiş yumurtalardan gelişir.
Erkeği bulunmayan pek çok hayvan türü, partenogenez yoluyla uzun süreli üreme yeteneğine sahiptir - sabit partenogenez. Bazı türlerde, partenogenetik dişi ırkın yanı sıra, bazen farklı bir alanı işgal eden biseksüel bir ırk (orijinal tür) vardır -coğrafi partenogenez(kasa taşıyan kelebekler, birçok böcek, kırkayaklar, yumuşakçalar, rotiferler, su piresi, omurgalılar - kertenkeleler vb.).
Yapay partenogenez var mı?
Hayvanlarda ilk kez yapay partenogenezRus zoolog Alexander Tikhomirov tarafından elde edildi. 1886'da döllenmemiş ipekböceği yumurtalarının güçlü asitler, sürtünme ve diğer tahriş edici maddelerle gelişmeye teşvik edilebileceğini gösterdi. Daha sonra, Jacques Loeb ve diğer bilim adamları tarafından birçok hayvanda, özellikle deniz omurgasızlarında, ayrıca bazı amfibilerde (kurbağa) ve hatta memelilerde (tavşan) yapay partenogenez elde edildi.
Yapay partenogenez, hipertonik veya hipotonik çözeltilerin (ozmotikpartenogenez), yumurtayı hemolimf ile nemlendirilmiş bir iğne ile delerek (travmatikpartenogenez), ani soğutma ve özellikle ısınma (sıcaklıkpartenogenez) yanı sıra asitlerin, alkalilerin ve diğer kimyasalların etkisi.
Yapay partenogenez yoluyla, genellikleorganizmanın gelişiminin yalnızca ilk aşamalarını elde etmek mümkündür; Omurgalılarda bile tam partenogenez vakaları bilinmesine rağmen, tam partenogenez nadiren elde edilir.
2003 yılında Geliştirme Enstitüsü'nden bilim adamlarıhücre teknolojisi (Massachusetts, ABD), test edilen 28 maymundan 4'ünde döllenmemiş yumurtalardan tam teşekküllü embriyolar elde etmeyi başardı. Bu, yumurtanın bölünmesini uyaran özel bir kimyasaldan kaynaklanıyordu.
İlk partenogenetik doğumu gerçekleştirinmemeliler, 2004 yılında Tokyo Tarım Üniversitesi'nden bilim adamları tarafından başarılı oldu. Biyologlar, kendileri tarafından geliştirilen haploidizasyon teknolojisini, yani dişi bir farenin somatik hücrelerinin haploid (erkek veya dişi gametlere benzer) hücrelere yapay dönüşümünü kullandılar. Daha sonra, laboratuvar koşullarında, özel teknolojiler, genomik baskı kullanarak "aldatarak" bu hücrelerin füzyonunu gerçekleştirmek mümkün oldu. Ve nihayet, zaten maternal organizmada, embriyo hücreden gelişmeye başladı.
Bir kişi partenogenez yoluyla çoğalabilir mi?
Bir kişinin etkisi altındayken bilinen vakaları vardıryüksek sıcaklıkların stresli durumları ve diğer aşırı durumlarda, dişi bir yumurta döllenmemiş olsa bile bölünmeye başlayabilir, ancak vakaların% 99.9'unda kısa sürede ölür.
Partenogenezle ilgili tartışmalarda kaçınılmazdırHıristiyanlığın ana dogmalarından birinin teması ortaya çıkıyor - Meryem Ana'nın kusursuz anlayışı. İncil gelenekleri insanın partenogenetik doğumunun kanıtlarını muhafaza etmiyor mu? Bu versiyonun karşıtları, eğer böyle olsaydı, bebek İsa'nın kız olarak doğması gerekeceğini, bunun nedeninin de yumurtada Y kromozomunun bulunmaması olduğunu belirtiyorlar.
Ne yazık ki doğa, insanın partenogenez yoluna güçlü bir engel koymuştur.
Hiçbir memelinin bu şekilde ürediği bilinmemektedir çünkü daha basit organizmaların aksine, memeliler genomik damgalama adı verilen bir sürece dayanır.
Gerçek şu ki gelişmekte olan bir embriyo içinMecazi anlamda bir memeli için, şunu veya bu geni kimin anneden veya babadan aldığı kayıtsız değildir. Hayati bir organın gelişiminden sorumlu olan bir gen, eğer yanlış cinsiyet işaretleyicisine sahipse çalışmayacak veya kendini ifade etmeyecektir. Çocuğun yalnızca bir ebeveyni olsaydı, bazı genler hiçbir şekilde etkinleştirilemez ve yavrunun daha da kötüleşmesine neden olurdu. yaşanmaz. Bu nedenle, bir memeli yumurtasını, örneğin dış uyaranların yardımıyla bölünmeye zorlasanız bile, bunun sonucunda yaşayabilir bir organizmanın doğma şansı yoktur. Genomik damgalama embriyonun gelişimini erken aşamalarda engelleyecektir. Tabii genetik mühendisliği müdahale etmediği sürece.
Yalnız hayatta kalma stratejisi
Bazı çok nadir durumlarda, hayvan türleri yalnızca partenogenez yoluyla ürerler. Bu türlerden biri, tamamı dişi olan kertenkele Aspidoscelis uniparens'tir.
New Mexico'daki çöl-otlak Whiptail (Aspidoscelis uniparens)
Bazı böceklerde, semenderlerde ve düzGarip bir şekilde solucanlar, sperm varlığı partenogenezi tetikler. Sperm hücreleri süreci başlatarak yumurtaya nüfuz eder, ancak daha sonra dejenere olur ve geriye sadece maternal kromozomlar kalır. Bu durumda sperm sadece yumurtanın gelişimini tetikler - herhangi bir genetik katkı yapmaz.
Eşeysiz üreme yeteneği,hayvanlar, eş aramak için enerjilerini boşa harcamadan genlerini aktarırlar ve bu nedenle, türlerin zor koşullarda korunmasına yardımcı olabilirler. Örneğin, bir monitör kertenkelesi ıssız bir adaya gelirse, partenogenez yoluyla tek başına bir popülasyon oluşturabilir.
Ancak her insan bunu yapacağı içinGenetik olarak aynı olan Komodo ejderi anneleri ve kızları, genetiği değiştirilmiş gruba göre hastalıklara ve çevresel değişikliklere karşı daha savunmasız olacaklar. Örneğin, New Mexico'nun bazı bölgelerinde, bazı dişi kertenkele popülasyonları neredeyse aynı genetik profillere sahiptir.
Daha fazla oku
Dünyanın en fırtınalı yeri: Drake Passage neden Antarktika'ya giden en tehlikeli yol
Yeni uranyum bileşiği anormal iletkenlik rekorunu kırdı
Mars Express, Kızıl Gezegen'den suyun nerede ve nasıl kaybolduğunu bulmaya yardımcı oldu