La partenogénesis es la reproducción asexual. Tipos, ejemplos en humanos

La partenogénesis es una forma de reproducción asexual. organismos vivos, que permite el crecimiento y desarrollo físico de los embriones sin la fertilización preliminar de los óvulos. Este tipo de división celular ocurre en pulgas de agua, garrapatas, pulgones, abejas melíferas, nematodos, anfibios y peces.

¿Qué es la partenogénesis?

La partenogénesis es el resultado del desarrollo evolutivo del mundo animal y vegetal. Este tipo de reproducción asexual se basa en la reproducción de crías exclusivamente por individuos maternos. El desarrollo de nuevos embriones se produce a partir del óvulo de la madre, que no ha estado en contacto con las células reproductoras masculinas.

La partenogénesis asegura la supervivencia y preservación de la diversidad de especies de invertebrados, animales y plantas, que se encuentran en condiciones de aislamiento natural, no tienen la posibilidad fisiológica de aparearse con machos de su especies.

El principio de partenogénesis se basa en la formación de un huevo completo al final de la etapa meiótica. En este caso, las células germinales de la madre son haploides y también contienen 2 veces menos cromosomas.

Al mismo tiempo, los individuos del tipo haploide tienen un número diploide de cromosomas, todos o solo la mitad de los alelos de la madre. Las crías que posteriormente heredaron la cantidad total de material genético materno por partenogénesis se consideran clones completos. Los individuos partenogenéticos con la mitad de los alelos son semidependientes.

Una característica distintiva de la partenogénesis es que la formación de clones completos se produce sin el uso de meiosis. La descendencia que se ha desarrollado sobre la base de la meiosis del material genético materno recibe solo una pequeña parte de los alelos hereditarios.

En este caso, en la etapa de reproducción asexual, el proceso de cruce de ADN se inicia con la creación de varias variaciones del resultado final de la división. La descendencia partenogenética se reproduce sobre la base de varios sistemas de reproducción asexual.

En el proceso de reproducción de una determinada especie de animales o insectos mediante partenogénesis, opera el sistema para identificar el sexo de XY o XO. Las hembras suelen tener 2 cromosomas X. Los animales que utilizan el sistema de determinación del sexo de tipo ZW contienen 2 cromosomas Z (exclusivamente del tipo masculino) o 2 cromosomas W (en la mayoría de los casos, no son viables). La descendencia partenogenética puede tener un cromosoma Z y uno W.

En el proceso de partenogénesis, es posible reproducir exclusivamente machos o hembras. La reproducción asexual, como resultado de lo cual solo nacen hembras, se denomina ternero biológico. La reproducción de solo machos se conoce como proceso de arrhenotoka.

En este caso, solo los machos nacen de los óvulos de las madres que no han sido fertilizados por el esperma. Los óvulos que han pasado la etapa de fusión con las células reproductoras masculinas permiten la reproducción de las hembras. Se puede observar un principio similar de partenogénesis en las abejas melíferas.

El significado biológico de la partenogénesis

La partenogénesis es la reproducción asexual, que tiene el siguiente significado biológico para todo el biosistema del mundo:

• conserva una variedad de diferentes especies de animales, invertebrados y plantas;
• permite la reproducción de la descendencia exclusivamente a las hembras sin involucrar el material genético de los machos;
• elimina el factor de interrupción repentina del proceso de reproducción natural;
• asegura una transferencia estable de material genético de la madre a las generaciones posteriores;
• regula el equilibrio de la proporción numérica de machos y hembras de una determinada especie.

La principal ventaja de la partenogénesis es que este tipo de reproducción garantiza la supervivencia de una especie particular de animales, plantas o insectos, incluso en ausencia de machos.

Clasificación de tipos y mecanismos de partenogénesis.

La reproducción de la descendencia mediante partenogénesis se puede llevar a cabo sin el uso de meiosis.

En este caso, se desencadena el mecanismo de la ovogénesis mitótica, que implica el paso de las siguientes etapas biológicas:

1. Los huevos maduros de la madre se producen por división mitótica.
2. El desarrollo del embrión tiene lugar sobre la base de las células reproductoras de la hembra.
3. La descendencia nace, se reproduce mediante partenogénesis mediante ovogénesis mitótica.

Los individuos partenogenéticos que se han desarrollado como resultado de la división del óvulo de la madre, heredan la cantidad total de material genético y también se consideran clones completos. Una opción de reproducción similar es típica para los pulgones y varias otras especies de invertebrados.

La partenogénesis basada en mayosis es un mecanismo más complejo para la reproducción asexual de la descendencia. En este caso, la descendencia hereda solo una parte del material genético de la madre. El cruce de ADN implica la transferencia de información hereditaria de la hembra al embrión, pero con diferentes variaciones.

Las crías nacidas de acuerdo con el principio de partenogénesis, pero con el uso de la meiosis, se consideran medias pendientes de la madre. La desventaja de este mecanismo de división es que la mayoría de los machos nacidos de esta manera siguen siendo haploides. Por ejemplo, hormigas macho.

Automático

La partenogénesis es la reproducción asexual que abarca varios mecanismos de actividad reproductiva de organismos vivos a la vez. Un automíctico es una de las formas de transferir material genético a una mujer sin la participación de células germinales masculinas.

En este caso, la diplodia se restaura sobre la base de la duplicación de los cromosomas, pero sin una división celular preliminar antes del inicio de la meiosis, así como después de su finalización. Este mecanismo reproductivo se llama ciclo endomitótico. Se logra un resultado similar después de la fusión de 2 blastómeros.

Automictic brinda la posibilidad de restaurar la ploidía debido a la posterior fusión de productos meióticos. Los cromosomas del individuo materno no se separan en el proceso de meiosis restauradora y los núcleos formados pueden fusionarse con las células germinales de la madre en una determinada etapa de su desarrollo biológico.

Este mecanismo reproductivo de reproducción asexual se ha comparado con el procedimiento de autofertilización. Posteriormente, una descendencia viable nace con autotomía, que hereda solo una parte o la totalidad de la información genética de la madre.

El componente genético de la descendencia está significativamente influenciado por la etapa de endomitosis. Por ejemplo, si la fusión de las células germinales de la madre ocurre antes del inicio de la meiosis, los embriones reciben más del 50% de la información hereditaria.

Al mismo tiempo, se conserva el principio de heterocigosidad. Un resultado similar de la división reproductiva se asocia con la separación de cromosomas homólogos en la anafase I. La retención de heterocigosidad está completamente ausente en los casos en que el cruzamiento ocurre en condiciones de fusión central.

Sexo de la descendencia

La reproducción por partenogénesis conduce al nacimiento de clones completos o parciales de la madre. En este sentido, el sexo de la descendencia son hembras con características externas y funciones corporales idénticas.

La excepción son los pulgones, cuya reproducción implica el nacimiento simultáneo de machos y hembras, que son clones completos de la madre. En este caso, la única diferencia es que solo falta un cromosoma X en los pulgones masculinos.

Cuando la meiosis está involucrada en la reproducción de la descendencia, el sexo de la descendencia depende directamente del tipo de apomixis. En aquellos individuos que usan genéticamente el sistema de identificación de género XY, solo nacen mujeres y su genoma contiene 2 cromosomas X.

Los organismos vivos que utilizan el sistema de determinación del sexo ZW durante la reproducción tienen descendencia con el genotipo ZW o ZZ. En el primer caso nace una mujer y en el segundo un varón. Los individuos con el genotipo WW no son viables.

La descendencia con un conjunto de cromosomas ZW nace por endorreplicación del material genético materno antes de la etapa de meiosis o por fusión central. La aparición de nuevos individuos con los genotipos ZZ y WW es posible solo en el caso de fusión terminal, así como en el proceso de endomitosis dentro del óvulo.

En la naturaleza, hay individuos del mundo animal, cuya reproducción implica el nacimiento exclusivamente de hembras. Por ejemplo, en el lagarto de cola de látigo. Estos son partenógenos obligados del tipo poliploide, que nunca dan a luz a los machos.

La mayoría de los insectos himenópteros tienen un mecanismo complejo de reproducción partenogenética. Por ejemplo, en las abejas melíferas, un aumento numérico de la población es posible solo si la reina de la colonia pone huevos fertilizados en los panales. Para hacer esto, debe aparearse con varios representantes de machos: zánganos.

De los huevos fertilizados nacen abejas hembras, que son abejas trabajadoras responsables de construir, criar y cuidar a las crías jóvenes, trayendo néctar y polen. Si la abeja reina pone un huevo sin fertilizar, entonces nacerá una abeja melífera macho, un dron.

Opcional

La partenogénesis es la reproducción asexual que es característica de la mayoría de insectos e invertebrados con un alto nivel de organización social. El tipo facultativo de división partenogenética es muy raro en la naturaleza. Este tipo de reproducción asexual proporciona la capacidad de la hembra para reproducir futuras crías tanto sexual como asexualmente.

El mecanismo de partenogénesis facultativa se activa en situaciones críticas. Por ejemplo, cuando, en las condiciones de su hábitat natural, la madre no puede encontrar un macho capaz de reproducir descendencia sana.

La partenogénesis facultativa se registra periódicamente entre los siguientes tipos de organismos vivos:

• tiburones
• Dragones de komodo;
• aves de corral para uso agrícola;
• serpientes.

En el proceso de partenogénesis facultativa, la madre pone un óvulo con un embrión vivo, cuya aparición se produjo sin una fertilización preliminar con el esperma del macho. Los tiburones dan a luz inmediatamente a crías vivas y viables. La mayoría de los científicos genéticos se adhieren a la versión de que el nacimiento de individuos jóvenes en animales que inicialmente se reproducen sexualmente es un error meiótico.

Obligar

La partenogénesis obligada es un mecanismo de reproducción que permite la reproducción completamente asexual de los individuos vivos. Este método de reproducción de la descendencia se considera el resultado de una larga evolución.

Por ejemplo, para salamandras y geckos, la partenogénesis obligada es el único mecanismo de reproducción. Hay casos científicamente documentados en los que la transición de sexual a completamente asexual reproducción, surgió sobre la base de mutaciones entre un gran número de individuos maternos de una especies de población.

Hoy en día en la naturaleza hay alrededor de 80 especies de reptiles, 1 especie de serpientes, anfibios y peces para los cuales los machos ya no son una parte integral del sistema reproductivo mecanismo. Con partenogénesis obligada, la hembra puede reproducir de forma independiente un óvulo completo con un conjunto completo de material genético.

En este caso, para el nacimiento de la descendencia, la madre no necesita el esperma del macho. La desventaja de la partenogénesis obligada es la falta de diversidad biológica. Todas las generaciones posteriores nacen clones completos de la madre. La ausencia del material genético masculino excluye la posibilidad de corregir el genoma dañado por mutaciones o enfermedades hereditarias.

La prevalencia del fenómeno

La partenogénesis es la reproducción asexual que ocurre entre animales, invertebrados, plantas e insectos. Los individuos maternos sexualmente maduros reproducen descendencia a través del mecanismo de reproducción partenogenético solo en las condiciones de su hábitat natural. La confianza en este modo de reproducción es una ventaja para la mayoría de las especies invasoras, ya que elimina la necesidad de encontrar una pareja sexual para la fertilización y una mayor reproducción descendencia.

En la naturaleza, la reproducción partenogenética es una parte integral del mecanismo de reproducción en representantes de las siguientes especies:

• dafnia;
• nematodos;
• áfido;
• rotíferos.

Entre los vertebrados, los lagartos, algunas especies de anfibios, serpientes y aves se adhieren estrictamente al principio de partenogénesis. La reproducción asexual ocurre periódicamente en los tiburones. Los reptiles se caracterizan por la aparición de diversas formas de hibridogénesis, así como ginogénesis.

Partenogénesis inducida

La partenogénesis inducida es la reproducción asexual estimulada utilizando el material genético de la madre. Este mecanismo reproductivo se activa como resultado de la exposición a uno o varios factores de estímulos externos. La partenogénesis inducida se usa ampliamente en condiciones de laboratorio en el proceso de experimentos científicos para obtener descendencia viable a través de la reproducción asexual de organismos vivos.

Partenogénesis en humanos

En condiciones normales de vida, la partenogénesis del cuerpo humano es imposible.

Hay varios hechos científicamente confirmados del nacimiento de niños con signos de un factor partenogenético parcial. En 1995 g. Se registró un caso del nacimiento de un niño con signos de desarrollo partenogenético. En los leucocitos y las células epiteliales de la piel del niño, la información genética de su padre estaba completamente ausente.

Este fenómeno se explica por la influencia de los siguientes factores:

• en la etapa de desarrollo embrionario, el óvulo no fertilizado comenzó a dividirse de forma independiente dentro del sistema reproductivo de la mujer;
• después de las relaciones sexuales, no todo el material celular del óvulo fue fertilizado con esperma;
• en relación con las células no fertilizadas, se ha iniciado el proceso de duplicación del ADN materno;
• hubo un aumento erróneo en el número numérico de cromosomas a 46 piezas.

Un fenómeno partenogenético similar en humanos llevó al hecho de que las células no fertilizadas bloquearon el desarrollo posterior de los tejidos individuales del cuerpo. El material del óvulo, que fue fertilizado por esperma, proporcionó la formación adicional del cuerpo del niño.

Un niño con desarrollo partenogenético parcial tenía las siguientes patologías:

• asimetría del rostro causada por la desproporcionalidad de sus partes individuales;
• deterioro cognitivo y discapacidades del aprendizaje;
• ausencia del genoma paterno en la estructura de los leucocitos y las células de la piel.

Los órganos internos del niño, así como otros sistemas de soporte vital del cuerpo, funcionaron sin perturbaciones. A pesar de la preservación de la salud general del organismo, el resultado de la partenogénesis parcial en humanos fueron anomalías genéticas de su desarrollo.

Investigar

La siguiente tabla describe los estudios científicos que se dedican al estudio de casos de desarrollo partenogenético en humanos.

Científicos	La esencia de la investigación y las teorías científicas.
Helen Sperway	Helen Sperway es genetista con especialización en biología reproductiva. En 1955, según los resultados de los estudios de laboratorio, realizó un informe en el que admitía la posibilidad de un "nacimiento virginal" de una persona según el principio de partenogénesis. Información teórica proporcionada por H. Sperway, formó la base para nuevos experimentos.
Hwang Woo-Suk	En 2004, el genetista científico surcoreano Hwang Woo-Sok, por primera vez en un laboratorio biológico, crió embriones humanos que se obtuvieron como resultado de la partenogénesis.
Isigaru Matchaki	El científico de la Universidad de Tokio I. Matchaki en 2019, desarrolló 7 exitosas líneas de células madre del cuerpo humano, que se obtuvieron como resultado de la división partenogenética.

La investigación científica muestra que, de hecho, es posible el nacimiento de una persona partenogenética, pero con diversas anomalías genéticas. Los experimentos de laboratorio en esta dirección se limitan a la eliminación de células madre obtenidas a partir del material genético de una mujer.

Partenogénesis y enfermedades humanas

El desarrollo intrauterino de una persona con partenogénesis parcial puede provocar diversas anomalías genéticas. Es imposible predecir la aparición de enfermedades congénitas del cuerpo. Muy a menudo, el resultado del nacimiento partenogenético son defectos en la apariencia, trastornos disfuncionales del sistema nervioso central. Dependiendo de la calidad del material genético de la madre, es posible la manifestación de enfermedades hereditarias con diversos síntomas.

¿Es posible el nacimiento de un niño partenogenético?

En la práctica médica, hay casos ocasionales de nacimiento de niños partenogenéticos, cuya formación se produjo a partir de un ovocito activado. En general, hay más de una docena de anomalías de este tipo en el desarrollo intrauterino.

En todos los casos, sin excepción, los niños partenogenéticos tenían patologías genéticas congénitas. No hay datos científicamente confirmados de que el óvulo de una mujer sin fertilización preliminar esperma, un niño sano nació sin signos de alteraciones en el trabajo de los órganos y sistemas internos soporte vital del cuerpo.

Ejemplos del fenómeno

En algunas especies de animales, plantas, insectos e invertebrados, la reproducción total o parcial por partenogénesis es parte de su mecanismo de reproducción. Para una persona, tal forma de procreación se considera una anomalía que ocurre en la etapa de concebir un hijo.

Un ejemplo de desarrollo partenogenético son los niños con patologías congénitas del cuerpo que surgen debido a la duplicación de información hereditaria de la madre, así como a la ausencia parcial del genoma en el paterno líneas. La consecuencia del desarrollo partenogenético de los niños es la asimetría de partes individuales del cuerpo, enfermedades de la piel, defectos de los órganos internos.

La partenogénesis es una de las formas de reproducción asexual que está presente en tiburones, pulgones, abejas melíferas, avispas y la mayoría de lagartos de diversas especies. Una característica distintiva del desarrollo partenogenético es la formación de un embrión basado en el material genético de la madre.

Además, en el proceso de concepción, no se requiere el uso de espermatozoides masculinos. En la práctica médica, no existen datos científicamente confirmados sobre la existencia de niños completamente sanos, cuyo nacimiento ocurrió con partenogénesis parcial.

Video sobre partenogénesis

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