La parthénogenèse est la reproduction asexuée. Types, exemples chez l'homme

La parthénogenèse est une forme de reproduction asexuée organismes vivants, ce qui permet la croissance et le développement physique des embryons sans fécondation préalable des œufs. Ce type de division cellulaire se produit chez les puces d'eau, les tiques, les pucerons, les abeilles mellifères, les nématodes, les amphibiens et les poissons.

Qu'est-ce que la parthénogenèse

La parthénogenèse est le résultat du développement évolutif du monde animal et végétal. Ce type de reproduction asexuée est basé sur la reproduction de la progéniture exclusivement par des individus maternels. Le développement de nouveaux embryons se produit à partir de l'ovule de la mère, qui n'a pas été en contact avec les cellules reproductrices mâles.

La parthénogenèse assure la survie et la préservation de la diversité des espèces d'invertébrés, d'animaux et de plantes, qui sont dans des conditions d'isolement naturel, n'ont pas la possibilité physiologique de s'accoupler avec des mâles de leur espèce.

Le principe de la parthénogenèse repose sur la formation d'un œuf à part entière à la fin du stade méiotique. Dans ce cas, les cellules germinales maternelles sont haploïdes, et contiennent également 2 fois moins de chromosomes.

Dans le même temps, les individus de type haploïde ont un nombre diploïde de chromosomes, la totalité ou seulement la moitié des allèles de la mère. Les descendants qui ont par la suite hérité de la totalité du matériel génétique maternel par parthénogenèse sont considérés comme des clones complets. Les individus parthénogénétiques avec la moitié des allèles sont des demi-pentes.

Une caractéristique distinctive de la parthénogenèse est que la formation de clones complets se produit sans l'utilisation de la méiose. Les descendants qui se sont développés sur la base de la méiose du matériel génétique maternel ne reçoivent qu'une petite partie des allèles héréditaires.

Dans ce cas, au stade de la reproduction asexuée, le processus de croisement de l'ADN est lancé avec la création de plusieurs variations du résultat final de la division. Les descendants parthénogénétiques se reproduisent sur la base de plusieurs systèmes de reproduction asexuée.

Dans le processus de reproduction d'une certaine espèce d'animaux ou d'insectes par parthénogenèse, le système d'identification du sexe de XY ou XO fonctionne. Les femelles ont généralement 2 chromosomes X. Les animaux qui utilisent le système de détermination du sexe de type ZW contiennent 2 chromosomes Z (exclusivement du type mâle) ou 2 chromosomes W (dans la plupart des cas, ils ne sont pas viables). La progéniture parthénogénétique peut avoir un chromosome Z et un chromosome W.

Dans le processus de parthénogenèse, il est possible de reproduire exclusivement des mâles ou des femelles. La reproduction asexuée, à la suite de laquelle seules des femelles naissent, s'appelle le terme biologique veaux. La reproduction des seuls mâles est appelée processus arrhenotoka.

Dans ce cas, seuls les mâles naissent d'ovules maternels qui n'ont pas été fécondés par le sperme. Les œufs qui ont dépassé le stade de la fusion avec les cellules reproductrices mâles permettent la reproduction des femelles. Un principe similaire de parthénogenèse peut être observé chez les abeilles mellifères.

La signification biologique de la parthénogenèse

La parthénogenèse est la reproduction asexuée, qui a la signification biologique suivante pour l'ensemble du biosystème de la terre :

• préserve une variété d'espèces différentes d'animaux, d'invertébrés et de plantes;
• permet la reproduction de la progéniture exclusivement aux femelles sans impliquer le matériel génétique des mâles;
• élimine le facteur d'interruption soudaine du processus naturel de reproduction;
• assure le transfert stable du matériel génétique de la mère aux générations suivantes;
• régule l'équilibre du rapport numérique des mâles et des femelles d'une certaine espèce.

Le principal avantage de la parthénogenèse est que ce type de reproduction garantit la survie d'une espèce particulière d'animaux, de plantes ou d'insectes, même en l'absence de mâles.

Classification des types et mécanismes de la parthénogenèse

La reproduction de la progéniture par parthénogenèse peut être réalisée sans l'utilisation de la méiose.

Dans ce cas, le mécanisme d'ovogenèse mitotique est déclenché, ce qui implique le passage des étapes biologiques suivantes :

1. Les œufs matures de la mère sont produits par division mitotique.
2. Le développement de l'embryon s'effectue sur la base des cellules reproductrices de la femelle.
3. La progéniture est née, reproduite par parthénogenèse en utilisant l'ovogenèse mitotique.

Les individus parthénogénétiques qui se sont développés à la suite de la division de l'œuf de la mère héritent de la totalité du matériel génétique et sont également considérés comme des clones à part entière. Une option de reproduction similaire est typique pour les pucerons et plusieurs autres espèces d'invertébrés.

La parthénogenèse basée sur la mayose est un mécanisme plus complexe pour la reproduction asexuée de la progéniture. Dans ce cas, la progéniture n'hérite qu'une partie du matériel génétique de la mère. Le croisement d'ADN implique le transfert d'informations héréditaires de la femelle à l'embryon, mais avec des variations différentes.

Les descendants nés selon le principe de la parthénogenèse, mais avec l'utilisation de la méiose, sont considérés comme des demi-pentes de la mère. L'inconvénient de ce mécanisme de division est que la plupart des mâles nés de cette manière restent haploïdes. Par exemple, les fourmis mâles.

Automictique

La parthénogenèse est une reproduction asexuée qui englobe plusieurs mécanismes d'activité reproductrice d'organismes vivants à la fois. Un automictique est l'un des moyens de transférer du matériel génétique à une femme sans la participation de cellules germinales mâles.

Dans ce cas, la diplodie est restaurée sur la base du doublement des chromosomes, mais sans division cellulaire préalable avant le début de la méiose, ainsi qu'après son achèvement. Ce mécanisme de reproduction est appelé cycle endomitotique. Un résultat similaire est obtenu après fusion de 2 blastomères.

Automictic prévoit la possibilité de restaurer la ploïdie due à la fusion ultérieure de produits méiotiques. Les chromosomes de l'individu maternel ne sont pas séparés au cours du processus de méiose réparatrice et les noyaux formés peuvent fusionner avec les cellules germinales de la mère à un certain stade de leur développement biologique.

Ce mécanisme reproducteur de la reproduction asexuée a été comparé à la procédure d'autofécondation. Par la suite, une progéniture viable naît d'une autotomie, qui n'hérite que d'une partie ou de la totalité des informations génétiques de la mère.

La composante génétique de la progéniture est significativement influencée par le stade de l'endomitose. Par exemple, si la fusion des cellules germinales de la mère se produit avant le début de la méiose, alors les embryons reçoivent plus de 50 % des informations héréditaires.

Dans le même temps, le principe d'hétérozygotie est préservé. Un résultat similaire de division reproductive est associé à la séparation des chromosomes homologues dans l'anaphase I. La rétention d'hétérozygotie est totalement absente dans les cas où le croisement se produit dans des conditions de fusion centrale.

Sexe de la progéniture

La reproduction par parthénogenèse conduit à la naissance de clones complets ou partiels de la mère. À cet égard, le sexe de la progéniture est celui des femelles ayant des caractéristiques externes et des fonctions corporelles identiques.

L'exception concerne les pucerons, dont la reproduction implique la naissance simultanée de mâles et de femelles, qui sont des clones complets de la mère. Dans ce cas, la seule différence est qu'un seul chromosome X manque chez les pucerons mâles.

Lorsque la méiose est impliquée dans la reproduction de la progéniture, le sexe de la progéniture dépend directement du type d'apomixie. Chez les individus qui utilisent génétiquement le système d'identification du genre XY, seules des femmes naissent et leur génome contient 2 chromosomes X.

Les organismes vivants qui utilisent le système de détermination du sexe ZW pendant la reproduction ont une progéniture avec le génotype ZW ou ZZ. Dans le premier cas, une femelle est née, et dans le second, un mâle. Les individus avec le génotype WW ne sont pas viables.

Les descendants avec un ensemble de chromosomes ZW naissent par endoréplication du matériel génétique maternel avant le stade de la méiose, ou par fusion centrale. L'émergence de nouveaux individus avec les génotypes ZZ et WW n'est possible que dans le cas de la fusion terminale, ainsi que du processus d'endomitose au sein de l'ovule.

Dans la nature, il existe des individus du monde animal, dont la reproduction implique la naissance de femelles exclusivement. Par exemple, dans le lézard whiptail. Ce sont des parthénogènes obligatoires de type polyploïde, qui ne donnent jamais naissance à des mâles.

La plupart des insectes hyménoptères ont un mécanisme complexe de reproduction parthénogénétique. Par exemple, chez les abeilles mellifères, une augmentation numérique de la population n'est possible que si la reine de la colonie pond des œufs fécondés dans les rayons. Pour ce faire, elle doit s'accoupler avec plusieurs représentants de mâles - des drones.

Des œufs fécondés naissent les abeilles femelles, qui sont des abeilles ouvrières chargées de construire, d'élever et de prendre soin des jeunes progénitures, apportant nectar et pollen. Si la reine des abeilles pond un œuf non fécondé, une abeille mâle - un faux-bourdon - en naîtra.

Optionnel

La parthénogenèse est une reproduction asexuée caractéristique de la plupart des insectes et des invertébrés avec un haut niveau d'organisation sociale. Le type facultatif de division parthénogénétique est très rare dans la nature. Ce type de reproduction asexuée permet à la femelle de se reproduire à la fois sexuellement et asexuée.

Le mécanisme de la parthénogenèse facultative est déclenché dans des situations critiques. Par exemple, lorsque, dans les conditions de son habitat naturel, la mère ne peut pas trouver un mâle capable de reproduire une progéniture saine.

La parthénogenèse facultative est enregistrée périodiquement parmi les types d'organismes vivants suivants :

• les requins;
• Dragon de Komodo;
• volaille à usage agricole;
• serpents.

Dans le processus de parthénogenèse facultative, la mère pond un ovule avec un embryon vivant, dont l'émergence s'est produite sans fécondation préalable avec le sperme du mâle. Les requins donnent immédiatement naissance à une progéniture vivante et viable. La plupart des scientifiques en génétique adhèrent à la version selon laquelle la naissance de jeunes individus chez des animaux qui se reproduisent initialement sexuellement est une erreur méiotique.

Obliger

La parthénogenèse obligatoire est un mécanisme de reproduction qui permet une reproduction complètement asexuée d'individus vivants. Cette méthode de reproduction de la progéniture est considérée comme le résultat d'une longue évolution.

Par exemple, pour les salamandres et les geckos, la parthénogenèse obligatoire est le seul mécanisme de reproduction. Il existe des cas scientifiquement documentés où la transition de sexuel à complètement asexué reproduction, est née sur la base de mutations chez un grand nombre d'individus maternels d'un espèces de population.

Aujourd'hui à l'état sauvage il y a environ 80 espèces de reptiles, 1 espèce de serpents, les amphibiens et les poissons pour lesquels les mâles ne font plus partie intégrante de la reproduction mécanisme. Avec la parthénogenèse obligatoire, la femelle est capable de reproduire indépendamment un ovule à part entière avec un ensemble complet de matériel génétique.

Dans ce cas, pour la naissance de la progéniture, la mère n'a pas besoin du sperme du mâle. L'inconvénient de la parthénogenèse obligatoire est le manque de diversité biologique. Toutes les générations suivantes naissent des clones complets de la mère. L'absence du matériel génétique mâle exclut la possibilité de corriger le génome endommagé par des mutations ou des maladies héréditaires.

La prévalence du phénomène

La parthénogenèse est une reproduction asexuée qui se produit chez les animaux, les invertébrés, les plantes et les insectes. Les individus maternels sexuellement matures reproduisent leur progéniture par le mécanisme de reproduction parthénogénétique uniquement dans les conditions de leur habitat naturel. Le recours à ce mode de reproduction est un avantage pour la plupart des espèces envahissantes, car élimine le besoin de trouver un partenaire sexuel pour la fécondation et la reproduction ultérieure progéniture.

Dans la nature, la reproduction parthénogénétique fait partie intégrante du mécanisme de reproduction chez les représentants des espèces suivantes :

• daphnie;
• nématodes;
• puceron;
• rotifères.

Parmi les vertébrés, le principe de la parthénogenèse est strictement respecté par les lézards, certaines espèces d'amphibiens, de serpents et d'oiseaux. La reproduction asexuée se produit périodiquement chez les requins. Les reptiles sont caractérisés par l'émergence de diverses formes d'hybridogenèse, ainsi que de gynogenèse.

Parthénogenèse induite

La parthénogenèse induite est une reproduction asexuée stimulée à l'aide du matériel génétique de la mère. Ce mécanisme de reproduction est déclenché à la suite d'une exposition à un ou plusieurs facteurs de stimuli externes. La parthénogenèse induite est largement utilisée dans des conditions de laboratoire dans le cadre d'expériences scientifiques pour obtenir une progéniture viable par reproduction asexuée d'organismes vivants.

Parthénogenèse chez l'homme

Dans des conditions de vie normales, la parthénogenèse du corps humain est impossible.

Il existe plusieurs faits scientifiquement confirmés sur la naissance d'enfants présentant des signes d'un facteur parthénogénétique partiel. En 1995 g. un cas de naissance d'un garçon présentant des signes de développement parthénogénétique a été enregistré. Dans les leucocytes et les cellules épithéliales de la peau de l'enfant, l'information génétique de son père était totalement absente.

Ce phénomène s'explique par l'influence des facteurs suivants :

• au stade du développement embryonnaire, l'ovule non fécondé a commencé à se diviser indépendamment dans le système reproducteur de la femme;
• après les rapports sexuels, tout le matériel cellulaire de l'ovule n'a pas été fécondé avec du sperme;
• en ce qui concerne les cellules non fécondées, le processus de duplication de l'ADN maternel a commencé ;
• il y avait une augmentation erronée du nombre numérique de chromosomes à 46 pièces.

Un phénomène parthénogénétique similaire chez l'homme a conduit au fait que les cellules non fécondées ont bloqué le développement ultérieur des tissus individuels du corps. Le matériel d'ovule, qui a été fécondé par le sperme, a assuré la formation ultérieure du corps de l'enfant.

Un garçon avec un développement parthénogénétique partiel présentait les pathologies suivantes :

• asymétrie du visage causée par la disproportion de ses parties individuelles;
• déficience cognitive et troubles d'apprentissage;
• absence du génome paternel dans la structure des leucocytes et des cellules de la peau.

Les organes internes de l'enfant, ainsi que d'autres systèmes de maintien de la vie du corps, fonctionnaient sans perturbations. Malgré la préservation de la santé générale du corps, le résultat de la parthénogenèse partielle chez l'homme était des anomalies génétiques de son développement.

Recherche

Le tableau ci-dessous décrit les études scientifiques consacrées à l'étude des cas de développement parthénogénétique chez l'homme.

Scientifiques	L'essence de la recherche et des théories scientifiques
Hélène Sperway	Helen Sperway est une généticienne spécialisée en biologie de la reproduction. En 1955, selon les résultats d'études de laboratoire, elle a fait un rapport dans lequel elle a admis la possibilité d'une "naissance vierge" d'une personne selon le principe de la parthénogenèse. Informations théoriques fournies par H. Sperway, a constitué la base d'autres expériences.
Hwang Woo-Suk	En 2004, le scientifique généticien sud-coréen Hwang Woo-Sok, pour la première fois dans un laboratoire biologique, a élevé des embryons humains obtenus à la suite de la parthénogenèse.
Isigaru Matchaki	Scientifique de l'Université de Tokyo I. Matchaki en 2019, a développé 7 lignées de cellules souches réussies du corps humain, qui ont été obtenues à la suite d'une division parthénogénétique.

La recherche scientifique montre qu'en fait la naissance d'une personne parthénogénétique est possible, mais avec diverses anomalies génétiques. Les expériences de laboratoire dans ce sens se limitent au prélèvement de cellules souches obtenues sur la base du matériel génétique d'une femme.

Parthénogenèse et maladies humaines

Le développement intra-utérin d'une personne atteinte de parthénogenèse partielle peut entraîner diverses anomalies génétiques. Il est impossible de prédire l'apparition de maladies congénitales dans le corps. Le plus souvent, le résultat de la naissance parthénogénétique est des défauts d'apparence, des troubles dysfonctionnels du système nerveux central. Selon la qualité du matériel génétique de la mère, la manifestation de maladies héréditaires avec divers symptômes est possible.

La naissance d'un enfant parthénogénétique est-elle possible ?

Dans la pratique médicale, il existe des cas occasionnels de naissance d'enfants parthénogénétiques, dont la formation s'est produite à partir d'un ovocyte activé. En général, il existe plus d'une douzaine de telles anomalies du développement intra-utérin.

Dans tous les cas, sans exception, les enfants parthénogénétiques avaient des pathologies génétiques congénitales. Il n'y a pas de données scientifiquement prouvées qu'à partir d'un ovule de femme sans fécondation préliminaire sperme, un enfant en bonne santé est né sans signes de perturbations dans le travail des organes et systèmes internes support de vie du corps.

Exemples du phénomène

Chez certaines espèces d'animaux, de plantes, d'insectes et d'invertébrés, la reproduction totale ou partielle par parthénogenèse fait partie de leur mécanisme de reproduction. Pour une personne, un tel mode de procréation est considéré comme une anomalie qui se produit au stade de la conception d'un enfant.

Un exemple de développement parthénogénétique est celui des enfants atteints de pathologies congénitales du corps qui surviennent en raison de la duplication des informations héréditaires de la mère, ainsi que de l'absence partielle du génome sur le paternel lignes. La conséquence du développement parthénogénétique des enfants est l'asymétrie des parties individuelles du corps, les maladies de la peau et les défauts des organes internes.

La parthénogenèse est l'une des formes de reproduction asexuée présentes chez les requins, les pucerons, les abeilles mellifères, les guêpes et la plupart des lézards de diverses espèces. Une caractéristique distinctive du développement parthénogénétique est la formation d'un embryon basé sur le matériel génétique de la mère.

De plus, dans le processus de conception, l'utilisation de spermatozoïdes mâles n'est pas requise. Dans la pratique médicale, il n'y a pas de données scientifiquement confirmées sur l'existence d'enfants en parfaite santé, dont la naissance s'est produite avec une parthénogenèse partielle.

Vidéo sur la parthénogenèse

L'Immaculée Conception existe-t-elle? Parthénogenèse: