A partenogenezis aszexuális szaporodás. Típusok, példák az emberekben

A partenogenezis az ivartalan szaporodás egyik formája élő szervezetek, amely biztosítja az embriók növekedését és fizikai fejlődését a tojások előzetes megtermékenyítése nélkül. Ez a fajta sejtosztódás vízibolhákban, kullancsokban, levéltetvekben, mézelő méhekben, fonálférgekben, kétéltűekben és halakban fordul elő.

Mi a partenogenezis?

A partenogenezis az állat- és növényvilág evolúciós fejlődésének eredménye. Ez a fajta ivartalan szaporodás az utódok kizárólag anyai egyedek általi reprodukcióján alapul. Az új embriók fejlődése az anya tojásából következik be, amely nem érintkezett a hím reproduktív sejtekkel.

A partenogenezis biztosítja a gerinctelenek, állatok és növények faji sokféleségének fennmaradását és megőrzését természetes elszigeteltségben vannak, nincs fiziológiai lehetősége a hímek párzására faj.

A partenogenezis elve azon alapul, hogy egy teljes értékű tojás képződik a meiotikus szakasz végén. Ebben az esetben az anyai csírasejtek haploidok, és kétszer kevesebb kromoszómát is tartalmaznak.

Ugyanakkor a haploid típusú egyedek diploid számú kromoszómával rendelkeznek, az anya alléljainak egésze vagy csak fele. Azokat az utódokat, akik ezt követően az anyai genetikai anyag teljes mennyiségét örökölték partenogenezis útján, teljes klónoknak tekintik. A partenogenetikus egyedek, akiknek a fele allél, félig lejtők.

A partenogenezis megkülönböztető jellemzője, hogy a teljes klónok képződése meiózis alkalmazása nélkül történik. Az anyai genetikai anyag meiózisa alapján kifejlődött utódok csak egy kis részét kapják az örökletes alléloknak.

Ebben az esetben az ivartalan szaporodás szakaszában a DNS -keresztezés folyamata elindul az osztódás végeredményének több variációjának létrehozásával. A partenogenetikus utódok az ivartalan szaporodás több rendszere alapján szaporodnak.

Bizonyos állat- vagy rovarfajok partenogenezis alkalmazásával történő reprodukciója során az XY vagy XO nemének azonosítására szolgáló rendszer működik. A nőstények általában 2 X kromoszómával rendelkeznek. A ZW típusú nemmeghatározó rendszert használó állatok 2 Z-kromoszómát (kizárólag hím típusú) vagy 2 W-kromoszómát tartalmaznak (a legtöbb esetben nem életképesek). A partenogenetikus utódok egy Z és egy W kromoszómával rendelkezhetnek.

A partenogenezis folyamatában lehetőség van kizárólag hímek vagy nőstények szaporítására. A nemi szaporodást, amelynek eredményeként csak nőstények születnek, a borjak biológiai kifejezésnek nevezik. Csak hímek szaporodását hívják arrhenotoka folyamatnak.

Ebben az esetben csak a hímek születnek anyák petesejtjeiből, amelyeket nem sperma megtermékenyített. A hím reproduktív sejtekkel való fúzió szakaszán túljutott tojások lehetővé teszik a nőstények szaporodását. A partenogenezis hasonló elve megfigyelhető a mézelő méheknél is.

A partenogenezis biológiai jelentősége

A partenogenezis az ivartalan szaporodás, amely a következő biológiai jelentőséggel bír a világ teljes bioszisztémája szempontjából:

• különféle állatfajokat, gerincteleneket és növényeket őriz meg;
• lehetővé teszi az utódok reprodukcióját kizárólag nőstények számára a hímek genetikai anyagának bevonása nélkül;
• kiküszöböli a természetes szaporodási folyamat hirtelen megszakításának tényezőjét;
• biztosítja a genetikai anyag stabil átadását az anyától a következő generációkhoz;
• szabályozza egy bizonyos faj hím és nőstény számbeli arányának egyensúlyát.

A partenogenezis fő előnye, hogy ez a fajta szaporodás garantálja egy adott állat-, növény- vagy rovarfaj túlélése, annak hiányában is hímek.

A partenogenezis típusainak és mechanizmusainak osztályozása

Az utódok szaporodása partenogenezis útján meiózis alkalmazása nélkül is elvégezhető.

Ebben az esetben a mitotikus oogenezis mechanizmusa aktiválódik, amely magában foglalja a következő biológiai szakaszok áthaladását:

1. Az anyától származó érett tojásokat mitotikus osztódással állítják elő.
2. Az embrió fejlődése a nőstény reproduktív sejtjei alapján történik.
3. Az utód megszületik, és partenogenézissel szaporodik, mitotikus oogenezis alkalmazásával.

Az anyatojás felosztása következtében kialakult partenogenetikus egyedek örökölik a teljes genetikai anyagmennyiséget, és szintén teljes klónnak tekinthetők. Hasonló tenyésztési lehetőség jellemző a levéltetvekre és számos más gerinctelen fajra.

A Mayosis-alapú partenogenezis összetettebb mechanizmus az utódok ivartalan szaporodására. Ebben az esetben az utód az anya genetikai anyagának csak egy részét örökli. A DNS keresztezés magában foglalja az örökletes információk átadását a nősténytől az embrióba, de különböző variációkkal.

A partenogenezis elve szerint, de meiózis alkalmazásával született utódokat az anya félig lejtőinek tekintik. Ennek a megosztási mechanizmusnak az a hátránya, hogy az ilyen módon született hímek többsége haploid marad. Például hím hangyák.

Automictic

A partenogenezis aszexuális szaporodás, amely egyszerre magában foglalja az élő szervezetek szaporodási aktivitásának több mechanizmusát. Az automatika az egyik módja annak, hogy genetikai anyagot továbbítsanak egy nősténynek hím csírasejtek részvétele nélkül.

Ebben az esetben a diplodia helyreáll a kromoszóma megduplázódása alapján, de előzetes sejtosztódás nélkül a meiózis kezdete előtt, valamint annak befejezése után. Ezt a szaporodási mechanizmust endomitotikus ciklusnak nevezik. Hasonló eredmény érhető el 2 blasztomer fúziója után.

Az Automictic biztosítja a ploiditás helyreállításának lehetőségét a meiotikus termékek későbbi összeolvadása miatt. Az anyai egyed kromoszómái nem válnak szét a helyreállító meiózis során, és a kialakult magok biológiai fejlődésük bizonyos szakaszában összeolvadhatnak az anya csírasejtjeivel.

Az ivartalan szaporodásnak ezt a szaporodási mechanizmusát hasonlították össze az önmegtermékenyítési eljárással. Ezt követően életképes utód születik autotómiával, amely csak részben, vagy teljes mennyiségű genetikai információt örököl az anyától.

Az utódok genetikai összetevőjét jelentősen befolyásolja az endomitózis stádiuma. Például, ha az anya csírasejtjeinek fúziója a meiózis kialakulása előtt következik be, akkor az embriók megkapják az örökletes információk több mint 50% -át.

Ugyanakkor megmarad a heterozigócia elve. A reproduktív osztódás hasonló eredménye összefügg a homológ kromoszómák szétválasztásával az I. anafázisban. A heterozigóta megtartása teljesen hiányzik azokban az esetekben, amikor a kereszteződés központi fúziós körülmények között történik.

Az utódok neme

A szaporodás a partenogenezis révén az anya teljes vagy részleges klónjainak megszületéséhez vezet. E tekintetben az utódok neme azonos külső jellemzőkkel és testfunkciókkal rendelkező nőstények.

Kivételt képeznek a levéltetvek, amelyek szaporodása magában foglalja a hímek és nőstények egyidejű születését, amelyek az anya teljes klónjai. Ebben az esetben az egyetlen különbség az, hogy a hím levéltetvekben csak egy X kromoszóma hiányzik.

Ha a meiózis részt vesz az utódok reprodukciójában, az utódok neme közvetlenül függ az apomixis típusától. Azokban az egyénekben, akik genetikailag használják az XY nemi azonosító rendszert, csak nőstények születnek, és genomjuk 2 X kromoszómát tartalmaz.

Azok az élő szervezetek, amelyek a szaporodás során használják a ZW nemmeghatározó rendszert, ZW vagy ZZ genotípusú utódokkal rendelkeznek. Az első esetben nőstény születik, a másodikban pedig hím. A WW genotípusú egyének nem életképesek.

A ZW kromoszómák sorozatával rendelkező utódok az anyai genetikai anyag meorezis stádium előtti endoreplikációjával vagy központi fúzióval születnek. A ZZ és WW genotípusú új egyedek megjelenése csak terminális fúzió esetén lehetséges, valamint a petesejten belüli endomitózis folyamata.

A természetben vannak az állatvilág egyedei, amelyek szaporodása kizárólag nőstények születését jelenti. Például az ostorfarkú gyíkban. Ezek a poliploid típusú kötelező parthenogének, amelyek soha nem szülnek hímeket.

A legtöbb himnoptera rovar bonyolult partenogenetikus szaporodási mechanizmussal rendelkezik. Például a mézelő méheknél a populáció számszerű növekedése csak akkor lehetséges, ha a kolónia királynője megtermékenyített tojásokat rak a fésűkbe. Ehhez párosodnia kell a hímek több képviselőjével - drónokkal.

A megtermékenyített tojásokból nőstény méhek születnek, amelyek munkaméhek, akik felelősek a fiatal utódok építéséért, neveléséért és gondozásáért, nektárt és pollent hoznak. Ha a méhkirálynő megtermékenyítetlen tojást rak, akkor hím méh - drón - születik belőle.

Választható

A partenogenezis az ivartalan szaporodás, amely a legtöbb rovarra és gerinctelenre jellemző, magas társadalmi szervezettel. A parthenogenetikai megosztottság fakultatív típusa nagyon ritka a vadonban. Ez a fajta ivartalan szaporodás biztosítja a nősténynek azt a képességét, hogy szexuálisan és ivartalanul is reprodukálja a jövőbeli utódokat.

A fakultatív partenogenezis mechanizmusa kritikus helyzetekben aktiválódik. Például, amikor az anya természetes élőhelye körülményei között nem talál hímet, amely képes egészséges utódok reprodukálására.

A fakultatív partenogenezist rendszeresen rögzítik a következő típusú élő szervezetek között:

• cápák;
• Komodo sárkányok;
• baromfi mezőgazdasági célokra;
• kígyók.

A fakultatív parthenogenezis folyamatában az anya tojást rak egy élő embrióval, amelynek megjelenése előzetes megtermékenyítés nélkül történt a hím spermájával. A cápák azonnal életképes utódokat szülnek. A legtöbb genetikai tudós ragaszkodik ahhoz a változathoz, hogy a fiatal egyedek születése olyan állatokban, amelyek kezdetben szexuálisan szaporodnak, meiotikus hiba.

Kötelez

A kötelező partenogenezis egy reproduktív mechanizmus, amely biztosítja az élő egyedek teljesen ivartalan szaporodását. Az utódok reprodukciójának ezt a módját hosszú fejlődés eredményének tekintik.

Például a szalamandrák és gekkók esetében a kötelező partenogenezis az egyetlen reprodukciós mechanizmus. Vannak tudományosan dokumentált esetek, amikor a szexuálisról teljesen aszexuálisra való áttérés történik szaporodás, mutációk alapján merült fel egy nagyszámú anyai egyed között populációs fajok.

Ma a vadonban körülbelül 80 hüllőfaj, 1 kígyófaj található, kétéltűek és halak, amelyek esetében a hímek már nem képezik szerves részét a szaporodásnak gépezet. A kötelező partenogenezissel a nőstény képes önállóan reprodukálni egy teljes értékű petesejtet, teljes genetikai anyaggal.

Ebben az esetben az utódok születéséhez az anyának nincs szüksége a hím spermájára. A kötelező partenogenezis hátránya a biológiai sokféleség hiánya. A következő nemzedékek az anya teljes klónjaiként születnek. A hím genetikai anyag hiánya kizárja a mutáció vagy az örökletes betegségek által károsított genom korrekciójának lehetőségét.

A jelenség elterjedtsége

A partenogenezis az ivartalan szaporodás, amely állatok, gerinctelenek, növények és rovarok között fordul elő. A szexuálisan érett anyai egyedek a parthenogenetikus reprodukciós mechanizmuson keresztül csak természetes élőhelyük körülményei között szaporítják az utódokat. E szaporodási módra való támaszkodás a legtöbb invazív faj számára előny, mivel megszünteti annak szükségességét, hogy szexuális partnert találjon a megtermékenyítéshez és a további szaporodáshoz utódok.

Vadon a parthenogenetikus szaporodás a reprodukciós mechanizmus szerves része a következő fajok képviselőiben:

• daphnia;
• fonálférgek;
• levéltetű;
• forgók.

A gerincesek körében a partenogenezis elvét szigorúan betartják a gyíkok, a kétéltűek, kígyók és madarak egyes fajai. A nemi szaporodás időszakosan történik a cápákban. A hüllőket a hibridogenezis különböző formáinak, valamint a gynogenezisnek a megjelenése jellemzi.

Indukált partenogenezis

Az indukált parthenogenezist az ivartalan szaporodás serkenti az anya genetikai anyagának felhasználásával. Ez a szaporodási mechanizmus egy vagy több külső ingertényező hatásának hatására vált ki. Az indukált partenogenezist széles körben használják laboratóriumi körülmények között tudományos kísérletek során, hogy életképes utódokat szerezzenek élő szervezetek ivartalan szaporodása révén.

Partenogenezis emberben

Normális életkörülmények között az emberi test partenogenezise lehetetlen.

Számos tudományosan megerősített tény áll rendelkezésre a részleges partenogenetikai tényező jeleit mutató gyermekek születéséről. 1995 -ben g. parthenogenetikus fejlődés jeleit mutató fiú születésének esetét rögzítették. A gyermek bőrének leukocitáiban és hámsejtjeiben az apjától származó genetikai információ teljesen hiányzott.

Ezt a jelenséget a következő tényezők befolyásolják:

• az embrionális fejlődés szakaszában a megtermékenyítetlen petesejt önállóan kezdett osztódni a nő reproduktív rendszerén belül;
• nemi közösülés után a tojás nem minden sejtanyagát megtermékenyítették spermával;
• a megtermékenyítetlen sejtek vonatkozásában megindult az anyai DNS megkettőzésének folyamata;
• hibásan nőtt a kromoszómák száma 46 -ra.

Hasonló parthenogenetikai jelenség az emberekben ahhoz vezetett, hogy a megtermékenyítetlen sejtek gátolták a test egyes szöveteinek további fejlődését. A petesejt anyaga, amelyet sperma megtermékenyített, biztosította a gyermek testének további kialakulását.

Egy részleges parthenogenetikai fejlődésű fiúnak a következő patológiái voltak:

• az arc aszimmetriája, amelyet az egyes részei aránytalansága okoz;
• kognitív és tanulási zavarok;
• az apai genom hiánya a leukociták és a bőrsejtek szerkezetében.

A gyermek belső szervei, valamint a test más életfenntartó rendszerei zavartalanul működtek. A test általános egészségi állapotának megőrzése ellenére a részleges parthenogenezis eredménye az emberekben fejlődésének genetikai anomáliái voltak.

Kutatás

Az alábbi táblázat tudományos tanulmányokat ír le, amelyek az emberek parthenogenetikai fejlődésének eseteinek tanulmányozására szolgálnak.

Tudósok	A kutatás és a tudományos elméletek lényege
Helen Sperway	Helen Sperway genetikus, a reproduktív biológia szakterülete. 1955 -ben a laboratóriumi vizsgálatok eredményei alapján jelentést készített, amelyben elismerte egy személy "szűz születésének" lehetőségét a partenogenezis elve szerint. Az elméleti információkat H. Sperway képezte a további kísérletek alapját.
Hwang Woo-Suk	2004-ben a dél-koreai tudós genetikus, Hwang Woo-Sok biológiai laboratóriumban először tenyésztett emberi embriókat, amelyeket partenogenezis eredményeként nyertek.
Isigaru Matchaki	A tokiói egyetem tudósa, I. A Matchaki 2019 -ben kifejlesztette az emberi test 7 sikeres őssejtvonalát, amelyeket partenogenetikus osztódás eredményeként nyertek.

A tudományos kutatások azt mutatják, hogy valójában lehetséges egy parthenogenetikus személy születése, de különböző genetikai rendellenességekkel. Az ilyen irányú laboratóriumi kísérletek a nők genetikai anyaga alapján nyert őssejtek eltávolítására korlátozódnak.

Parthenogenezis és emberi betegségek

A részleges partenogenezisben szenvedő személy méhen belüli fejlődése különböző genetikai rendellenességekhez vezethet. Lehetetlen megjósolni a veleszületett betegségek előfordulását a szervezetben. Leggyakrabban a parthenogenetikus születés eredménye megjelenési hibák, a központi idegrendszer diszfunkcionális rendellenességei. Az anya genetikai anyagának minőségétől függően lehetséges az örökletes betegségek különböző tünetekkel való megnyilvánulása.

Lehetséges parthenogenetikus gyermek születése?

Az orvosi gyakorlatban esetenként előfordulnak parthenogenetikus gyermekek születése, amelyek kialakulása egy aktivált petesejtből következett be. Általában több mint egy tucat ilyen anomália van a méhen belüli fejlődésben.

A parthenogenetikus gyermekek kivétel nélkül minden esetben veleszületett genetikai patológiákkal rendelkeztek. Nincs tudományosan bizonyított adat arról, hogy egy női petesejtből előzetes megtermékenyítés nélkül sperma, egészséges gyermek született a belső szervek és rendszerek munkájának zavarai nélkül a test élettámogatása.

Példák a jelenségre

Egyes állat-, növény-, rovar- és gerinctelen fajoknál a partenogenezis teljes vagy részleges szaporodása része a szaporodási mechanizmusuknak. Egy személy számára az ilyen utódnemzés olyan rendellenességnek minősül, amely a gyermek fogantatásának szakaszában fordul elő.

A parthenogenetikai fejlődés egyik példája a gyermekek veleszületett patológiájú gyermeke az anya örökletes információinak megkettőzése, valamint az apai genom részleges hiánya miatt vonalak. A gyermekek parthenogenetikai fejlődésének következménye az egyes testrészek aszimmetriája, bőrbetegségek és belső szervek hibái.

A partenogenezis az ivartalan szaporodás egyik formája, amely a cápákban, a levéltetvekben, a mézelő méhekben, a darazsakban és a különböző fajok legtöbb gyíkjában megtalálható. A parthenogenetikai fejlődés megkülönböztető jellemzője az anya genetikai anyagán alapuló embrió kialakulása.

Ezenkívül a fogamzás során a hím spermiumok használata nem szükséges. Az orvosi gyakorlatban nincsenek tudományosan megerősített adatok a teljesen egészséges gyermekek létezéséről, amelyek születése részleges partenogenezissel történt.

Videó a partenogenezisről

Létezik a Szeplőtelen Fogantatás? Szűznemzés: