Pentru diferite tipuri de reproducere sexuală, reproducerea parthenogenetică, ginogenetică și androgenetică a animalelor și plantelor poate fi atribuită.
Tipurile de reproducere sexuală enumerate au apărut ca urmare a pierderii totale sau parțiale a meiozei și a înlocuirii ei prin mitoză în ciclul de reproducere sexuală. Reproducerea așezuală în acest caz este secundară.
Am subliniat deja că la cele mai multe specii de animale și plante, în timpul reproducerii sexuale, există o fuziune a două gamete, bărbați și femei. Într-o serie de specii de animale și plante, reproducerea virgină are loc fără participarea spermatozoizilor. Dezvoltarea embrionului dintr-un ovul nefertilizat se numește parthenogeneză.
Tipuri de reproducere sexuală
Partenogeneza este împărțită în naturale și artificiale. Cu ou partenogeneza naturale a fost supus sau a fost supus diviziunii de maturare, sub influența unor cauze interne sau externe începe să se dividă și să se dezvolte într-un embrion normal, fără participarea spermei. Fenomen ciudat la partenogeneza naturale mai mici crustacee, Rotifere, Hymenoptera (albine, viespi), și altele. El este cunoscut sub numele de păsări (Turcia).
Partenogeneza poate fi permanentă (parțialogeneză obligatorie) sau parțială (parțialogeneză facultativă). În unele animale numai femele se pot dezvolta din oua nefecundate, iar masculii - fertilizat, altele - ambele sexe, a treia - de la oua nefertilizate dezvolta numai masculi și femele fertilizate -.
Reproducerea paranogenetică poate alterna generațiile cu partenerogeneza sexuală (ciclică). În crustacee inferioare (Daphnia), precum și în afide, rotifere și alte animale există o schimbare de generații, a evoluat de la fertilizat în mod normal și din ouă partenogenetice. Daphnia de sex feminin diploid, masculin - haploid. În condiții favorabile externe, daphnia reproduce partenogenetic. În acest caz, apare doar o singură sex - femeie, deoarece ouăle nu sunt supuse divizării meiotice. Cauza acestui fenomen va deveni clară atunci când se iau în considerare mecanismele genetice și citologice de determinare a sexului. Debutul condițiilor externe nefavorabile, de exemplu, o scădere a temperaturii sau o lipsă de alimente, conduce la faptul că persoanele de sex feminin încep să planteze ouă haploid. Dintre aceste ouă se dezvoltă parthenogenetic indivizi masculi. După împerechere și fertilizare normală, se restabilește generarea de sex a organismelor feminine cu un număr diploid de cromozomi. Ouăle fertilizate din chisturi pot tolera hibernarea și condițiile externe nefavorabile. Un model similar se observă la afidele din plante și la alte insecte.
Există parthenogenesis somatice, sau diploide, și generative, sau haploid. cromozomi diploide Când somatic ovocit partenogeneza suferă meiozei, sau dacă și suferă, apoi două nuclee haploide, contopire este redusă (avtokariogamiya); Astfel, un set diploid de cromozomi este păstrat în celulele țesuturilor embrionare. În unele cazuri, celulele somatice ale acestor organisme pot avea un număr multiplicat de cromozomi, datorită ne-deviere a seturilor întregi de cromozomi. În paragenogeneza generativă, embrionul se dezvoltă dintr-un ovul haploid. De regulă, ouăle de sex masculin (albine, viermi, acarieni) se dezvoltă din aceste ouă. De exemplu, într-o albină de albine, dronii se dezvoltă din ouă haploidă nefertilizată prin parthenogeneză. În timpul dezvoltării celulelor sexuale în ele, meioza este înlocuită cu mitoză și, prin urmare, spermatozoizii au un set de cromozomi haploid. Spre deosebire de calea rudimentară în soma unor astfel de animale, un set diploid de cromozomi poate fi restabilit.
Ciclul de viață al albinelor
Partenogeneza artificială este activarea experimentală indusă de ouă nefertilizate. Cinstea acestei descoperiri aparține zoologului rus AA Tikhomirov, care a realizat prima partenogeneză artificială în 1885 pe ouăle de viermi de mătase. Partenogeneza artificială poate fi cauzată de acțiunea temperaturilor ridicate, acizilor, a luminii și a altor agenți. Posibilitatea de partenogeneză artificială a fost dovedită pentru multe nevertebrate acvatice și terestre (urci de mare, stele, insecte etc.) și animale vertebrate (amfibieni).
Cu partenogeneza artificială, dezvoltarea normală a embrionului este adesea inhibată. Cu toate acestea, folosind o metodă îmbunătățită de prelucrare a ouălor de viermi de mătase la temperaturi ridicate, la o anumită expunere și la un anumit stadiu de dezvoltare, B. Astaurov posibilitatea de a obține în cantități mari fluture parthenogenetic feminin. În prezent, partenogeneza artificială se efectuează și în broaște și iepuri. Partenogeneza artificială se obține și în plante (alge, ciuperci și plante superioare: cereale, leguminoase etc.). Este stimulata de polen stimularea stigmat străine sau ucise, precum talc, cretă și altele. In acest caz, precum și la animale cu dezvoltarea parthenogenetic, moștenirea este doar materni.
K reproducerea tip parthenogenetic poate fi atribuită reproducerea gynogenetic, t. Dezvoltarea E. Embrionul exclusiv de pronucleul feminin. Spre deosebire de partenogeneză, în acest caz, sperma trebuie să fie urmat pentru a stimula dezvoltarea de ou (pseudogamy), dar fertilizare (karyogamy) nu apare în acest caz. Gynogenesis hermafrodita găsit în limbrici, pește vivipar Mollienisia și carasi Formosa, care apar în Orientul Îndepărtat. Ginogeneza, de regulă, se găsește la indivizi ai speciei la limitele gamei sale, ca mecanism care garantează conservarea speciei.
Dezvoltarea de ouă gynogenetic poate determina în mod artificial în cazul în care sperma înainte de fertilizarea iradia raze X, substanțe chimice de proces sau expus la temperaturi ridicate. Acest lucru distruge nucleul spermei și își pierde capacitatea de a caryogamy, dar un astfel de spermatozoid poate activa oul. Ginogeneza naturală și artificială se găsește și în plante și este cauzată de aceiași factori ca și în cazul animalelor. În cazul ginogenezei naturale, persoanele în curs de dezvoltare conțin un număr normal diploid de cromozomi. Ginogeneza artificială este adesea asociată cu haploidia, astfel încât astfel de embrioni nu sunt foarte viabili.
Fenomenul reproducerii parthenogenetice și ginogenetice este de o mare importanță pentru studiul eredității, deoarece în acest caz descendența este complet similară cu cea a organismului mamă. Studiul parthenogenezei, precum și al ginogenezei, este de asemenea important pentru rezolvarea mai multor aspecte practice, în special pentru a obține persoane de un anumit sex în anumite obiecte importante, de exemplu, pentru reproducerea peștilor valoroși și puii de găină.
Opusul direct al ginogenezei este androgenesisul; În androgenesis, dezvoltarea ouălor se desfășoară numai în detrimentul nucleelor masculine, iar nucleul feminin nu participă. Androgenesisul poate avea loc în acele cazuri când nucleul mamei dintr-un anumit motiv moare înainte de momentul fertilizării. Dacă un singur spermatozoid intră în ovul, embrionul în curs de dezvoltare nu este viabil sau mai puțin viabil. Viabilitatea zigotului androgenic este normalizată dacă se restabilește un set diploid de cromozomi. Așa cum sa arătat, în acele cazuri în care polyspermy disponibil și oul pătrunde simultan mai multe sperma de la unul sau de la doi masculi diferiți (polyandry) poate fuziona zigot diploid doua formație paternă și pronuclear (geterospermnoe fecundat). Dezvoltarea indivizilor androgenici la starea adultă a fost observată numai la viermi de mătase și la vipera parazitară (Habrabracon hebetor). Acești indivizi sunt asemănători organismului paternal și vin întotdeauna numai în cazul bărbaților în cazul homofobiei sale. Reproducerea androgenetică, ca excepție, se regăsește și în plante (tutun, porumb, etc.). Geneticianul bulgar D. Kostov în experimente cu tutun a primit o plantă cu un set de cromozomi haploid și este în întregime similară cu forma tatălui; prin urmare, miezul plantei-mamă nu a participat la fertilizare, iar dezvoltarea plantei a început dintr-o celulă care conține numai nucleul spermei. Studiile ulterioare, în special experimentele lui E. N. Gerasimova cu genul Crepis, au confirmat posibilitatea unui astfel de fenomen.
Uneori, în condiții artificiale prin eliminarea nucleul din partea feminină a citoplasma oului rămas după pătrunderea spermei începe să împartă, care va fi în curând încheiată. Acest experiment a cauzat dezvoltarea inițială a embrionului din citoplasma ovocitului fără participarea nucleului de sex feminin numit merogenezom. În unele cazuri (în urchinul marii) zdrobirea oului poate fi obținută cu absența completă a nucleului. Mangoanele parthenogenetice fără nucleare s-au dezvoltat pentru a aborta morul sau blastula, care au murit în curând.
Dar, deoarece apomixisul este deosebit de răspândit în lumea plantelor și este de o mare importanță pentru studiul moștenirii, să luăm în considerare trăsăturile sale. Tipurile de apomixis în plante sunt extrem de diverse, dar pentru ei nu există încă o clasificare general acceptată.
Cel mai frecvent tip este formarea parthenogenetică a embrionului din celula de ou. În cazul partenogenezei diploide scade complet meiozei, iar în cazul haploid - megasporogenesis fluxuri normale și sac embrion haploid este format cu un set redus de cromozomi în nucleu. Când diploide constanța partenogeneză a setului de cromozomi dublu este sprijinit mitozei, și caracteristicile de moștenire ale endospermului și germenul sunt doar materni.
În partenogeneza haploidă, embrionul se formează dintr-un ovul haploid fără fertilizare. Plantele care se dezvoltă dintr-un astfel de embrion sunt sterile, slab și cu frunze mici. O astfel de plantă se poate reproduce doar vegetativ. În acest caz, pseudogamia este necesară pentru formarea de semințe complete - activarea sacului de embrion prin tubul de polen. Un tub de sperma ajunge la embrion sac se prăbușește, iar celălalt - se unește cu un nucleu central și participă la formarea numai tisulare endosperm (specii Potentilla - Potent Ilia, zmeură -. Rubus și colab). Moștenirea aici va fi oarecum diferită. Atributele embrionului și plantelor sunt moștenite numai pe linia maternă, iar semnele endospermului se pot manifesta atât patern cât și matern.
Apariția embrionului din ou nu este, și de celelalte celule ale gametofit feminine (synergids antipod) supuși sau au fost supuse meiozei numit apogameticheskim. În plus față de aceste două tipuri de apomixis, există și altele, dar reprezintă un interes mai special, în special pentru embriologia plantelor.
Au apărut toate tipurile de reproducere apomictică (excluzând vegetația), aparent ca rezultat al diferitelor simplificări ale procesului sexual normal. Dar, indiferent de cât de variate sunt tipurile de apomixis, dacă meioza cade, ea este înlocuită de mitoză, iar fertilizarea este complet exclusă. Cu anumite tipuri de apomixis, se păstrează meiozei și reducerea numărului de cromozomi în sacul embrionar, apoi fertilizarea se înlocuiește cu autogamia,
adică dezvoltarea embrionului se datorează fuziunii nucleilor haploide ale sacului germinal în sine. Aceasta din urmă este necesară pentru a menține constanța numărului de specii de cromozomi. În orice tip de Apomixisul nu poate încălca principiul constanței cromozomi formă, pentru că în caz contrar numărul de cromozomi în celulele de la fiecare generație va crească sau să scadă. Cunoașterea tipului de apomixis este absolut necesară pentru studierea fenomenelor genetice la persoanele care se înmulțesc în acest fel. Un exemplu în acest sens este episodul care a avut loc în experimentele lui G. Mendel.
Mendel, dorind să afle versatilitatea legilor de succesiune deschise le pe mazăre, am petrecut mulți ani de experimente cu o specie din genul Hieracium (Hieracium). Dar această plantă este o reproducere apomictică pe scară largă. Traversând diferite rase de șoimi, Mendel nu a primit confirmarea rezultatelor dorite, tocmai pentru că procesul de fertilizare nu există pentru acest obiect. Această circumstanță a fost unul dintre motivele care au împiedicat Mendel să extindă legile pe care le-a descoperit altor organisme.
Partenogeneza și apomixisul natural joacă un rol important în evoluție ca mecanisme speciale care oferă diversitate ereditară.
În prezent, tehnicile genetice sunt dezvoltate folosind apomixis în scopuri practice pentru a repara heterozisul, a menține mutații valoroase etc.
Distribuiți un link cu prietenii