Партеногенез тли способ размножения

Химия, Биология, подготовка к ГИА и ЕГЭ

В преддверии христианского праздника Пасхи я хотел бы рассмотреть тему, которая с научной точки зрения подходит к одному новозаветному чуду.

По приданию Пресвятая Дева Мария, без всякого оплодотворения, забеременела и родила Царя Иудейского Иисуса Христа – мессию, приход которого был предсказан в ветхом завете.

«Без оплодотворения? Не возможно!» – возразят некоторые. Но такое явление возможно. Деву Марию по-гречески называют «Агни Партене», переводится «Чистая Дева».

Вот от слова «партене» – дева, девственница — образован термин партеногенез.

Размножение партеногенезом

автор статьи — Саид Лутфуллин

Партеногенез – это процесс, при котором размножение происходит из неоплодотворенной яйцеклетки.

Но не следует путать это с бесполым размножением.

Размножение партеногенезом – это форма полового размножения, так как образуются женские гаметы .

Одними из первых партеногенез стали изучать шведский натуралист Шарль Бонне и немецкий зоолог Карл Зибольд.

Партеногенез делится на два вида: на мейотический и амейотический.

При амейотическом партеногенезе яйцеклетки остаются диплоидными, так как не претерпевают мейоза.

При мейотическом партеногенезе организм развивается либо из гаплоидной яйцеклетки, и сам является гаплоидным , либо яйцеклетка восстанавливает диплоидность и организм получается диплоидным .

Восстановление диплоидности может осуществляться по-разному: яйцеклетка может слиться с полярным тельцем (это похоже на копуляцию гамет) или может произойти эндомитоз.

Эндомитоз – процесс удвоения хромосом. Как при митозе, только не растворяется ядерная оболочка и не делится клетка.

Какие же организмы могут размножаться партеногенезом?

Вот несколько классических примеров

Тли. Они таким образом быстро, без особых затрат увеличивают свою численность. Партеногенетически размножаются летом. В результате получаются только самки . Это своеобразная подготовка к неблагоприятным условиям, направленная на то, чтобы как можно больше особей выжили. С приближением осени на свет появляются другого типа гаметы, из которых могут появиться как самцы, так и самки. И насекомые начинают размножаться обыкновенным половым путем.

Дафнии (ракообразные). В течение лета размножаются амейотическим партеногенезом. Когда понижается температура водоема, сокращается световой день, появляются гаплоидные самцы. Популяция переходит к обыкновенному половому размножению.

Коловратки. Не удивляйтесь, если это название вам не знакомо, насколько мне известно, их нет в школьной программе. Если кратко: коловратки – это целый отдельный тип царства животные. Они многоклеточные организмы, но размеры их очень малы. У коловратки, так же как и тли и дафнии, размножаются партеногенезом в благоприятных условиях, а при наступлении неблагоприятных переходят к обыкновенному половому размножению. Есть даже некоторые виды типа коловратки, которые достигли «совершенства»: эти виды образованы только самками, которые размножаются партеногенезом. В таких случаях, когда партеногенез является единственным способом размножения, он называется облигатным. А когда наблюдается чередование партеногенеза и другого способа размножения партеногенез называется циклическим (как у дафний и тлей).

Пчелы. У пчел развитие яиц идет по двум схемам: некоторые оплодотворяются, некоторые нет. Из неоплодотворенных яиц (1n) развиваются самцы – трутни. Поэтому соматические клетки трутней гаплоидны ( об этом не нужно забывать, если вдруг в задаче по генетике попадется что-нибудь на эту тему ).

Из оплодотворенных яиц развиваются самки – рабочие пчелы либо матка. В таком случае, когда яйца могут развиваться и в результате оплодотворения, и партеногенетически, партеногенез называют факультативным.

Благодаря способности к факультативному партеногенезу у пчел осуществляется контроль численности особей каждой касты (рабочие, трутни).

Род Скальные ящерицы включает несколько видов, способных к партеногенезу. Перед мейозом в половых клетках этих ящериц происходит митотическое увеличение числа хромосом, поэтому после нормального цикла мейоза яйцеклетки получаются диплоидными и готовы образовать новый организм. Скальные ящерицы живут на камнях и иногда перебраться с одного на другой проблематично, в таких условиях как раз нужен партеногенез.

Обнаружен партеногенез у комодских варанов. Самки имеют половые хромосомы: ZW, а самцы: ZZ. Поэтому в результате партеногенеза должны получиться организмы: ZZ либо WW, но WW нежизнеспособны. Поэтому у комодских варанов в результате партеногенеза могут развиться только самцы.

Среди позвоночных размножение партеногенезом известно, помимо скальных ящериц и варана, у некоторых рыб и птиц.

Получается, непорочное зачатие – это всего лишь биологический процесс и никакого чуда нет?

Но не все так просто: у млекопитающих (включая человека) в естественных условиях размножение партеногенезом невозможно.

Так как у них наблюдается интересное явление – геномный импринтинг.

При геномном импринтинге в некоторых аллелях работают только гены, полученные от отца, или от матери. Поэтому организм не может развиться только из яйцеклетки, так как у него не будут работать некоторые гены. Так что место для чуда еще осталось.

Существует так же искусственный партеногенез. Путем различных внешних раздражителей можно заставить развиваться неоплодотворенную яйцеклетку. И уже получилось искусственно вызвать партеногенез у млекопитающих, однако получается это крайне редко.

Размножение партеногенезом у растений называют апомиксисом.

Источник

Партеногенез

Как известно, в основе полового размножения лежит процесс оплодотворения. Мужские клетки сливаются с женскими, в результате чего образуется зародыш, из которого развивается организм, несущий в себе признаки отца и матери. Партеногенез — удивительный вариант полового размножения, когда новая жизнь возникает без малейшего участия самца. Потомство появляется из неоплодотворенных половых клеток самки и, по сути, становится ее копией. Это феномен в животном царстве представлен довольно широко даже среди позвоночных: например, подобным образом размножаются некоторые ящерицы. Однако же отсутствие оплодотворения чаще встречается у тех организмов, которые находятся внизу эволюционного древа, то есть у беспозвоночных. Среди всех групп насекомых к партеногенезу более всего склонны равнокрылые.

Кто такие равнокрылые?

Традиционно в отряд равнокрылых относят цикад, а также опасных вредителей растений — тлей, кокцид и листоблошек. Партеногенез характерен только для представителей трех последних групп, но в целом всех их объединяет общее строение крыльев, в частности их твердость. Тем не менее в последнее время ученые засомневались, стоит ли выделять данных насекомых в особый отряд, возможно, их следует отнести к полужесткокрылым (клопам), с которыми у них много общего.

Жизненный цикл тлей

Принцип партеногенетического размножения лучше всего рассматривать на примере тлей. Данные насекомые имеют очень сложный жизненный цикл, который начинается с зимующих яиц. Весной из этих яиц на свет выходят лишенные крыльев самки и размножаются сами по себе (то есть партеногенезом). Так путем живорождения появляется несколько поколений аналогичных бескрылых насекомых. Однако в определенное время в очередном выводке самки рождаются крылатыми — у одних видов они перелетают на другое растение, у других остаются на прежнем месте. Потом вновь идет безудержное размножение женских особей с помощью все того же партеногенеза. Иногда у отдельных видов за лето появляется до 17 поколений, причем некоторые особи крылаты и способны к миграциям. С наступлением осени впервые за год рождаются крылатые самцы. Теперь возможно настоящее половое размножение с участием обоих полов, после которого самки сумеют отложить яйца на зиму.

Партеногенез: достоинства и недостатки

Партеногенез сводит на нет главное преимущество полового размножения — повышение генетического разнообразия потомков, которое достигается за счет того, что каждый организм получает ДНК обоих родителей. В данном же случае происходит почти полное копирование наследственного материала матери, а такая неизменность генофонда должна в конце концов привести к вырождению популяции. Однако в строгой форме (когда самки в течение многих поколений воспроизводят исключительно себе подобных) партеногенез встречается лишь у более примитивных животных. И даже в этом случае природа разработала сложные и до сих пор не совсем понятные механизмы обогащения новыми генами.

У насекомых партеногенез является лишь этапом жизненного цикла, который со временем и сменяется нормальным двуполым размножением. В таком случае его преимущества становятся очевидны. Во-первых, гораздо быстрее растет численность, ведь для размножения не нужны самцы, а значит, насекомые не ищут себе пары и не выполняют сложных брачных ритуалов, сражаясь за партнера. Во-вторых, для появления новой популяции достаточно всего одной-единственной материнской особи.

Источник

Партеногенез — какой это тип размножение, виды партеногенеза и у кого он встречается

Здравствуйте, уважаемые читатели блога KtoNaNovenkogo.ru. Изучая в биологии типы размножения, вы обязательно столкнетесь с таким понятие как партеногенез.

При этом очень часто возникают вопросы о том, какой это тип размножения (половой или бесполый), а так же какие виды партеногенеза различают и у каких организмов они наблюдаются.

Сегодня мы поговорим обо всем этом простыми словам и с примерами из кладовой матушки природы.

Партеногенез — это.

Термин партеногенез происходит от греческого «партенос» (девственница) и «генезис» (происхождение) и означает особый тип полового размножения, в процессе которого зародыш и новый организм появляются и развиваются из неоплодотворённой яйцеклетки матери.

Эту форму размножения обнаружил в середине XVIII века швейцарский натуралист и философ Ш.Бонне.

Партеногенез, с одной стороны – половое размножение, поскольку происходит образование женских гамет (половых клеток с одинарным набором хромосом); с другой стороны – это однополое размножение, так как женская половая клетка не оплодотворяется сперматозоидом.

Партеногенез наблюдается как у животных, так и у растений. Его биологическая ценность состоит в том, что при определённых условиях происходит ускоренное размножение вида, поскольку оставлять потомство способны все особи данного вида.

Принято считать, что партеногенез возник у отдельных популяций в результате эволюционного процесса.

По преданию, Пресвятая Дева Мария, оставаясь девственницей, забеременела от Святого Духа без оплодотворения и произвела на свет Иисуса Христа (чей приход был предсказан в Ветхом Завете).

То есть она сумела добиться человеческого партеногенеза, возможность которого отрицается современной наукой. Но не будем забывать, что Творцу под силу то, что недоступно простым смертным.

Партеногенез не следует путать с бесполым размножением (почкованием), при котором половые клетки не образуются в принципе, а в размножении участвует только одна особь.

Объединяет эти два типа размножения только одно: отсутствие обмена генетической информацией.

Виды партеногенеза

1. факультативный (необязательный);
2. цикличный (сезонный);
3. обязательный (облигаторный).

При факультативном партеногенезе развитие яйца может происходить как без оплодотворения (партеногенетически), так и в результате оплодотворения (пчёлы, муравьи).

Из оплодотворённых яиц получаются самки, из неоплодотворённых – самцы. Данный способ обеспечивает регуляцию соотношения полов.

При циклическом партеногенезе самки размножаются партеногенетическим способом летом, а вот осенью размножение происходит уже посредством оплодотворения.

За счёт этого обеспечивается выживание популяций, которые исторически вымирают в определённое время года (тли, дафнии).

При обязательном партеногенезе яйца развиваются только партеногенетическим путём, то есть все особи являются самками (скальная ящерица).

Данный способ свойственен видам, у которых самцы либо отсутствуют вообще, либо не обладают функциональными способностями. Возник как механизм выживания ввиду невозможности или трудностей встречи партеров друг с другом.

По полноте протекания различают рудиментарный (зачаточный) и полный партеногенез.

В первом случае зародышевое развитие заканчивается на ранних стадиях, во втором развитие яйцеклетки завершается формированием взрослой особи (в основном у беспозвоночных видов).

Партеногенез делят также на генеративный (он же гаплоидный) и соматический (он может быть диплоидным и полиплоидным).

При генеративном партеногенезе в делящихся клетках возникает гаплоидное число хромосом (n); этот случай относительно редок (гаплоидные самцы – трутни пчёл).

При соматическом партеногенезе в делящихся клетках наблюдается диплоидное (2n) или полиплоидное (от Зn до 8n) число хромосом. То есть яйцеклетка может быть гаплоидной или полиплоидной.

Существуют и специфические формы партеногенеза: андрогенез и гиногенез.

В первом случае новый организм зарождается путём слияния ядер мужских сперматозоидов, без участия женской яйцеклетки. Во втором случае сперматозоид лишь стимулирует развитие женской половой клетки (без её фактического оплодотворения), а в полученном потомстве присутствуют только самки.

Партеногенез у животных

У позвоночных животных партеногенез встречается редко (всего лишь порядка 0,1% от всех видов).

В качестве примера можно привести скальную ящерицу, гигантского индонезийского варана и серебристого карася.

Прецедентов естественного однополого размножения у млекопитающих не обнаружено. Однако искусственным путём их яйца поддаются активации, что было доказано опытами на кроликах.

У беспозвоночных животных (особенно членистоногих) встречается как рудиментарный, так и полный партеногенез. Разработан даже промышленный способ получения нужного потомства посредством партеногенеза.

Это дало возможность стимулировать рождаемость самцов у тутового шелкопряда, так как они более продуктивны, чем женские особи данного вида.

Партеногенез у пчёл и муравьёв

У пчёл из неоплодотворённых яиц вылупляются самцы (трутни). Поскольку по большому счёту это дармоеды, природа распорядилась так, что их рождается немного. А вот из оплодотворённых яиц получается два типа самок: плодовитая матка и бесплодная пчела-труженица.

Явление партеногенеза обнаружено у 8-ми видов муравьёв и протекает по трём направлениям:

1. самки без оплодотворения производят других самок, а также стерильных рабочих самцов;
2. рабочие муравьи посредством партеногенеза производят самок;
3. самки производят на свет других самок через партеногенез, а рабочих муравьёв – традиционным половым путём.

Партеногенез у растений (апомиксис)

Партеногенез распространён среди растений, размножающихся семенами или спорами. Пол у таких растений, как правило, женский.

То есть, клетки зародыша содержат только материнские хромосомы, в которых заложена наследственная программа материнского организма. Связано это либо с отсутствием (или большой редкостью) мужских растений, либо с дегенерацией мужских цветков.

Удачи вам! До скорых встреч на страницах блога KtoNaNovenkogo.ru

Эта статья относится к рубрикам:

Комментарии и отзывы (2)

Лишний раз убеждаюсь, что в природе нет ничего невозможного, когда жизнь заставит, то и размножаться сможет всякая букашка без помощи полового партнера. Вообще, всё это похоже на написанную кем-то программу, какой-то гениальный программист, можно назвать его Богом, придумал так, чтобы все в нашем мире было в равновесии, в том числе и популяция различных живых организмов и их половая принадлежность.

Вы пишете «Сегодня мы поговорим обо всем этом простыми словам и. » , что означает, что статья для любого читателя, но вот одно из предложений, в котором «простых » слов раз-два и обчелся: «При соматическом партеногенезе в делящихся клетках наблюдается диплоидное (2n) или полиплоидное (от Зn до 8n) число хромосом. То есть яйцеклетка может быть гаплоидной или полиплоидной.»

Надо бы хотя бы сноски с пояснениями сделать, или в скобках дать емкое, но понятное пояснение сразу после первого употребления научного термина. На некоторые из них эти пояснения есть, но на многие не даете.

Источник