Возможно ли непорочное зачатие, или что такое партеногенез

Партеногенез у животных

Что такое партеногенез? Это процесс, при котором родительская яйцеклетка, будучи неоплодотворенной, начинает развиваться, чтобы впоследствии превратиться во взрослое полноценное живое существо. Партеногенез может существенно различаться у разных видов. Так, к примеру, размножение путем партеногенеза пчел существенно отличается от размножения других насекомых, скажем, муравьев.

Знания о том, что такое партеногенез и как он происходит, значительно повлияли на развитие науки и дали толчок к появлению некоторых направлений в индустрии. Так, ученым стало известно, что у тутового шелкопряда партеногенез запускается после воздействия определенных температур. Это значительно ускорило процесс разведения этих насекомых.

В чем сущность партеногенеза, хорошо известно пчеловодам и производителям шелка, многие беспозвоночные используют именно такой способ. Непорочное зачатие часто практикуют некоторые виды ящериц, рыб, процесс хорошо знаком представителям растительного мира, есть даже партеногенетические индейки.

Представители науки трудятся над изучением этой особенности, не покладая рук. Было предпринято множество попыток запустить у теплокровных животных партеногенез. Примеры привести, к сожалению, невозможно, так как у некоторых рост клеток и развитие эмбрионов происходили, но до конечной стадии дело так и не дошло. Со стороны медицины интерес также вызван немалый. Был проведен опрос, после которого стало известно, что большинство супружеских пар, которые не могут завести малыша, с радостью решились бы на такое непорочное зачатие. Кто знает, быть может, со временем завеса тайны будет приоткрыта. И чудо станет явью — партеногенез сможет дать жизнь и человеческому малышу.

Разновидности партеногенеза

Партеногенез – это весьма неоднородное явление, которое разделяют на несколько категорий.

Спорадический: большую часть времени обоеполые особи размножаются «обычным» путем, но при создании определенных условий (снижение численности популяции, отсутствие самцов) могут переходить и на партеногенез. Данное явление характерно для Тополевого бражника, Непарного шелкопряда и других насекомых, в первую очередь, Чешуекрылых. В редких случаях спорадический партеногенез наблюдается у пауков, к примеру, тропических сенокосцев, однако обычно их неоплодотворенные яйца гибнут, не завершив своего развития.

Постоянный: наблюдается все время, наряду с половой формой размножения. Типичный пример – общественные перепончатокрылые, у которых самцы всегда развиваются из неоплодотворенных яиц, а самки – из оплодотворенных. В ряде случаев партеногенез полностью или практически полностью замещает собой половое размножение. Так, у некоторых видов палочников, червецов, орехотворок и пилильщиков самцы либо редки, либо вообще неизвестны. Аналогичное явление встречается и среди клещей.

Существуют организмы, у которых частота встречаемости самцов различается, в зависимости от ареала обитания. К примеру, самцы Кистевиков (многоножек) часто встречаются во Франции (42% особей), при этом, в Голландии их всего 39%, в Дании – 8%, а при дальнейшем продвижении на север их нет вообще.

Циклический: происходит правильное чередование половых и бесполых поколений, как, например, у подотряда Тлей. У них оплодотворенное яйцо переживает зиму, после чего из него выходит девственная самка, дающая еще ряд генераций, также размножающихся партеногенетически. Осенью отрождаются нормальные самки и самцы, которые спариваются и откладывают яйца, начиная новый виток жизненного цикла. (фото)

Искусственный: эту категорию можно рассматривать как разновидность спорадического партеногенеза, но в природе она не встречается. Сущность данной формы состоит в том, что особи, которые размножаются «обычным» половым путем, переходят на партеногенез при воздействии на яйцо особыми физическими (электричество, температура) и химическими факторами. Впервые это явление было открыто в 1886 году.

Педогенез: разновидность партеногенеза, при которой девственное размножение происходит среди личинок, как, например, у неполовозрелых особей комарика Oligarces, у которых это явление выглядит весьма интересно и даже в некоторой степени зловеще. Внутри особей, вышедших из яйца, развивается по несколько дочерних личинок, которые в качестве питания используют внутренние органы материнского организма. Когда последний погибает, личинки прогрызают его покровы и выходят наружу, поселяясь в местах, где они могут иметь доступ к органическим веществам (в гнилых пнях и др.). Все то же самое повторяется еще несколько раз. Наконец, когда количество личинок достигнет достаточно большой численности, они окукливаются, а по выходе из куколки превращаются в обычных самцов и самок.

http://www.bio-faq.ru/zzz/zzz017.htmlhttp://medovoehobby.ru/pchelovodstvo/partenogenez.htmlhttp://www.pesticidy.ru/dictionary/parthenogenesis

Примечания

1. Grasso D. A. T., Wenseleers T., Mori A., Le Moli F., Billen J. (2000). Thelytokous worker reproduction and lack of Wolbachia infection in the harvesting ant Messor capitatus. Ethology, Ecology and Evolution 12: 309–314.
2. Tsuji K. (1988). Obligate parthenogenesis and reproductive devision of labor in the Japanese queenless ant Pristomyrmex pungens. Behavior, Ecology and Sociobiology 23: 247–255.
3. Dobata S., Sasaki T., Mori H., Hasegawa E., Shimada M., Tsuji K. (2009). Cheater genotypes in the parthenogenetic ant Pristomyrmex punctatus. Proceedings of the Royal Society London Series B 276: 567–74.
4. Heinze J, Hölldobler B. (1995). Thelytokous parthenogenesis and dominance hierarchies in the ponerine ant, Platythyrea punctata. Naturwissenschaften 82: 40–41.
5. Cagniant H. (1979). La parthénogénese thélytoque et arrhénotoque chez la fourmi Cataglyphis cursor Fonsc. (Hym. Form.). Cycle biologique en élevage des colonies avec reine et des colonies sans reine. Insectes Sociaux 26: 51–60.
6. Fournier D., Estoup A., Orivel J., Foucaud J., Jourdan H., et al. (2005). Clonal reproduction by males and females in the little fire ant. Nature 435: 1230–1234.
7. Ohkawara K., Nakayama M., Satoh A., Trindl A., Heinze J. (2006). Clonal reproduction and genetic differences in a queen polymorphic ant Vollenhovia emeryi. Biological Letters 2: 359–363.

Примечания

1. Grasso D. A. T., Wenseleers T., Mori A., Le Moli F., Billen J. (2000). Thelytokous worker reproduction and lack of Wolbachia infection in the harvesting ant Messor capitatus. Ethology, Ecology and Evolution 12: 309–314.
2. Tsuji K. (1988). Obligate parthenogenesis and reproductive devision of labor in the Japanese queenless ant Pristomyrmex pungens. Behavior, Ecology and Sociobiology 23: 247–255.
3. Dobata S., Sasaki T., Mori H., Hasegawa E., Shimada M., Tsuji K. (2009). Cheater genotypes in the parthenogenetic ant Pristomyrmex punctatus. Proceedings of the Royal Society London Series B 276: 567–74.
4. Heinze J, Hölldobler B. (1995). Thelytokous parthenogenesis and dominance hierarchies in the ponerine ant, Platythyrea punctata. Naturwissenschaften 82: 40–41.
5. Cagniant H. (1979). La parthénogénese thélytoque et arrhénotoque chez la fourmi Cataglyphis cursor Fonsc. (Hym. Form.). Cycle biologique en élevage des colonies avec reine et des colonies sans reine. Insectes Sociaux 26: 51–60.
6. Fournier D., Estoup A., Orivel J., Foucaud J., Jourdan H., et al. (2005). Clonal reproduction by males and females in the little fire ant. Nature 435: 1230–1234.
7. Ohkawara K., Nakayama M., Satoh A., Trindl A., Heinze J. (2006). Clonal reproduction and genetic differences in a queen polymorphic ant Vollenhovia emeryi. Biological Letters 2: 359–363.

Статья составлена с использованием следующих материалов:

Бей-Биенко Г.Я. Общая энтомология. — 3-е издание., доп.— М.: Высш.школа, 1980. — 416 с.,ил.

2.

Зенкевич Л.А. Жизнь животных. Энциклопедия в 6 томах. Т. 3 Пауки и насекомые. – М., «Просвещение», 1969. – 637 с.

3.

Шванвич Б.Н. Курс общей энтомологии. — М.Л. Советская наука. 1949.—900 с., ил.

4.

Ярыгин В.Н., Васильева В.И., Волков И.Н., Синельщикова В.В. Биология. Книга 1. — М.: Высшая школа, 2003. — 432 с.

Изображения (переработаны):
5.

Bombyx mori reloaded, by  DavidHT’s, по лицензии CC BY

6.

Honey bee Apis mellifera Linnaeus, by  Jessica Lawrence, Eurofins Agroscience Services, Bugwood.org, по лицензии CC BY

7.

Lycaena phlaeas egg, by  Gilles San Martin’s, по лицензии CC BY SA

8.

Reddish brown poplar aphid Pterocomma populifoliae, by  Whitney Cranshaw, Colorado State University, Bugwood.org, по лицензии CC BY

Свернуть
Список всех источников

Эволюция

Cnemidophorus neomexicanus необычен тем, что является диплоидным партенотом, полученным в результате гибридизации между C. inornatus (слева) и C. tigris (справа).

Происхождение

У всех партеногенетических видов рептилий, изученных на сегодняшний день, хромосомные данные подтверждают теорию о том, что партеногенез возник в результате гибридизации , хотя представители рода Lepidophyma могут быть исключениями из этого правила. Считается, что исходное событие гибридизации происходит между двумя родственными видами и часто сопровождается обратным скрещиванием с любым родительским видом для создания триплоидного партеногенетического потомства. Поскольку никакие скрещивания двух половых видов в неволе никогда не давали партеногенетического потомства, неясно, как событие гибридизации на самом деле приведет к бесполому размножению. Возможно, что партеногенез развился как способ преодоления стерильности из-за неправильного хромосомного спаривания и сегрегации во время мейоза у гибридов, и что редкие гибридные особи, которые могли премейотически дублировать свои хромосомы, могли избежать гибридной стерильности путем воспроизводства посредством партеногенеза. В этом сценарии будет выбрана возможность премейотического дублирования хромосом, поскольку это будет единственный вариант для успешного воспроизведения.

Селективное преимущество

Хотя часто предполагается, что партеногенез представляет собой более низкую эволюционную стратегию по сравнению с половым воспроизводством, поскольку партеногенетическим видам не хватает способности дополнять генетические мутации путем ауткроссинга или они неспособны включать новый генетический материал, исследования партеногенетических видов постепенно выявили ряд преимуществ этого способа. репродукции. Триплоидные однополые гекконы вида Heteronotia binoei обладают большей выносливостью и аэробной способностью, чем их диплоидные предки, и это преимущество может быть результатом полиплоидии и формы гибридной силы . Также было замечено, что облигатные партеноты часто встречаются на больших высотах и ​​в редких или маргинальных местообитаниях — закономерность, известная как «географический партеногенез», и их распространение на неоптимальных территориях может быть результатом их повышенной способности к колонизации. Одна партеногенетическая особь может колонизировать новую территорию и произвести потомство, в то время как для полового вида несколько особей должны занять новую среду обитания и вступить в контакт друг с другом для спаривания, чтобы произошла успешная колонизация. Партеногенетический вид может претерпевать более быстрый рост популяции, чем половой вид, потому что все партеноты являются самками и дают потомство, тогда как у половых видов половина всех особей — самцы и не дают потомства. Кроме того, лабораторные эксперименты показали, что даже облигатные партеноты сохраняют способность встраивать новый генетический материал через половое размножение, чтобы сформировать новые партеногенетические линии, а способность к ауткроссированию при случае может объяснить длительную эволюционную устойчивость некоторых партеногенетических видов.

Распространенность

У животных

Способность к партеногенезу отмечена у турбеллярий, трематод, улиток, нематод, тихоходок, онихофор и других групп животных. Циклический партеногенез характерен для коловраток.

У членистоногих

Способность к партеногенезу среди членистоногих имеют пауки, ракообразные и многие насекомые — тли, несколько видов тараканов, некоторые муравьи и многие другие социальные насекомые.

Среди ракообразных партеногенез отмечен у балянусов, щитней, голых жаброногов (артемии). Циклический или облигатный партеногенез характерен для всех ветвистоусых ракообразных (Cladocera). Дафнии, например, размножаются амейотическим партеногенезом. При благоприятных условиях у дафний появляются только самки. Если условия начинают меняться (высыхание водоема), из тех же яиц выводятся самцы, которые оплодотворяют самок. Самки откладывают яйца. Оплодотворенные яйца покоятся на дне водоёма и способны выдержать высыхание водоёма.

Среди членистоногих отмечен особый вид партеногенеза — педогенез, открытый в 1863 году русским учёным Николаем Петровичем Вагнером, опубликовавшим работу «Самопроизвольное размножение гусениц у насекомых», за которую он был удостоен Демидовской премии Академии наук. Среди насекомых педогенез встречается у жуков (Coleoptera, Micromalthus debilis), веерокрылых (Strepsiptera), бабочек-мешочниц (Psychidae) и галлиц (Cecidomyiidae). Также педогенез известен у некоторых морских ветвистоусых ракообразных (Cladocera).

Муравьи

У муравьёв телитокический партеногенез обнаружен у 8 видов и может быть разделён на 3 основных типа: тип A — самки производят самок и рабочих через телитокию, но рабочие стерильны и самцы отсутствуют (Mycocepurus smithii); тип B — рабочие производят рабочих и потенциальных самок через телитокию; тип C — самки производят самок телитокически, а рабочих — обычным половым путём, в то же время рабочие производят самок через телитокию. Самцы известны для типов B и C. Тип B обнаружен у Cerapachys biroi, двух мирмициновых видов, Messor capitatus и Pristomyrmex punctatus, и у понеринового вида Platythyrea punctata. Тип C обнаружен у муравьёв-бегунков Cataglyphis cursor и двух мирмициновых видов Wasmannia auropunctata и Vollenhovia emeryi.

Термиты

Бесполое размножение в виде телитокического партеногенеза обнаружено у 7 видов термитов, в том числе: Reticulitermes speratus, Zootermopsis angusticollis, Kalotermes flavicollis, Bifiditermes beesoni.

У позвоночных

Партеногенез редок у позвоночных и встречается примерно у 70 видов, что составляет 0,1 % всех позвоночных животных. Например, существует несколько видов ящериц, в естественных условиях размножающихся партеногенезом (скальные ящерицы, комодские вараны). Партеногенетические популяции также найдены и у некоторых видов рыб, земноводных, птиц (в том числе кур). Cреди млекопитающих cлучаи партеногенеза пока не известны.

Партеногенез у комодских варанов возможен потому, что оогенез сопровождается развитием полоцита (полярного тельца), содержащего удвоенную копию ДНК яйца; полоцит при этом не погибает и выступает в качестве спермы, превращая яйцеклетку в эмбрион.

Аналогичный процесс у растений называется . Он представляет собой размножение семенами, возникшими без оплодотворения: либо в результате разновидности мейоза, не уменьшающей число хромосом в два раза, либо из диплоидных клеток семязачатка. Так как у многих растений существует особый механизм: двойное оплодотворение, то у некоторых из них (например, у нескольких видов лапчатки) возможна псевдогамия — когда семена получаются с зародышем, развивающимся из неоплодотворённой яйцеклетки, но содержат триплоидный эндосперм, возникший в результате опыления и последующего тройного слияния.

Почему в семенном мешке королевы нет спермы

Одна
из причин расклада в рабочие ячейки – это недостаток в приёмнике спермы.
Распространённый фактор развития явления – негативное действие на пчеломатку
окружающей обстановки. Примеры:

1. Нелётная погода,
   холода, ветер за пределами улья, массовый мор самцов. В таких условиях брачный
   период заканчивается для королев неудачно – оплодотворение не происходит,
   поэтому спермы нет.
2. Истощение
   запасов в семенном мешке. Это явление настигает матку через 2–4 года жизни, ведёт
   к откладыванию только неоплодотворённых клеток самкой.
3. Дефицит корма,
   нарушение температурно-влажностного режима в улье и проблемы с дыханием,
   выделением. Это факторы, из-за которых сперма «умирает», то есть перестаёт быть
   способной к оплодотворению.

Молодая
пчеломатка после выхода из куколки отправляется в полёт для спаривания с
самцами. Это заканчивается запасом семенной жидкости в мешке на теле. По
перечисленным ранее причинам иногда процесс даёт сбой (сперма не запасается), поэтому
яйцеклетки не соединяются со сперматозоидами.

Значение слова Партеногенез по словарю Брокгауза и Ефрона:

Партеногенез (Parthenogenesis) — так называется способ размножения у некоторых низших животных, при котором новый организм развивается из яиц, не подвергшихся оплодотворению. Отдельные данные относительно того, что у некоторых насекомых самки могут откладывать неоплодотворенные яйца, из которых вполне нормально развиваются новые особи, были известны еще в прошлом столетии, но только около половины настоящего столетия натуралисты обратили больше внимания на это явление, причем выяснилось, что П. распространен не только среди насекомых, но также среди низших ракообразных (P hyllopoda) и коловраток. Более всего примеров П. известно среди насекомых, притом он встречается здесь в различных формах: в простейшей форме, как более или менее случайное явление, П. известен у многих бабочек (обыкнов. шелкопряд, Lasiocampa pini и др.), случайно неоплодотворенные яйца которых, будучи отложены, могут дробиться, давать гусениц, окукливающихся и превращающихся безразлично в самцов или самок, однако чаще такие яйца на довольно ранних стадиях развития отмирают. в жизни других бабочек, многих перепончатокрылых, тлей, сетчатокрылых и веерокрылых, точно так же у ракообразных и коловраток П. сделался нормальным и постоянным способом размножения: у одних из партеногенетических яиц происходят только самки (телитокие, thelytokie). так, у бабочек из p p. Solenobia и Psyche, бескрылые, живущие в особых чехликах, самки откладывают в кожицу куколки неоплодотворенные яйца, из которых выходят такие же самки, крылатые же самцы вообще встречаются редко, и в течение лета несколько поколений самок развивается без их участия. у тлей П. усложнен еще нередко живорождением и перемежающимся размножением (гетерогония), именно, осенью самки тлей кладут оплодотворенные самцами так наз. зимние яйца, из которых весной выходят бескрылые самки, размножающиеся партеногенетически, т. е. кладущие неоплодотворенные яйца или производящие живых детенышей. у ракообразных и коловраток в течение лета размножение совершается партеногенетически и только осенью откладываются яйца, оплодотворенные и способные к зимовке. на эти формы партеногенетического размножения, несомненно, следует смотреть как на приспособление к борьбе за существование. именно, П. в огромной степени увеличивает продуктивность каждой самки, так как она производит только самок, притом без риска остаться вследствие какой-либо случайности неоплодотворенной и, следовательно, бесплодной. У некоторых перепончатокрылых (пчелы, осы, шмели, пилильщики) из партеногенетических яиц выходят только самцы (так наз. арренотокия, arrenotokie). так, пчелиная матка по воле может откладывать то оплодотворенные яйца, дающие самок и рабочих, то неоплодотворенные, дающие трутней, но нелетавшие или очень старые матки кладут только трутневые яйца. Первое время партеногенетически развивающиеся яйца называли «ложными» (pseudova) и размножение посредством их считали бесполым, но с течением времени выяснилось, что они в морфологическом отношении ничем не отличаются от обыкновенных. также и развитие их происходит нормально, за исключением того, что при начале дробления выталкиваются не два, а только одно направляющее тельце. с бесполым способом размножения П. ничего общего не имеет, так как партеногенетическое яйцо, как и всякое другое, развивается из одной яйцевой клеточки материнского тела, тогда как при бесполом размножении в образовании почки участвует группа клеток двух (Coelenterata) или трех первичных пластов. Литература. R. Leuckart, «Zur Kenntniss des Generationswechsels und der Parthenogenese bei den Inseckten» (1858). С. Siebold, «Beitr &auml. ge zur Parthenogenesis der Arthropoden» (1871). его же, «Wahre Parthenogenesis bei Schmetterlingen und Bienen» (1856). A. Weismann, «Beitr&auml.ge sur Naturgeschichte der Daphnoiden» («Zeitschrift f&uuml.r wiss. Zoologie», 1877). А. Бир.

Клонирование, как неудачный партеногенез

И хотя случаев партеногенеза у таких животных на сегодня зафиксировано немало, млекопитающие в подобном все-таки замечены не были. Сам партеногенез от природы является своего рода вариантом клонирования материнского образца. Ведь многие растения и сегодня размножаются почкованием. Между тем, клонирование млекопитающего, в качестве научного эксперимента, впервые произошло еще в 1996 году в Рослинском институте, Эдинбург, группой исследователей под руководством британского профессора эмбриологии Иэна Уилмута. На данный момент таких экспериментов в мире проведено уже множество, в Южной Корее официально разрешено клонирование собак.

Партеногенез как биологический процесс

Цитологическая основа этого явления бывает различной. В одних случаях происходит «нарушение» развития нормальной яйцеклетки, например, изменение числа делений генетического материала. В других роль сперматозоидов берут на себя другие структуры. Например, существует такое образование, как направительное (полярное) тельце. Оно прикреплено к яйцеклетке, содержит небольшое количество цитоплазмы и генетический материал. В «норме», то есть при половом размножении, оно отделяется от яйца после определенного количества делений мейоза. У некоторых же партеногенетических особей, например, червеца Lecanium, тельце не дегенерирует и не открепляется, а проникает внутрь и сливается с ядром яйцеклетки, имитируя проникновение сперматозоида и давая толчок к развитию эмбриона.

Партеногенез представляется явлением, которое не зависит от «воли» насекомого. Однако в некоторых случаях особи сами управляют формами своего размножения. У некоторых перепончатокрылых (медоносных пчел), а также у калифорнийской расы червецов, сперматозоиды хранятся в специальной камере, откуда самка может выпустить или не выпустить их на яйцо – в зависимости от «цели» осуществления кладки. (фото)

Из неоплодотворенного яйца могут развиваться организмы разных полов. В соответствии с этим, выделяют:

• телитакию (из яиц выходят самки);
• арренотокию (развиваются самцы);
• амфитакию (появляются особи обоих полов).

Каждая из половых клеток, как мужская, так и женская, имеет гаплоидный набор хромосом. Сливаясь при оплодотворении во время «обычного» размножения, они удваивают объем своей генетической информации, образуя «нормальный» диплоидный эмбрион. Генетический набор зародыша, сформировавшегося партеногенетически, может быть диплоидным или «половинным», гаплоидным. Когда организм развивается из яйца без оплодотворения, это приводит к тому, что каждая из клеток тела нового организма имеет гаплоидный набор, а если же зародыш образуется путем слияния яйцеклетки с полярным тельцем, он будет диплоидным.

Партеногенез, гиногенез и андрогенез – значение для природы

Для чего же нужны партеногенез и его формы гиногенез и андрогенез? Какие функции они выполняют?

Функции однополого размножения:

1. Воспроизводство популяции в короткий период. Каждая особь благодаря однополому размножению, которым является партеногенез, может обеспечить продолжение рода, что практически полностью снимает проблему вымирания популяции, ведь достаточно даже одной жизнеспособной особи для того, чтобы получить множество новых.
2. Регулирование соотношения полов в популяции. У некоторых видов за каждым полом закреплены конкретные задачи, которые не могут выполнять особи другого пола, в этом случае однополый тип воспроизводства помогает пополнить популяцию определенным количеством особей нужного пола. Как правило, организмы, использующие данный вариант воспроизводства популяции из-за этой функции, сочетают его с обыкновенным типом создания потомства, при этом из оплодотворенных яиц появляются особи другого пола, а из неоплодотворенных – другого.
3. Продолжение рода при условии отсутствия какого-либо из полов совсем. Такое часто встречается у насекомых, что, например, большая часть самцов вымерла из-за перемены климата, или просто не показала свою необходимость в процессе эволюции, тогда для размножения самки используют однополый тип воспроизводства популяции, что позволяет получить детенышей без участия самцов.

Смотрите видео о формах размножения живых систем.

Значение гиногенеза заключается в том, что он позволяет живым существам выжить даже при условии отсутствия самцов того же вида, что и самки. Например, у рыб, размножающихся гиногенезом, активация яиц происходит от сперматозоидов не только такого же, но и других пород рыб. При этом, мужская наследственная информация не участвует в развитии плода, а все детеныши при таком способе воспроизводства будут только особями женского пола.

Андрогенез, в свою очередь, обеспечивает появление потомства, состоящего только из самцов. В природе он помогает некоторым организмам развиваться в тех случаях, когда материнское ядро погибает, такой подвид называется ложным. Он встречается в природе крайне редко и является не основным, а «дополнительным» типом создания потомства.

Данный тип размножения встречается в природе довольно редко, в основном у членистоногих, рыб, растений и некоторых видов ящериц. В интернете встречаются статьи о том, что возможен также партеногенез людей, однако это не совсем соответствует действительности. Наиболее интересным для исследований является партеногенез пчел, так как он обладает своими специфическими особенностями, которые не характерны для других видов.

Данный способ создания потомства играет важную роль в развитии некоторых живых организмов. Возможно, именно благодаря ему некоторые живые существа до сих пор присутствуют в природе, не вымерли под воздействием меняющихся климатических условий или других неблагоприятных внешних факторов.

Открытие искусственного способа однополого типа воспроизводства популяции было огромным скачком вперед для биологической науки. Искусственный способом также можно провести гиногенез и андрогенез, это позволяет получить особь определенного пола. Впервые искусственный андрогенез был проведен на тутовом шелкопряде, теперь статьи об успешных опытах встречаются часто, последними успешными экспериментами были эксперименты над грызунами и приматами. Генетики планируют дальше изучать партеногенез, размножение подобным способом может позволить сохранить живых существ, стоящих на грани исчезновения.

А какие еще вы знаете примеры полового размножения? Делитесь своими знаниями в ! А также смотрите видео о подготовке к ЕГЭ на тему способов размножения.

Виды партеногенеза

Партеногенез бывает:

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

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

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

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.

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

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.

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.

«Биматернальная» особь возможна

В 2004 году группа исследователей Токийского сельскохозяйственного университета под руководством доктора Томохиро Коно, использовав яйцеклетки двух мышей-самок смогли вырастить из бластоцисты, полученной партеногенетическим способом, жизнеспособную взрослую особь. В лабораторных условиях им удалось добиться слияния женских половых клеток мыши, «обманув» при помощи особых технологий геномный импринтинг. И уже в материнском организме обычной взрослой мыши, из этой клетки начал развиваться зародыш.

До рождения этого «биматернального» мышонка-самки и японские ученые, и специалисты-зоологи всего мира были уверены, что у млекопитающих подобный партеногенез невозможен из-за геномного импринтинга. Он требует, чтобы в ДНК плода присутствовали и женские, и мужские гены, ведь без последних невозможно нормального развития плаценты. Но данный эксперимент доказал, что это не так. Мышка, которую назвали Кагуя, прожила 793 дня, в то время как продолжительность жизни этих обычных млекопитающих составляет 600 — 700 дней. А еще она успешно принесла потомство, созданное обычным образом.

Примечания

1. Grasso D. A. T., Wenseleers T., Mori A., Le Moli F., Billen J. (2000). Thelytokous worker reproduction and lack of Wolbachia infection in the harvesting ant Messor capitatus. Ethology, Ecology and Evolution 12: 309–314.
2. Tsuji K. (1988). Obligate parthenogenesis and reproductive devision of labor in the Japanese queenless ant Pristomyrmex pungens. Behavior, Ecology and Sociobiology 23: 247–255.
3. Dobata S., Sasaki T., Mori H., Hasegawa E., Shimada M., Tsuji K. (2009). Cheater genotypes in the parthenogenetic ant Pristomyrmex punctatus. Proceedings of the Royal Society London Series B 276: 567–74.
4. Heinze J, Hölldobler B. (1995). Thelytokous parthenogenesis and dominance hierarchies in the ponerine ant, Platythyrea punctata. Naturwissenschaften 82: 40–41.
5. Cagniant H. (1979). La parthénogénese thélytoque et arrhénotoque chez la fourmi Cataglyphis cursor Fonsc. (Hym. Form.). Cycle biologique en élevage des colonies avec reine et des colonies sans reine. Insectes Sociaux 26: 51–60.
6. Fournier D., Estoup A., Orivel J., Foucaud J., Jourdan H., et al. (2005). Clonal reproduction by males and females in the little fire ant. Nature 435: 1230–1234.
7. Ohkawara K., Nakayama M., Satoh A., Trindl A., Heinze J. (2006). Clonal reproduction and genetic differences in a queen polymorphic ant Vollenhovia emeryi. Biological Letters 2: 359–363.

Целомудренные коловратки

Партеногенез в живой природе нельзя назвать чем-то исключительным. Коловратки — крошечные (от 40 мкм до 2 мм) обитатели пресноводных водоемов, выделенные в отдельный тип царства животных, — уже 40 млн лет представлены только женскими особями, производящими потомство исключительно путем партеногенеза.

При всей прогрессивности полового размножения вариант с происхождением потомства от одной особи имеет свои плюсы. Например, когда среда благоприятствует быстрому размножению вида и вокруг достаточно пищи для многочисленного потомства, партеногенез дает выигрыш в скорости заселения этой среды. В этом случае можно пожертвовать генетическим разнообразием (потомство несет в себе лишь хромосомы матери), зато мобилизовать потенциал вида на выполнение только материнских функций. Как только условия изменятся в неблагоприятную сторону, можно снова вернуться к оплодотворению, создавая менее многочисленные, но более приспособленные организмы. Но коловратки — это скорее исключение из правил. У многих видов растений, членистоногих, земноводных, рептилий и даже птиц существует не облигатная (обязательная) форма партеногенеза, а факультативная — при подходящих обстоятельствах. Например, у некоторых видов тлей переход к партеногенезу и обратно имеет характер сезонных колебаний.