Jump to content

Партеногенез у чешуек

(Перенаправлено из Партеногенеза чешуйчатых )

Партеногенез — это способ бесполого размножения , при котором потомство производится самками без генетического вклада самцов. Среди всех половых позвоночных единственные примеры истинного партеногенеза, при котором полностью женские популяции размножаются без участия самцов, обнаружены у чешуйчатых рептилий ( змей и ящериц ). [ 1 ] Существует около 50 видов ящериц и 1 вид змей, размножающихся исключительно посредством партеногенеза (облигатный партеногенез). [ 2 ] Неизвестно, сколько видов, размножающихся половым путем, также способны к партеногенезу в отсутствие самцов (факультативный партеногенез), но недавние исследования показали, что эта способность широко распространена среди чешуйчатых.

Механизмы

[ редактировать ]

Партеногенез может возникнуть либо в результате полного клонирования материнского генома, либо в результате объединения гаплоидных геномов для создания «полуклона». Оба механизма партеногенеза наблюдаются у рептилий.

Полное клонирование

[ редактировать ]

Самки могут производить полные клоны самих себя посредством модификации нормального процесса мейоза , используемого для производства гаплоидных яйцеклеток для полового размножения. самки Зародышевые клетки подвергаются процессу премейотического удвоения генома, или эндоредупликации , так что два последовательных цикла деления в процессе мейоза приводят к образованию диплоидного, а не гаплоидного генома. В то время как гомологичные хромосомы спариваются и разделяются во время мейоза I у половых видов, идентичные дублированные сестринские хромосомы, образующиеся в результате премейотической репликации, спариваются и разделяются во время мейоза I у истинных партенот. [ 3 ] Спаривание идентичных сестринских хромосом по сравнению с альтернативой спаривания гомологичных хромосом сохраняет гетерозиготность в облигатных партенотах. Мейоз II включает разделение сестринских хроматид как у половых, так и у партеногенетических видов. Этот метод партеногенеза наблюдается у облигатных партенотов, таких как ящерицы рода Aspidoscelis и Darevskia , а также у некоторых факультативных партенотов, таких как бирманский питон.

Полуклонирование

[ редактировать ]

Другой механизм, обычно наблюдаемый у факультативных партенотных рептилий, - это терминальное слияние, при котором гаплоидное полярное тельце, образующееся как побочный продукт нормального женского мейоза, сливается с яйцеклеткой, образуя диплоидное ядро, подобно тому, как гаплоидный сперматозоид сливается со своим ядром с ядром яйцеклетки. яйцеклетка для формирования диплоидного генома при половом размножении. Этот метод партеногенеза дает потомство, гомозиготное почти по всем генетическим локусам и наследующее примерно половину генетического разнообразия своей матери. Эта форма партеногенеза может давать как самцов, так и самок WW-генотипа. Поскольку процесс мейоза протекает нормально у видов, использующих этот механизм, они способны как к половому, так и к бесполому размножению, как у комодского варана и некоторых видов змей.

Процесс мейоза у самок, размножающихся половым путем, приводит к образованию яйцеклетки, а также гаплоидного полярного тельца , которое может сливать ядра с яйцеклеткой, обеспечивая факультативный партеногенез.

Виды партеногенеза

[ редактировать ]

Истинный партеногенез

[ редактировать ]

«Истинный» партеногенез — это форма бесполого размножения у полностью женских видов, которые производят потомство без участия самцов. [ 1 ]

насчитывается не менее восьми партеногенетических видов кавказской скальной ящерицы В роде Darevskia . [ 4 ] [ 5 ] Этот род уникален тем, что содержит единственный известный моноклональный партеногенетический вид Darevskia rostombekovi, где весь вид произошел в результате одного события гибридизации . Во всех остальных случаях однополых видов рептилий, которые были исследованы, присутствуют множественные отдельные бесполые линии. [ 1 ] Как истинные партеноты, Даревскии для размножения не требуется стимуляция спермы.

Самый известный и, возможно, наиболее эволюционно полученный пример партеногенеза у рептилий встречается в роде Teiid ящериц , известных как Aspidoscelis . Этот род содержит по крайней мере 13 действительно партеногенетических видов, которые произошли в результате гибридизации между половыми видами Aspidoscelis . [ 6 ] Партеногенетические хлыстохвосты необычны тем, что они участвуют в ухаживании самки за самкой, чтобы вызвать овуляцию, при этом одна неовулирующая самка участвует в ухаживающем поведении, обычно наблюдаемом у самцов, в то время как овулирующая самка принимает на себя типичную женскую роль. Хотя половых гормонов уровни у партеногенетических Aspidoscelis uniparens имитируют циклы, наблюдаемые у их половых родственников, их нервная система, по-видимому, выработала уникальные реакции на женские половые гормоны. Мужское поведение A. uniparens коррелирует с высоким уровнем прогестерона . [ 6 ] самки и самки что такое псевдоспаривание Было также обнаружено, повышает плодовитость . Триплоидный , ранее входивший в партеногенетический вид рода Aspidoscelis состав Cnemidophorus , был оплодотворен спермой полового вида того же рода для получения нового тетраплоидного партеногенетического вида в лабораторных экспериментах. Такие эксперименты доказывают, что даже действительно партеногенетические виды все еще способны включать новый генетический материал. [ 7 ]

Существует шесть партеногенетических гекконов видов в пяти родах : Hemidactylus garnotii (Индо-Тихоокеанский домашний геккон), Hemidactylus vietnamensis (вьетнамский домашний геккон), Hemiphyllodactylus typus (карликовый древесный геккон), Heteronotia binoei (биноэ геккон), Nactus pelagicus (пелагический геккон), и Lepidodactylus lugubris (траурный геккон). Часто цитируемый партеногенетический вид N. arnouxi является nomen ignoreum (ICZN 1991) и, следовательно, синонимом N. pelagicus , тогда как Gehyra ogasawarisimae является ошибочно идентифицированным L. lugubris . [ 8 ] Геккон Lepidodactylus lugubris — партеногенетический вид, также известный своей способностью к совокуплению самок с самками. Этот вид состоит из ряда клональных генетических линий, которые, как полагают, возникли в результате различных событий гибридизации. Удивительно, но партеногенетические самки этого вида иногда производят потомство мужского пола, которое, как полагают, является результатом негенетических гормональных инверсий. [ 9 ] Хотя эти самцы анатомически нормальны, они производят аномальную сперму и стерильны.


плодовитость как партеногенетической , так и половой расы гекконидной ящерицы Heteronotia binoei . Сравнивали [ 10 ] Эти расы встречаются вместе в районах засушливой зоны Австралии. В лабораторных условиях плодовитость партеногенетических гекконов была примерно на 30% ниже, чем у их половых предков.

Партеноты встречаются также у двух видов ночных ящериц рода Lepidophyma . В отличие от большинства партеногенетических рептилий, ящерицы Lepidophyma демонстрируют очень низкую генетическую гетерозиготность , что позволяет предположить негибридное происхождение. [ 11 ]

Браминовая слепая змея представляет собой триплоидный облигатный партенот и единственный известный вид змей, который является облигатно партеногенетическим. [ 12 ]

Факультативный партеногенез

[ редактировать ]
Молодой самец комодского дракона Varanus komodoensis в Честерском зоопарке . Самки этого вида иногда могут размножаться путем партеногенеза.

Факультативный партеногенез - это тип партеногенеза, при котором особь женского пола может воспроизводиться как половым, так и бесполым путем. [ 13 ] Самки могут производить жизнеспособное потомство с генетическим вкладом самца или без него, и такая способность может, как и настоящие партеногены, способствовать колонизации новых мест обитания одиночными самками животных. Факультативный партеногенез крайне редок в природе: лишь несколько примеров таксонов животных, способных к факультативному партеногенезу, из которых ни один не относится к таксонам позвоночных. [ 13 ]

Факультативный партеногенез часто неправильно используется для описания случаев случайного или спонтанного партеногенеза у нормально половых животных, включая множество примеров у чешуйчатых животных. [ 14 ] Например, многие случаи случайного партеногенеза у акул , некоторых змей , варанов Комодо и множества домашних птиц широко закреплялись как факультативный партеногенез. [ 15 ] Однако эти случаи следует рассматривать как случайный партеногенез, учитывая частоту яиц, полученных бесполым путем, а скорость их вылупления чрезвычайно низка, в отличие от истинного факультативного партеногенеза, при котором вылупляется большинство яиц, полученных бесполым путем. [ 13 ] [ 14 ] Кроме того, потомство позвоночных, полученное бесполым путем, демонстрирует чрезвычайно высокий уровень бесплодия, что подчеркивает, что этот способ размножения не является адаптивным. Появление таких яиц, полученных бесполым путем, у половых животных можно объяснить мейотической ошибкой, приводящей к образованию яиц, полученных автоматически. [ 14 ] [ 16 ]

Факультативный партеногенез у змей

[ редактировать ]

Было продемонстрировано, что змеи королевской кобры способны к факультативному партеногенезу . [ 17 ] Механизм партеногенеза представляет собой модификацию мейоза, называемую терминальным аутомиксисом слияния , процесс, который включает слияние мейотических продуктов, образующихся на анафазе II стадии мейоза. [ 17 ]

было показано , что три вида неотропической гадюки группы Bothrops atrox способны к факультативному партеногенезу. На основании информации об их неволе, а также путем тестирования с использованием молекулярных маркеров (гетерологичных микросателлитов ) [ 18 ] В этих случаях часто встречались нежизнеспособные яйцеклетки, неоплодотворенные яйца и деформированное потомство. [ 18 ]

у домашнего шаровидного питона происходит партеногенетическое размножение . Было показано, что [ 19 ] Когда мать и ее эмбрионы на ранней стадии сравнили генетически, выяснилось, что эмбрионы имеют партеногенетическое происхождение. [ 19 ]

Было показано, что в неволе бирманский питон способен размножаться бесполым путем . [ 20 ] Было обнаружено, что потомство является клонами своей матери, а размножение, по-видимому, происходит по партеногенетическому механизму, включающему вариацию мейотического процесса . [ 20 ]

Факультативный партеногенез у ящериц

[ редактировать ]

может Полосатая ящерица Aspidoscelis arizonae из Аризоны производить гаплоидные неоплодотворенные ооциты, которые подвергаются факультативному партеногенезу по постмейотическому механизму, что приводит к полногеномной гомозиготности. [ 21 ] У видов, способных к факультативному партеногенезу, переход в полностью гомозиготное состояние может привести к обнажению их генетического груза, что приведет к увеличению частоты врожденных пороков развития и эмбриональной смертности. Несмотря на этот риск, A. arizonae может производить небольшой процент неоплодотворенных ооцитов, способных к партеногенезу и нормально развивающихся. Таким образом, A. arizonae является примером факультативного партеногенеза, который потенциально может позволить осуществить очищающий отбор, в результате чего все летальные рецессивные аллели будут удалены только за одно поколение. [ 21 ]

Гиногенез

[ редактировать ]

Гиногенез — это форма бесполого размножения, при которой женские яйцеклетки активируются мужскими сперматозоидами, но мужской генетический материал не передается потомству. Хотя этот способ размножения не наблюдался у рептилий, он встречается у нескольких видов саламандр рода Ambystoma .

Гибридогенез

[ редактировать ]

Гибридогенез — это разновидность партеногенеза, при котором самцы спариваются с самками, но эти потомки передают своим потомкам только генетический материал матери. Хотя эта форма размножения не наблюдалась у рептилий, она встречается у лягушек рода Pelophylax .

Эволюция

[ редактировать ]
Aspidoscelis neomexicanus необычен тем, что представляет собой диплоидный партенот, образовавшийся в результате гибридизации A. inornatus (слева) и A. tigris (справа). [ 22 ]

Источник

[ редактировать ]

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. [ 11 ] [ 23 ] 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 ни одно скрещивание двух половых видов в неволе никогда не давало партеногенетического потомства, неясно, как событие гибридизации на самом деле приведет к бесполому размножению. Вполне возможно, что партеногенез развился как способ преодоления бесплодия из-за неправильного спаривания и сегрегации хромосом во время мейоза у гибридов, и что редкие гибридные особи, которые могли премейотически дублировать свои хромосомы, могли избежать гибридной стерильности, размножаясь посредством партеногенеза. В этом сценарии будет выбрана способность премейотически дублировать хромосомы, поскольку это будет единственный вариант успешного размножения.

Выборочное преимущество

[ редактировать ]

Хотя часто предполагается, что партеногенез является худшей эволюционной стратегией по сравнению с половым размножением, поскольку партеногенетические виды не способны дополнять генетические мутации посредством ауткроссинга или неспособны включать новый генетический материал, исследования партеногенетических видов постепенно выявили ряд преимуществ этого способа. воспроизводства. Триплоидные однополые гекконы вида Heteronotia binoei обладают большей выносливостью и аэробными способностями, чем их диплоидные предки, и это преимущество может быть результатом полиплоидии и формы гибридной силы . [ 24 ] Также было замечено, что облигатные партеноты часто встречаются на больших высотах, в редких или окраинных средах обитания - закономерность, известная как «географический партеногенез», и их распространение на субоптимальных территориях может быть результатом их повышенной колонизационной способности. [ 25 ] Одна партеногенетическая особь может колонизировать новую территорию и производить потомство, в то время как для полового вида нескольким особям необходимо будет 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, поскольку все партеноты являются самками и производят потомство, в то время как у половых видов половина всех особей являются самцами и не рожают потомства. Кроме того, лабораторные эксперименты показали, что даже облигатные партеноты сохраняют способность включать новый генетический материал посредством полового размножения с образованием новых партеногенетических линий, а способность иногда к ауткроссированию может объяснить длительное эволюционное существование некоторых партеногенетических видов. [ 7 ]

  1. ^ Перейти обратно: а б с Маккаллох, Росс; Роберт Мерфи; Лариса Куприянова; Илья Даревский (январь 1997 г.). «Кавказская ящерица Lacerta rostombekovi: моноклональное партеногенное позвоночное животное». Биохимическая систематика и экология . 25 (1): 33–37. Бибкод : 1997BioSE..25...33M . дои : 10.1016/S0305-1978(96)00085-3 .
  2. ^ Витт, Лори Дж.; Колдуэлл, Джанали П. (2013). Герпетология: вводная биология амфибий и рептилий (4-е изд.). Академическая пресса. ISBN  978-0-12-386919-7 . OCLC   839312807 .
  3. ^ Лютес, Арасели А.; и др. (2010). «Спаривание сестринских хромосом поддерживает гетерозиготность у партеногенетических ящериц» . Природа . 464 (7286): 283–286. Бибкод : 2010Natur.464..283L . дои : 10.1038/nature08818 . ПМЦ   2840635 . ПМИД   20173738 .
  4. ^ Даревский И.С. 1967. Скальные ящерицы Кавказа: систематика, экология и филогенез полиморфных групп кавказских скальных ящериц подрода Archaeolacerta . Наука: Ленинград.
  5. ^ Тархнишвили Д.Н. (2012). «Эволюционная история, среда обитания, диверсификация и видообразование кавказских скальных ящериц». В Дженкинсе ОП (ред.). Достижения в области зоологических исследований . Том. 2. Хауппож, штат Нью-Йорк: Nova Science. стр. 79–120. ISBN  978-1-62100-641-1 . OCLC   834623468 .
  6. ^ Перейти обратно: а б Мур MC, Уиттиер Дж. М., Крюс Д (ноябрь 1985 г.). «Половые стероидные гормоны во время яичникового цикла женской партеногенетической ящерицы и их корреляция с псевдосексуальным поведением». Ген Комп Эндокринол . 60 (2): 144–53. дои : 10.1016/0016-6480(85)90308-9 . ПМИД   4065527 .
  7. ^ Перейти обратно: а б Лютес, Арасели А.; и др. (2011). «Лабораторный синтез самостоятельно размножающихся видов позвоночных» . Труды Национальной академии наук . 108 (24): 9910–9915. Бибкод : 2011PNAS..108.9910L . дои : 10.1073/pnas.1102811108 . ПМК   3116429 . ПМИД   21543715 .
  8. ^ Бауэр, AM; Хенле, К. (1994). Семейство Gekkonidae (Reptilia, Sauria) Часть 1. Австралия и Океания . Царство животных / Царство животных. Том 109. ISBN .  3-11-088595-6 . OCLC   815506884 .
  9. ^ Рёлль, Беате; фон Дюринг, Моника Ю.Г. (2008). «Половые особенности и сперматогенез самцов партеногенетического геккона Lepidodactylus lugubris (Reptilia, Gekkonidae)». Зоология . 111 (5): 385–400. Бибкод : 2008Zool..111..385R . дои : 10.1016/j.zool.2007.09.004 . ПМИД   18513934 .
  10. ^ Кирни М., Шайн Р. (май 2005 г.). «Более низкая плодовитость партеногенетических гекконов, чем у половых родственников в засушливой зоне Австралии». Дж Эвол Биол . 18 (3): 609–18. дои : 10.1111/j.1420-9101.2004.00866.x . ПМИД   15842490 .
  11. ^ Перейти обратно: а б Синклер, Элизабет А.; и др. (2010). «ДНК-доказательства негибридного происхождения партеногенеза в природных популяциях позвоночных» . Эволюция . 64 (5): 1346–1357. дои : 10.1111/j.1558-5646.2009.00893.x . ПМИД   19922448 . S2CID   15450879 .
  12. ^ Винн, АХ; Коул, CJ; Гарднер, Алабама (1987). «Очевидная триплоидия у однополой слепой змеи-брамины Ramphotyphlops braminus » (PDF) . Американский музей Novitates (2868 г.): 1–7.
  13. ^ Перейти обратно: а б с {{ISBN| Белл, Г. (1982). Шедевр природы: эволюция и генетика сексуальности . Издательство Калифорнийского университета. п. 295. ИСБН  0-520-04583-1 . OCLC   1289801106 .
  14. ^ Перейти обратно: а б с ван дер Коой, CJ; Швандер, Т. (2015). «Партеногенез: рождение новой линии или репродуктивный несчастный случай?» (PDF) . Современная биология . 25 (15): Р659–Р661. Бибкод : 2015CBio...25.R659V . дои : 10.1016/j.cub.2015.06.055 . ПМИД   26241141 .
  15. ^ Ламперт, КП (2008). «Факультативный партеногенез у позвоночных: репродуктивная ошибка или шанс?». Сексуальное развитие . 2 (6): 290–301. дои : 10.1159/000195678 . ПМИД   19276631 . S2CID   9137566 .
  16. ^ Суомалайнен, Э.; Саура, А.; Локки, Дж. (1987). Цитология и эволюция в партеногенезе . ЦРК Пресс. п. 1987. ISBN  0-8493-5981-3 . OCLC   1423684454 .
  17. ^ Перейти обратно: а б Кард ДК, Вонк Ф.Дж., Смальбрюгге С., Кейсвелл Н.Р., Вюстер В., Касто Т.А., Шуэтт Г.В., Бут В. (март 2021 г.). «Общегеномные данные свидетельствуют о причастности терминального аутомиксиса к факультативному партеногенезу королевской кобры» . представитель научный 11 1):7271.doi : ( 10.1038/s41598-021-86373-1 . ПМК   8012631 . ПМИД   33790309 .
  18. ^ Перейти обратно: а б Кубидес-Кубильос С.Д., Патане Х.С., Перейра да Силва К.М., Алмейда-Сантос С.М., Полидоро Д.С., Галасси Г.Г., Травалья Кардозу С.Р., Силва М.Дж. (2020). «Свидетельства факультативного партеногенеза у трех неотропических видов гадюк группы Bothrops atrox » . ПерДж . 8 : e10097. дои : 10.7717/peerj.10097 . ПМЦ   7680053 . ПМИД   33240594 .
  19. ^ Перейти обратно: а б Ди Янни Ф, Альбарелла С, Ветере А, Торчелло М, Аблонди М, Пульяно М, Ди Мауро С, Парма П, Чиотола Ф (август 2023 г.). «Демонстрация партеногенетического размножения домашнего питона ( Python regius ) посредством анализа эмбрионов на ранних стадиях» . Гены (Базель) . 14 (9): 1744. doi : 10.3390/genes14091744 . ПМЦ   10531270 . ПМИД   37761884 .
  20. ^ Перейти обратно: а б Groot TV, Брюинз Э., Бреувер Дж.А. (февраль 2003 г.). «Молекулярно-генетические доказательства партеногенеза у бирманского питона, Python molurus bivittatus». Наследственность (Эдинб) . 90 (2): 130–5. дои : 10.1038/sj.hdy.6800210 . ПМИД   12634818 .
  21. ^ Перейти обратно: а б Хо Д.В., Торми Д., Оделл А., Ньютон А.А., Шниткер Р.Р., Бауманн Д.П., Нивз В.Б., Шредер М.Р., Сигауке Р.Ф., Барли А.Дж., Бауманн П. (июнь 2024 г.). «Постмейотический механизм факультативного партеногенеза у гонохорических видов ящериц-хлыстохвостов» . электронная жизнь . 13 . doi : 10.7554/eLife.97035 . ПМЦ   11161175 . ПМИД   38847388 .
  22. ^ Лоу, Чарльз Х.; Райт, Джон В. (1966). «Эволюция партеногенетических видов Cnemidophorus (хлыстохвостых ящериц) в западной части Северной Америки». Журнал Аризонской академии наук . 4 (2): 81–87. JSTOR   40022375 .
  23. ^ Маслин, Т. Пол (1971). «Партеногенез у рептилий» . Американский зоолог . 11 (2): 361–380. дои : 10.1093/icb/11.2.361 .
  24. ^ Кирни, Майкл; Уол, Ребекка; Осень, Келлар (2005). «Повышенная способность к устойчивому передвижению при низкой температуре у партеногенетических гекконов гибридного происхождения». Физиологическая и биохимическая зоология . 78 (3): 316–324. дои : 10.1086/430033 . ПМИД   15887078 . S2CID   5358780 .
  25. ^ Бекебум, LW; Вриенгук, Р.К. (1998). «Эволюционная генетика и экология спермозависимого партеногенеза». Журнал эволюционной биологии . 11 (6): 755–782. дои : 10.1007/s000360050117 .
Arc.Ask3.Ru: конец переведенного документа.
Arc.Ask3.Ru
Номер скриншота №: 37a84ed0cc73d358a2dd3fabd8ffb200__1724578560
URL1:https://arc.ask3.ru/arc/aa/37/00/37a84ed0cc73d358a2dd3fabd8ffb200.html
Заголовок, (Title) документа по адресу, URL1:
Parthenogenesis in squamates - Wikipedia
Данный printscreen веб страницы (снимок веб страницы, скриншот веб страницы), визуально-программная копия документа расположенного по адресу URL1 и сохраненная в файл, имеет: квалифицированную, усовершенствованную (подтверждены: метки времени, валидность сертификата), открепленную ЭЦП (приложена к данному файлу), что может быть использовано для подтверждения содержания и факта существования документа в этот момент времени. Права на данный скриншот принадлежат администрации Ask3.ru, использование в качестве доказательства только с письменного разрешения правообладателя скриншота. Администрация Ask3.ru не несет ответственности за информацию размещенную на данном скриншоте. Права на прочие зарегистрированные элементы любого права, изображенные на снимках принадлежат их владельцам. Качество перевода предоставляется как есть. Любые претензии, иски не могут быть предъявлены. Если вы не согласны с любым пунктом перечисленным выше, вы не можете использовать данный сайт и информация размещенную на нем (сайте/странице), немедленно покиньте данный сайт. В случае нарушения любого пункта перечисленного выше, штраф 55! (Пятьдесят пять факториал, Денежную единицу (имеющую самостоятельную стоимость) можете выбрать самостоятельно, выплаичвается товарами в течение 7 дней с момента нарушения.)