[8]
Loading...
Najczęściej spotykanym typem rozmnażania u organizmów żywych jest rozmnażanie obupłciowe, przy udziale haploidalnych (zawierających pojedynczą [n] liczbę chromosomów) gamet męskich i żeńskich. W wyniku połączenia się gamet powstaje diploidalna zygota (zawierająca podwójną [2n] liczbę chromosomów). Modyfikacją rozrodu płciowego jest min. partenogeneza (dzieworództwo, jednopłciowość). Definicja partenogenezy po raz pierwszy została opisana w 1856 r. przez von Siebolda: „dzieworództwo występuje wtedy, gdy z niezapłodnionej komórki jajowej rozwija się nowy osobnik”. Od tamtego czasu termin ten został dokładniej opisany: partenogeneza to rozmnażanie jednopłciowe, które rozpoczyna się rozwojem niezapłodnionej komórki jajowej (bez udziału plemnika), a kończy się powstaniem w pełni dojrzałego, zdolnego do rozrodu organizmu.
Organizmy rozmnażające się jednopłciowo nazywane są aseksualnymi (niekopulującymi). Dzieworództwo występuje u niektórych gatunków z różnych grup zwierząt, zarówno u bezkręgowców oraz kręgowców:
– przywry (np. Fasciola hepatica – Trematoda)
– wrotki – Rotifera
– wirki (np. Degesia sp., Bothrioplana semperit, Polycelis ssp.)
– rozwielitki – Cladocera
– nicienie – Nematoda
– nitnikowce – Nematomorpha
– skorupiaki (np. małżoraczki – Ostracoda, słonaczek – Artemia salina)
– mięczaki (tylko w wodach słonych u Paludestrina jenkensii występuje taki typ rozwoju, w wodach słodkich występuje obupłciowość)
– pająki – Araneae
– roztocze – Acarina
– owady (np. u ok. 2% jedwabników – Bombycidae, motyle – Sphingidae, pszczoły – Apidae u których samice pochodzą z jaj zapłodnionych, a samce z jaj niezapłodnionych, mrówki – Formicidae, patyczaki – Phasmantidae, chrząszcze – Coleoptera, muchówki – Diptera, mszyce – Aphidae, błonkówki Miastor metraloas – Hymenoptera, przylżeńce – Tchysanoptera, czerwce Coccus hesperidum – Coccidae)
– ryby (Menidia clarkhubbsi – Atherinidae, Poecilia formosa, Poecilia latipinna, Poecilia mexicana – Piękniczkowate, Xiphophorus)
– płazy – Amphibia
– gady – Reptilia
W przyrodzie naturalnej partenogenezy nie stwierdzono u ptaków (Aves) i ssaków (Mammalia). W warunkach sztucznej hodowli, taki typ rozmnażania zaobserwowano u samic niektórych indyków, które nie miały kontaktu z samcami. Jajo zaczynało rozwijać się bez zapłodnienia, jednak po pewnym czasie większa część jaj ginęła. Tylko z nielicznych wykluwały się ptaki, które osiągały dojrzałość płciową. Badania na myszach potwierdziły, że po kilku podziałach komórki jajowej w wyniku sztucznie indukowanego dzieworództwa, komórka obumierała. Do prawidłowego rozwoju zarodka ssaków niezbędny jest genom żeński i męski.
Dzieworództwo opisano u płazów ogoniastych (Urodela) z rodzaju Ambystoma. Taki typ rozwoju warunkuje poliploidalność (zwielokrotnioną liczbę chromosomów, np. 3n, 4n…). Wszystkie formy poliploidalne są mieszańcami różnych gatunków. Do płazów u których partenogeneza jest naturalnym sposobem rozmnażania się należą: Ambystoma jeffersonianum, Ambystoma platineum, Ambystoma laterale, Ambystoma tremblayi. Czasami zdarza się, że u młodych osobników pojawiają się niekorzystne zmiany morfologiczne, np. opuchlizna, mniejsza głowa, zmniejszona wielkość skrzeli (zespół haploidalności).
Poliploidalne gady również rozmnażają się dzieworodnie. Po raz pierwszy opisano taki sposób rozmnażania się u jaszczurki Lacerta saxicola. Jednopłciowość występuje jednak w kilku rodzinach gadów:
– Gekkoniidae (Hemidactylus garnotii, Hemidactylus vietnamensis, Heteronotia binoei, Lepidodactylus lugubris, Nactus arnouxii)
– Agamidae (Leiolepis belliana, Leiolepis triploida)
– Teiidae (Gymnophthalmus underwoodi, Cnemidophorus sp. (13 gatunków))
– Lacertidae (Lacerta sp. (4 gatunki))
– Xantusiidae (Lepidophyma flavimaculatum)
– Chamaeleonidae (Brookesia spectrum affinis)
– Typhlopidae (Ramphotyphlops braminus).
Ciekawostką jest występowanie tzw. pseudokopulacji u Cnemidophorus uniparens. Dwie samice kopulują razem – jedna przyjmuje pozycję samca (jest na górze), a druga samicy (jest na dole). Pseudokopulacja pobudza i zwiększa wydajność rozmnażania.
W świecie zwierząt gatunków partenogenetycznych jest znacznie mniej od tych rozmnażających się obupłciowo. Bilans korzyści i strat w obu rodzajach rozrodu jest różny. Zarodki dzieworodne są często haploidalne, a co za tym idzie mniej żywotne. U takich osobników często ujawniają się niekorzystne dla nich geny, a nawet czasami geny letalne (śmiertelne – wtedy zarodki obumierają). Partenogeneza umożliwia wytworzenie dużej ilości osobników potomnych, których rozwój przebiega szybciej niż u osobników seksualnych. Potomstwo gatunków aseksualnych posiada geny matki (jest jej klonem). Zmienność genetyczna, która warunkuje pojawianie się nowych cech (lepsze przystosowanie do zmieniającego się środowiska) praktycznie nie występuje u takiego potomstwa. Zupełnym przeciwieństwem jest rozmnażanie obupłciowe. Nowe pokolenie posiada połowę genów od matki, a drugą połowę genów od ojca, co warunkuje zmienność genetyczną („nową jakość”). Strategia takiego rozrodu jest szczególnie korzystna w szybko zmieniającym się środowisku (np. kataklizmy). Rekombinacja materiału genetycznego umożliwia również „oczyszczenie” genomu ze szkodliwych mutacji (zwykle niekorzystne zmiany w materiale genetycznym), podczas gdy w kolejnych pokoleniach dzieworodnych mutacje są utrwalane i pojawiają się nowe. Jak widać na powyższych przykładach są różne aspekty obu typów rozrodu.
Opracowanie i źródła informacji
Opracowała Kornelia Orczyk na podstawie literatury:
Jura Cz. Encyklopedia biologiczna t. III
Suomalinen E., Saura A., Juhasi L. 1987 Cytology and Evoluation in Parthenogenesis Floryda
Jura Cz., Krzanowska H., Rzehak K. 1983 Podstawy embriologii zwierząt
Mogine le A. 1999 Biologia rozwoju, Warszawa
Loebel D. A. F., Tam P. P. L. Nature 22 kwiecień 2004
Jura Cz. 1988 Biologia rozwoju owadów
Załachowski W. 1997 Ryby Warszawa
