Партеногенез и гиногенез, и их биологическое значение у позвоночных животных

Тверской  Технологический  Колледж и имени Андрея Николаевича  Коняева.

 

Факультет машиностроения.

    

РЕФЕРАТ

По предмету:

Биология

 

ТЕМА

 

 «Партеногенез и гиногенез, и их биологическое значение у позвоночных животных»

 

 

 

                                                                                                                                                                                       

 

                                                       

                                            Выполнил: Студент группы 1М-1 Кудрявцев  Роман.

                                            Преподаватель:  Зенюк В. А.

 

Введение:

1.1Партеногенез.

1.4Классификация партеногенеза.

1.6Партеногенез у позвоночных.

2.7 Гиногенез.

3.8 Список используемого материала.

4.9 Конец.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                                                  

                                                       Партеногенез

 

Партеногенез (от др. - греч. παρθένος — дева, девица, девушка и γένεσις — возникновение, зарождение, у растений — апомиксис) — так называемое «девственное размножение», одна из форм полового размножения организмов, при которой женские половые клетки (яйцеклетки) развиваются во взрослый организм без оплодотворения. Хотя партеногенетическое размножение не предусматривает слияния мужских и женских гамет, партеногенез все равно считается половым размножением, так как организм развивается из половой клетки. Считается, что партеногенез возник в процессе эволюции у раздельнополых форм.

В тех случаях, когда партеногенетические  виды представлены (всегда или периодически) только самками, одно из главных биологических  преимуществ партеногенеза заключается  в ускорении темпа размножения  вида, так как все особи подобных видов способны оставить потомство. Такой способ размножения используется некоторыми животными (хотя чаще к нему прибегают относительно примитивные  организмы). В тех случаях, когда  из оплодотворённых яйцеклеток развиваются  самки, а из неоплодотворённых —  самцы, партеногенез способствует регулированию  численных соотношений полов (например, у пчёл). Часто партеногенетические  виды и расы являются полиплоидными  и возникают в результате отдалённой гибридизации, обнаруживая в связи  с этим увеличение жизнеспособности.

У целого ряда беспозвоночных, а также многих позвоночных животных отмечается такое явление, как партеногенез, при котором самки откладывают  яйца или рожают живых детенышей без участия самцов. Вылупляются из этих яиц или рождаются подобным образом только самки, причем интересно, что в природе существуют целые локальные популяции подобных видов.

 

Партеногенез в экспериментальных  условиях возможен даже у млекопитающих. Для этого необходимо каким-либо образом стимулировать к делению  неоплодотворенную яйцеклетку, что  осуществимо разными путями, например, просто нанесением укола микроиглой. Недавно доказана способность к  партеногенезу во внелабораторных  условиях у определённого вида акул.

Существует два вида партеногенеза  – галоидный и диплоидный, в  зависимости от числа хромосом в  женской гамете. У многих насекомых, в том числе у муравьев, пчел и ос, в результате гаплоидного  партеногенеза в пределах данного  сообщества возникают различные  касты организмов. У этих видов  происходит мейоз и образуются гаплоидные гаметы. Некоторые яйцеклетки оплодотворяются, и из них развиваются диплоидные самки, тогда как из неоплодотворенных яйцеклеток развиваются фертильные гаплоидные самцы. Например, у медоносной пчелы матка откладывает оплодотворенные яйца (2n = 32), которые, развиваясь, дают самок (маток или рабочих особей), и неоплодотворенные яйца (n = 16), которые дают самцов (трутней), производящих спермии путем митоза, а не мейоза. Развитие особей этих трех типов у медоносной пчелы схематически представлено на рис. Такой механизм размножения у общественных насекомых имеет адаптивное значение, так как позволяет регулировать численность потомков каждого типа.

У тлей происходит диплоидный партеногенез, при котором ооциты самки претерпевают особую форму  мейоза без расхождения хромосом - все хромосомы переходят в  яйцеклетку, а полярные тельца не получают ни одной хромосомы. Яйцеклетки развиваются  в материнском организме, так  что молодые самки рождаются  вполне сформировавшимися, а не вылупляются из яиц. Такой процесс называется живорождением. Он может продолжаться в течение нескольких поколений, особенно летом, до тех пор пока в одной из клеток не произойдет почти полное нерасхождение, в результате чего получается клетка, содержащая все пары аутосом и одну Х-хромосому . Из этой клетки партеногенетически развивается самец. Эти осенние самцы и партеногенетические самки производят в результате мейоза гаплоидные гаметы, участвующие в половом размножении. Оплодотворенные самки откладывают диплоидные яйца, которые перезимовывают, а весной из них вылупляются самки, размножающиеся партеногенетически и рождающие живых потомков. Несколько партеногенетических поколений сменяются поколением, возникающим в результате нормального полового размножения, что вносит в популяцию генетическое разнообразие в результате рекомбинации. Главное преимущество, которое дает тлям партеногенез, - это быстрый рост численности популяции в благоприятный для ее существования период (т.е. в летние месяцы), так как при этом все ее половозрелые члены способны к откладке яиц.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                                      

 

 

 

                                       Классификация партеногенеза

 

Существует несколько  классификаций партеногенетического размножения:

- По способу размножения:

1. Естественный — нормальный  способ размножения некоторых  организмов в природе.

2. Искусственный — вызывается экспериментально действием разных раздражителей на неоплодотворённую яйцеклетку, в норме нуждающуюся в оплодотворении.

- По полноте протекания :

1. Рудиментарный (зачаточный) — неоплодотворённые яйцеклетки начинают деление, однако зародышевое развитие прекращается на ранних стадиях. Вместе с тем в некоторых случаях возможно и продолжение развития до конечных стадий (акцидентальный или случайный партеногенез).

2. Полный — развитие яйцеклетки приводит к формированию взрослой особи. Эта разновидность партеногенеза наблюдается во всех типах беспозвоночных и у некоторых позвоночных.

- По способу восстановления  диплоидности

1. Амейотический — развивающиеся яйцеклетки не проделывают мейоза и остаются диплоидными. Такой партеногенез (например, у дафний) является разновидностью клонального размножения.

2. Мейотический — яйцеклетки проделывают мейоз (при этом они становятся гаплоидными). Новый организм развивается из гаплоидной яйцеклетки (самцы перепончатокрылых насекомых и коловраток), или яйцеклетка тем или иным способом восстанавливает диплоидность (например, путём эндомитоза или слияния с полярным тельцем)

- По наличию других  форм размножения в цикле развития

1. Облигатный — когда  он является единственным способом  размножения

2. Циклический — партеногенез  закономерно чередуется с другими  способами размножения в жизненном  цикле (напрмер, у дафний и коловраток).

3. Факультативный — встречающийся в виде исключения или запасного способа размножения у форм, в норме двуполых.

азмножение оплодотворение половая клетка партеногенез

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                                         

 

 

                                    Партеногенез 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). Случаи однополого размножения пока не известны только среди млекопитающих.

В начале 2000 гг. было показано, что обработкой in vitro ооцитов млекопитающих (крыс, макак, а затем и человека) либо предотвращением отделения второго полярного тельца при мейозе, возможно, индуцировать партеногенез, при этом в культуре развитие можно довести до стадии бластоцист. Полученные таким образом бластоцисты человека потенциально являются источником плюрипотентных стволовых клеток, которые могут быть использованы в клеточной терапии.

В 2004 году в Японии слиянием двух гаплоидных ооцитов, взятых у разных особей мыши, удалось создать жизнеспособную диплоидную клетку, деление которой  привело к формированию жизнеспособного  эмбриона, который, пройдя стадию бластоцисты, развился в жизнеспособную взрослую особь. Предполагается, что этот эксперимент подтверждает участие роли геномного импринтинга в гибели эмбрионов, образующихся из ооцитов, полученных от одной особи, на бластоцистарной стадии.

 

 

 

 

 

 

 

Гиногенез

 

Гиногенез — частный случай партеногенеза, особая форма полового размножения, при которой после  проникновения спермия в яйцеклетку их ядра не сливаются, и в последующем  развитии участвует только ядро яйцеклетки, либо не происходит оплодотворения. При  этом нет объединения наследственного  материала родителей посредством  слияния ядер их половых клеток.

Роль сперматозоида ограничивается активацией осеменённого яйца к развитию. В природе гиногенез встречается  крайне редко. Известен у нескольких видов рыб (голомянка, серебряный карась и др.), земноводных, круглых червей и растения семейства амариллисовых.

В лабораторных условиях гиногенез  может быть осуществлен при использовании  нежизнеспособной спермы.

Устаревший синоним гиногенеза — мероспермия.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Список используемой литературы:

1. www.wikipedia.org
2. www.sbio.info
3. www.biology.org.ua

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

     

      КОНЕЦ