PARTHENOGENESIS: มันประกอบด้วยอะไรประเภทสิ่งมีชีวิต - ชีววิทยา - 2024

พาร์ธิคือการผลิตตัวอ่อนจากเซลล์สืบพันธุ์เพศหญิงโดยไม่ต้องมีส่วนร่วมทางพันธุกรรมจากเซลล์สืบพันธุ์เพศชายที่มีหรือไม่มีการพัฒนาในที่สุดเป็นผู้ใหญ่ ในกรณีส่วนใหญ่ไม่มีการมีส่วนร่วมของ gamete ตัวผู้ในกระบวนการสืบพันธุ์

อย่างไรก็ตามมีบางกรณีของ parthenogenesis ที่เรียกว่า gymnogenesis ซึ่งจำเป็นต้องมีส่วนร่วม ในกรณีนี้อสุจิจะเข้าไปในไข่และกระตุ้นเพื่อเริ่มการพัฒนาสิ่งมีชีวิตใหม่

Poeciliopsis gracilis ปลาชนิดหนึ่งจากอเมริกากลางที่มีการสืบพันธุ์แบบ parthenogenetic ภาพถ่ายโดย Coletti, T. ถ่ายและแก้ไขจาก fishbase.de

Parthenogenesis เป็นปรากฏการณ์ที่พบบ่อยในพืชและสัตว์ มีการประมาณการว่าสามารถเกิดขึ้นได้ถึง 1% ของจำนวนชนิดที่รู้จักทั้งหมด

เป็นรูปแบบของการสืบพันธุ์ที่สามารถเกิดขึ้นได้ในสัตว์และพืชขนาดใหญ่ทุกกลุ่ม ข้อยกเว้นอาจอยู่ในแท็กซ่าที่มีการพัฒนามากขึ้นเช่นยิมโนสเปิร์มและสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมซึ่งไม่มีบันทึกที่น่าเชื่อถือเกี่ยวกับการเกิดขึ้น

Parthenogenesis คืออะไร?

แนวคิดที่ง่ายที่สุดของการสร้างเซลล์สืบพันธุ์บ่งชี้ว่าเป็นการพัฒนาเซลล์ไข่ในเซลล์ใหม่โดยไม่มีการปฏิสนธิเกิดขึ้น อย่างไรก็ตามในสัตว์หลายชนิดตัวอ่อนที่สร้างโดยไม่ได้รับการปฏิสนธิจะมีอัตราการตายสูง

ในบางกรณีการรวมตัวกันของนักเล่นเกมชายเป็นสิ่งจำเป็นเพียงเพื่อกระตุ้นการพัฒนา ดังนั้นจึงอาจกล่าวได้ว่าการสร้างเซลล์สืบพันธุ์ประกอบด้วย "การสร้างตัวอ่อนจากเซลล์สืบพันธุ์เพศเมียโดยไม่มีส่วนสนับสนุนทางพันธุกรรมจากเซลล์สืบพันธุ์เพศผู้ที่มีหรือไม่มีพัฒนาการในที่สุดในผู้ใหญ่"

ประเภท

ขึ้นอยู่กับกลไกทางเซลล์วิทยาที่เกี่ยวข้องการสร้างเซลล์สืบพันธุ์อาจมีได้หลายประเภท ได้แก่ :

-Ticoparthenogenesis

เรียกอีกอย่างว่า facultative parthenogenesis เรียกในลักษณะนี้เมื่อการพัฒนาของไข่ที่ไม่ได้รับการปฏิสนธิเกิดขึ้นเป็นครั้งคราวและเกิดขึ้นเองตามธรรมชาติ Parthenogenesis ประเภทนี้พบได้บ่อยในสัตว์

ตามที่ผู้เขียนบางคนกล่าวว่ามันเป็นเพียงชนิดเดียวของการเกิดพาร์ทิโนเจเนซิสที่แท้จริง การสร้าง Gamete ในการสร้าง aticoparthenogenesis อาจหรือไม่เกี่ยวข้องกับการแบ่งตัวแบบไมโอติก ขึ้นอยู่กับการมีหรือไม่มีของไมโอซิสการเกิดพาร์ทิโนเจนนี้สามารถแบ่งออกเป็น:

Apomictic parthenogenesis

เรียกอีกอย่างว่า ameiotic หรือ diploid ในนี้มีการปราบปรามไมโอซิส ลูกหลานพัฒนาจากไข่ที่ไม่ได้รับการเพาะเลี้ยงผ่านการแบ่งตัวแบบไมโทติก

ก่อให้เกิดสิ่งมีชีวิตที่มีลักษณะทางพันธุกรรมเหมือนกับแม่ พาร์ทิโนเจเนซิสประเภทนี้มักเกิดขึ้นในโรติเฟอร์และกลุ่มสัตว์ขาปล้องส่วนใหญ่

parthenogenesis อัตโนมัติ

เรียกอีกอย่างว่า meiotic หรือ haploid ในกระบวนการนี้จะรักษาไมโอซิส การฟื้นฟูสภาพซ้ำเกิดขึ้นโดยการทำซ้ำหรือการหลอมรวมของ gametes ที่แม่ผลิตขึ้น Parthenogenesis ประเภทนี้เกิดขึ้นบ่อยมากในแมลง

-Ginogenesis

Gynogenesis คือการสืบพันธุ์แบบอาศัยเพศชนิดพิเศษ ในสิ่งนี้จำเป็นที่อสุจิจะต้องเจาะเข้าไปในรังไข่เพื่อกระตุ้นการพัฒนาของตัวอ่อน

แต่ตรงกันข้ามกับการปฏิสนธิตามปกติการหลอมรวมของนิวเคลียสของตัวผู้และตัวเมียจะไม่เกิดขึ้น หลังจากฟิวชั่น gamete โครโมโซมของอสุจิจะเสื่อมสภาพภายในไซโทพลาสซึมของไข่หรือสามารถขับออกจากไซโกตได้

ตัวอ่อนนรีเวชจะพัฒนาโดยอาศัยนิวเคลียสของไข่เท่านั้น ด้วยเหตุนี้ลูกสุนัขทางนรีเวชจึงเป็นเพศเมียที่เหมือนกับแม่

การสืบพันธุ์แบบนี้สามารถเกิดขึ้นได้เมื่อเพศหญิงทางนรีเวชผสมพันธุ์กับกะเทยเพศผู้ในสายพันธุ์เดียวกันหรือที่เกี่ยวข้องกัน ผู้เขียนบางคนไม่คิดว่าเป็นการสร้างเซลล์สืบพันธุ์ที่เหมาะสม

- ไฮบริดเจเนซิส

มันเป็นโหมดการสืบพันธุ์แบบ "hemiclonal" ในสิ่งนี้พ่อแม่ของสายพันธุ์ต่าง ๆ ผสมพันธุ์และผลิตลูกผสม ครึ่งหนึ่งของจีโนมถ่ายทอดทางเพศขณะที่อีกครึ่งหนึ่งเป็นแบบ "โคลน"

สเปิร์มหลอมรวมในนิวเคลียสของไข่และยีนของพ่อจะแสดงออกในเนื้อเยื่อร่างกาย แต่พวกมันจะถูกแยกออกจากสายสืบพันธุ์อย่างเป็นระบบ แม่เท่านั้นที่จะส่งต่อจีโนมไปยังรุ่นต่อไป

Parthenogenesis ประเภทนี้มักเกิดขึ้นในปลาชนิด Poeciliopsis และยังพบในมดทะเลทราย Cataglyphis hispanica

ประเภทอื่น ๆ

ผู้เขียนบางคนชอบการจำแนกประเภทของการสืบพันธุ์ประเภทนี้ที่เป็นประโยชน์มากกว่าโดยแยกความแตกต่างของการเกิดพาร์ทิโนเจเนซิสออกเป็นสองประเภท:

-Geographic Parthenogenesis

มีลักษณะเฉพาะด้วยการอยู่ร่วมกันของรูปแบบกะเทยและรูปแบบของอวัยวะในรูปแบบของอวัยวะในสิ่งมีชีวิตชนิดเดียวหรือในสายพันธุ์ที่มีความใกล้เคียงกันทางวิวัฒนาการ แต่มีการกระจายทางภูมิศาสตร์ที่แตกต่างกัน

สิ่งมีชีวิตพาร์ทิโนเจเนติกมีแนวโน้มที่จะครอบครองช่วงที่แตกต่างจากญาติสนิทของพวกมันที่สืบพันธุ์แบบอาศัยเพศ สิ่งมีชีวิตต่างเพศมีแนวโน้มที่จะมีการกระจายตัวที่สูงขึ้นโดยแฝงหรือโดยทั่วไปบนเกาะในสภาพแวดล้อม xerophilic หรือในแหล่งที่อยู่อาศัยที่ถูกรบกวน

การเกิดพาร์ทิโนเจเนซิสประเภทนี้พบได้ในพืชบางชนิดหนอนกุ้งแมลงและกิ้งก่า

-Cyclic parthenogenesis

สิ่งมีชีวิตสามารถสืบพันธุ์ได้ทั้งทางเพศและทางพันธุกรรม ในบางช่วงของปีมีเพียงตัวเมียเท่านั้นที่เกิดจากการสร้างเซลล์สืบพันธุ์

อย่างไรก็ตามในช่วงเวลาอื่น ๆ ตัวเมียจะผลิตทั้งตัวเมียและตัวผู้ซึ่งจะสืบพันธุ์แบบอาศัยเพศ

ต้นกำเนิดของเชื้อสายของมนุษย์

ในสายพันธุ์กะเทยที่ลูกหลานเกิดจากการสร้างเซลล์สืบพันธุ์โดยทั่วไปแล้วพวกมันจะผลิตตัวเมียจากเซลล์สืบพันธุ์ เชื้อสายกะเทยที่เกิดขึ้นใหม่เหล่านี้อาจแตกต่างกันอย่างมากทั้งทางฟีโนไทป์และพันธุกรรมจากผู้ที่มีเพศสัมพันธ์แบบกะเทย มีกลไกหลายอย่างที่สามารถก่อให้เกิดการสืบพันธุ์ของเชื้อสายเหล่านี้

โดยธรรมชาติ

การสูญเสียปฏิสัมพันธ์ทางเพศเกิดขึ้นจากการกลายพันธุ์ของยีนที่ยับยั้งไมโอซิสปรับเปลี่ยนการชักนำให้มีเพศสัมพันธ์โดยสภาพแวดล้อมและควบคุมการแสดงออกของฮอร์โมน

ในกรณีที่รุนแรงการกลายพันธุ์สามารถกระทำได้โดยการ "ซ่อมแซม" จีโนไทป์ของเชื้อสายของพาร์ทิโนเจเนติกที่เคร่งครัดซึ่งสามารถสร้างอวัยวะเพศชายและเพศหญิงได้

โดยการผสมพันธ์

การผสมพันธุ์เป็นวิธีที่พบได้บ่อยที่สุดในการสร้างวงศ์วานของเซลล์สืบพันธุ์ในสัตว์และสามารถพบได้ในหอยทากแมลงกุ้งและสัตว์มีกระดูกสันหลังส่วนใหญ่

มีต้นกำเนิดมาจากการผสมข้ามสายพันธุ์ของกะเทยสองชนิดที่มีความแตกต่างสูงและอัลลีลทั่วไปของสายพันธุ์พ่อแม่ ในสิ่งเหล่านี้ไมโอซิสอาจเป็นอุปสรรคทำให้สูญเสียเรื่องเพศ

ที่มาของโรคติดต่อ

มันเกิดขึ้นจากการผสมพันธ์ระหว่างตัวเมียและตัวผู้ที่มีสายพันธุ์เดียวกันหรือใกล้เคียงกัน เชื่อกันว่าเป็นสาเหตุหลักของการเกิด polyploidy ในสิ่งมีชีวิตที่ไม่เป็นเพศ

การไหลของยีนระหว่างเชื้อสายทางเพศและการสืบพันธุ์ทำให้การแพร่กระจายของยีนในลักษณะที่ติดต่อกันได้ ด้วยเหตุนี้สิ่งมีชีวิตทางเพศจึงสามารถกำเนิดหรือสร้างสายพันธุ์ใหม่ของเซลล์สืบพันธุ์ได้

ต้นกำเนิดการติดเชื้อ

Wolbachia pipientis เป็นแบคทีเรียชนิดหนึ่งของไฟลัมโปรตีโอแบคทีเรียที่มีแมลงประมาณ 20% ของทุกชนิด

มีหน้าที่รับผิดชอบในการปรับเปลี่ยนการสืบพันธุ์ในโฮสต์ของมันเช่นความไม่ลงรอยกันของไซโตพลาสมิกการทำให้เป็นเพศหญิงของเพศชายการตายของเพศชายและการสร้างพาร์เทนโนเจเนซิส ติดเชื้ออาร์โทรพอดและไส้เดือนฝอย

มันถูกส่งโดยผู้ปกครอง แบคทีเรียชนิดนี้มีความสามารถในการกระตุ้นการสร้างพาร์ทีโนเจเนซิสในตัวต่อปรสิตชนิดไตรโคแกรมม่าเช่นเดียวกับไรและสัตว์ขาปล้องอื่น ๆ

ในทางกลับกัน Xiphinematobacter ซึ่งเป็นแบคทีเรียอีกชนิดหนึ่งมีผลต่อไส้เดือนฝอย Dorylaimida และก่อให้เกิดการสร้างเซลล์สืบพันธุ์

ต้นกำเนิดหลายสาเหตุ

ในหลาย ๆ สายพันธุ์การสร้างวงศ์ตระกูลของเซลล์สืบพันธุ์ถูกสร้างขึ้นโดยกลไกเดียว อย่างไรก็ตามในสิ่งมีชีวิตชนิดอื่นสามารถเกิดขึ้นได้จากกลไกต่างๆ ตัวอย่างเช่นเชื้อสายของนกกระจอกเทศมักมีต้นกำเนิดคู่

โคลน Diploid มีต้นกำเนิดมาจากการสูญเสียทางเพศโดยธรรมชาติในขณะที่โคลนโพลีพลอยด์เกิดขึ้นจากการผสมระหว่างเพศผู้และเพศเมียที่มีสายพันธุ์เดียวกันหรือที่เกี่ยวข้องกัน

อีกตัวอย่างหนึ่งคือกรณีของเพลี้ย Rhopalosiphum padi ในสายพันธุ์นี้เชื้อสายของพาร์ทิโนเจเนติกสามารถเกิดขึ้นได้จากต้นกำเนิดที่แตกต่างกันสามชนิด: เกิดขึ้นเองลูกผสมหรือติดต่อได้

สิ่งมีชีวิตที่เกิด parthenogenesis

โรติเฟอร์

ในบรรดา Rotifera มีสายพันธุ์ที่สืบพันธุ์โดย apomictic parthenogenesis และสายพันธุ์ที่สลับการสร้าง parthenogenesis กับการสืบพันธุ์แบบอาศัยเพศแบบธรรมดา

การเปลี่ยนแปลงระหว่างการสืบพันธุ์แบบไม่อาศัยเพศและการสืบพันธุ์แบบอาศัยเพศถูกควบคุมโดยสิ่งแวดล้อม ความสำเร็จของโรติเฟอร์สปีชีส์ที่สูญเสียการสืบพันธุ์แบบอาศัยเพศอย่างสมบูรณ์นั้นเกิดจากการสะสมของการกลายพันธุ์ในช่วงระยะเวลาของการสืบพันธุ์แบบไม่อาศัยเพศแบบเลขชี้กำลัง

สิ่งนี้ร่วมกับการผสมข้ามแบบ "ไมโทติก" จะช่วยให้สามารถผลิตความหลากหลายทางพันธุกรรมได้อย่างเพียงพอเพื่อปรับให้เข้ากับสภาพแวดล้อมที่แตกต่างกัน ด้วยวิธีนี้ข้อได้เปรียบอย่างมากของการสืบพันธุ์แบบอาศัยเพศจะถูกกำจัดไป

หอย

มีรายงานการสร้างพาร์เธโนเจเนซิสสำหรับหอยในกระเพาะอาหารบางชนิด ในบรรดาสายพันธุ์เหล่านี้ ได้แก่ Potamopyrgus antipodarum, Tarebia granifera และทุกชนิดของสกุล Melanoides

ตัวแทนทั้งหมดของสกุลหลังยกเว้นเผ่าพันธุ์ซ้ำซ้อนของ M. tuberculata เป็น polyploid

กุ้ง

การสืบพันธุ์ประเภทนี้ได้รับการบันทึกไว้สำหรับกลุ่มสัตว์จำพวกกุ้งหลายกลุ่ม ได้แก่ notostracos, conchostracos, anostracos, cladocerans, decapods และ ostracods

ใน Cladocera รูปแบบทั่วไปของการสืบพันธุ์คือการสร้างเซลล์สืบพันธุ์แบบวนรอบ ตัวเมียจะสืบพันธุ์แบบ parthenogenetically ตั้งแต่ฤดูใบไม้ผลิถึงฤดูร้อน

เมื่อสภาพแวดล้อมไม่เอื้ออำนวยสิ่งมีชีวิตจะสืบพันธุ์แบบอาศัยเพศเพื่อสร้างไข่ที่สามารถอยู่รอดได้เป็นเวลานานในสภาวะพักตัว

ครัสเตเชียน Cladocera Daphnia longispina กับไข่พาร์ทิโนเจนิก ถ่ายภาพโดย Roland Birke / Photolibrary / Getty Image นำมาและแก้ไขจาก thoughtco.com

ปูหินอ่อน (Procambarus fallax forma virginalis) เป็นกุ้งชนิด Decapod ที่รู้จักกันเพียงชนิดเดียวที่สืบพันธุ์โดยการสร้างเซลล์สืบพันธุ์เท่านั้น

สัตว์มีกระดูกสันหลัง

ในบรรดาปลากระดูกอ่อนการเกิดพาร์ทีโนเจเนซิสเกิดขึ้นอย่างน้อยที่สุดในนกอินทรีปลาฉลามม้าลายและปลาฉลามหัวค้อน มีรายงานการเกิดลูกผสมในปลากระดูกสำหรับชนิดของสกุล Poecilliopsis

ปลาอื่น ๆ บางชนิดสามารถสลับการสืบพันธุ์แบบอาศัยเพศและการสืบพันธุ์ได้ กิ้งก่าหลายชนิดสืบพันธุ์โดยการสร้างเซลล์สืบพันธุ์ เชื่อกันว่าการผสมพันธุ์เป็นสาเหตุหลักของการสืบพันธุ์ประเภทนี้

Ticoparthenogenesis ยังมีรายงานในสัตว์เลื้อยคลานกลุ่มอื่น ๆ ส่วนใหญ่เป็นงูหลามและงูอื่น ๆ ในนกมีการสังเกตการเกิด parthenogenesis ที่เกิดขึ้นเองในไก่ไก่งวงและนกกระทาบางชนิด

ในสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมจีโนมของมารดาและบิดามีความจำเป็นสำหรับการพัฒนาตัวอ่อนตามปกติ ด้วยเหตุนี้การสร้างเซลล์สืบพันธุ์จึงไม่เกิดขึ้นตามธรรมชาติในสิ่งมีชีวิตเหล่านี้

สิ่งนี้ได้รับการทดลองในห้องปฏิบัติการ อย่างไรก็ตามการเกิด parthenogenesis ที่เกิดขึ้นมักส่งผลให้เกิดการพัฒนาที่ผิดปกติ

พืช

พันธุ์พืชหลายชนิดนำเสนอรูปแบบการสร้างพาร์ทิโนเจเนซิสทางภูมิศาสตร์ที่กำหนดไว้อย่างดีซึ่งรูปแบบของเซลล์สืบพันธุ์ตั้งอยู่ในเขตหนาวมากขึ้น ในขณะเดียวกันรูปแบบทางเพศมีความร้อนมากกว่าเพื่อนที่ไม่มีเพศสัมพันธ์

อ้างอิง

1. C. Simon, F.Delmonte, C. Rispe, T. Crease (2003) ความสัมพันธ์ทางวิวัฒนาการระหว่างพาร์ธีโนเจนและญาติทางเพศของพวกเขา: เส้นทางที่เป็นไปได้ในการสร้างเซลล์สืบพันธุ์ในสัตว์ วารสารทางชีววิทยาของ Linnean Society
2. G. Scholtz, A. Braband, L. Tolley, A. Reiman, B.Mittmann, C. Lukhaup, F.Suerwald, G. Vogt (2003) Parthenogenesis ในกุ้งคนนอก ธรรมชาติ.
3. อู่มิตรวช. (2521). บทความทบทวน Parthenogenesis วารสารพันธุศาสตร์การแพทย์.
4. NB Tcherfas (1971). gynogenesis ของปลาตามธรรมชาติและเทียม ใน: FAO 1971 Seminar / Study Tour in the USSR on Genetic Selection and Hybridization of Cultivated Fishes. 19 เมษายน - 29 พฤษภาคม 2511 บรรยาย. ตัวแทน FAO / UNDP (TA) กู้คืนจาก fao.org/
5. PA Eyer, L. Leniaud, H. Darras และ S. Aron (2013) ไฮบริดเจเนซิสผ่านการสร้างพาร์ทีโนเจเนซิสในมดทะเลทรายคาตาไกลฟิสสองตัว นิเวศวิทยาระดับโมเลกุล.
6. RKK Koivisto, HR Braig (2003). จุลินทรีย์และการสร้างเซลล์สืบพันธุ์ วารสารทางชีววิทยาของ Linnean Society