Партеногенез. Справка. Размножение партеногенезом Какие пчелы появляются путем партеногенеза

Партеногенезом в биологии называют так званное «девственное размножение», то есть форма полового размножение организмов, характерная тем, что женские половые клетки развиваются во взрослый организм без оплодотворения. И даже, несмотря на то, что при партеногенезе не происходит слияния мужских и женских гамет, подобное размножение все равно считается половым, ведь организм развивается из половой клетки.

Биологическое значение партеногенеза

Основное значение партеногенеза в том, что благодаря ему, те виды, чьи особи представлены преимущественно самками (например, ) могут ускорено размножаться без участия мужского начала. Также часто бывает, что из оплодотворенных яйцеклеток появляются самки, а из неоплодотворенных самцы и таким образом, с помощью партеногенеза происходит регуляция численных соотношений полов.

Виды партеногенеза

В науке есть несколько способов классификации этого удивительного биологического явления:

  • По способу размножения: естественный (происходящий в природных условиях) и искусственный (воспроизведенный в лаборатории).
  • По полноте протекания: рудиментарный – когда неоплодотворенные клетки начинают деление, но зародышевое развитие прекращается на раннем этапе; и полный, когда это самое зародышевое развитие доходит до формирования взрослой особи.
  • В зависимости от пола организма различается гиногенез (партеногенез самок) и андрогенез (партеногенез самцов).

Партеногенез у животных: примеры

В животном мире явления партеногенеза встречается у:

  • муравьев
  • некоторых растений

И часто партеногенез соседствует с обычным половым размножением, применяясь в тех случаях, когда необходим быстрый рост популяции.

Партеногенез у пчел

У пчел при партеногенезе из неоплодотворенных яиц рождаются самцы, они же трутни, из оплодотворенных исключительно самки, которые в свою очередь делятся на размножающуюся матку (королеву улья) и бесплодную рабочую пчелку.

Партеногенез у муравьев

В муравьином царстве явление партеногенеза присутствует у восьми видов муравьев и может условно разделится на три вида:

  • самки производят рабочих муравьев и других самок через него, при этом рабочие самцы стерильны.
  • рабочие муравьи производят самок посредством партеногенеза.
  • самки производят других самок посредством партеногенеза, а рабочих муравьев самцов – обычным половым путем.

Партеногенез у растений

У растений процесс партеногенеза имеет свой отличный академический термин – апомиксис. Представляет он собой вегетативное размножение либо размножение семенами, появившимися без оплодотворения: либо в случае разновидности или же из диплоидных клеток семязачатка. У многих растений существует двойное оплодотворение и у некоторых как следствие возможно явление псевдогамии, когда растения семена получаются с зародышем, образованным из неоплодотворенной яйцеклетки.

Партеногенез у ящериц

Существует лишь несколько видов ящериц, размножающихся столь необычным образом, среди них, например комодские вараны, обладающие удвоенной копией яиц ДНК и специальным веществом – полоцитом, способным выступать в качестве спермы, оплодотворяя яйцеклетку, превращая ее в эмбрион.

Партеногенез у человека

На данный момент случаи партеногенеза у человека выглядят как чистая фантастика, пусть и научная. Но вполне возможно, что в будущем что-то подобное и будет возможно, вопрос только зачем?

Партеногенез, видео

И в завершение интересные размышления о возможности партеногенез у человека, о том, что было бы при рождении от самого себя.


Термин «непорочное зачатие» широко распространен как в религиозной, так и в художественной литературе. Однако возможность этого явления в обычной жизни до недавнего времени отрицалась полностью. Так ли это на самом деле? Чтобы ответить на вопрос, нужно понимать основные этапы и условия зачатия.

Зачатие

Под зачатием в медицине понимают слияние двух половых клеток. Именно они и дают начало зародышу. Обычная клетка человеческого организма содержит 46 хромосом. В отличие от нее, у половой этот набор уменьшен вдвое – до 23.

22 из них называются аутосомами и лишь одна – половой хромосомой. Она может быть X или Y. Первая отвечает за женский пол, вторая – за мужской.

При слиянии яйцеклетки и сперматозоида половинные наборы объединяются, и в дальнейшем все клетки зародыша несут в себе по 46 хромосом, которые называются кариотипом.

Все яйцеклетки являются носителями X-хромосомы. Со сперматозоидами дело обстоит иначе. Половина из них содержит X, а вторая половина – Y-хромосому. Образовавшаяся после оплодотворения клетка с набором XX приведет к рождению девочки, XY – мальчика.


Для человека в процессе зачатия обязательно участие мужчины и женщины, именно поэтому в религии оно считается порочным. Ведь половой акт тесно связан с понятиями греховности и порока.

Непорочное зачатие

В противовес обычному зачатию, под непорочным подразумевают такое, для которого участие мужчины необязательно. Второе его название – бессеменное.

Ярким примером непорочного зачатия является рождение Иисуса Христа, описанное в Библии. Оно лежит в основе концепции христианского богословия.

С точки зрения медицины, такое размножение лишено практического смысла, поскольку при этом плод наследует все признаки матери, является ее копией. Это значит, изменчивость человеческого организма будет невозможна в принципе, а вслед за ней и адаптация к меняющимся условиям внешней среды и выживание наиболее приспособленного организма.

Существование людей с одинаковым генотипом рано или поздно приведет к их вымиранию. Ведь спонтанные мутации в генах возникают постоянно, и они будут наследоваться каждым последующим ребенком.

Однако и в природе, и в науке на сегодняшний день непорочное зачатие встречается. Можно выделить его основные варианты:

  • Партеногенез.
  • Клонирование.

Партеногенез

Партеногенез относят к половому виду размножения, для которого не требуется участие особи мужского пола. Таким образом, его можно считать научным названием непорочного зачатия.

Этот тип размножения встречается у многих насекомых, беспозвоночных и даже некоторых позвоночных (например, ящериц). Существуют различные варианты и механизмы партеногенеза.

Нередко в пределах одного вида реализуется и партеногенез, и обычное зачатие. Ярким представителем такого размножения являются пчелы, самцы которых развиваются из неоплодотворенных яйцеклеток, а самки – из оплодотворенных.

Однако для млекопитающих (и человека, в частности) зачатие в виде партеногенеза в обычной жизни не свойственно. Но в условиях лаборатории ученым удалось добиться определенных успехов.

Искусственный партеногенез

Учеными неоднократно проводились различные эксперименты с целью изучения партеногенеза.

Было отмечено, что при раздражении яйцеклетки она начинала самопроизвольно делиться и даже превращалась в так называемую бластоцисту – одну из ранних преимплантационных стадий, которую проходит человеческий зародыш. Однако далее неизбежно наступала гибель клеток.

Виновником этого, по мнению ученых, считается геномный импринтинг – специальный механизм, регулирующий степень влияния определенных генов на процесс развития зародыша. Так, гены мужской особи в большей степени отвечают за формирование и развитие плаценты, в то время, как женские влияют на сам эмбрион.


Таким образом, становится понятным, что, даже если под действием какого-либо раздражителя (в том числе, и сильного стресса) яйцеклетка женщины начнет самопроизвольно делиться, имплантироваться такой «эмбрион» все равно не сможет.

На сегодняшний день победить геномный импринтинг удалось лишь в эксперименте с мышами.

Эксперимент с выключением импринтинга

В апреле 2004 года в Японии прославилась мышь по имени Кагуя. Она оказалась первым млекопитающим – потомком двух матерей. Их яйцеклетки объединились и развились в полноценный эмбрион, беременность прогрессировала и завершилась рождением здоровой мыши.

Однако такое оказалось возможным лишь в условиях лаборатории. В одной из яйцеклеток были удалены некоторые фрагменты ДНК, благодаря чему удалось нивелировать влияние геномного импринтинга и добиться нормального развития зародыша.

Кагуя оказалась классическим примером непорочного, или бессеменного зачатия. Она унаследовала генетические признаки обеих матерей. Впоследствии – после обычного скрещивания с самцом – эта мышь дала здоровое потомство.

Подобных экспериментов с женскими яйцеклетками в настоящее время не проводилось.

Клонирование

Клонирование лишь условно можно отнести к варианту непорочного зачатия. Дело в том, что этот процесс является видом бесполого размножения и без вмешательства человека у высокоорганизованных организмов невозможен.

При клонировании тело особи воссоздается полностью или частично. Наиболее известным клоном является овца по имени Долли, которая была скопирована с клетки другой взрослой особи.

Этот метод в теории позволяет восстановить редкие и исчезнувшие виды животных. Кроме того, он может с успехом использоваться в медицине, где нужно воссоздание органов.

Клонирование живых или умерших людей на сегодняшний день является серьезной этической проблемой в медицине.

Реальные случаи

Возможно ли непорочное зачатие в принципе? Существуют ли реальные случаи, подтвержденные врачами и учеными?

На сегодняшний день все известные случаи непорочного зачатия у людей относят к вымыслу. В сети можно найти множество историй, посвященных этому явлению, однако все они не выносят ни малейшей критики.

Чаще всего под непорочным зачатием подразумевают наступление беременности у девственницы. Такие случаи действительно бывают и даже не являются редкостью. Рано или поздно они встречаются в практике любого акушера-гинеколога.

Однако они всегда легко объясняются. Развитие беременности у женщины с неповрежденной девственной плевой возможно в двух случаях:

  1. При попадании спермы во влагалище без полноценного введения полового члена. Это бывает при петтинге и других ухищрениях или сексуальных играх.
  2. При плотной девственной плеве, вследствие чего не происходит дефлорация. Как правило, женщина перестает быть формальной девственницей только после родов.

Однако никакой связи с непорочным зачатием эти ситуации не имеют, поскольку мужские сперматозоиды участвуют в оплодотворении яйцеклетки.

Непорочное зачатие у людей на сегодняшний день невозможно ни при каких обстоятельствах.

Партеногенез (от греческих слов parthenos - девственница, genesis - происхождение) - одна из модификаций полового размножения, при которой развитие новой особи происходит из неоплодотворенной яйцеклетки . Партеногенетическое размножение встречается как у животных, так и у растений; преимущество его состоит в том, что в некоторых случаях оно повышает скорость размножения.

В зависимости от числа хромосом в яйцеклетке различают два вида партеногенеза - гаплоидный и диплоидный. При гаплоидном партеногенезе у многих насекомых (муравьи, пчелы, осы) из неоплодотворенных яйцеклеток развиваются гаплоидные самцы, а из оплодотворенных - диплоидные самки, что приводит к возникновению в данном сообществе различных каст организмов. Например, у медоносной пчелы матка-царица откладывает оплодотворенные яйца (2n = 32), из которых развиваются самки (матки и рабочие пчелы), и неоплодотворенные яйца (n = 16), которые дают самцов трутней, производящих спермии путем митоза, а не мейоза. Такой механизм размножения у общественных насекомых позволяет регулировать численность потомков каждого типа.

У тлей, дафний, коловраток, некоторых ящериц и птиц (индейка) происходит диплоидный партеногенез , при котором ооциты самки претерпевают особую форму мейоза без расхождения хромосом. При этом все хромосомы переходят в яйцеклетку, а направительные тельца их не получают. 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 (например, тли летом обычно представлены только бескрылыми самками, рождающими живых детенышей), до тех пор, пока в одной из клеток не произойдет полное нерасхождение хромосом. В результате получается клетка, содержащая все пары аутосом и одну Х-хромосому. Из этой клетки осенью партеногенетически у тлей развивается самец. Осенние самцы и партеногенетические самки формируют гаплоидные гаметы, участвующие в половом размножении. Оплодотворенные самки откладывают диплоидные яйца, из которых (после перезимовки) весной вылупляются самки, размножающиеся партеногенетически и рождающие живых потомков. Главное преимущество, которое дает диплоидный партеногенез, - это быстрый рост численности популяции, так как при этом все ее половозрелые особи способны к откладке яиц.

У растений партеногенез представлен различными формами. В одних случаях диплоидная клетка семязачатка развивается в функциональный зародыш без участия спермиев; из остального семязачатка образуется семя, а из завязи развивается плод. В других - требуется присутствие пыльцевого зерна, которое стимулирует партеногенез, хотя и не прорастает; пыльцевое зерно индуцирует гормональные изменения, необходимые для развития зародыша.

Партеногенез (от греч. παρθενος - девственница и γενεσις - рождение, у растений - апомиксис ) - так называемое «девственное размножение», одна из форм полового размноженияорганизмов, 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 процессеэволюции организмов 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 гетерозис и высокую жизнеспособность. Партеногенез следует относить к половому размножению и следует отличать от бесполого размножения, которое осуществляется всегда при помощи соматических органов и клеток (размножение делением, почкованием и т. п.).

Классификации партеногенеза

Существует несколько классификаций партеногенетического размножения.

  1. По способу размножения

    Естественный - нормальный способ размножения некоторых организмов в природе.

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

По полноте протекания

  • 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).

    Полный - развитие яйцеклетки приводит к формированию взрослой особи. Эта разновидность партеногенеза наблюдается во всех типах беспозвоночных и у некоторыхпозвоночных.

По наличию мейоза в цикле развития

  • Амейотический - развивающиеся яйцеклетки не проделывают мейоза и остаются диплоидными. Такой партеногенез (например, у дафний) является разновидностью клональногоразмножения.

    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

  • Облигатный - когда он является единственным способом размножения

    Циклический - партеногенез закономерно чередуется с другими способами разножения в жизненном цикле (напрмер, у дафний и коловраток).

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

В зависимости от пола организма

  • Гиногенез - партеногенез самок

    Андрогенез - партеногенез самцов

Распространенность

У животных

]У членистоногих

Способность к партеногенезу у членистоногих имеют тихоходки, тля, балянус, некоторые муравьи и многие другие.

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 тоже время, рабочие производят самок через телитокию. Самцы известны для типов B и C. Тип B обнаружен у Cerapachys biroi , двухмирмициновых 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 .

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 (Даревскиа, комодские вараны). Партеногенетические популяции также найдены и у некоторых видов рыб, земноводных, птиц (в том числе куриц). Случаи однополого размножения пока не известны только среди млекопитающих.

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

 

Возможно, будет полезно почитать: