Tikrai kiekvienas iš jūsų žino Šventajame Rašte aprašytą istoriją. Marija, būdama Dievo išrinktoji, atnešė į pasaulį nepriekaištingai pradėtą ​​vaiką. Ar tai iš tikrųjų įvyko, ar tik laukinės anų laikų autorių vaizduotės rezultatas, šiandien sunku pasakyti. Tačiau leiskite jums žinoti, kad mūsų pasaulyje gimdymas iš mergelės yra gana dažnas reiškinys. Kas yra partenogenezė ir kokia jos esmė?

Nuostabus pasaulis

Galbūt viena didžiausių mūsų visatos paslapčių yra gyvybės kilmė. Iš kur jis atsirado ir kas yra visko kūrėjas, yra užantspauduota paslaptis. Bet kad ir kas būtų mūsų kūrėjas, jis puikiai pasirūpino, kad gyvybė mėlynojoje planetoje niekada nepritrūktų. Įvairios jo formos, gyvenančios Žemėje, gali atgaminti savo rūšį įvairiais, kartais labai netikėtais, būdais.

Partenogenezė

Kas yra partenogenezė? Tai patelės gebėjimas pagimdyti naują kartą nedalyvaujant seksualiniam partneriui – patinui. Tai nereiškia, kad patinai visai nereikalingi; jie, žinoma, yra svarbūs. Partenogenezė nėra nelytinio dauginimosi būdas, kaip kai kuriuose augaluose (pvz., pumpuruose). Bet jei atsitiks taip, kad patelė dėl kokių nors priežasčių negalėjo rasti poravimosi partnerio ir kiaušinis neapvaisintas, ji vis tiek galės susilaukti visaverčių palikuonių be jo dalyvavimo. Šis gebėjimas suteikia rūšiai labai gerą išgyvenimą. Sumažėjus skaičiui, patelės gali per trumpą laiką papildyti populiaciją ir tęsti lenktynes. Tai yra partenogenezės esmė.

Kitas svarbus tokio dauginimosi bruožas – patelių ir patinų skaičiaus santykio reguliavimas. Taigi, pavyzdžiui, bitėse iš neapvaisintų kiaušinėlių atsiranda tranai (patinai), o iš apvaisintų kiaušinėlių – darbininkai, kurie visi yra patelės.

Partenogenezės tipai

Kas yra partenogenezė ir kaip ji gali pasireikšti tam tikriems gyvūnams? Kai kuriose rūšyse jis laikomas pagrindiniu dauginimosi būdu (privalomas). Kitoms formoms jis yra cikliškas, tai yra, periodiškai palikuonys atsiranda iš neapvaisintų kiaušinėlių, bet dažniau dalyvaujant patinui. Fakultatyvinis arba avarinis dauginimosi būdas suteikia rūšims išlikimą pačiomis sunkiausiomis gyvenimo sąlygomis, tai jiems yra partenogenezės esmė. Šie atvejai veikiau išimtis, nes dažniausiai tokie gyvūnai laikosi dvilyčio dauginimosi.

Partenogenezė gyvūnams

Kas yra partenogenezė? Tai procesas, kurio metu motininis kiaušinėlis, būdamas neapvaisintas, pradeda vystytis, kad vėliau virstų pilnaverte suaugusia gyva būtybe. Partenogenezė tarp rūšių gali labai skirtis. Taigi, pavyzdžiui, bičių dauginimasis partenogenezės būdu labai skiriasi nuo kitų vabzdžių, tarkime, skruzdėlių, dauginimosi.

Žinios, kas yra partenogenezė ir kaip ji vyksta, reikšmingai paveikė mokslo raidą ir paskatino tam tikrų pramonės tendencijų atsiradimą. Taigi mokslininkai sužinojo, kad šilkaverpiuose partenogenezė prasideda po tam tikros temperatūros poveikio. Tai žymiai paspartino šių vabzdžių veisimosi procesą.

Partenogenezės esmė gerai žinoma bitininkams ir šilko gamintojams, daugelis bestuburių naudoja būtent šį metodą. Kai kurios driežų ir žuvų rūšys tai dažnai praktikuoja, šis procesas gerai žinomas augalų pasaulio atstovams, yra net partenogenetinių kalakutų.

Mokslo atstovai nenuilstamai dirba tyrinėdami šią savybę. Buvo atlikta daug bandymų sukelti šiltakraujų gyvūnų partenogenezę. Deja, neįmanoma pateikti pavyzdžių, nes kai kuriais atvejais įvyko ląstelių augimas ir embriono vystymasis, tačiau reikalas niekada nepasiekė galutinio etapo. Didelis susidomėjimas yra ir iš medicinos pusės. Buvo atlikta apklausa, po kurios paaiškėjo, kad dauguma susituokusių porų, negalinčių susilaukti kūdikio, mielai apsispręstų tokiai nepriekaištingai pastojimui. Kas žino, gal laikui bėgant paslapties šydas praskels. Ir išsipildys stebuklas – partenogenezė galės suteikti gyvybę žmogaus kūdikiui.

Krikščionių Velykų šventės išvakarėse norėčiau panagrinėti temą, kuri moksliškai priartėja prie vieno Naujojo Testamento stebuklo.

Pasak legendos, Švenčiausioji Mergelė Marija, be jokio apvaisinimo, pastojo ir pagimdė žydų karalių Jėzų Kristų – Mesiją, kurio atėjimas buvo išpranašautas Senajame Testamente.

„Be apvaisinimo? Neįmanomas!" – paprieštaraus kai kurie. Tačiau toks reiškinys įmanomas. Mergelė Marija graikiškai vadinama „Agni Parthene“, išvertus kaip „Gryna Mergelė“.

Čia iš žodžio „ Parthenay“– mergelė, mergelė – susiformavo terminas partenogenezė.

Dauginimasis partenogenezės būdu

Partenogenezė– Tai procesas, kurio metu dauginimasis vyksta iš neapvaisintų.

Tačiau tai neturėtų būti painiojama su reprodukcija.

Dauginimasis partenogenezės būdu– Tai lytinio dauginimosi forma, nes formuojasi moteriškos lytinės ląstelės.

Vienas pirmųjų partenogenezę tyrinėjo švedų gamtininkas Charlesas Bonnet ir vokiečių zoologas Karlas Sieboldas.

Partenogenezė skirstoma į du tipus: mejozinis Ir ameiozinis .

At ameiozinis partenogenezė kiaušinėliai išlieka diploidiniai, nes nevyksta mejozės.

At mejozinis partenogenezė organizmas vystosi arba iš haploidinis kiaušinis ir pats yra haploidinis, arba kiaušinis atstato diploidiškumą ir organizmas tampa diploidiniu.

Diploidiškumo atkūrimas gali vykti įvairiais būdais: kiaušinėlis gali susilieti su poliariniu kūnu (tai panašu į gametų kopuliaciją) arba gali atsirasti endomitozė.

Endomitozė – padvigubinimo procesas. Kaip ir, bet branduolio membrana netirpsta ir ląstelė nesidalija.

Kokie organizmai gali daugintis partenogenezės būdu?

Štai keletas klasikinių pavyzdžių

Amarai. Tokiu būdu jie greitai padidina savo skaičių be didelių išlaidų. Partenogenetiškai veistis vasarą. Rezultatas – tik patelės. Tai savotiškas pasiruošimas nepalankioms sąlygoms, kurio tikslas – kuo daugiau individų išgyventi. Artėjant rudeniui gimsta kitokio tipo lytinės ląstelės, iš kurių gali atsirasti ir patinai, ir patelės. O vabzdžiai pradeda daugintis per įprastą lytinį aktą.

Dafnija. Vasarą jie dauginasi ameiozės partenogenezės būdu. Kai rezervuaro temperatūra nukrenta ir sutrumpėja dienos šviesa, atsiranda haploidiniai patinai. Gyventojai pereina prie įprasto lytinio dauginimosi.

Rotiferiai. Nenustebkite, jei šis vardas jums nepažįstamas; kiek žinau, jų nėra mokyklos programoje. Trumpai tariant: rotiferiai yra visiškai atskira rūšis. Tai daugialąsčiai organizmai, tačiau jų dydžiai yra labai maži. Rotiferiai, kaip ir amarai bei dafnijos, palankiomis sąlygomis dauginasi partenogenezės būdu, o susidarius nepalankioms sąlygoms pereina prie įprasto lytinio dauginimosi. Yra net kai kurios rūšys, pavyzdžiui, rotiferiai, pasiekusios „tobulumą“: šias rūšis formuoja tik partenogenezės būdu besidauginančios patelės. Tokiais atvejais, kai partenogenezė yra vienintelis dauginimosi būdas, ji vadinama įpareigojantis. O kai vyksta partenogenezės kaitaliojimas ir kitas dauginimosi būdas, partenogenezė vadinama cikliškas(kaip dafnijos ir amarai).

Bitės. Bičių kiaušinėlis vystosi dviem būdais: kai kurie yra apvaisinti, kiti - ne. Iš neapvaisintų kiaušinėlių (1n) išsivysto patinai – tranai. Todėl dronų somatinės ląstelės yra haploidinės ( Neturėtumėte to pamiršti, jei staiga susidursite su šia tema genetikos problema).

Iš apvaisintų kiaušinėlių išsivysto patelės – bitės darbininkės arba motinėlė. Šiuo atveju, kai kiaušialąstės gali išsivystyti tiek dėl apvaisinimo, tiek dėl partenogenetinės, partenogenezė vadinama fakultatyvine.

Bičių fakultatyvinės partenogenezės dėka kontroliuojamas kiekvienos kastos individų (darbininkų, tranų) skaičius.

Rod Rokas apima keletą rūšių, galinčių partenogenezę. Prieš tai, kai šių driežų lytinėse ląstelėse vyksta mitozinis chromosomų skaičiaus padidėjimas, todėl po normalaus mejozinio ciklo kiaušinėliai tampa diploidiniai ir yra pasirengę formuotis naujam organizmui. Akmeniniai driežai gyvena ant uolų ir kartais perėjimas iš vienos į kitą yra problemiškas, tokiomis sąlygomis partenogenezė yra būtent tai, ko reikia.

Partenogenezė buvo atrasta m komodo drakonai. Patelės turi lytinę chromosomas: ZW, o vyrų: ZZ. Todėl dėl partenogenezės turėtų būti gauti organizmai: ZZ arba WW, bet WW nėra gyvybingi. Todėl Komodo drakonuose dėl partenogenezės gali išsivystyti tik patinai.

Partenogenezė taip pat vadinama grynu reprodukcija; šis procesas būdingas rūšims, kurių trumpą gyvenimo ciklą lydi ryškūs sezoniniai pokyčiai.

Androgenezė ir ginogenezė

Adrogenezės metu moteriškoji lytinė ląstelė nedalyvauja naujo organizmo, kuris atsiranda susiliejus dviem vyriškų lytinių ląstelių branduoliams – spermatozoidams, kūrime. Šiuo atveju palikuonių yra tik patinai. Gamtoje androgenezė vyksta vabzdžiams vabzdžiams.

Ginogenezės metu spermatozoidų branduolys nesusilieja su kiaušialąstės branduoliu, gali tik paskatinti jo vystymąsi, įvyksta vadinamasis netikras apvaisinimas. Šis procesas būdingas kaulinėms žuvims ir apvaliosioms kirmėlėms, o palikuonis susideda tik iš patelių.

Haploidinė ir diploidinė partenogenezė

Haploidinėje partenogenezėje organizmas išsivysto iš haploidinio kiaušinėlio, o individai gali būti patelė, patinai arba abu, priklausomai nuo rūšies chromosominės lyties nustatymo. Skruzdėlėse, bitėse ir vapsvose dėl partenogenezės patinai atsiranda iš neapvaisintų kiaušinėlių, o patelės – iš apvaisintų kiaušinėlių. Dėl to organizmai yra suskirstyti į kastas, procesas leidžia reguliuoti tam tikro tipo palikuonių skaičių.

Kai kuriuose driežuose, amaruose ir rotiferiuose stebima diploidinė partenogenezė, ji taip pat vadinama somatine. Šiuo atveju patelėse susidaro diploidiniai kiaušinėliai. Šis procesas leidžia išlaikyti individų skaičių, jei sunku susitikti su skirtingų lyčių asmenimis.

Natūrali ir dirbtinė partenogenezė

Rotiferių, amarų ir dafnijų partenogenezė yra cikliška. Vasarą yra tik patelės, jos vystosi partenogenetiškai, o rudenį dauginasi apvaisinant.

Partenogenezę galima sukelti dirbtinai, pavyzdžiui, dirginant šilkaverpių kiaušinėlių paviršių, kaitinant ar veikiant įvairioms rūgštims, kiaušinėlių suskaidymas gali būti pasiektas be apvaisinimo. Partenogenetiniu būdu buvo galima gauti suaugusius triušius ir varles.

Neseniai Ląstelių technologijų plėtros instituto (JAV Masačusetsas) mokslininkai iš neapvaisintų kiaušinėlių iš 4 iš 28 tiriamųjų makakų gavo pilnaverčius embrionus. Tokius rezultatus jiems pavyko pasiekti dėl cheminio vaisto, kuriam veikiant vyksta specialus dauginimosi būdas - „partenogenezė“. Kas yra partenogenezė?

Partenogenezė(Partenogenezė – iš graikų parthenos – mergaitė, mergelė + genesis – karta) – lytinio dauginimosi forma, kai organizmas vystosi iš moteriškos reprodukcinės ląstelės (kiaušinio), neapvaisinant vyriška (sperma).

Partenogenezę reikėtų skirti nuo nelytinio dauginimosi kai vystymasis vyksta ne iš lytinių ląstelių, o iš somatinių ląstelių ar organų dalijimosi, pumpuravimo būdu.

Tai seksualu, bet tos pačios lyties dauginimasis, kuris atsirado organizmų evoliucijos metu dvinamis formomis. Tais atvejais, kai partenogenetinėms rūšims atstovauja tik patelės, vienas iš pagrindinių partenogenezės biologinių privalumų yra rūšies dauginimosi greičio pagreitis, nes palikuonių gali palikti visi tokių rūšių individai. Jei patelė išsivysto iš apvaisintų ikrų, o patinas – iš neapvaisintų kiaušinėlių, partenogenezė prisideda prie skaičiaus ir lyčių santykio reguliavimo(pvz., bitėse partenogenetiškai vystosi patinai – tranai, o iš apvaisintų – patelės – motinėlės ir bitės darbininkės).

Partenogenezė – natūrali normalus kai kurių gyvūnų ir augalų rūšių dauginimosi būdas. Visiška natūrali partenogenezė vyksta visų tipų bestuburiams gyvūnams, bet dažniausiai nariuotakojams. Iš stuburinių tai yra žuvys, kai kurios varliagyvių rūšys, ropliai, tam tikrų rūšių paukščiai (kalakutai) dauginasi partenogenetiškai. Žinduoliams žinomi tik embrioninės partenogenezės atvejai; dirbtinės partenogenezės metu triušiams buvo pastebėti pavieniai visiško vystymosi atvejai. Žmonėse yra žinomi atvejai, kai esant stresinėms aukštos temperatūros situacijoms ir kitose ekstremaliose situacijose patelės kiaušinėlis gali pradėti dalytis, net jei jis nėra apvaisintas, tačiau 99,9% atvejų greitai miršta (kai kuriais duomenimis , 16 istorijoje įvykusių nepriekaištingo pastojimo atvejų yra žinoma Afrikos ir Europos šalių istorijoje).

Partenogenezė gali būti įpareigojantis, kai kiaušinėliai gali tik partenogenetiškai vystytis, ir neprivaloma kuriuose kiaušinėliai gali išsivystyti tiek per partenogenezę, tiek dėl apvaisinimo (bitėse). Dažnai dauginimasis per partenogenezę keičiasi su biseksualiu dauginimu – vadinamąja cikline partenogeneze. Taigi kai kuriose amarų rūšyse dvipirščius kartas (sparnuotas formas) pakeičia partenogenetinės (patelės be sparnų), o skirtingos kartos naudoja skirtingus maistinių augalų tipus.

Partenogenetiškai gali išsivystyti kiaušinis, patyręs mejozę ir kuriame yra haploidinis chromosomų rinkinys (n) (generatyvinis, haploidinis arba mejozinis partenogenetinis), arba kiaušinis iš vienos iš premeiozinių oogenezės stadijų, išsaugant chromosomų rinkinį, būdingą ši rūšis – diploidinė (2n) arba poliploidinė (3n, 4n, 5n retai 6n, 8n) (amejotinė partenogenezė). Kai kuriose partenogenezės formose kiaušialąstės haploidinio branduolio susiliejimas su kryptingo (polinio) kūno haploidiniu branduoliu atkuria diploidiškumą (autominė partenogenezė). Nuo šių partenogenezės ypatybių priklauso partenogenezės palikuonių genotipas, lytis, taip pat heterozigotiškumo išsaugojimas ar praradimas, homozigotiškumo įgijimas ir kt.

Dirbtinė partenogenezė gyvūnams pirmą kartą gavo rusų zoologas A. A. Tikhomirovas 1886 m veikiant neapvaisintus šilkaverpių kiaušinėlius įvairiems fizikiniams ir cheminiams dirgikliams (stiprių rūgščių tirpalams, trinčiai ir kt.) Vėliau J. Lebonas ir kiti mokslininkai gavo dirbtinę partenogenezę daugelyje gyvūnų, pavyzdžiui, jūrų bestuburiuose (jūrų ežiuose, žvaigždėse, kirmėlėse). , moliuskai), taip pat kai kuriuose varliagyviuose (varlėse) ir net žinduoliuose.

Dirbtinę partenogenezę sukelia hipertoninio tirpalo poveikis kiaušiniams (hipotoninė – osmosinė partenogenezė), kiaušinėlio įšvirkštimas hemolimfa sudrėkinta adata (vadinamoji trauminė varliagyvių partenogenezė), staigus pašildymas ar atšalimas (temperatūros partenogenezė), taip pat šarminių rūgščių veikimas ir kt.

Dirbtinės partenogenezės pagalba dažniausiai galima gauti tik pradines organizmo vystymosi stadijas, visiška partenogenezė pasiekiama retai.

Masės partenogenezės metodas 1936 m. sukūrė šilkaverpiams B. L. Astaurovas. Šis metodas pagrįstas tiksliai dozuotu trumpalaikiu (iki 46 o C 18 minučių) kaitinimu iš patelės pašalintų neapvaisintų ikrų. Metodas leidžia gauti tik pateles, paveldimas identiškas motininei patelei (pradinė), taip pat panašias vienas į kitą, todėl padidėja aukščiausios kokybės šilko pluošto išeiga.

Partenogenezė taip pat apima savotiškus gyvūnų ir augalų vystymosi būdus - ginogenezė ir androgenezė, kuriame kiaušinėliai vystymuisi aktyvuojami prasiskverbiant į savo ar panašios rūšies spermatozoidus, tačiau kiaušinėlio ir spermos branduoliai nesusilieja. Apvaisinimas pasirodo esąs klaidingas, o embrionas vystosi tik su moterišku (ginogenezė) arba tik vyrišku (androgenezė) branduoliu.

Taigi, jei amerikiečių mokslininkų eksperimentas baigsis sėkmingai, tai yra, gims sveiki makakų jaunikliai, greičiausiai netrukus prasidės eksperimentai su žmonių kiaušinėliais, ypač Moterų savanorių yra pakankamai.

Labiausiai tuo domisi nevaisingos ir lesbiečių poros. Tačiau jie turi atsižvelgti į tai, kad gimti gali tik mergaitės. Kol kas mokslininkai neketina atlikti panašių eksperimentų su žmonėmis, nes yra rimta rizika susirgti vėžiu ir naujagimių medžiagų apykaitos sutrikimais, taip pat dėl ​​to, kad turime genų, kurie veikia tik tada, kai jie gaunami iš tėvo. Būtent juose yra užkoduoti baltymai, būtini audinių ir organų vystymuisi. Todėl mažai tikėtina, kad moterys bent jau artimiausiu metu galės apsieiti be vyrų, o vyras nepajėgs pergudrauti gamtos.

Dukteriniai organizmai vystosi iš neapvaisintų kiaušinėlių. Atidarytas XVIII amžiaus viduryje. Šveicarijos gamtininkas III. Kapotas.

Partenogenezės prasmė:

1) dauginimasis įmanomas retais kontaktais su priešingos lyties asmenimis;

2) populiacijos dydis smarkiai didėja, nes palikuonių paprastai būna daug;

3) pasitaiko populiacijose, kurių mirtingumas yra didelis per vieną sezoną.

Partenogenezės tipai:

1) privaloma (privaloma) partenogenezė. Jis randamas populiacijose, kurias sudaro tik patelės (Kaukazo uolų driežuose). Tuo pačiu metu tikimybė sutikti skirtingos lyties asmenis yra minimali (uolas skiria gilūs tarpekliai). Be partenogenezės visa populiacija atsidurtų ties išnykimo riba;

2) ciklinė (sezoninė) partenogenezė (amarams, dafnijoms, rotiferiams). Atsiranda populiacijose, kurios istoriškai tam tikru metų laiku išmirė dideliais kiekiais. Šiose rūšyse partenogenezė derinama su lytiniu dauginimu. Be to, vasarą yra tik patelės, kurios deda dviejų tipų kiaušinius - didelius ir mažus. Iš didelių ikrų partenogenetiškai išnyra patelės, o iš mažų – patinai, kurie žiemą apvaisina dugne gulinčius ikrus. Iš jų atsiranda tik patelės;

3) fakultatyvinė (neprivaloma) partenogenezė. Aptinkama socialiniuose vabzdžiuose (vapsvose, bitėse, skruzdėlėse). Bičių populiacijoje iš apvaisintų kiaušinėlių išauginamos patelės (bitės darbininkės ir motinėlės), o iš neapvaisintų kiaušinėlių – patinai (dronai).

Šiose rūšyse reguliuojama partenogenezė

skaitinis lyčių santykis populiacijoje.

Taip pat yra natūrali (egzistuoja natūraliose populiacijose) ir dirbtinė (naudojama žmonių) partenogenezė. Šio tipo partenogenezę ištyrė V. N. Tikhomirovas. Neapvaisintų šilkaverpių kiaušinėlių išsivystymą jis pasiekė sudirginęs juos plonu šepetėliu arba kelioms sekundėms panardinęs į sieros rūgštį (žinoma, kad šilko siūlus gamina tik patelės).

Ginogenezė(kaulinėse žuvyse ir kai kuriuose varliagyviuose). Spermatozoidai prasiskverbia į kiaušinėlį ir tik skatina jo vystymąsi. Tokiu atveju spermatozoidų branduolys nesulimpa su kiaušinėlio branduoliu ir žūva, o palikuonių vystymuisi paveldimos medžiagos šaltinis yra kiaušinėlio branduolio DNR.

Androgenezė. Embrionui vystytis įtraukiamas į kiaušialąstę įvestas vyriškas branduolys, o kiaušinėlio branduolys miršta. Kiaušialąstė aprūpina maistines medžiagas tik iš savo citoplazmos.

Poliembrionija. Zigotas (embrionas) nelytiškai suskirstytas į kelias dalis, kurių kiekviena išsivysto į savarankišką organizmą. Aptinkama tarp vabzdžių (raitelių), šarvuočių. Šarvuose iš pradžių vieno embriono blastulės stadijoje ląstelinė medžiaga yra tolygiai padalinta tarp 4–8 embrionų, iš kurių kiekvienas vėliau sukuria visavertį individą.