Var och en av er känner säkert till berättelsen som beskrivs i de heliga skrifterna. Maria, som var Guds utvalda, förde till världen ett obefläckat avlat barn. Huruvida detta faktiskt hände eller bara var resultatet av dåtidens författares vilda fantasi är svårt att säga idag. Men låt det vara känt för dig att jungfrufödseln är ganska vanlig i vår värld. Vad är partenogenes och vad är dess väsen?

Fantastisk värld

Ett av de största mysterierna i vårt universum är kanske livets ursprung. Var det kom ifrån och vem som är skaparen av allt är ett förseglat mysterium. Men vem vår skapare än var gjorde han ett fantastiskt jobb med att se till att livet på den blå planeten aldrig tar slut. Dess olika former som bebor jorden är kapabla att reproducera sin egen sort på en mängd olika, ibland mycket oväntade, sätt.

Partenogenes

Vad är partenogenes? Detta är förmågan hos en kvinna att föda en ny generation utan deltagande av en sexuell partner - en man. Det betyder inte att hanar inte behövs alls, de är naturligtvis viktiga. Parthenogenes är inte en metod för asexuell reproduktion, som i vissa växter (till exempel knoppande). Men om det händer att en hona av någon anledning inte kunde hitta en partner för parning och befruktning av ägget inte inträffade, kommer hon fortfarande att kunna producera fullfjädrad avkomma utan hans deltagande. Denna förmåga ger arten mycket god överlevnad. När antalet faller kan honorna fylla på befolkningen inom en kort tid och fortsätta loppet. Detta är kärnan i partenogenes.

En annan viktig egenskap hos sådan reproduktion är regleringen av förhållandet mellan antalet honor och män. Så, till exempel, hos bin kommer drönare (hanar) fram från obefruktade ägg, och från befruktade ägg kommer arbetare fram, som alla är honor.

Typer av partenogenes

Vad är partenogenes och hur kan det förekomma hos vissa djur? Hos vissa arter anses det vara den huvudsakliga reproduktionsmetoden (obligatorisk). För andra former är det cykliskt, det vill säga periodiskt avkomma från obefruktade ägg, men oftare med deltagande av en man. Den fakultativa eller akuta reproduktionsmetoden ger arterna överlevnad under de svåraste levnadsförhållandena; detta är kärnan i partenogenesen för dem. Dessa fall är snarare ett undantag, eftersom sådana djur vanligtvis håller sig till bisexuell reproduktion.

Partenogenes hos djur

Vad är partenogenes? Detta är den process där förälderägget, som är obefruktat, börjar utvecklas för att sedan förvandlas till en vuxen fullfjädrad levande varelse. Partenogenesen kan variera avsevärt mellan arter. Så, till exempel, reproduktion genom partenogenes hos bin skiljer sig väsentligt från reproduktionen av andra insekter, säg myror.

Kunskapen om vad partenogenes är och hur den uppstår har avsevärt påverkat vetenskapens utveckling och gett impulser till framväxten av vissa trender i branschen. Således har forskare lärt sig att i silkesmasken börjar partenogenesen efter exponering för vissa temperaturer. Detta påskyndade avsevärt avelsprocessen för dessa insekter.

Kärnan i partenogenesen är välkänd för biodlare och silkesproducenter; många ryggradslösa djur använder just denna metod. Vissa arter av ödlor och fiskar utövar ofta detta; processen är välkänd för representanter för växtvärlden; det finns till och med partenogenetiska kalkoner.

Representanter för vetenskapen arbetar outtröttligt för att studera denna funktion. Många försök har gjorts för att inducera partenogenes hos varmblodiga djur. Tyvärr är det omöjligt att ge exempel, eftersom i vissa fall celltillväxt och embryoutveckling inträffade, men saken nådde aldrig slutstadiet. Det finns också ett stort intresse från den medicinska sidan. En undersökning genomfördes, varefter det blev känt att majoriteten av gifta par som inte kan få barn med glädje skulle bestämma sig för en sådan obefläckad befruktning. Vem vet, kanske med tiden kommer hemlighetsslöjan att lyftas. Och ett mirakel kommer att gå i uppfyllelse - partenogenes kommer att kunna ge liv till en mänsklig baby.

På tröskeln till den kristna högtiden påsk skulle jag vilja överväga ett ämne som vetenskapligt närmar sig ett Nya testamentets mirakel.

Enligt legenden blev den heliga jungfru Maria, utan någon befruktning, gravid och födde judarnas kung Jesus Kristus - Messias, vars ankomst förutspåddes i Gamla testamentet.

”Utan befruktning? Omöjlig!" – några kommer att invända. Men ett sådant fenomen är möjligt. Jungfru Maria kallas "Agni Parthene" på grekiska, översatt som "Ren Jungfru".

Här från ordet " parthenay"- jungfru, jungfru - termen partenogenes bildades.

Reproduktion genom partenogenes

Partenogenes– Det här är den process genom vilken reproduktion sker från obefruktade.

Men detta ska inte förväxlas med reproduktion.

Reproduktion genom partenogenes– Det här är en form av sexuell reproduktion, eftersom kvinnliga könsceller bildas.

En av de första som studerade partenogenes var den svenske naturforskaren Charles Bonnet och tysk zoolog Karl Siebold.

Partenogenes är uppdelad i två typer: meiotisk Och ameiotisk .

På ameiotisk partenogenesäggen förblir diploida eftersom de inte genomgår meios.

På meiotisk partenogenes organismen utvecklas antingen från haploid ägg, och är själv haploid eller ägg återställer diploiditeten och organismen blir diploid.

Återställande av diploiditet kan ske på olika sätt: ägget kan smälta samman med en polär kropp (detta liknar könskopulation) eller så kan det inträffa endomitos.

Endomitos – fördubblingsprocessen. Som med, men kärnmembranet löses inte upp och cellen delar sig inte.

Vilka organismer kan föröka sig genom partenogenes?

Här är några klassiska exempel

Bladlöss. På så sätt ökar de snabbt sitt antal utan större kostnader. Partenogenetiskt ras på sommaren. Resultatet är bara honor. Detta är en sorts förberedelse för ogynnsamma förhållanden, som syftar till att se till att så många individer som möjligt överlever. När hösten närmar sig föds en annan typ av könsceller, från vilka både hanar och honor kan komma fram. Och insekter börjar fortplanta sig genom vanligt samlag.

Daphnia. Under sommaren förökar de sig genom ameiotisk partenogenes. När temperaturen i reservoaren sjunker och dagsljuset förkortas uppstår haploida hanar. Befolkningen går över till vanlig sexuell reproduktion.

Hjuldjur. Bli inte förvånad om det här namnet inte är bekant för dig, så vitt jag vet finns de inte i skolans läroplan. Kort sagt: hjuldjur är en helt separat typ. De är flercelliga organismer, men deras storlekar är mycket små. Hjuldjur, som bladlöss och daphnia, förökar sig genom partenogenes under gynnsamma förhållanden, och när ogynnsamma förhållanden inträffar övergår de till vanlig sexuell reproduktion. Det finns till och med vissa arter som hjuldjur som har uppnått "perfektion": dessa arter bildas endast av honor som förökar sig genom partenogenes. I sådana fall, när partenogenes är den enda metoden för reproduktion, kallas det förplikta. Och när det sker en växling av partenogenes och en annan metod för reproduktion, kallas partenogenes cyklisk(som daphnia och bladlöss).

Bin. Hos bin följer äggutvecklingen två mönster: vissa befruktas, andra inte. Från obefruktade ägg (1n) utvecklas hanar - drönare. Därför är de somatiska cellerna hos drönare haploida ( Du bör inte glömma detta om du plötsligt stöter på något om detta ämne i ett problem om genetik).

Från befruktade ägg utvecklas honor - arbetsbin eller en drottning. I detta fall, när ägg kan utvecklas både som ett resultat av befruktning och partenogenetiskt, kallas partenogenes fakultativ.

Tack vare förmågan till fakultativ partenogenes hos bin kontrolleras antalet individer av varje kast (arbetare, drönare).

Rod Rock inkluderar flera arter med förmåga till partenogenes. Innan könscellerna hos dessa ödlor genomgår en mitotisk ökning av antalet kromosomer, därför, efter en normal meiotisk cykel, blir äggen diploida och är redo att bilda en ny organism. Stenödlor lever på stenar och ibland är det problematiskt att flytta från en till en annan, under sådana förhållanden är partenogenes precis vad som behövs.

Partenogenes har upptäckts i komodo drakar. Kvinnor har könskromosomer: ZW och män: ZZ. Därför, som ett resultat av partenogenes, bör organismer erhållas: ZZ eller WW, men WW är inte livskraftiga. Därför, i komodo-drakar, kan endast hanar utvecklas som ett resultat av partenogenes.

Parthenogenes kallas också jungfrureproduktion; denna process är karakteristisk för arter där en kort livscykel åtföljs av uttalade säsongsmässiga förändringar.

Androgenes och gynogenes

Under processen med adrogenes deltar inte den kvinnliga könscellen i utvecklingen av en ny organism, som uppträder som ett resultat av sammansmältningen av två kärnor av manliga könsceller - spermier. I det här fallet är endast hanar närvarande i avkomman. I naturen förekommer androgenes i hymenopteran-insekter.

Under gynogenesen går inte spermiekärnan samman med äggkärnan, den kan bara stimulera dess utveckling, så kallad falsk befruktning sker. Denna process är karakteristisk för benfisk och rundmask, och avkomman består endast av honor.

Haploid och diploid partenogenes

I haploid partenogenes utvecklas en organism från ett haploid ägg, och individer kan vara honor, manliga eller båda, beroende på artens kromosomala könsbestämning. Hos myror, bin och getingar, som ett resultat av partenogenes, kommer hanar från obefruktade ägg och honor från befruktade ägg. Tack vare detta delas organismer in i kaster; processen låter dig reglera antalet ättlingar av en viss typ.

Hos vissa ödlor, bladlöss och hjuldjur observeras diploid partenogenes; den kallas också somatisk. I detta fall bildas diploida ägg hos honor. Denna process gör det möjligt att upprätthålla antalet individer om mötet mellan individer av olika kön är svårt.

Naturlig och artificiell partenogenes

Partenogenes är cyklisk hos hjuldjur, bladlöss och daphnia. På sommaren finns bara honor, de utvecklas partenogenetiskt, och på hösten sker reproduktion med befruktning.

Partenogenes kan orsakas på konstgjord väg, till exempel genom att irritera ytan på silkesmaskägg, upphettning eller exponering för olika syror, äggfragmentering kan uppnås utan befruktning. Det var möjligt att erhålla vuxna kaniner och grodor partenogenetiskt.

Nyligen erhöll forskare från Institutet för utveckling av cellteknologi (Massachusetts USA) fullfjädrade embryon från obefruktade ägg från 4 av 28 testmakaker. De kunde uppnå sådana resultat tack vare ett kemiskt läkemedel under påverkan av vilket en speciell metod för reproduktion inträffar - "partenogenes". Vad är partenogenes?

Partenogenes(Parthenogenes - från grekiskan parthenos - flicka, jungfru + genesis - generation) - en form av sexuell reproduktion där utvecklingen av en organism sker från en kvinnlig fortplantningscell (ägg) utan befruktning av en manlig (spermier).

Partenogenes bör särskiljas från asexuell reproduktion när utveckling inte sker från könsceller, utan från somatiska celler eller organ genom delning, knoppning.

Det är sexuellt, men samkönad reproduktion, som uppstod under evolutionen av organismer i tvåboformer. I fall där partenogenetiska arter endast representeras av honor, är en av de viktigaste biologiska fördelarna med partenogenes accelerationen av artens reproduktionshastighet, eftersom alla individer av sådana arter kan lämna avkomma. Om en hona utvecklas från befruktade ägg och en hane från obefruktade ägg, partenogenes bidrar till regleringen av antal och könsförhållanden(till exempel hos bin utvecklas hanar - drönare - partenogenetiskt och från befruktade - honor - drottningar och arbetsbin).

Partenogenes - naturlig en normal reproduktionsmetod för vissa arter av djur och växter. Fullständig naturlig partenogenes förekommer hos ryggradslösa djur av alla typer, men oftast hos leddjur. Av ryggradsdjuren är dessa fiskar, vissa arter av amfibier, reptiler och vissa fågelarter (kalkoner) förökar sig partenogenetiskt. Hos däggdjur är endast fall av embryonal partenogenes kända; isolerade fall av full utveckling observerades hos kanin under artificiell partenogenes. I människor det finns kända fall när, under påverkan av stressiga situationer med höga temperaturer och i andra extrema situationer, ett honägg kan börja dela sig, även om det inte är befruktat, men i 99,9% av fallen dör det snart (enligt vissa uppgifter , 16 fall av obefläckad befruktning som ägde rum i historien är kända i historien Afrika och europeiska länder).

Partenogenes kan vara förplikta, när äggen endast är kapabla till partenogenetisk utveckling, och frivillig där ägg kan utvecklas både genom partenogenes och som ett resultat av befruktning (hos bin). Ofta växlar reproduktion genom partenogenes med bisexuell reproduktion - den så kallade cykliska partenogenesen. Hos vissa arter av bladlöss ersätts alltså tvåtåiga generationer (vingade former) av partenogenetiska (vinglösa honor), medan olika generationer använder olika typer av matväxter.

Partenogenetiskt kan antingen ett ägg som har genomgått meios och innehåller en haploid uppsättning kromosomer (n) (generativ, haploid eller meiotisk partenogenetisk) utvecklas, eller ett ägg från ett av de premeiotiska stadierna av oogenes med bevarande av kromosomuppsättningen som är karakteristisk för denna art - diploid (2n) eller polyploid (3n, 4n, 5n sällan 6n, 8n) (ameiotisk partenogenes). I vissa former av partenogenes leder sammansmältningen av äggets haploida kärna med den haploida kärnan i den riktade (polära) kroppen till återställande av diploiditet (automiktisk partenogenes). Genotypen, könet på den partenogenetiska avkomman, såväl som bevarandet eller förlusten av heterozygositet, förvärv av homozygositet, etc., beror på dessa egenskaper hos partenogenesen.

Artificiell partenogenes hos djur erhölls först av en rysk zoolog A. A. Tikhomirov 1886 genom att exponera obefruktade sidenmasksägg för olika fysikalisk-kemiska irriterande ämnen (lösningar av starka syror, friktion, etc.) Därefter erhölls artificiell partenogenes av J. Lebon och andra forskare hos många djur, till exempel hos marina ryggradslösa djur (sjöborrar, stjärnor, maskar) , blötdjur), såväl som hos vissa amfibier (grodor) och även hos däggdjur.

Artificiell partenogenes orsakas av effekten på äggen av en hypertonisk lösning (hypoton - osmotisk partenogenes), injektion av ett ägg med en nål fuktad med hemolymfa (den så kallade traumatiska partenogenesen av amfibier), plötslig uppvärmning eller nedkylning (temperaturpartenogenes), samt verkan av alkalisyror etc.

Med hjälp av artificiell partenogenes är det vanligtvis möjligt att få endast de första stadierna av utvecklingen av en organism; fullständig partenogenes uppnås sällan.

Metod för masspartenogenes utvecklad för silkesmaskar 1936 av B. L. Astaurov. Denna metod är baserad på exakt doserad korttidsuppvärmning (upp till 46 o C i 18 minuter) av obefruktade ägg som avlägsnats från honan. Metoden gör det möjligt att erhålla endast kvinnliga individer, ärftligt identiska med moderns hona (initial), samt lika varandra, vilket ger ett ökat utbyte av silkesfiber av högsta kvalitet.

Parthenogenes inkluderar också speciella sätt att utveckla djur och växter - gynogenes och androgenes, där äggen aktiveras för utveckling genom att penetrera spermier från deras egen eller liknande art, men kärnorna i ägget och spermierna smälter inte samman. Befruktning visar sig vara falsk, och embryot utvecklas med endast en kvinnlig (gynogenes) eller endast en manlig (androgenes) kärna.

Således, om amerikanska forskares experiment slutar framgångsrikt, det vill säga friska bebismakaker föds, kommer experiment med mänskliga ägg troligen att börja snart, särskilt eftersom Det finns tillräckligt med kvinnliga volontärer.

Infertila och lesbiska par är mest intresserade av detta. De måste dock ta hänsyn till att endast flickor kan födas. Än så länge tänker forskarna inte göra liknande experiment på människor, eftersom det finns en allvarlig risk att utveckla cancer och metabola störningar hos nyfödda, och även för att vi har gener som bara fungerar om de tas emot från fadern. Det är i dem som de proteiner som är nödvändiga för utvecklingen av vävnader och organ kodas. Därför är det osannolikt att kvinnor kommer att kunna klara sig utan män, åtminstone inom en snar framtid, medan mannen inte kan överlista naturen.

Dotterorganismer utvecklas från obefruktade ägg. Öppnade i mitten av 1700-talet. schweizisk naturforskare III. Hätta.

Betydelsen av partenogenes:

1) reproduktion är möjlig med sällsynta kontakter av individer av motsatt kön;

2) populationsstorleken ökar kraftigt, eftersom avkomman vanligtvis är många;

3) förekommer i populationer med hög dödlighet inom en säsong.

Typer av partenogenes:

1) obligatorisk (obligatorisk) partenogenes. Den finns i populationer som uteslutande består av kvinnliga individer (i den kaukasiska stenödlan). Samtidigt är sannolikheten att träffa individer av olika kön minimal (klipporna är åtskilda av djupa raviner). Utan partenogenes skulle hela befolkningen vara på gränsen till utrotning;

2) cyklisk (säsongsbunden) partenogenes (hos bladlöss, daphnia, hjuldjur). Förekommer i populationer som historiskt har dött ut i stort antal vid vissa tider på året. Hos dessa arter kombineras partenogenes med sexuell reproduktion. Dessutom, på sommaren finns det bara honor som lägger två typer av ägg - stora och små. Ur stora ägg kommer honorna fram partenogenetiskt och från små ägg kommer hanar fram som befruktar de ägg som ligger på botten på vintern. Endast honor kommer fram från dem;

3) fakultativ (valfri) partenogenes. Finns i sociala insekter (getingar, bin, myror). I en population av bin producerar befruktade ägg honor (arbetsbin och drottningar), medan obefruktade ägg producerar hanar (drönare).

Hos dessa arter finns partenogenes för att reglera

numeriskt könsförhållande i befolkningen.

Det finns också naturlig (finns i naturliga populationer) och artificiell (används av människor) partenogenes. Denna typ av partenogenes studerades av V.N. Tikhomirov. Han uppnådde utvecklingen av obefruktade silkesägg genom att irritera dem med en tunn borste eller nedsänka dem i svavelsyra i några sekunder (endast honor är kända för att producera sidentråd).

Gynogenes(hos benfiskar och vissa amfibier). Spermierna penetrerar ägget och stimulerar bara dess utveckling. I det här fallet håller inte spermiekärnan ihop med äggkärnan och dör, och källan till ärftligt material för utvecklingen av avkomman är äggkärnans DNA.

Androgenes. Utvecklingen av embryot involverar den manliga kärnan som introduceras i ägget, och äggets kärna dör. Äggcellen ger endast näringsämnen från sin cytoplasma.

Polyembryoni. Zygoten (embryot) delas in i flera delar asexuellt, som var och en utvecklas till en självständig organism. Finns i insekter (ryttare), bältdjur. Hos bältdjur är cellmaterialet från initialt ett embryo i blastulastadiet jämnt fördelat mellan 4-8 embryon, som vart och ett sedan ger upphov till en fullvärdig individ.