Естественный партеногенез и его распространение в животном мире

У многих животных происходит развитие яйца без оплодотворения яйцеклетки. Такую форму полового размножения называютпартеногенезом. Впервые размножение партеногенезом было описано у тлей. В настоящее время различают естественный и искусственный партеногенез.

Естественный партеногенез бывает периодическим и факультативным. При периодическом партеногенезе он чередуется с обычным половым размножением (тли). Факультативный партеногенез характерен для пчел, муравьев и т.д. У них матка откладывает оплодотворенные и неоплодотворенные яйца. У пчел из оплодотворенных яиц развиваются матка и рабочие пчелы, а из неоплодотворенных самцы (трутни). Способность к партеногенезу среди членистоногих имеют тихоходки, тли, балянусы, несколько видов тараканов, некоторые муравьи и многие другие социальные насекомые[1].

Способность к партеногенезу имеют мелкие ракообразные. Дафнии, например, размножаются амейотическим партеногенезом. При благоприятных условиях у дафний появляются только самки. Если условия начинают меняться (высыхание водоема) из тех же яиц выводятся самцы, которые оплодотворяют самок. Самки откладывают яйца.Оплодотворенные яйца покоятся на дне водоема и способны выдержать высыхание водоема.

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.

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

Искусственный партеногенез.

Искусственный — вызывается экспериментально действием разных раздражителей на неоплодотворённую яйцеклетку, в норме нуждающуюся в оплодотворении
Искусственный партеногенез был обнаружен в 1886 г. А.А. Тихомировым. Этот исследователь добился развития неоплодотворенных яиц тутового шелкопряда, раздражая их тонкой кисточкой или обрабатывая в течение нескольких секунд концентрированной серной кислотой.
В конце XIX и начале XX в. многочисленными исследователями была показана возможность искусственного партеногенеза у иглокожих, червей, моллюсков и других животных. Тот факт, что дробление яйца начинается только после его оплодотворения, получил объяснение благодаря опытам с искусственным партеногенезом, которые показали, что для развития яйца необходима активация. Она является следствием тех сдвигов в обмене веществ, которые сопутствуют оплодотворению. В естественных условиях этот сдвиги происходят после проникновения сперматозоида в яйцеклетку, но в эксперименте могут быть вызваны разнообразными воздействиями - химическими, механическими и т. д. Все они, как и проникновение сперматозоида, влекут за собой обратимые повреждения протоплазмы яйца, что изменяет метаболизм и оказывает активирующее воздействие.
Оказалось, что сравнительно легко поддаются активации яйца млекопитающих. Извлеченные из тела неоплодотворенные яйцеклетки кролика были активированы воздействием пониженной температуры. После пересадки в матку другой крольчихи они развивались в нормальных крольчат.

Общая характеристика процесса дробления и его биологический смысл.

Дробление это ряд быстрых последовательных митотических делений зиготы. В промежутке между делениями клетки не растут, в результате зародыш становится многоклеточным, а по размеру не превышает зиготу.

Биологический смысл. Выравнивание ядерно-плазменного отношения. Достижене многоклеточности. Закладка основных осей симметрии (у большинства).

В соматических клетках:

Во время дробления – есть запасы АТФ, питательных веществ, белков, предшественников ДНК. Во время дробления выпадают пресинтетический и постсинтетический периоды. Синтетический период каждого цикла по времени совпадает с телофазой предыдущего деления.

Первые дробления – синхронные. Постепенно, по мере истощения запаса пит.веществ нарастает асинхронность. Это связано с удлинением интерфазы (начинаются процессы синтеза). Момент когда начинаются собственные синтетические процессы – смена функции материнского генома зародышевым. Гибель – если сперматозоид несет летальные гены. Чем больше запас пит.веществ, тем позднее включается зародышевый геном.

Характер дробления зависит от количества желтка и его распределения в цитоплазме яйца

Гомолецитальный – равномерное распределение, представители ланцетник, иглокожие.

Телолецитальные – смещенное к краю, представители птицы.

Центролецитальные – в центре, представители членистоногие.