Қосмекенділердегі партеногенез - Parthenogenesis in amphibians

Партеногенез жұмыртқалар ұрықтанбай дамып, нәтижесінде бір жынысты түрлер пайда болатын көбею түрі. Бұл құбылыс репродуктивті режимдермен тығыз байланысты гибридогенез, онда ұрықтану жүреді, бірақ аталық ДНҚ берілмейді. Арасында қосмекенділер, бұл көптеген көрінеді бақа және саламандр түрлер, бірақ оларда тіркелмеген caecilians.

Жасанды партеногенез

Pelophylax nigromaculatus жасанды партеногенез тәжірибелерінде қолданылған

Гаплоидты партеногенезге эксперименталды түрде қол жеткізілді қосмекенділер, жасанды деп санауға болатын тәсілдер арқылы гиногенез. Оскар Хертвиг алғаш рет сәулеленген сперматозоидтармен ұрықтандырылған жұмыртқаларды қолданып, 1911 жылы бақаларда жасанды партеногенезге жетті.[1] Радиация сперматозоидтардағы ДНҚ-ны жойды, бірақ қалыпты эмбриондар әлі де өндірілді. Гюнтер Хертвиг ​​бұл тәжірибені 1924 жылы әр түрлі бақа арасындағы кресттерді пайдаланып қайталаған.[1] Құрбақа арасындағы айқас, Amietophrynus regularis және бақа, Рана фуска, өміршең эмбрион шығармас еді, бірақ бақа жұмыртқасын сәулеленген бақа сперматозоидтары ұрықтандырса, гаплоидты личинка пайда болады.[1] Партеногенез индукцияланған Pelophylax nigromaculatus инемен жұмыртқаны шаншу арқылы.[2] Бұл әдіс өндірілді тырнақтар ол ересек бақаларға айналды, олардың кейбіреулері альбинос болды.[2]Rana japonica, Pelophylax nigromaculatus және Литобаттар пипиендер жасанды партеногенез нәтижесінде өмірге қабілетті гаплоидты ересектер шығарды.[1]

Партеногенез табиғаттағы

Шығу тегі

Саламандрлар белгілі ежелгі партеногенді омыртқалылар.[3] Молекулалық әдістер бір жынысты саламандрлардың пайда болу уақытын осы күнге дейін анықтайды Плиоцен, бастап 3,9 млн[4] шамамен 5 миллион жыл бұрын.[5]

Барлық белгілі партеногенді амфибиялар бір-бірімен тығыз байланысты түрлер арасындағы будандастыру оқиғаларының нәтижесі болды.[6] Pelophylax esculentus, жеуге болатын бақа - бұл кресттердің өнімі Pelophylax Lessonae және Pelophylax ridibundus.[7] Сол сияқты, Ambystoma laterale, Ambystoma jeffersonianum, Ambystoma texanum және Амбистома тигринумы бір жыныстағы бір жынысты саламандрларға дейін бар ата-аналық түрлер ретінде анықталды.[4] Алайда митохондриялық дәлелдер гибридтің шығу тегі туралы айтады Амбистома, аналық сызықта, туысында жатыр Ambystoma barbouri.[5][7] Осыған қарамастан, барлық сақталып келген бір жынысты түрлер Амбистома ядролық ДНҚ-ны бөлісуге болмайды Ambystoma barbouri.[5]

Бір жынысты қосмекенділердегі полиплоидия

Полиплоидия, хромосома санының сандық өзгеруі, партеногенді қосмекенділерде жиі кездеседі. Саламандрларда триплоидия (үш жиынтық хромосома бар), тетраплоидия (төрт хромосома жиынтығы) және пентаплоидия (бес жиынтық хромосома) кездеседі.[4] Бір жынысты саламандрларда полиплоидияның әр түрлі деңгейлері екі-төрт түрді қамтитын бірнеше будандастыру оқиғаларының нәтижесі болып табылады.[4][8] Амбистома бір жынысты, триплоидты буданы Ambystoma laterale, Ambystoma texanum және Амбистома тигринумы, ал будандардың будандары Амбистома платина және Ambystoma texanum тетраплоид екендігі анықталды.[9] Көпшілігі Амбистома гибридтер олардың ата-аналық түрлерінің әрқайсысында қанша гаплоидты хромосомалар жиынтығымен сипатталады, олардың плоидия деңгейі.[4]

Өлім

Партеногенді қосмекенділерде эмбриондардың өлімі жоғары. Солтүстік Американдық саламандр түрлерінің балапандарын шығару мөлшері 19,5% -дан ауытқиды[10] 30,5% дейін.[11] Интергеномдық алмасулар сияқты деген болжам бар өту кезінде мейоз, рөл атқаруы мүмкін. Интергеномдық алмасулар көбінесе бір жынысты түрлердегі хромосомалардың болуына байланысты өлімге әкеледі гомеологиялық (ұқсас, бірақ аз гомологиялық хромосомалар түр ішінен).[3] Гомологиялық хромосомалар көбіне бірдей, бұл жағдайда хромосомалардың репликациясы нәтижесінде болады.[3]

Партеногенез және қосмекенділердегі партеногенетикалық тәрізді көбею режимдері

Гиногенез

Гиногенез - бұл жұмыртқа ұрық жасушасымен шаншылғаннан кейін ғана бөліне бастайтын, бірақ ұрықтың генетикалық материалы пайдаланылмайтын партеногенездің бір түрі.[8] Гиногенездің екі белгілі механизмі бар. Біріншісі - мейозға дейінгі эндомитотикалық құбылыс, мұнда жасушада хромосомалар саны жасуша бөлінбей екі еселенеді.[3] Мейоздан кейін әр жұмыртқа анасымен бірдей плоидитке (хромосомалар санына) ие болады. Бұл ерекше партеногендік механизм бір жынысты жыныста байқалған Амбистома түрлері[8] Сонымен қатар Glandirana rugosa.[12] Екінші ықтимал механизм апомиксис, ол митоздық репликация арқылы хромосомалардың толық жиынтығын шығарады.[8] Бұл әдіс ешбір амфибия түрлерінде байқалмаған.[8] Бір түрдегі аналықтардың арасындағы қарым-қатынастар байқалды Амбистома платина, және овуляцияның овипозициясын тудыруға мүмкіндік берді, дегенмен мінез-құлықтың нақты пайдалылығы белгісіз.[13]

Гибридогенез

Сондай-ақ оқыңыз: Су бақаларындағы гибридогенез

Жылы гибридогенез, бір жынысты түрдің аналықтары туыстас түрдің аталығымен жұптасып, ұрпақ беру үшін олардың генетикалық материалын пайдаланады. Алайда, осы талапқа қарамастан, ер адамның генетикалық материалы келесі ұрпаққа берілмейді.[8] Мейоздың алдында митоздық бөліну кезінде шпиндель талшықтары аналық хромосомаларға жабысып, цитоплазмада аталық хромосомаларды қалдырады.[14] Әдетте хромосомалар жаңа туылған жұмыртқалардан алынып тасталады, әдетте рекомбинацияланбайды.[8] Кейбір жағдайларда, мысалы Pelophylax esculentus, сонымен қатар, жасуша бөлінуіне дейін эндомеоз болады, яғни аналық хромосомалар қайталанады және әр жұмыртқада бірдей жұп хромосома болады.[8] Гибридогенезді партеногенетикалық тектес көбею тәсілі деп атауға болады, өйткені әке жолында тұқым қуалаушылық болмайды.[8] Бұл еуропалық су бақа кешенінде құжатталған Пелофилакс, оның құрамына үш гибридогендік форма кіреді.

Клептогенез

Клептогенез - бұл бір жынысты организмдерде көбеюдің жыныстық паразиттік түрі, ол көбінесе гиногенетикалық көбеюге қабілетті түрлермен байланысты.[8] Бұл репродуктивті режимде бір жынысты аналықтар туыстас түрлердің симпатриалық еркектерімен жұптасады, ал генетикалық материал аналық ДНҚ-мен рекомбинацияланады және осылайша беріледі. Бұл көбею әдісін бір жынысты саламандра түрлерінің барлығында болмаса да, көптеген түрлерінен көруге болады, әсіресе тұқымдас саламандрлар Амбистома,[3] және сол жануарларда кездесетін ерекше генетикалық әртүрлілікке байланысты.[7]

Әдебиеттер тізімі

  1. ^ а б c г. Миттвоч, Урсула (1972). «Партеногенез». Медициналық генетика журналы. 15 (3): 165–181. дои:10.1136 / jmg.15.3.165. PMC  1013674. PMID  353283.
  2. ^ а б Токунага, Чиоко (1949). «Жасанды партеногенез жолымен өндірілген альбино бақалары» (PDF). Тұқымқуалаушылық журналы. 40 (10): 279–281. дои:10.1093 / oxfordjournals.jhered.a105958. PMID  15393921.
  3. ^ а б c г. e Би, Ке; Bogart, JP (2010). «Шам щеткасы хромосомаларын жердегі геномдық будандастыру арқылы геномаралық алмасудың меитотикалық механизмін зондтау Амбистома (Амфибия: Каудата) ». Хромосомаларды зерттеу. 18 (3): 371–382. дои:10.1007 / s10577-010-9121-3. PMID  20358399.
  4. ^ а б c г. e Хеджерлер, S; Богарт, Дж .; Макссон, Л.Р. (1992). «Бір жынысты саламандрлардың ата-бабасы». Табиғат. 356 (6371): 708–710. дои:10.1038 / 356708a0. PMID  1570014.
  5. ^ а б c Би, К .; Bogart, JP (2010). «Бірнеше рет: Бір жынысты саламандрлар (түр Амбистома) ең көне бір жынысты омыртқалы жануарлар ». BMC эволюциялық биологиясы. 10: 238. дои:10.1186/1471-2148-10-238. PMC  3020632. PMID  20682056.
  6. ^ Нив, В.Б .; Брэндон, Р.А. (2011). «Омыртқалылар арасында бір жынысты көбею». Генетика тенденциялары. 27 (3): 81–88. дои:10.1016 / j.tig.2010.12.002. PMID  21334090.
  7. ^ а б c Граф, Дж .; Пелаз, М.П. (1989). «Бір жынысты омыртқалылардың эволюциясы және генетикасы». Доулиде, Р.М .; Богарт, Дж.П. (ред.) Эволюциялық генетика Rana esculenta күрделі. Нью-Йорк: Нью-Йорк мемлекеттік мұражайы.
  8. ^ а б c г. e f ж сағ мен j Avise, Джон (2008). «Жартылай дәмдегі көбею: гиногенез, гибридогенез және клептогенез». Клоналдылық: омыртқалы жануарларда генетика, экология және жыныстық қатынастан бас тарту эволюциясы. Оксфорд: Оксфорд университетінің баспасы. 81–118 бб.
  9. ^ Богарт, Дж .; Лихтс, Л.Е. (1986). «Тұқымның гибридті саламандрларындағы көбеюі және полиплоидтардың шығу тегі Амбистома". Канаданың генетика және цитология журналы. 28 (4): 605–617. дои:10.1139 / g86-089. PMID  3756609.
  10. ^ Богарт, Дж .; Лоукок, Л.А .; Зейл, СВ .; Мэйбл, Б.К. (1987). «Геномдық конституция және гибридті саламандрлардың репродуктивті биологиясы, тұқымдас Амбистома, Эри көліндегі Келлейс аралында ». Канадалық зоология журналы. 65 (9): 2188–2201. дои:10.1139 / z87-333.
  11. ^ Богарт, Дж .; Бартошек, Дж .; Noble, D.W.A .; Би, К. (2009). «Бір жынысты саламандрлардағы жыныстық қатынас: ежелгі аффинаттармен жаңа шәует донорының ашылуы». Тұқымқуалаушылық. 103 (6): 483–493. дои:10.1038 / hdy.2009.83. PMID  19639004.
  12. ^ Ичикава, У; Миура, Мен .; Ohtani, H. (1997). «Геногенез нәтижесінде пайда болған генетикалық ZZ ерлер мен ХХ аналықтардың жыныс бездерінің ерте дамуы Рана ругоса". Зоология ғылымы. 14: 73.
  13. ^ Моррис, М.А .; Брэндон, Р.А. (1984). «Гиногенез және будандастыру Амбистома платина және Ambystoma texanum Иллинойс штатында ». Copeia. 1984 (2): 324–337. дои:10.2307/1445188. JSTOR  1445188.
  14. ^ Чимино, Мексика (1972). «Үш қабатты аналық балықтардағы мейоз (Поэцилиопсис, Poeciliidae) ». Ғылым. 175 (4029): 1484–1486. дои:10.1126 / ғылым.175.4029.1484. PMID  5013682.