Partenogénesis

Partenogénesis (del otro griego παρθένος γένεσις  - nacimiento virginal, en plantas - apomixis , ἀπο- + μῖξις , no mestizaje) - la llamada "reproducción del mismo sexo" o "reproducción virgen" - una de las formas de reproducción sexual de organismos en los que las células sexuales femeninas ( óvulos ) se desarrollan en un organismo adulto sin fertilización . Aunque la reproducción partenogenética no va acompañada de la fusión de los gametos masculino y femenino , la partenogénesis se sigue considerando reproducción sexual, ya que el organismo se desarrolla a partir de una célula germinal. Se cree que la partenogénesis surgió en el proceso de evolución de las formas dioicas.

En los casos en que las especies partenogenéticas están representadas (siempre o periódicamente) solo por hembras , una de las principales ventajas biológicas de la partenogénesis es acelerar la tasa de reproducción de la especie, ya que todos los individuos de dicha especie son capaces de dejar descendencia. Este método de reproducción se encuentra en algunos animales, aunque más a menudo entre organismos relativamente primitivos. En los casos en que las hembras se desarrollan a partir de huevos fertilizados y los machos se desarrollan a partir de huevos no fertilizados , la partenogénesis contribuye a la regulación de la proporción de sexos (por ejemplo, en las abejas ). A menudo, las especies y razas partenogenéticas son poliploides y surgen como resultado de una hibridación distante , revelando en relación con esto heterosis y alta viabilidad.

La partenogénesis debe atribuirse a la reproducción sexual y debe distinguirse de la reproducción asexual , que se lleva a cabo con la ayuda de órganos y células somáticas (reproducción por división , gemación , etc.).

Clasificaciones de tipos de partenogénesis

Hay varias clasificaciones de la reproducción partenogenética.

  1. Según el método de reproducción.
    • Natural es la forma normal en que algunos organismos se reproducen en la naturaleza.
    • Artificial: provocado experimentalmente por la acción de diversos estímulos sobre un óvulo no fecundado, que normalmente necesita ser fecundado .
  2. por completitud
    • Rudimentario (rudimentario): los óvulos no fertilizados comienzan a dividirse, pero el desarrollo embrionario se detiene en las primeras etapas. Sin embargo, en algunos casos, también es posible continuar el desarrollo hasta las etapas finales (partenogénesis accidental o aleatoria).
    • Completo: el desarrollo del huevo conduce a la formación de un adulto. Este tipo de partenogénesis se observa en todo tipo de invertebrados y en algunos vertebrados .
  3. Según el método de restauración de la diploidía.
    • Los óvulos en desarrollo ameiótico no sufren meiosis y permanecen diploides . Tal partenogénesis (por ejemplo, en Daphnia ) es un tipo de reproducción clonal .
    • Meiótico: los huevos experimentan meiosis (al mismo tiempo que se vuelven haploides ). Un nuevo organismo se desarrolla a partir de un huevo haploide (himenópteros masculinos y rotíferos ), o el huevo restaura la diploidía de una forma u otra (por ejemplo, por endomitosis o fusión con el cuerpo polar )
  4. Por la presencia de otras formas de reproducción en el ciclo de desarrollo
    • obligar - cuando es la única manera de reproducir
    • Cíclico: la partenogénesis se alterna naturalmente con otros métodos de reproducción en el ciclo de vida (por ejemplo, en dafnia y rotíferos).
    • Opcional - Ocurriendo como una excepción o un método de reserva de reproducción en formas que normalmente son bisexuales.

Animales

La capacidad de partenogénesis se observó en turbelarios, trematodos, caracoles, nematodos, tardígrados, onicóforos y otros grupos de animales. La partenogénesis cíclica es característica de los rotíferos.

En artrópodos

Arañas , crustáceos y muchos insectos: pulgones , varias especies de cucarachas, algunas hormigas y muchos otros insectos sociales tienen la capacidad de partenogénesis entre los artrópodos [1] .

Entre los crustáceos, se ha observado partenogénesis en balanus , pez escudo, camarones de salmuera desnudos (camarones de salmuera). La partenogénesis cíclica u obligada es característica de todos los crustáceos ramificados (Cladocera). Las dafnias, por ejemplo, se reproducen por partenogénesis ameiótica. En condiciones favorables, solo las hembras aparecen en las dafnias. Si las condiciones comienzan a cambiar (secado del reservorio), los machos nacen de los mismos huevos, que fertilizan a las hembras. Las hembras ponen huevos. Los huevos fertilizados descansan en el fondo del depósito y pueden soportar el secado del depósito.

Entre los artrópodos, se observó un tipo especial de partenogénesis: la pedogénesis , descubierta en 1863 por el científico ruso Nikolai Petrovich Wagner , quien publicó el trabajo Reproducción espontánea de orugas en insectos, por el que recibió el Premio Demidov de la Academia de Ciencias . Entre los insectos, la pedogénesis ocurre en escarabajos ( Coleoptera , Micromalthus debilis ), alas de abanico ( Strepsiptera ), gusanos del saco ( Psychidae ) y mosquitos de las agallas ( Cecidomyiidae ). También se conoce pedogénesis en algunos crustáceos marinos ramificados ( Cladocera ).

Hormigas

En las hormigas, la partenogénesis telitósica se encuentra en 8 especies y se puede dividir en 3 tipos principales: tipo A: las hembras producen hembras y obreras a través de la telitoquia , pero las obreras son estériles y los machos están ausentes ( Mycocepurus smithii ); tipo B: los trabajadores producen trabajadores y hembras potenciales a través de thelytokyia; tipo C - las hembras producen hembras por telitoquia y las obreras por sexo normal, mientras que las obreras producen hembras por telitoquia. Los machos son conocidos por los tipos B y C [2] . El tipo B se encuentra en Cerapachys biroi [3] , dos especies de mirmicina , Messor capitatus [4] y Pristomyrmex punctatus [5] [6] , y en la especie ponerina Platythyrea punctata [7] . El tipo C se ha encontrado en las hormigas corredoras Cataglyphis cursor [8] y dos especies de mirmicina Wasmannia auropunctata [9] y Vollenhovia emeryi [10] .

Termitas

Se encontró reproducción asexual en forma de partenogénesis telítica en 7 especies de termitas , entre ellas: Reticulitermes speratus , Zootermopsis angusticollis , Kalotermes flavicollis , Bifiditermes beesoni [11] .

En vertebrados

La partenogénesis es rara en los vertebrados y ocurre en aproximadamente 70 especies, lo que representa el 0,1% de todos los vertebrados. Por ejemplo, hay varias especies de lagartos que se reproducen naturalmente por partenogénesis ( lagartos de roca , dragones de Komodo ). También se han encontrado poblaciones partenogenéticas en algunas especies de peces, anfibios y aves (incluidos los pollos). Entre los mamíferos, aún no se conocen casos de partenogénesis [12] [13] .

La partenogénesis en los dragones de Komodo es posible porque la ovogénesis va acompañada del desarrollo de un polocito ( cuerpo polar ) que contiene una copia doble del ADN del óvulo; el polocito no muere y actúa como un espermatozoide, convirtiendo el óvulo en un embrión [14] .

En plantas

Un proceso similar en las plantas se llama apomixis . Representa la reproducción por semillas que surgieron sin fertilización: ya sea como resultado de un tipo de meiosis que no reduce a la mitad el número de cromosomas, o de células de óvulos diploides . Dado que muchas plantas tienen un mecanismo especial: la doble fertilización , en algunas de ellas (por ejemplo, en varias especies de cinquefoil ) es posible la pseudogamia, cuando las semillas se obtienen con un embrión que se desarrolla a partir de un óvulo no fertilizado, pero contienen endospermo triploide resultante de la polinización . y posterior triple fusión [15] :83 .

"Partenogénesis" inducida por mamíferos

A principios de 2000 se demostró que el tratamiento in vitro de ovocitos de mamíferos (ratas, macacos y luego humanos) o la prevención de la separación del segundo cuerpo polar durante la meiosis pueden inducir la partenogénesis [16] , mientras que el desarrollo en cultivo puede llevarse a la etapa de blastocisto . Los blastocistos humanos así obtenidos son potencialmente una fuente de células madre pluripotentes que pueden utilizarse en terapia celular [17] .

En 2004 en Japón, al fusionar dos ovocitos haploides tomados de diferentes ratones, fue posible crear una célula diploide viable, cuya división condujo a la formación de un embrión viable que, habiendo pasado la etapa de blastocisto, se convirtió en una célula viable. adulto (ver Kaguya ). Se supone que este experimento confirma la participación de la impronta genómica en la muerte de embriones formados a partir de ovocitos obtenidos de un individuo en la etapa de blastocisto [18] .

Véase también

Notas

  1. ↑ Christian Rabeling y Daniel JC Kronauer. (2013). Partenogénesis de Thelytokous en Eusocial Hymenoptera. Archivado el 29 de diciembre de 2018 en Wayback Machine  - Revisión anual de entomología. vol. 58: 273-292 (enero de 2013). DOI: 10.1146/annurev-ento-120811-153710
  2. ↑ Rabeling C., Lino-Neto J., Cappellari SC, Dos-Santos IA, Mueller UG, et al. Partenogénesis de Thelytokous en la hormiga jardinera de hongos Mycocepurus smithii (Hymenoptera: Formicidae)  (inglés) . PLoS ONE 4(8): e6781. doi:10.1371/journal.pone.0006781 (2009). Consultado el 13 de junio de 2011. Archivado desde el original el 16 de febrero de 2012.
  3. ↑ Ravary F., Jaisson P. Ausencia de esterilidad individual en colonias thelytokous de la hormiga Cerapachys biroi Forel (Formicidae, Cerapachyinae)  (inglés)  // Insectes Sociaux. - 2004. - vol. 51 . - Pág. 67-73 .
  4. ↑ Grasso DAT, Wenceleers T., Mori A., Le Moli F., Billen J. (2000). Reproducción de obreras Thelytokous y ausencia de infección por Wolbachia en la hormiga cosechadora Messor capitatus. Etología, Ecología y Evolución 12: 309-314.
  5. ↑ Tsuji K. (1988). Partenogénesis obligada y división reproductiva del trabajo en la hormiga sin reina japonesa Pristomyrmex pungens. Comportamiento, Ecología y Sociobiología 23: 247-255.
  6. ↑ Dobata S., Sasaki T., Mori H., Hasegawa E., Shimada M., Tsuji K. (2009). Genotipos tramposos en la hormiga partenogenética Pristomyrmex punctatus. Actas de la Royal Society London Series B 276: 567-74.
  7. ↑ Heinze J, Hölldobler B. (1995). Jerarquías de dominancia y partenogénesis de Thelytokous en la hormiga ponerina, Platythyrea punctata. Naturwissenschaften 82: 40-41.
  8. ↑ Cagniant H. (1979). La parthénogénese thélytoque et arrhénotoque chez la fourmi Cataglyphis cursor Fonsc. (Him. Form.). Cycle biologique en élevage des colonies avec reine et des colonies sans reine. Insectes Socioaux 26:51-60.
  9. ↑ Fournier D., Estoup A., Orivel J., Foucaud J., Jourdan H., et al. (2005). Reproducción clonal por machos y hembras en la pequeña hormiga de fuego. Naturaleza 435: 1230-1234.
  10. ↑ Ohkawara K., Nakayama M., Satoh A., Trindl A., Heinze J. (2006). Reproducción clonal y diferencias genéticas en una hormiga polimórfica reina Vollenhovia emeryi. Cartas biológicas 2: 359-363.
  11. ↑ Kenji Matsuura. Reproducción Sexual y Asexual en Termitas / Ed. David Edward Bignell, Yves Roisin, Nathan Lo. — Biología de las termitas: una síntesis moderna. - Springer Países Bajos, 2011. - Pág. 255-277. — ISBN 978-90-481-3976-7 .  (enlace no disponible)
  12. ↑ ¿Quién necesita la partenogénesis? . Consultado el 30 de octubre de 2021. Archivado desde el original el 30 de octubre de 2021.
  13. ↑ Dos cóndores californianos hembras produjeron crías sin machos . Consultado el 30 de octubre de 2021. Archivado desde el original el 30 de octubre de 2021.
  14. ↑ Cría virgen de lagartos monitores de Komodo - REVISTA EN EL MUNDO DE LA CIENCIA  (enlace inaccesible)
  15. ↑ Vida vegetal. En 6 volúmenes / Cap. edición A. L. Takhtadzhyan . - M. : Educación , 1980. - V. 5. Parte 1. Plantas con flores / Ed. A. L. Takhtadzhyan. — 430 págs.
  16. ↑ Neli Petrova Ragina, José Bernardo Cibelli . Células madre embrionarias partenogenéticas en primates no humanos // Tendencias en biología y tecnología de células madre, 2009, 39-55  (enlace no disponible) , DOI: 10.1007/978-1-60327-905-5_3
  17. ↑ Mai, Qingyun; Yang Yu, Tao Li, Liu Wang, Mei-jue Chen, Shu-zhen Huang, Canquan Zhou, Qi Zhou. Derivación de líneas de células madre embrionarias humanas a partir de blastocistos partenogenéticos  // Cell Res   : diario. - 2007. - vol. 17 , núm. 12 _ - Pág. 1008-1019 . — ISSN 1001-0602 .
  18. ↑ Kono, Tomohiro; Yayoi Obata, Quiong Wu, Katsutoshi Niwa, Yukiko Ono, Yuji Yamamoto, Eun Sung Park, Jeong-Sun Seo, Hidehiko Ogawa. Nacimiento de ratones partenogenéticos que pueden desarrollarse hasta la edad adulta //  Naturaleza: revista. - 2004. - vol. 428 , núm. 6985 . - Pág. 860-864 . — ISSN 0028-0836 . -doi : 10.1038/ naturaleza02402 .  

Literatura

  Ir al elemento de Wikidata  diccionarios y enciclopedias
En catálogos bibliográficos