partenogénesis

La partenogénesis (del griego antiguo παρθενογένεσις partenogénesis de, παρθένος parthenos " Virgen " y γένεσις génesis "nacimiento", "Origen"), incluso partenogénesis , o nacimiento virginal llamado, es una forma de reproducción unisexual . La descendencia se crea a partir de óvulos individuales no fertilizados . El fenómeno es por primera vez en el siglo XVIII descrito por los biólogos y filósofos ginebrinos de la Ilustración Charles Bonnet .

Algunas plantas y animales hembras como B. pulgones y pulgas de agua , pero también algunas especies de peces y lagartos, los caracoles y la culebra de maceta pueden reproducirse unisexualmente, es decir, sin ser fecundadas por un conespecífico macho: ciertas hormonas simulan una situación de fecundación del óvulo no fertilizado, con lo cual comienza la división y madura en un organismo. La partenogénesis puede estar precedida por meiosis con formación de óvulos o puede tener lugar directamente a través de células de la línea germinal diploide . En este último no hay recombinación y la descendencia resultante son clones de su madre. Entonces solo nacen mujeres.

Ocurrencia

Según el estado actual de los conocimientos, la partenogénesis se considera difícil o incluso imposible para los mamíferos superiores y marsupiales . La razón de esto es la llamada impronta , que probablemente hace inevitable que un conjunto de cromosomas masculino y femenino esté disponible para el desarrollo completo de un embrión . Sin embargo, se están llevando a cabo investigaciones para obtener líneas de células madre humanas a partir de óvulos no fertilizados.

Hasta ahora, la partenogénesis, que naturalmente conduce a organismos completamente desarrollados, ha sido probada en muchas especies animales, incluyendo:

• Los rotíferos (Rotatoria, rotíferos)
• Tardígrado (familia Echiniscidae )
• Gusanos redondos ( nematodos )
• muchos insectos , por ejemplo pulgones , algunos gorgojos , algunos fantasmas , la gran mosca sierra

• la abeja del cabo (vive parasitariamente en colonias de abejas de las tierras altas de África Oriental ).
• La mayoría con flecos e himenópteros , en los que los machos surgen de huevos no fertilizados ( haploides ), de hembras fertilizadas; Este último también incluye la abeja melífera , en la que los animales machos ( zánganos ) también se crean cuando la reina pone huevos sin fertilizar.
• Mosquitos de las agallas de los géneros Miastor , Heteropeza y Henria , así como el escarabajo Micromalthus debilis como parte de una pedogénesis ( neotenia , madurez sexual en la etapa juvenil)

• algunos arácnidos que incluyen:

• muchas especies de ácaros
• algunos otros arácnidos , por ejemplo, escorpiones de la familia Buthidae ( Tityus serrulatus , Hottentotta h. hottentotta )

• Cangrejos , especialmente Cladocera , Daphnia , cangrejos de mármol
• Caracoles , como Thiaridae (por ejemplo, Melanoides tuberculata , Potamopyrgus antipodarum )
• cinco tipos de tiburones: tiburón bambú de manchas blancas , tiburón martillo de nariz pala , tiburón punta negra pequeño , tiburón de oleaje de California , tiburón cebra
• Rayos , por ejemplo rayos de sierra de dientes estrechos
• Lagartos , por ejemplo, el gecko australiano Heteronotia binoei , el dragón de Komodo y el gecko doncella.
• cuatro tipos de serpientes : nutria mocasín de agua , cabeza de cobre norteamericana , serpiente de maceta (como regla), pitón tigre (como excepción)
• , por ejemplo, algunas aves pavos , aunque también se encuentra en las aves, la impronta genómica aislada es

Formas de partenogénesis

Partenogénesis obligatoria y opcional

En la partenogénesis, se hace una distinción entre formas obligatorias y facultativas. A diferencia de la partenogénesis obligatoria, hay especies en la partenogénesis facultativa en las que se conocen poblaciones tanto unisexuales como bisexuales (escorpiones, pulgones , avispas de las agallas ). Se producen todas las transiciones a especies bisexuales normales: los machos pueden ser un poco más raros que las hembras, su número puede ser muy bajo o pueden aparecer solo en situaciones excepcionales. Si un tipo de generaciones generadas partenogenéticamente y generadas sexualmente se alternan regularmente, se habla de heterogonía . Por ejemplo, en el caso de los pulgones, solo las hembras emergen de una generación concebida sexualmente por un macho y una hembra. La razón de esto es la segregación no aleatoria de los cromosomas sexuales X y O durante la espermatogénesis . Estas hembras pueden reproducirse sin la intervención de gametos masculinos .

Thelytokia: hembras como descendientes

Por regla general, la reproducción partenogenética no produce individuos asexuales, sino hembras con todas las características anatómicas y citológicas habituales de este sexo, que por regla general no pueden distinguirse fácilmente de las hembras de sexos o poblaciones separados con fecundación normal (diplodiploide). Esta forma más común de partenogénesis también se llama thelytokia (del griego antiguo thelys = 'mujer' y tokos = 'nacimiento'; nombre de Carl von Siebold ). En casos raros, estas hembras se aparean con machos de formas estrechamente relacionadas sin que se transmita el genoma masculino ("pseudogamia"), pero el apareamiento generalmente no tiene lugar. Además, se hace una distinción entre:

Partenogénesis automática

En la partenogénesis automíctica, también llamada automixis , la división de reducción de la meiosis tiene lugar con bastante normalidad. Entonces, los núcleos no se distribuyen a las células hijas, sino que dos núcleos se fusionan nuevamente de inmediato. Esto restaura el antiguo estado diploide y da lugar a individuos femeninos. En estas especies, los machos se pueden crear eliminando un conjunto de cromosomas X, pero esto a menudo se puede omitir. ( Mosquitos mariposa , moscas blancas )

Partenogénesis apomíctica

En la partenogénesis apomíctica, no hay división por reducción (meiosis) en el ovocito , los óvulos se generan por división mitótica. Todos los descendientes tienen el mismo conjunto de cromosomas que la madre. Existen las siguientes variantes:

• Las divisiones de maduración fallan por completo ( Cynipidae )
• La división de reducción no ocurre ( Aphididae )
• Ambas divisiones de maduración son divisiones ecuatoriales ( Phasmatodea , Blattodea )

Partenogénesis por infección con Wolbachia

Se sabe que las bacterias del género Wolbachia , que viven en las células sexuales de sus huéspedes, pueden manipular masivamente la determinación del sexo de la descendencia. En numerosas especies se ha observado que las especies o poblaciones infectadas con Wolbachia producen exclusivamente hembras partenógenas. El mecanismo de feminización es la duplicación (asexual) del genoma, lo que da como resultado que las hembras tengan herencia haplodiploide. En algunas especies de gorgojos partenogenéticos, las hembras triploides se crean de esta manera. La infección por Wolbachia no es una excepción. Se supone que una gran proporción (posiblemente hasta las tres cuartas partes) de los insectos y una proporción previamente impredecible de otros artrópodos están infectados con Wolbachia .

Arrhenotocia: femenina o masculina dependiendo de la fertilización.

En la arrenotocia , las hembras producen óvulos y óvulos de la forma habitual (a través de la meiosis ). Los machos haploides se desarrollan a partir de huevos no fertilizados y las hembras diploides se desarrollan a partir de huevos fertilizados . Esto ocurre entre insectos, p. B. en piojos alados con flecos , piojos de plantas , pero especialmente en himenópteros , un ejemplo típico son las abejas melíferas , cuyos zánganos son creados por esta forma de partenogénesis. Las células somáticas de los machos así producidas suelen permanecer haploides. En la mayoría de los himenópteros, ciertas células o líneas celulares pueden recuperar el conjunto diploide de cromosomas a través de la poliploidía, por lo que las células del tejido intestinal y muscular o los vasos de Malpighi en casi todos los himenópteros (incluida la abeja melífera) son diploides o incluso poliploides. De vez en cuando incluso hay espermatozoides diploides. Una forma más rara de arrenotocia se caracteriza por el hecho de que los machos se crean inicialmente de la forma habitual y con un genoma diploide. Sin embargo, después de la fertilización, se elimina el genoma paterno y solo se transmite el genoma materno. Con respecto a la transmisión de genes, no hay diferencia en la herencia haplodiploide. Esta forma de Arrhenotokie es particularmente importante para los insectos de escamas que se han estudiado.

Amphitocia: hembras y machos como descendencia.

En la partenogénesis anfitocosa o mixta, tanto las hembras (diploides) como los machos (haploides) se desarrollan a partir de huevos no fertilizados. La anfitocia es muy rara, se ha observado principalmente en algunas especies de avispas del bosque .

Demarcación

La concepción de animales jóvenes sin compañeros sexuales masculinos presentes también puede tener lugar mediante el almacenamiento de esperma en el cuerpo femenino en un receptáculo seminis , o el nacimiento ocurre mucho más tarde después de una latencia . En tales casos de duda, a menudo solo una comparación genética entre la madre y la descendencia puede probar la partenogénesis real.

Ver también

• Ginogénesis
• Pseudogamia
• Multiplicación
• Autofertilización
• Reproducción asexual (reproducción de la que resultan clones genéticos)

enlaces web

• Obtención de células madre embrionarias por partenogénesis en Telepolis
• ¿Reproducción? - Lo hago yo mismo : artículo en el sitio web del Instituto de Ciencias Weizmann .

Evidencia individual

1. ↑ Hermann Schwartz: El ciclo cromosómico de Tetraneura ulmi DE GEER . En: Revista de Investigación Celular y Anatomía Microscópica. Volumen 15, 1932, págs. 645-687.
2. ↑ Ben Turner: Una sola abeja está creando un ejército de clones empeñados en acabar con otra especie de abeja , en: ^alerta científica del 25 de julio de 2021. Fuente: LiveScience
3. ↑ Virgin generation: los tiburones pueden reproducirse sin machos Spektrum.de
4. ↑ Demian D. Chapman et al .: Nacimiento virgen en un tiburón martillo. En: Biology Letters. Londres 3.2007, 4, págs. 425-427. PMID 17519185 ISSN  1744-9561 Generación virgen: Hammerheads dominan un solo truco Spiegel Online
5. ↑ Demian D. Chapman et al.: Partenogénesis en un tiburón réquiem de gran cuerpo, la punta negra Carcharhinus limbatus Partenogénesis en un tiburón réquiem de gran cuerpo, la punta negra Carcharhinus limbatus. En: Journal of Fish Biology. Oxford 73.2008, 6, págs. 1473-1477. doi : 10.1111 / j.1095-8649.2008.02018.x ISSN  0022-1112
   Cómo llega el tiburón a un niño . En: Wissenschaft.de. 10 de octubre de 2008, consultado el 8 de septiembre de 2019 . 
6. ↑ El zoológico de Leipzig logra un éxito de reproducción único de tiburones en Europa ( Memento del 22 de febrero de 2014 en el Archivo de Internet ) Sächsische Zeitung
7. ↑ Cambio de reproducción sexual a partenogenética en un tiburón cebra (Christine L.Dudgeon, Laura Coulton, Ren Bone, Jennifer R. Ovenden & Severine Thomas) publicado el 16 de enero de 2017
8. ↑ Jungferngeburten "en sawfishing scinexx.de
9. ^ C. Moritz (1983): Partenogénesis en el lagarto australiano endémico Heteronotia binoei (Gekkonidae). Science 220 (4598): 735-737. doi: 10.1126 / science.220.4598.735
10. ↑ Partenogénesis en el dragón de Komodo . En: Naturwissenschaftliche Rundschau. Stuttgart 2007 (60) 5, págs. 257-258. ISSN  0028-1050
11. ↑ Serpientes: la generación Virgen también ocurre en la naturaleza Spiegel Online
12. ^ TVM Groot, E. Bruins, JAJ Breeuwer: Evidencia genética molecular de partenogénesis en la pitón birmana, Python molurus bivittatus . Heredity Vol. 90, 2003, págs. 130-135.
13. ^ MW Olsen: partenogénesis aviar. Publicación del USDA, Servicio de Investigación Agrícola, ARS-NE 65, Beltsville (MD) 1975, págs. 1-82. KE Nestor (2009): La tremenda Turquía. Partenogénesis en pavos. ( Memento del 14 de julio de 2010 en el Archivo de Internet ) La Universidad Estatal de Ohio (copia en el sitio web del Archivo de Internet )
    ¿Pueden los pavos reproducirse cuando son jóvenes? zeit.de
14. ↑ Hermann Schwartz: El ciclo cromosómico de Tetraneura ulmi DE GEER . En: Revista de Investigación Celular y Anatomía Microscópica. Volumen 15, 1932, págs. 645-687.
15. ↑ Serge Aron, Ludivine de Menten, Dirk R. Van Bockstaele, Stephan M. Blank, Yves Roisin (2005): Cuando los hombres himenópteros reinventaron la diploidía. En: Biología actual. Volumen 15, Número 9, págs. 824-827. doi : 10.1016 / j.cub.2005.03.017
16. ↑ G. Herrick & J. Seger (1999): Impresión y eliminación del genoma paterno en insectos. En: R. Ohlsson (editor): Impresión genómica: un enfoque interdisciplinario. Springer, págs. 41-71.