Способы размножения у растений и животных. Партеногенез.

Способы размножения у растений и животных. Партеногенез.

Понятие и характеристика партеногенеза

• Партеногенез (от греч. parthénos — девственница и ...генез), девственное размножение, одна из форм полового размножения организмов, при которой женские половые клетки (яйцеклетки) развиваются без оплодотворения
• Партеногенез — половое, но однополое размножение — возникшее в процессе эволюции организмов у раздельнополых форм.
• Партеногенез в той или иной степени характерен для всех типов беспозвоночных животных.

Открытие «непорочного зачатия»

• В первой половине 19 века мюнхенский зоолог Карл Зибольд открыл явление «непорочного зачатия», т.е. развития из неоплодотворенной яйцеклетки, у некоторых насекомых.

Зибольд назвал такой «непорочный» тип размножения партеногенез (от греческого parthenos – девственница)

Понятие и характеристика партеногенеза

• А у позвоночных редок, встречается примерно у 70 видов, что составляет 0,1 % всех позвоночных животных. Например, несколько видов ящериц, в естественных условиях размножающихся партеногенезом - комодские вараны.
• Партеногенез у комодских варанов возможен потому, что овогенез сопровождается развитием полоцита (полярного тельца), содержащего удвоенную копию ДНК яйца; полоцит при этом не погибает и выступает в качестве спермы, превращая яйцеклет ку в эмбрион.

Понятие и характеристика партеногенеза

• Партеногенетические популяции также найдены и у некоторые видов рыб, земноводных, птиц.

• Случаи однополого размножения пока не известны только среди млекопитающих.

Классификация партеногенеза

1 ) По способу размножения различают:

Искусственный, вызываемый экспериментально действием разных раздражителей на неоплодотворённую яйцеклетку, в норме нуждающуюся в оплодотворении .

Естественный партеногенез — нормальный способ размножения некоторых организмов в природе .

Искусственный партеногенез

• Искусственный партеногенез у животных был впервые получен русским зоологом А. А. Тихомировым. Он показал (1886), что неоплодотворённые яйца тутового шелкопряда можно побудить к развитию растворами сильных кислот, трением и др. физико-химическими раздражителями.
• В дальнейшем искусственный партеногенез был получен Жаком Лёбом и др. учёными у многих животных, главным образом у морских беспозвоночных (морские ежи и звёзды, черви, моллюски), а также у некоторых земноводных (лягушка) и даже млекопитающих.

Искусственный партеногенез

• Так, в 2002 году научному коллективу под руководством J.Cibelli с помощью искусственного партеногенеза удалось получить несколько зародышей макак, а в 2004 году в Японии создали мышь. Эта мышь, по имени Кагуя, нормально развивалась, принесла потомство традиционным способом, и прожила на 30 процентов дольше обычных мышей, рожденных с помощью отца.

Классификация партеногенеза

2) По способности давать посредством партеногенеза самцов и самок различают:

• Дейтеротокию (амфитокию) – из неоплодотворённых яиц развиваются особи обоего пола (некоторые бабочки, коловратки, тли, дафнии);

2)По способности давать посредством партеногенеза самцов и самок различают: (продолжение)

• теликтокию – из неоплодотворённых яиц развиваются только самки (бделлоидные коловратки, некоторые виды тлей, палочников, сверчков, бабочек);
• арренотокию - из неоплодотворённых яиц развиваются только самцы(червецы, клещи, перепончатокрылые).

Классификация партеногенеза

3) По наличию мейоза в цикле развития:

• Амейотический (диплоидный) партеногенез, при котором образованию партеногенетического яйца не предшествует мейоз, и оно содержит диплоидный набор хромосом. В этом случае, как правило, наблюдается телитокия (у тлей)

3) По наличию мейоза в цикле развития(продолжение):

• Мейотический (гаплоидный, генеративный) партеногенез связан с образованием яиц путем мейоза. Развивающийся путем партеногенеза организм в этом случае гаплоиден. Мейотический партеногенез относительно редок и сочетается с арренотокией.
• У многих перепончатокрылых насекомых: муравьев, ос, пчел в результате обоеполого размножения и мейотического партеногенеза возникают различные касты организмов.

Мейотический партеногенез(продолжение)

• Например у медоносной пчелы ( по Барнс и др., 1992):

Матка (фертильная самка)

спермий (n=16)

Личинка получает маточное молочко

Матка

митоз

Оплодотворенное яйцо 2n=32

Личинка получает мед и пыльцу

Неоплодотворенное яйцо (n=16)

трутень

Личинка получает мед и пыльцу

Партеногенез

Рабочая особь (стерильная самка)

Классификация партеногенеза

3) По наличию других форм размножения в цикле развития

• Облигатный  - партеногенез является единственным способом размножения. Характеризуется полным отсутствием в популяции самцов. По типу производимых особей это телитокия – все особи являются самками, производящими неоплодотворенные партеногенетические яйца. Такой тип партеногенеза крайне редок. Он предполагается у бделлоидных коловраток, некоторых видов тлей, палочников, сверчков, бабочек.
• Облигатный  - партеногенез является единственным способом размножения. Характеризуется полным отсутствием в популяции самцов. По типу производимых особей это телитокия – все особи являются самками, производящими неоплодотворенные партеногенетические яйца. Такой тип партеногенеза крайне редок. Он предполагается у бделлоидных коловраток, некоторых видов тлей, палочников, сверчков, бабочек.

3) По наличию других форм размножения в цикле развития (продолжение)

• Факультативный  - в популяции присутствуют и самки, и самцы. Во взрослю особь могут развиваться как партеногенетические, так и оплодотворенные яйца. Партеногенетическое размножение при факультативном партеногенезе часто преобладают в условиях редких контактов разнополых особей, например на границе ареала популяции (коловратки, дафнии, моллюски, многоножки, бабочки, жуки)
• Факультативный  - в популяции присутствуют и самки, и самцы. Во взрослю особь могут развиваться как партеногенетические, так и оплодотворенные яйца. Партеногенетическое размножение при факультативном партеногенезе часто преобладают в условиях редких контактов разнополых особей, например на границе ареала популяции (коловратки, дафнии, моллюски, многоножки, бабочки, жуки)

3)По наличию других форм размножения в цикле развития (продолжение)

• Циклический  партеногенез. Характерно закономерное чередование обоеполого размножения с партеногенетическим. Циклический партеногенез встречается у многих коловраток, дафний тлей При циклическом партеногенезе партеногенетические и обоеполые поколения могут сильно отличаться друг от руга морфологически и экологически.
• Циклический  партеногенез. Характерно закономерное чередование обоеполого размножения с партеногенетическим. Циклический партеногенез встречается у многих коловраток, дафний тлей
• При циклическом партеногенезе партеногенетические и обоеполые поколения могут сильно отличаться друг от руга морфологически и экологически.

Циклический  партеногенез

Классификация партеногенеза

4) В зависимости от пола организма

• Гиногенез(партеногенез самок ) частный случай партеногенеза, особая форма размножения и развития зародыша, при которой после проникновения спермия в яйцеклетку их ядра не сливаются, и в последующем развитии участвует только ядро яйцеклетки. При этом нет объединения наследственного материала родителей посредством слияния ядер их половых клеток.

Гиногенез (продолжение)

• Роль сперматозоида ограничивается активацией осеменённого яйца к развитию. В природе гиногенез встречается крайне редко. Известен у нескольких видов рыб (голомянка, серебряный карась и др.), земноводных, круглых червей.

В зависимости от пола организма (продолжение)

• Андрогенез (партеногенез самцов). Характеризуется тем, что в развитии зародыша участвует ядро сперматозоида, а яйцо яйцеклетки погибает ( у наездника Habrobracon). Этот вариант партеногенеза крайне редок.

Разновидность партеногенеза:

• Педогенез  — тип партеногенеза , при котором личинки откладывают партеногенетические яйца, а особи, развившиеся во взрослую стадию – оплодотворенные яйца.
• Явление педогенеза было впервые описано русским зоологом Н. П. Вагнером (1862).
• Среди насекомых педогенез встречается у жуков , веерокрылых , бабочек-мешочниц и галлиц .

Преимущества и недостатки партеногенеза:

Преимущества:

• Партеногенетическое размножение может обеспечивать быстрый рост численности популяции в благоприятных условиях среды, воспроизводство в условиях малой плотности популяции, а также регуляцию соотношения особей разных типов.

Недостатки:

• Партеногенетические популяции в большей степени подвержены поражению вирусными эпидемиями и мутациями. Не могут обеспечить стабильный генофонд.

Выберите правильные высказывания (ответ запишите в виде цифр)

1) Одна из форм  размножения организмов, при которой женские половые клетки (яйцеклетки) развиваются во взрослый организм без оплодотворения, называется партеногенезом.

2) Партеногенез – это форма бесполого размножения.

3) По способу размножения партеногенез делят на амейотический и мейотический.

4) При полном партеногенезе развитие яйцеклетки приводит к формированию взрослой особи.

5) При мейотическом партеногенезе новый организм развивается из диплоидной яйцеклетки.

6) Для дафний характерен циклический партеногенез.

7) Половой диморфизм особенно характерен для общественных насекомых.

8) Репродуктивный половой диморфизм – это временный диморфизм, проявляющийся в пределах онтогенеза.

9)  Значение партеногенеза заключается в возможности размножения при редких контактах разнополых особей, а также в возможности резкого увеличения численности потомства.

1,4,6,7,9

Ответьте на вопросы:

1) Как называют форму полового размножения организмов, при которой женские половые клетки (яйцеклетки) развиваются во взрослый организм без оплодотворения? (партеногенез).

2) Почему партеногенез считают формой полового размножения? (партеногенез считается половым размножением, так как организм развивается из половой клетки).

3) В чём биологическое преимущество партеногенеза? (одно из главных биологических преимуществ  партеногенеза  заключается в ускорении темпа размножения вида).

4) Назовите критерии классификации партеногенеза (по способу размножения, по полноте протекания, по наличию мейоза в цикле развития, по наличию других форм размножения в цикле развития).

5) Для каких организмов характерен партеногенез (партеногенез характерен для беспозвоночных, у позвоночных встречается редко – у рыб, птиц, земноводных).

6) Как называют партеногенез у растений? (апомиксис).

7) Что называется половым диморфизмом? (половой диморфизм - различия между самцами и самками одного и того же биологического вида, не считая половых органов).

8) Перечислите формы полового диморфизма (репродуктивный, эволюционный, модификационный).

Домашнее задание

Благодарю за внимание!!!☺