Ik wil alles weten

Parthenogenesis

Pin
Send
Share
Send


parthenogenesis is een vorm van aseksuele reproductie waarbij nakomelingen zich ontwikkelen van onbevruchte eieren. Een veel voorkomende reproductiewijze bij geleedpotigen, zoals insecten en spinachtigen, parthenogenese komt ook voor bij sommige vissoorten, amfibieën en reptielen.

Parthenogenese maakt deel uit van de grote verscheidenheid aan aanpassingen die in de natuur worden gevonden, waardoor de voortzetting van de afstamming van organismen wordt gewaarborgd. Reproductie verzekert niet alleen het individuele doel van de overleving van de soort, maar biedt ook organismen voor voedselketens. De meeste dieren die zich bezighouden met parthenogenese gebruiken ook seksuele reproductie of seksueel gedrag, wat de bijna universele modus van deze vorm van reproductie onder eukaryoten weerspiegelt.

Overzicht

Parthenogenese (die is afgeleid van de Griekse woorden voor "maagd" en "creatie") is efficiënter dan seksuele reproductie omdat het niet altijd gepaard gaat met paringsgedrag, wat energie vereist en meestal risico's met zich meebrengt. Bovendien kunnen alle leden van een aseksuele populatie reproduceren. Het nadeel is echter dat aseksuele reproductie, in tegenstelling tot zijn seksuele tegenhanger, geen genotypische diversiteit genereert, wat belangrijk is voor aanpassing aan abiotische en biotische veranderingen in de omgeving.

Gezien de nadelen van aseksuele voortplanting voor de overleving op lange termijn van de soort, nemen de meeste soorten die zich bezighouden met parthenogenese ook deel aan seksuele voortplanting of seksueel gedrag. Parthenogenese dient dus typisch als een beschikbare reproductieve strategie, vaak een reactie op omgevings- of seizoensomstandigheden, zoals de hoeveelheid beschikbare middelen. Bladluizen zijn bijvoorbeeld parthenogeen in de lente en zomer en vermenigvuldigen zich snel terwijl de omstandigheden gunstig zijn; tijdens de wintermaanden paren ze en broeden de vrouwtjes bevruchte eieren. In zeldzame gevallen treedt parthenogenese echter niet op in combinatie met seksuele voortplanting of gedrag: de bdelloid rotifer Philodina roseola, reproduceert bijvoorbeeld uitsluitend door parthenogenese en men denkt dat de soort de seksuele voortplanting al 85 miljoen jaar heeft vermeden (Judson 2002).

Naast zijn reproductieve rol, functioneert parthenogenese als onderdeel van een mechanisme voor het bepalen van geslacht bij sommige soorten. Bij mieren en de meeste soorten bijen en wespen ontwikkelen vrouwen zich van onbevruchte eieren en worden ze haploïde genoemd (met één set chromosomen), terwijl mannen zich ontwikkelen van bevruchte eieren en dus diploïde zijn (met twee sets chromosomen, één van elke ouder ). Dus bij soorten die ook in staat zijn tot seksuele voortplanting, kan parthenogenese helpen het relatieve aantal mannen en vrouwen in een populatie te reguleren.

Seksueel gedrag

Bij sommige soorten vereist parthenogenese een seksuele handeling om de ontwikkeling van het ei te veroorzaken, hoewel dit gedrag het ei niet bevrucht. Bij parthenogene teken en mijten ontwikkelen de eieren zich bijvoorbeeld pas nadat de dieren hebben gepaard, maar de eieren blijven onbevrucht. Sommige soorten kevers zonder mannetjes hebben sperma nodig om de ontwikkeling te activeren; deze kevers paren met mannetjes van nauw verwante soorten. Het sperma draagt ​​echter geen genetisch materiaal bij.

Bij andere parthenogene soorten zonder mannetjes, stimuleren vrouwtjes elkaar om de neuro-endocriene mechanismen te activeren die nodig zijn voor de rijping van eieren. Dit fenomeen is uitgebreid onderzocht in de whiptail van New Mexico (geslacht) Cnemidophorus), waarvan 15 soorten zich uitsluitend door parthenogenese voortplanten. Eén vrouw speelt de rol van de man in nauw verwante soorten, en beklimt de vrouw die op het punt staat eieren te leggen. Dit gedrag is te wijten aan de hormonale cycli van de vrouwtjes, waardoor ze zich kort na het leggen van eieren als mannetjes gedragen, wanneer de niveaus van progesteron hoog zijn, en de vrouwelijke rol spelen in het paren voordat ze eieren leggen, wanneer oestrogeen domineert. Hagedissen die het baltsritueel uitvoeren, hebben een grotere vruchtbaarheid dan degenen die geïsoleerd worden gehouden, vanwege de toename van hormonen die gepaard gaan met het opstijgen. Dus hoewel de bevolking geen mannen heeft, hebben ze nog steeds seksuele prikkels nodig voor maximaal reproductief succes.

Geslacht bepalen

Parthenogenese omvat de overerving en daaropvolgende duplicatie van slechts een enkel geslachtschromosoom. Het onbevruchte ei kan dus mannelijk of vrouwelijk zijn, afhankelijk van het chromosomale schema van de soort:

  • Als twee gelijke chromosomen het vrouwelijk geslacht bepalen (zoals het XY-geslachtsbepalingssysteem), zullen de nakomelingen vrouwelijk zijn.
  • Als twee gelijke chromosomen het mannelijk geslacht bepalen (zoals het ZW-geslachtsbepalingssysteem), zullen de nakomelingen mannelijk zijn.

Bij eusociale dieren die zich met reproductieve specialisatie bezighouden, kan parthenogenese een middel zijn om het relatieve aantal vrouwen en mannen in de groep te reguleren. Een bekend voorbeeld is de honingbij: de meeste vrouwen in de kolonie zijn steriele werkers, maar een paar worden vruchtbare koninginnen. Na de partners van de koningin bezit ze een voorraad sperma die ze controleert, waardoor ze bevruchte of onbevruchte eieren kan produceren. De koningin bepaalt dus wanneer en hoeveel middelen van de kolonie worden besteed aan de productie van mannen (drones genoemd).

Recente voorbeelden

  • De Komodovaraan, die zich normaal gesproken bezighoudt met seksuele reproductie, is recentelijk in staat gebleken zich aseksueel te reproduceren via parthenogenese (Highfield 2006; Watts 2006). Omdat de genetica van geslachtsbepaling in Komodo-draken het WZ-systeem gebruikt (waar WZ vrouwelijk is, ZZ mannelijk en WW inviable is), zullen de nakomelingen van parthenogenese mannelijk (ZZ) of inviable (WW) zijn, zonder dat er vrouwtjes worden geboren . Er is gepostuleerd dat deze strategie de Komodovaraan een voordeel zou kunnen geven in de kolonisatie van eilanden, waar een enkele vrouw theoretisch mannelijke nakomelingen aseksueel zou kunnen hebben, dan overschakelen op seksuele reproductie om een ​​hoger niveau van genetische diversiteit te behouden dan alleen aseksuele reproductie zou kunnen produceren .
  • In 2001 werd gedacht dat een bonnethead (een soort kleine hamerhaai) een pup in gevangenschap had voortgebracht in een dierentuin in Nebraska. De tank bevatte drie vrouwelijke hamerhaaien en geen mannetjes. DNA-testen toonden aan dat het DNA van de pup overeenkwam met slechts één vrouw die in de tank leefde en dat er geen mannelijk DNA in de pup aanwezig was. De pup was geen tweeling of kloon van de moeder; het bevatte liever slechts de helft van haar DNA (een proces genaamd) automictische parthenogenese). Het getoonde type reproductie was eerder waargenomen bij benige vissen maar nooit bij kraakbeenvissen zoals haaien (monster 2007). Een andere schijnbare parthenogene geboorte van haaien vond plaats in 2002, toen twee witgevlekte bamboehaaien werden geboren in het Belle Isle Aquarium in Detroit. De geboorte verbijsterde experts toen de moeder een aquarium deelde met slechts één andere vrouwelijke haai.

De repercussies van zelfbevruchting bij haaien, die de genetische diversiteit van de nakomelingen vermindert, is een punt van zorg voor haaienexperts, rekening houdend met strategieën voor behoudbeheer voor deze soort, met name in gebieden waar een tekort aan mannetjes kan zijn als gevolg van vissen of omgevingsdruk. In tegenstelling tot Komodo-draken, die een WZ-chromosoomsysteem hebben en mannelijke (ZZ) nakomelingen produceren door parthenogenese, hebben haaien een XY-chromosoomsysteem, dus produceren ze alleen vrouwelijke (XX) nakomelingen door parthenogenese. Dientengevolge kunnen haaien een uitgeputte mannelijke populatie niet herstellen door parthenogenese, dus een volledig vrouwelijke populatie moet in contact komen met een externe man voordat de normale seksuele reproductie kan hervatten.

Parthenogenese verschilt van klonen

Parthenogenese verschilt van kunstmatig klonen van dieren, een proces waarbij het nieuwe organisme identiek is aan de celdonor. Parthenogenese is echt een reproductief proces dat een nieuw individu of individuen creëert uit het natuurlijk gevarieerde genetische materiaal dat zich in de eieren van de moeder bevindt. Echter, bij dieren met een XY-chromosoomsysteem waar parthenogene nakomelingen (genoemd parthenogens) vrouwelijk zijn, de nakomelingen van een parthenogeen zijn allemaal genetisch identiek aan elkaar en aan de moeder, aangezien een parthenogeen homozygoot is (bezit twee identieke sets genen).

Referenties

  • Highfield, R. 2006. Geen seks alsjeblieft, we zijn hagedissen. Dagelijks telegram. Ontvangen op 28 juli 2007.
  • Judson, O. 2002. Seksadvies van Dr. Tatiana aan de hele schepping: de definitieve gids voor de evolutieve biologie van seks. New York: Metropolitan Books. ISBN 0805063315
  • Purves, W., D. Sadava, G. Orians en C. Heller. 2004. Life: The Science of Biology, 7e editie. Sunderland, MA: Sinauer. ISBN 0716766728
  • Voorbeeld, I. 2007. Studie bevestigt de maagdelijke geboorte van een haaienjong in de dierentuin. The Guardian. Ontvangen op 6 augustus 2007.
  • Watts, P. C., et al. 2006. Parthenogenese in Komodo-draken. Natuur 444: 1021.

Verder lezen

  • Dawley, R. M. en J. P. Bogart. 1989. Evolutie en ecologie van unisex-gewervelde dieren. Albany, New York: New York State Museum. ISBN 1555571794
  • Futuyma, D. J. en M. Slatkin. 1983. coevolution. Sunderland, MA: Sinauer Associates. ISBN 0878932283
  • Maynard Smith, J. 1978. De evolutie van seks. Cambridge: Cambridge University Press. ISBN 0521293022
  • Michod, R. E. en B. R. Levin. 1988. De evolutie van seks. Sunderland, MA: Sinauer Associates. ISBN 0878934596
  • Schlupp, I. 2005. De evolutionaire ecologie van gynogenese. Annu Rev Ecol Evol Syst 36: 399-417.
  • Simon, J., C. Rispe en P. Sunnucks. 2002. Ecologie en evolutie van seks bij bladluizen. Trends in ecologie en evolutie 17: 34-39.
  • Stearns, S. C. 1988. De evolutie van seks en de gevolgen daarvan. Experientia Supplementum, Vol. 55. Boston: Birkhauser. ISBN 0817618074
  • Watts, P.C., K. R. Buley, S. Sanderson, W. Boardman, C. Claudio en R. Gibson. 2006. Parthenogenese in Komodo-draken. Natuur 444: 1021-1022.

Externe links

Alle links opgehaald op 16 januari 2019.

  • National Geographic NIEUWS: Maagdelijke geboorte verwacht met Kerstmis - door Komodo Dragon.
  • BBC NIEUWS: 'Maagdelijke geboorten' voor gigantische hagedissen (Komodovaraan).
  • Vrouwelijke haaien in staat tot maagdelijke geboorte.

Bekijk de video: Parthenogenesis (September 2020).

Pin
Send
Share
Send