Das Parthenogenese ist die Produktion eines Embryos aus einem weiblichen Gameten ohne genetischen Beitrag eines männlichen Gameten mit oder ohne eventuelle Entwicklung zu einem Erwachsenen. In den meisten Fällen ist der männliche Gamete nicht am Fortpflanzungsprozess beteiligt.
Es gibt jedoch einen besonderen Fall der Parthenogenese, die als Gymnogenese bezeichnet wird und an dem ihre Teilnahme erforderlich ist. In diesem Fall gelangt das Sperma in die Eizelle und aktiviert sie, um die Entwicklung eines neuen Organismus zu starten..
Parthenogenese ist ein sehr häufiges Phänomen bei Pflanzen und Tieren. Es gibt Schätzungen, dass es bei bis zu 1% der Gesamtzahl bekannter Arten vorkommen kann.
Es ist eine Fortpflanzungsart, die in praktisch allen großen Gruppen von Tieren und Pflanzen auftreten kann. Vielleicht liegt die Ausnahme bei den weiterentwickelten Taxa wie Gymnospermen und Säugetieren, bei denen es keine verlässlichen Aufzeichnungen über ihr Auftreten gibt..
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Das einfachste Konzept der Parthenogenese zeigt, dass es sich um die Entwicklung der Eizelle bei einem neuen Individuum handelt, ohne dass eine Befruchtung stattfindet. Bei vielen Tieren leiden die ohne Befruchtung produzierten Embryonen jedoch unter einer hohen Mortalität.
In einigen anderen Fällen ist das Zusammentreffen eines männlichen Gameten nur erforderlich, um die Entwicklung zu aktivieren. Aus diesem Grund kann gesagt werden, dass Parthenogenese aus "der Produktion eines Embryos aus einem weiblichen Gameten ohne genetischen Beitrag eines männlichen Gameten mit oder ohne eventuelle Entwicklung bei einem Erwachsenen" besteht..
Abhängig von den beteiligten zytologischen Mechanismen kann die Parthenogenese von verschiedenen Arten sein, einschließlich:
Auch fakultative Parthenogenese genannt, wird es auf diese Weise genannt, wenn die Entwicklung unbefruchteter Eier gelegentlich und spontan erfolgt. Diese Art der Parthenogenese ist bei Tieren sehr häufig.
Nach Ansicht einiger Autoren ist dies die einzige wirkliche Art der Parthenogenese. Die Gametenbildung bei der Aticoparthenogenese kann meiotische Teilungen beinhalten oder auch nicht. Abhängig vom Vorhandensein oder Fehlen einer Meiose kann diese Parthenogenese wiederum unterteilt werden in:
Auch ameiotisch oder diploid genannt. Darin liegt eine Unterdrückung der Meiose. Die Nachkommen entwickeln sich aus unbefruchteten Eiern durch mitotische Teilung.
Es entstehen Organismen, die genetisch mit der Mutter identisch sind. Diese Art der Parthenogenese tritt normalerweise bei Rotiferen und den meisten Gruppen von Arthropoden auf..
Wird auch als meiotisch oder haploide bezeichnet. In diesem Prozess bleibt die Meiose erhalten. Die Wiederherstellung des diploiden Zustands erfolgt durch Vervielfältigung oder Verschmelzung von Gameten, die von der Mutter produziert werden. Diese Art der Parthenogenese tritt sehr häufig bei Insekten auf.
Die Gynogenese ist eine besondere Art der sexuellen Fortpflanzung. Dabei muss das Sperma in die Eizelle eindringen, um die Embryonalentwicklung zu aktivieren..
Im Gegensatz zur normalen Befruchtung findet jedoch keine Fusion der männlichen und weiblichen Kerne statt. Nach der Fusion von Gameten degenerieren die Spermienchromosomen im Zytoplasma der Eizelle oder können aus der Zygote ausgestoßen werden.
Der gynogenetische Embryo entwickelt sich nur auf Kosten des Eizellkerns. Aus diesem Grund sind gynogenetische Welpen alle mit der Mutter identisch..
Diese Art der Fortpflanzung kann auftreten, wenn sich gynogenetische Frauen mit bisexuellen Männern derselben oder verwandter Arten paaren. Einige Autoren halten es nicht für eine richtige Parthenogenese.
Es ist eine "hemiklonale" Art der Reproduktion. Dabei paaren sich Eltern verschiedener Arten und produzieren Hybriden. Die Hälfte des Genoms wird sexuell übertragen, während die andere Hälfte "klonal" ist..
Spermien fusionieren im Zellkern und väterliche Gene werden in somatischen Geweben exprimiert, aber systematisch von der Keimbahn ausgeschlossen. Nur die Mutter wird das Genom an die nächste Generation weitergeben.
Diese Art der Parthenogenese tritt normalerweise bei Fischarten der Gattung auf Poeciliopsis, und wurde auch in der Wüstenameise beobachtet Cataglyphis hispanica.
Einige Autoren bevorzugen eine zweckmäßigere Klassifizierung dieser Art der Reproduktion, wobei die Parthenogenese in zwei andere Arten unterschieden wird:
Es ist gekennzeichnet durch die Koexistenz einer bisexuellen Form und einer parthenogenetischen Form bei einer einzelnen Art oder bei Arten, die phylogenetisch nahe beieinander liegen, jedoch eine unterschiedliche geografische Verteilung aufweisen..
Parthenogenetische Organismen neigen dazu, andere Bereiche als ihre nahen Verwandten zu besetzen, die sich sexuell fortpflanzen. Asexuelle Organismen neigen dazu, in Breiten- oder Höhenlagen, auf Inseln, in xerophilen Umgebungen oder in gestörten Lebensräumen höhere Verteilungen zu haben..
Diese Art der Parthenogenese wurde bei einigen Arten von Pflanzen, Würmern, Krebstieren, Insekten und Eidechsen beobachtet..
Organismen können sich sowohl sexuell als auch parthenogenetisch vermehren. In einigen Jahreszeiten werden nur Frauen durch Parthenogenese produziert.
In anderen Zeiträumen produzieren die Weibchen jedoch sowohl Weibchen als auch Männchen, die sich sexuell fortpflanzen..
Bei bisexuellen Arten, bei denen Nachkommen durch Parthenogenese erzeugt werden, produzieren sie im Allgemeinen parthenogenetische Weibchen. Diese entstehenden unisexuellen Linien können sich phänotypisch und genotypisch stark von ihren bisexuellen Kongeneren unterscheiden. Es gibt verschiedene Mechanismen, die zu diesen parthenogenetischen Linien führen können.
Der Verlust der sexuellen Interaktion tritt durch Mutationen in Genen auf, die die Meiose unterdrücken, die Induktion des Geschlechts durch Umweltbedingungen modifizieren und die hormonelle Expression regulieren..
In extremen Fällen könnte die Mutation durch "Reparieren" des Genotyps einer streng parthenogenetischen Linie wirken, die parthenogenetische Männer und Frauen hervorbringen könnte..
Hybridisierung ist der häufigste Weg, um bei Tieren parthenogenetische Linien zu erzeugen, und kann bei Schnecken, Insekten, Krebstieren und den meisten unisexuellen Wirbeltieren beobachtet werden.
Sie stammen aus der Kreuzung zweier bisexueller Arten mit hoher Heterozygotie und typischen Allelen elterlicher Arten. In diesen Fällen kann Meiose ein Hindernis sein, das zum Verlust der Sexualität führt.
Es tritt durch Hybridisierung zwischen parthenogenetischen Weibchen und Männchen derselben oder eng verwandter Spezies auf. Es wird angenommen, dass es die Hauptursache für Polyploidie bei unisexuellen Organismen ist..
Der Fluss von Genen zwischen sexuellen und parthenogenetischen Linien ermöglicht die ansteckende Verbreitung von Genen. Aufgrund dessen können Sexualorganismen wiederum entstehen oder eine neue parthenogenetische Linie bilden.
Wolbachia pipientis ist eine Bakterienart des Stammes Proteobacteria, in der etwa 20% aller Insektenarten beheimatet sind.
Es ist verantwortlich für reproduktive Manipulationen in seinen Wirten, wie zytoplasmatische Inkompatibilität, Feminisierung genetischer Männer, männlicher Tod und Parthenogenese. Infiziert Arthropoden und Nematoden.
Es wird elterlich übertragen. Dieses Bakterium kann bei Parasitoidwespen der Gattung eine Parthenogenese induzieren Trichogramma sowie Milben und andere Arthropoden.
Andererseits, Xiphinematobacter, andere Bakterien befallen Dorylaimida-Nematoden und verursachen ebenfalls Parthenogenese.
Bei vielen Arten werden parthenogenetische Linien durch einen einzigen Mechanismus erzeugt. Bei anderen Arten können sie jedoch durch verschiedene Mechanismen entstehen. Zum Beispiel haben die parthenogenetischen Linien von Ostrakoden oft einen doppelten Ursprung.
Diploide Klone entstehen durch spontanen Verlust der Sexualität, während polyploide Klone durch Hybridisierung zwischen parthenogenetischen Männern und Frauen derselben oder verwandter Spezies entstehen.
Ein weiteres Beispiel ist der Fall der Blattlaus Rhopalosiphum padi. Bei dieser Art können parthenogenetische Abstammungslinien aus drei verschiedenen Ursprüngen stammen: spontan, hybride oder ansteckende..
Unter den Rotifera gibt es Arten, die sich nur durch weibliche apomiktische Parthenogenese vermehren, und Arten, die diese Parthenogenese mit gewöhnlicher sexueller Fortpflanzung abwechseln.
Der Übergang zwischen asexueller und sexueller Fortpflanzung wird von der Umwelt gesteuert. Der Erfolg von Rotifer-Arten, die die sexuelle Reproduktion vollständig verloren haben, ist nach Ansicht einiger Autoren auf die Anhäufung von Mutationen während Perioden exponentieller apomiktischer parthenogenetischer Reproduktion zurückzuführen.
Dies würde zusammen mit der "mitotischen" Kreuzung die Erzeugung einer ausreichenden genotypischen Vielfalt ermöglichen, um sich an unterschiedliche Umweltbedingungen anzupassen. Auf diese Weise würde ein großer Vorteil der sexuellen Fortpflanzung beseitigt..
Parthenogenese wurde für einige Arten von Gastropodenmollusken berichtet. Unter diesen Arten sind Potamopyrgus antipodarum, Tarebia granifera, und alle Arten der Gattung Melanoide.
Alle Vertreter der letzteren Gattung, mit Ausnahme der diploiden Rasse von M. tuberculata, Sie sind polyploid.
Diese Art der Reproduktion wurde für zahlreiche Gruppen von Krebstieren dokumentiert, darunter Notostracos, Conchostracos, Anostracos, Cladoceros, Decapods und Ostracods..
In Cladocera ist die typische Form der Reproduktion die zyklische Parthenogenese. Frauen vermehren sich von Frühling bis Sommer parthenogenetisch.
Wenn die Umweltbedingungen ungünstig sind, vermehren sich Organismen sexuell mit dem Ziel, verkapselte Eier zu bilden, die lange Latenzzeiten überstehen können..
Die Marmorkrabben (Procambarus fallax gestalten virginalis) sind die einzigen bekannten Decapod-Krebstiere, die sich nur durch Parthenogenese vermehren.
Bei knorpeligen Fischen tritt Parthenogenese zumindest beim Adlerrochen, Zebrahai und Hammerhai auf. Bei Knochenfischen wurde über Hybridgenese für Arten der Gattung berichtet Poecilliopsis.
Einige andere Fische können die sexuelle und parthenogenetische Fortpflanzung abwechseln. Viele Arten von Eidechsen vermehren sich durch Parthenogenese. Es wird angenommen, dass die Hybridisierung die Hauptursache für diese Art der Reproduktion in derselben ist.
Ticoparthenogenese wurde auch bei anderen Gruppen von Reptilien berichtet, hauptsächlich bei Pythons und anderen Schlangen. Bei Vögeln wurde bei Hühnern, Truthähnen und einigen Wachtelarten eine spontane Parthenogenese beobachtet..
Bei Säugetieren sind die mütterlichen und väterlichen Genome für eine normale Embryonalentwicklung notwendig. Aus diesem Grund findet die Parthenogenese in diesen Organismen nicht auf natürliche Weise statt..
Dies wurde experimentell im Labor erreicht. Eine induzierte Parthenogenese führt jedoch häufig zu einer abnormalen Entwicklung..
Viele Pflanzenarten weisen genau definierte Muster der geografischen Parthenogenese auf, bei denen sich die parthenogenetischen Formen eher in Richtung der kalten Zonen befinden. Die sexuellen Formen sind unterdessen tropischer als ihre asexuellen Kollegen..
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