Концепцията за партеногенезата
По време на оплождането сперматозоидът извежда яйцеклетката от латентно състояние и тя започва да се развива. Но в природата са известни случаи, когато организъм се е развил от неоплодено яйце.
Определение 1
Развитието на организъм от неоплодено яйце се нарича партеногенеза .
В случай на партеногенеза, новото поколение има непроменен родителски генотип. При някои видове могат да съществуват както партеногенетични, така и двуполови популации (при гущерите). За други видове партеногенезата е единственият начин на размножаване (при пръчковидни насекоми). При земните бръмбари и дафнията естествено се редуват половите и партеногенетичните поколения.
Някои учени смятат партеногенезата за отделна форма на асексуално размножаване, тъй като тук няма сексуален процес (копулация). Други го смятат за вариант на половото размножаване, тъй като в него участват половите клетки.
Диплоидна партеногенеза
Съществуват редица животински видове, при които за определен период от време настъпва развитие на неоплодени яйца. В този случай броят на хромозомите в ядрото на яйцеклетката се удвоява и те стават диплоидни (или мейозата не настъпва по време на образуването на яйцеклетката).
Пример 1
Например, при вече споменатите по-горе земни бръмбари и дафнии през пролетта, лятото, ранната есен (тоест през по-голямата част от годината) възпроизвеждането става само партеногенетично. Само женските се развиват от неоплодени яйца. През есента се появяват мъжките и протича процесът на оплождане. Оплодените яйца издържат зимата. През пролетта от тях отново се развиват женски, способни на партеногенетично размножаване.
Диплоидната партеногенеза допринася за бързото възпроизвеждане на популациите на тези видове.
Хаплоидна партеногенеза
При пчелите и някои други насекоми женските се развиват от оплодени яйца. От тях се формират работещи индивиди (недоразвити женски) и матка. Търтеите (партеногенетични мъжки) се развиват от неоплодени яйца. Мъжките клетки имат хаплоиден набор от хромозоми. По време на образуването на сперматозоидите мейозата не настъпва и броят на хромозомите в сперматозоидите не намалява. Следователно по време на оплождането организмите получават диплоиден набор от хромозоми.
изкуствена партеногенеза
Учени-ембриолози в хода на изследването успяха да стимулират развитието на яйцеклетката без оплождане. Те използваха някои стимули като стимулиращ фактор (химични, механични или краткотрайни ефекти на високи или ниски температури и др.). Влиянието на тези стимули допринесе за възбуждането на яйцето и началото на образуването на мембрани за оплождане.
Забележка 1
Феноменът на изкуствената партеногенеза се използва активно, например, за коригиране на пола на копринената буба в бубарството.
Андрогенезата
В науката има случаи, когато ядрото на яйцето е било унищожено. В същото време самата яйцеклетка запазва способността си да опложда. Тогава ядрото на сперматозоида заема централно място в яйцеклетката. Яйцеклетката се развива по-нататък партеногенетично, но с ядро от сперматозоид. Полученият нов организъм имаше само бащини характеристики. Това явление е известно в науката като андрогенеза .
Явлението партеногенеза възниква вероятно като реакция на организма към резки промени в условията на околната среда. Тези промени доведоха до невъзможност за оплождане. Следователно индивидите са оцелели. При което яйцето започва да се развива самостоятелно. Тази адаптация е позволила на видовете да оцелеят в непознати и променящи се условия. Методът на партеногенезата може да бъде много полезен в развъдната работа.
Какво е партеногенеза
Партеногенезата в биологията се нарича така наречената "девствена репродукция", тоест формата на сексуално възпроизвеждане на организми, характеризираща се с факта, че женските зародишни клетки се развиват във възрастен организъм без оплождане. И дори въпреки факта, че мъжките и женските гамети не се сливат по време на партеногенезата, такова възпроизводство все още се счита за сексуално, тъй като тялото се развива от зародишна клетка.
Биологичното значение на партеногенезата
Основното значение на партеногенезата е, че благодарение на него онези видове, чиито индивиди са представени предимно от женски (например), могат да се размножават бързо без участието на мъжкия принцип. Също така често се случва женските да се появяват от оплодени яйца, а мъжките от неоплодени и по този начин с помощта на партеногенезата се извършва регулирането на числените съотношения на половете.
Видове партеногенеза
В науката има няколко начина да се класифицира този удивителен биологичен феномен:
- Според метода на размножаване: естествени (възникващи в естествени условия) и изкуствени (възпроизвеждани в лаборатория).
- Според пълнотата на протичането: рудиментарна - когато неоплодените клетки започват да се делят, но ембрионалното развитие спира на ранен етап; и пълно, когато това най-ембрионално развитие достигне формирането на възрастен.
- В зависимост от пола на организма се различава гиногенезата (партеногенезата при жените) и андрогенезата (партеногенезата при мъжете).
Партеногенеза при животни: примери
В животинския свят явлението партеногенеза се среща в:
- мравки
- някои растения
И често партеногенезата е в съседство с обикновеното сексуално размножаване, използвайки се в случаите, когато е необходим бърз растеж на населението.
Партеногенезата при пчелите
При пчелите, по време на партеногенезата, мъжките се раждат от неоплодени яйца, те също са търтеи, от изключително оплодени женски, които от своя страна се разделят на кралица за разплод (кралицата на кошера) и безплодна пчела работничка.
Партеногенезата при мравките
В царството на мравките явлението партеногенеза присъства при осем вида мравки и може да бъде разделено на три типа:
- женските произвеждат работни мравки и други женски чрез него, докато мъжките работници са стерилни.
- мравките работнички произвеждат женски чрез партеногенеза.
- женските произвеждат други женски чрез партеногенеза, а мъжките работни мравки чрез нормален сексуален контакт.
Партеногенезата при растенията
При растенията процесът на партеногенеза има свой собствен академичен термин, апомиксис. Представлява вегетативно размножаване или размножаване чрез семена, появили се без оплождане: или в случай на сорт, или от диплоидни клетки на яйцеклетката. Много растения имат двойно оплождане, а при някои, като следствие, е възможно явлението псевдогамия, когато семенните растения се получават с ембрион, образуван от неоплодено яйце.
Партеногенеза при гущери
Има само няколко вида гущери, които се размножават по такъв необичаен начин, сред тях например комодски варани, които имат двойно копие на ДНК яйцеклетки и специално вещество - полоцит, който може да действа като сперма, оплождайки яйцеклетка , превръщайки го в ембрион.
Партеногенезата е една от модификациите на половото размножаване, при която женската гамета се развива в нов индивид без оплождане от мъжката гамета. Партеногенетичното възпроизвеждане се среща както в царството на животните, така и в царството на растенията и има предимството да увеличава скоростта на възпроизвеждане в някои случаи.
Има два вида партеногенеза - хаплоидна и диплоидна, в зависимост от броя на хромозомите в женската гамета. При много насекоми, включително мравки, пчели и оси, различни касти от организми възникват в рамките на дадена общност в резултат на хаплоидна партеногенеза. При тези видове настъпва мейоза и се образуват хаплоидни гамети. Някои яйца се оплождат и се развиват в диплоидни женски, докато неоплодените яйца се развиват в плодородни хаплоидни мъжки. Например, при медоносната пчела кралицата снася оплодени яйца (2n = 32), които, развивайки се, пораждат женски (кралици или работнички) и неоплодени яйца (n = 16), които пораждат мъжки (търтеи) , произвеждайки сперма чрез митоза, а не чрез мейоза. Развитието на индивиди от тези три типа в медоносната пчела е показано схематично на фиг. 4. Такъв механизъм на възпроизвеждане при социалните насекоми е от адаптивно значение, тъй като позволява да се регулира броят на потомството от всеки тип.
При листните въшки възниква диплоидна партеногенеза, при която женските овоцити преминават през специална форма на мейоза без хромозомна сегрегация - всички хромозоми преминават в яйцето, а полярните тела не получават нито една хромозома. Яйцата се развиват в тялото на майката, така че младите женски се раждат напълно оформени, а не се излюпват от яйца. Този процес се нарича живо раждане. Тя може да продължи няколко поколения, особено през лятото, докато настъпи почти пълно неразделяне в една от клетките, което води до клетка, съдържаща всички двойки автозоми и една Х хромозома. Мъжкият се развива партеногенетично от тази клетка. Тези есенни мъжки и партеногенетични женски произвеждат чрез мейоза хаплоидни гамети, участващи в сексуалното размножаване. Оплодените женски снасят диплоидни яйца, които презимуват и през пролетта от тях се излюпват женски, които се размножават партеногенетично и раждат живо потомство. Няколко партеногенетични поколения са последвани от поколение в резултат на нормално сексуално размножаване, което въвежда генетично разнообразие в популацията в резултат на рекомбинация. Основното предимство, което партеногенезата дава на листните въшки, е бързото нарастване на популацията, тъй като в същото време всички нейни полово зрели членове са способни да снасят яйца. Това е особено важно през периодите, когато условията на околната среда са благоприятни за съществуването на голяма популация, т.е. през летните месеци.
Партеногенезата е широко разпространена в растенията, където приема много форми. Един от тях - апомиксис - е партеногенеза, която имитира половото размножаване. Апомиксис е наблюдаван при някои цъфтящи растения, в които диплоидна яйцеклетка - или нуцелус, или мегаспорова клетка - се развива във функционален ембрион без участието на мъжка гамета. От останалата яйцеклетка се образува семе, а от яйчника се развива плодът. В други случаи е необходимо наличието на поленово зърно, което стимулира партеногенезата, въпреки че то не покълва; поленовото зърно предизвиква хормоналните промени, необходими за развитието на ембриона, и на практика такива случаи са трудни за разграничаване от истинското полово размножаване.
Началото на индивидуалното развитие се предшества от появата на зародишни клетки, т.е. гаметогенеза, която може да се счита за прогенеза в индивидуалното развитие.
Процесът на развитие на женските зародишни клетки се нарича оогенеза (овогенеза). За разлика от сперматогенезата, той има някои характеристики. Курсът на оогенезата и разликите му от развитието на мъжките гамети са показани на фиг. 3.
В овогенезата има 3 периода: размножаване, растеж и съзряване. Недиференцираните женски зародишни клетки - овогонии - се размножават по същия начин като сперматогониите, чрез нормална митоза. След разделянето те стават овоцити от първи ред и преминават в период на растеж.
Растежът на овоцитите отнема много дълго време - седмици, месеци и дори години. В периода на растеж се разграничават два етапа: малък или бавен растеж, когато се асимилират нови вещества и цитоплазмата се обогатява с тях, и голям или бърз растеж, когато в клетката се натрупва хранителен жълтък. В периода на растеж сърцевината също претърпява дълбоки промени, набъбва силно, съдържанието й сякаш се размива. Размерите на клетките нарастват неимоверно (например яйцата на костур се увеличават почти милион пъти).
Тогава овоцитът от първи ред навлиза в периода на узряване или мейоза. И тук се извършват редукционни и уравнени деления. Процесите на делене в ядрото протичат по същия начин, както при мейозата на сперматоцитите, но съдбата на цитоплазмата е напълно различна. По време на редукционното делене едно ядро носи със себе си по-голямата част от цитоплазмата и само малка част от нея остава за дела на другото. Следователно се образува само една пълноценна клетка - овоцит от II ред, а втората малка е насочено или редукционно тяло, което може да бъде разделено на две редукционни тела.
При второто, еквационално делене, асиметричното разпределение на цитоплазмата се повтаря и отново се образува една голяма клетка - овотида и третото полярно телце. Овотидата по отношение на състава на ядрото и функционално е напълно зряла зародишна клетка.
Периодът на формиране, за разлика от сперматогенезата, липсва в оогенезата. Така при оогенезата само една зряла яйцеклетка възниква от един овогон. Полярните тела остават недоразвити и скоро умират и се фагоцитират от други клетки. Зрелите женски гамети се наричат яйца или яйца, а отложените във водата се наричат хайвер.
Характеристиките на оогенезата при хората са показани на фиг. 5. Развитието на женските зародишни клетки се случва в яйчниците. Размножителният сезон започва в оогония, докато е още в ембриона, и спира до раждането на момичето. Периодът на растеж по време на оогенезата е по-дълъг, т.к. в допълнение към подготовката за мейоза се извършва натрупването на запас от хранителни вещества, които ще бъдат необходими в бъдеще за първите деления на зиготата. Във фазата на малък растеж се образуват голям брой различни видове РНК. Бързото натрупване на РНК възниква поради специален механизъм - генна амплификация (многократно копиране на отделни участъци от ДНК, кодиращи рибозомна РНК). Бързото нарастване на иРНК се дължи на образуването на хромозоми тип лампова четка. В резултат на това се образуват повече от хиляда допълнителни нуклеоли, които са необходима структура за синтеза на рРНК, от която впоследствие се образуват рибозомите, участващи в протеиновия синтез. В същия период в овоцита настъпват мейотични трансформации на хромозоми, които са характерни за изпълнението на профазата на първото деление.
По време на период на голям растеж яйчниковите фоликуларни клетки образуват няколко слоя около овоцита от първи ред, което улеснява преноса на хранителни вещества, синтезирани другаде, в цитоплазмата на овоцита.
При хората периодът на растеж на овоцитите може да бъде 12-50 години. След завършване на периода на растеж овоцитът от първи ред навлиза в периода на узряване.
В периода на узряване на яйцеклетките (както и по време на сперматогенезата) се извършва мейотично клетъчно делене. При първото редукционно делене от овоцит от първи ред се образуват един овоцит от II ред (1n2С) и едно полярно телце (1n2С). По време на второто еквационално разделение се образува зряла яйцеклетка (1n1C) от овоцит от втори ред, който е запазил почти всички натрупани вещества в цитоплазмата, и второ полярно тяло с малък размер (1n1C). В същото време се случва разделянето на първото полярно тяло, което води до две втори полярни тела (1n1C).
В резултат на това по време на оогенезата се получават 4 клетки, от които само една по-късно ще стане яйцеклетка, а останалите 3 (полярни тела) се редуцират. Биологичното значение на този етап от оогенезата е да се запазят всички натрупани вещества от цитоплазмата около едно хаплоидно ядро, за да се осигури нормалното хранене и развитие на оплодената яйцеклетка.
По време на оогенезата при жените на етапа на втората метафаза се образува блок, който се отстранява по време на оплождането и фазата на съзряване завършва едва след проникването на спермата в яйцето.
Процесът на оогенеза при жените е цикличен процес, повтарящ се приблизително на всеки 28 дни (започвайки с периода на растеж и завършвайки периода едва след оплождането). Този цикъл се нарича менструален цикъл.
Отличителните черти на сперматогенезата и оогенезата при хората са представени в таблицата.Най-очевидната отличителна черта на яйцеклетката е нейният голям размер. Типичната яйцеклетка има сферична или овална форма, а диаметърът й при хората е около 100 микрона (размерът на типичната соматична клетка е около 20 микрона). Размерът на ядрото може да бъде също толкова впечатляващ, в очакване на бързото делене веднага след оплождането, в ядрото се отлагат запаси от протеини.
Нуждата на клетката от хранителни вещества се задоволява главно от жълтъка, протоплазмен материал, богат на липиди и протеини. Обикновено се намира в дискретни образувания, наречени жълтъчни гранули. Друга важна специфична структура на яйцето е външната черупка на яйцето - обвивка от специално неклетъчно вещество, състоящо се главно от гликопротеинови молекули, част от които се секретират от самото яйце, а другата част от околните клетки. При много видове черупката има вътрешен слой, непосредствено съседен на плазмената мембрана на яйцето и се нарича zona pellucida при бозайници, а при други животни слой вителин. Този слой предпазва яйцеклетката от механични повреди, а при някои яйцеклетки действа и като специфична за вида бариера за сперматозоидите, като позволява навлизането само на сперматозоиди от същия вид или много тясно свързани видове.
Много яйца (включително бозайници) съдържат специализирани секреторни везикули, разположени под плазмената мембрана във външния или кортикалния слой на цитоплазмата. Когато яйцеклетката се активира от сперма, тези кортикални гранули освобождават съдържанието чрез екзоцитоза, в резултат на което свойствата на мембраната на яйцеклетката се променят по такъв начин, че други сперматозоиди вече не могат да проникнат в яйцеклетката през нея. зародишните клетки е сперматогенезата. В резултат на това се образуват сперматозоиди.
Соматичните клетки, достигнали определено зряло физиологично състояние, се делят митотично (понякога чрез амитоза), докато зародишните клетки в своето развитие преминават през специални фази на трансформация, докато узреят и станат способни за оплождане. Тази разлика има дълбок биологичен смисъл. Соматичните клетки трябва да запазят цялото количество наследствена информация по време на деленията, така че дъщерните клетки да останат същите като майчините клетки. Предаването на информация по време на митозата се осигурява от точното разпределение на хромозомите между делящите се клетки: броят на хромозомите, тяхната биологична структура, съдържанието на ДНК и следователно съдържащата се в нея наследствена информация се запазват в редица клетъчни поколения, осигуряване на постоянството на структурата на индивида и вида.
По време на оплождането ядрата на мъжките и женските зародишни клетки се комбинират в едно общо ядро и ако във всяка има толкова хромозоми, колкото в соматичните клетки, тогава в зиготата ще се удвои и такъв двоен брой ще премине във всички клетки на развиващия се ембрион. В бъдеще, с развитието на зародишните клетки на следващите поколения млади организми, ще има последователно натрупване на хромозоми в клетките и видът не може да запази своите наследствени характеристики непроменени. Освен това съотношението ядро-плазма постепенно ще бъде нарушено в полза на ядрото и след няколко поколения ще настъпи момент, когато добавянето на хромозоми към ядрото ще доведе до неизбежната смърт на клетката. В резултат на това торенето би служило не за запазване, а за унищожаване на организмите. Това обаче не се случва, тъй като в процеса на гаметогенезата са включени две специални разделения, по време на които броят на хромозомите в ядрата както на мъжките, така и на женските зародишни клетки намалява наполовина. Вътреклетъчните процеси, свързани с намаляването на броя на хромозомите, представляват същността на узряването на зародишните клетки - същността на мейозата. По време на оплождането половината от броя на хромозомите на ядрата на бащините клетки и половината от броя на хромозомите на ядрата на майчините клетки се комбинират и наборът от хромозоми, характерни за този вид, се възстановява в зиготата.
В сперматогенезата има 4 периода: размножаване, растеж, съзряване (мейоза) и образуване (фиг. 3).
По време на периода на размножаване първоначалните недиференцирани зародишни клетки - сперматогонии или гонии се делят чрез нормална митоза. След няколко такива разделяния те навлизат в период на растеж. На този етап те се наричат сперматоцити от I ред (или I цити). Те интензивно усвояват хранителни вещества, нарастват, претърпяват дълбоко физическо и химично преструктуриране, в резултат на което се подготвят за третия период - съзряване или мейоза.
При мейозата сперматоцитите I претърпяват два процеса на клетъчно делене. При първото деление (редукция) има намаляване на броя на хромозомите (редукция). В резултат на това от един цит I възникват две клетки с еднакъв размер - сперматоцити от втори ред или цити II. След това идва второто разделение на съзряването. Протича като обикновена соматична митоза, но с хаплоиден брой хромозоми. Такова разделение се нарича уравнено („еквивалентност“ - равенство), тъй като се образуват две еднакви, т.е. напълно еквивалентни клетки, които се наричат сперматиди.
В четвъртия период - формиране - заобленият сперматид приема формата на зряла мъжка репродуктивна клетка: в него расте флагел, ядрото се удебелява и се образува черупка. В резултат на целия процес на сперматогенеза, от всяка първоначална недиференцирана сперматогония се получават 4 зрели зародишни клетки, съдържащи всеки хаплоиден набор от хромозоми.
На фиг. 4 е диаграма на процесите на сперматогенеза и спермиогенеза при хора. Сперматогенезата се осъществява в извитите семенни каналчета на тестисите. Развитието на сперматозоидите започва в периода на пренаталното развитие по време на полагането на генеративни тъкани, след това се възобновява в началото на пубертета и продължава до старост.
По време на периода на размножаване се появяват поредица от последователни митози, в резултат на което се получава увеличаване на броя на клетките, наречени сперматогонии. Някои сперматогонии навлизат в период на растеж и се наричат сперматоцити от първи ред.
Периодът на растеж съответства на периода на интерфаза на клетъчния цикъл, в който наследственият материал на сперматоцитите от първи ред (2n4C) се удвоява и след това те влизат в профаза I на мейотичното делене. По време на профаза I настъпва конюгация на хомоложни хромозоми и обмен между хомоложни хроматиди (кросингоувър). Кръстосването е от голямо генетично значение, тъй като води до генетични различия между индивидите.
Ориз. 3. Схема на гаметогенезата:
1-ви - период на възпроизвеждане: клетките се делят митотично, наборът от хромозоми в тях е 2n; 2-ри - период на растеж: натрупване на хранителни вещества в клетките, наборът от хромозоми е 2n; 3-ти - период на узряване - мейоза: а) 1-ви или редукция, разделяне, образуване от диплоидни клетки с набор от хромозоми, равен на 2n, клетки с хаплоиден набор, равен на n; б) второто разделение на мейозата протича като митоза, но в клетки с хаплоиден набор от хромозоми; 4-ти - периодът на формиране - протича само в сперматогенезата
Периодът на узряване протича на два етапа, което съответства на I мейотично (редукционно) и II мейотично (еквационално) разделение. В този случай от един сперматоцит от първи ред се получават първо два сперматоцита от втори ред (1n2C), след това 4 сперматида (1n1C). Сперматидите се различават една от друга по своя набор от хромозоми: всички те съдържат 22 автозоми, но половината от клетките съдържат X хромозома, а другата половина Y хромозома. Автозомите се различават една от друга и от родителя по различна комбинация от алели, тъй като е настъпил обмен по време на кръстосването.
По време на периода на формиране броят на клетките и броят на хромозомите в тях не се променя, т.к през този период се образуват 4 сперматозоида от 4 сперматиди, в които настъпва морфологична реорганизация на клетъчните структури и се образува опашка. При хората тази фаза продължава 14 дни.
Мъжките зародишни клетки не се развиват поотделно, те растат в клонове и са свързани помежду си с цитоплазмени мостове. Съществуват цитоплазмени мостове между сперматогонии, сперматоцити и сперматиди. В края на фазата на формиране сперматозоидите се освобождават от цитоплазмените мостове.
При хората максималната дневна продуктивност на сперматозоидите е 108, продължителността на съществуване на сперматозоида във влагалището е до 2,5 часа, а в шийката на матката - до 48 часа.
Сперматозоидът е удължена подвижна клетка. Основните сперматозоиди са ядрото, което заема основния обем на главата, и органът за движение, камшикът, който съставлява опашката. Сперматозоидът е подвижно ядро. Структурата на спермата се дължи преди всичко на нейните функции.
В сперматозоида има много малко цитоплазма, но има няколко поддържащи структури:
1) митохондрии, които му осигуряват енергия
2) акрозома, органела, подобна на лизозома и съдържаща ензимите, необходими за проникването на сперматозоид в яйцеклетката
3) центриол - началото на флагела, по време на оплождането се използва по време на първото смачкване на зиготата
Акрозомата е пред ядрото в главата, а центриолата и митохондриите са в средната част на клетката. Ядрото съдържа хаплоиден набор от хромозоми (виж също CELL), то е плътно, кондензирано; дългият флагел е подобен по структура на камшичетата на протозоите и ресничките на ресничестия епител на многоклетъчните животни.
Сперматозоидите са много издръжливи клетки и при подходящи условия (в матката) остават жизнеспособни до пет дни.
РАЗЛИКИ В СПЕРМАТОГЕНЕЗАТА ОТ ОВОГЕНЕЗАТА ПРИ ЧОВЕКА
Партеногенеза (от гръцките думи parthenos - дева и genesis - произход) - развитие на организъм от едно яйце без оплождане. Има различни форми на партеногенеза при животни и растения.
През XVIII век. швейцарският учен К. Боне описва удивителен феномен: добре познатите листни въшки през лятото обикновено са представени само от безкрили женски, раждащи живи малки. Мъжките се появяват сред листните въшки само през есента. От оплодените яйца, преживели зимата, излизат крилати женски. Те се разпръскват по хранителни растения и създават нови колонии от безкрили партеногенетични женски. Подобен цикъл на развитие е описан при много насекоми, както и при малки ракообразни - дафнии и микроскопични водни животни - ротифери. При някои видове ротифери и насекоми изобщо не са открити мъже - техният полов процес е напълно отпаднал, всички са представени от партеногенетични женски.
При растенията партеногенезата е открита по-късно - първо в добре известното австралийско растение Alhornea. Това е двудомно растение: на някои екземпляри се развиват цветове с тичинки, на други - с плодници. Ботаническите градини Kew близо до Лондон отглеждат само женски растения с плодни цветя. За изненада на ботаниците, през 1839 г. те внезапно донесоха изобилна реколта от семена. Оказа се, че при растенията партеногенезата се среща дори по-често, отколкото при животните. При растенията се нарича апомиксис. Много представители на семействата Compositae и житни, розоцветни, кръстоцветни и други (например много сортове малини, обикновени глухарчета) са апомиктични.
Има соматична и генеративна партеногенеза. В първия случай яйцето се развива от диплоидна клетка на тялото, с двоен набор от хромозоми, във втория - от клетки, които са претърпели мейоза, т.е. с наполовина брой хромозоми. Генеративната партеногенеза е често срещана при насекомите: пчелните търтеи например се развиват от неоплодени яйца. Понякога броят на хромозомите по време на развитието на ембриона се удвоява.
Своеобразни форми на партеногенезата са гиногенезата и андрогенезата. По време на гиногенезата яйцеклетката се стимулира да се развие в мъжка сперма, дори ако е от различен вид. След това спермата се абсорбира напълно в цитоплазмата на яйцеклетката, която започва да се развива. В резултат на това се появяват еднополови популации, състоящи се само от жени. Гиногенезата е описана при малките тропически риби молини, нашия толстолоб (хайверът му се развива, когато се стимулира със сперматозоидите на шаран, мино и други едновременно хвърлящи хайвер риби, в този случай, когато зиготата е смачкана, бащината ДНК се унищожава, без да се засягат признаците на потомство), както и при някои саламандри. Може да бъде предизвикано изкуствено чрез излагане на зрели яйцеклетки на сперма, убита от рентгенови лъчи. В потомството, разбира се, се получават точни генетични копия на женски.
При андрогенезата, напротив, ядрото на яйцето не се развива. Развитието на организма се дължи на попадналите в него две слети ядра на сперматозоидите (естествено в потомството се получава само едно мъжко). Съветският учен Б. Л. Астауров получава андрогенни мъжки екземпляри от копринената буба чрез оплождане със сперма на нормална мъжка яйцеклетка, чиито ядра са убити чрез облъчване или висока температура. Заедно с V. A. Strunnikov той разработи методи за изкуствено получаване на андрогенно потомство от копринената буба, което е от голямо практическо значение, тъй като мъжките гъсеници произвеждат повече коприна по време на образуването на пашкули, отколкото женските.
Партеногенезата е по-често срещана при нисшите животни. При по-високо организираните понякога е възможно да се предизвика изкуствено, чрез въздействието на всякакви фактори върху неоплодените яйца. За първи път е наречен през 1885 г. от руския зоолог А. А. Тихомиров при копринената буба.
Въпреки това при висшите животни партеногенетичното развитие най-често не достига до края и развиващият се ембрион в крайна сметка умира. Но някои видове и породи гръбначни животни са по-способни на партеногенеза. Например, известни са партеногенетични видове гущери. Наскоро беше отгледана порода пуйки, чиито неоплодени яйца са много склонни да се развият докрай. Любопитно е, че в този случай потомството е мъжко (обикновено женските се получават по време на партеногенезата). Загадката се разрешава лесно: ако например човек и дрозофила имат набор от полови хромозоми при женската XX (две X хромозоми), а при мъжката XY (X и Y хромозоми), при птиците е обратното около - мъжкият има две еднакви ZZ хромозоми, а женските хромозоми са различни (WZ). Половината от неоплодените яйца имат една W хромозома, половината - Z (виж Мейоза). В развиващото се партеногенетично яйце броят на хромозомите се удвоява. Но комбинацията W W не е жизнеспособна и такива ембриони умират, докато комбинацията ZZ дава напълно нормална пуйка.
Специална форма на половото размножаване е партеногенеза,или девствена репродукция,- развитието на организъм от неоплодено яйце. Тази форма на размножаване е характерна предимно за видове с кратък жизнен цикъл с изразени сезонни промени.
Партеногенезата е хаплоидна или диплоидна.
При листни въшки, дафния, ротифери, някои гущери, диплоидна (соматична) партеногенеза,при които женските овоцити образуват диплоидни яйцеклетки. Например при дафнията женските са диплоидни, а мъжките хаплоидни. При благоприятни условия мейозата не настъпва при Daphnia: диплоидните яйца се развиват без оплождане и дават началото на женските. При скалните гущери преди мейозата настъпва митотично увеличаване на броя на хромозомите в клетките на половите жлези. След това клетките преминават през нормалния цикъл на мейоза и в резултат на това се образуват диплоидни яйца, които без оплождане дават началото на ново поколение, състоящо се само от женски. Това прави възможно поддържането на броя на индивидите в условия, при които е трудно да се срещнат индивиди от различен пол.
Установено е наличието на естествена партеногенеза при птиците. Една порода пуйки често развива яйца партено-генетично и от тях се появяват само мъжки.
Партеногенезата може да бъде предизвикана изкуствено. Съветският учен Б. Л. Астауров експериментално (дразнейки повърхността на яйцата на копринената буба по различни начини: механично поглаждане с четка или правене на инжекции с игла, химическо поставяне на яйцата в различни киселини, термично нагряване на яйцата) постига ефекта на смачкване на яйцата без оплождане . По-късно американецът Грегъри Пинкус от неоплодени яйца получава партеногенетично възрастни жаби и зайци.
В природата естествената партеногенеза се среща в редица растения (глухарче, ястреб и др.) и се нарича апомиксис.Апомиксисът обикновено се разбира или като развитие от неоплодено яйце, или като възникване на ембрион, който изобщо не е от гамети (напр. в цъфтящите растения ембрионът може да се развие от различни клетки на ембрионалния сак)
Източник : НА. Лемеза Л.В. Камлюк Н.Д. Лисов "Наръчник по биология за кандидати за университети"
