Гиногенез , форма партеногенеза , представляет собой систему бесполого размножения, которая требует наличия сперматозоидов без фактического вклада ее ДНК для завершения. Отцовская ДНК растворяется или разрушается, прежде чем она сможет слиться с яйцом. [1] Яйцеклетка организма может развиваться, не оплодотворяясь, во взрослую особь, используя только материнский генетический материал. Гиногенез часто называют «паразитизмом сперматозоидов» в связи с несколько бессмысленной ролью мужских гамет. [2] Гиногенетические виды, сокращенно «гиногены», однополые, что означает, что они должны спариваться с самцами близкородственных бисексуальных видов, которые обычно размножаются половым путем. [3]Это невыгодная система спаривания для мужчин, поскольку они не могут передавать свою ДНК. Вопрос о том, почему существует этот репродуктивный способ, учитывая, что он, по-видимому, сочетает в себе недостатки как бесполого, так и полового размножения, остается нерешенным в области эволюционной биологии.
Примеры
Большинство гиногенетических видов попадают в таксономические группы рыб и земноводных. [3]
Моллинезия амазонки ( Poecilia formosa ) требует, чтобы сперма близкородственного самца Poecilia latipinna участвовала в гиногенезе. Исследования показали, что самцы P. latipinna предпочитают спариваться с самками своего собственного вида, учитывая ранее обсуждавшийся недостаток самцов при спаривании с гиногенами. [4] Это представляет проблему для P. formosa , поскольку они должны конкурировать за самцов с предпочтительной популяцией. Однако те P. formosa, которым удалось найти себе пару, восполняют дефицит, производя в два раза больше потомков женского пола, чем их конкуренты. [4]
Вид муравьев Myrmecia impaternata состоит только из самок, а его гибридное происхождение восходит к Myrmecia banksi и Myrmecia pilosula . [5] У видов муравьев пол определяется системой гаплодиплоидии , где из неоплодотворенных яиц появляются гаплоидные самцы, а из оплодотворенных яиц - диплоидные самки. У этого вида матка размножается посредством полового взаимодействия, но не оплодотворения, с аллоспецифическими самцами, выращенными из «бесплодных» (безотцовских) яиц в беспатных гнездах [5] . [ требуется разъяснение ]
Ambystoma platineum , однополый крот-саламандра , является результатом гибридизации размножающихся половым путем Ambystoma jeffersonianum и A laterale . [6] Особи A. platineum обычно живут в непосредственной близости от любого из этих родительских видов из-за необходимости использовать свою сперму для облегчения воспроизводства [6] . [ требуется разъяснение ]
Эволюционное происхождение
Можно рассмотреть два эволюционных пути, чтобы объяснить, как и почему развился гиногенез. Одноступенчатый путь включает в себя множественные изменения, происходящие одновременно: необходимо прервать мейоз, искоренить гаметы одного пола и возникнуть однополое формирование пола. [2] Второй вариант включает несколько этапов: половое поколение формируется с сильно смещенным соотношением полов, и из-за правила Холдейна вид эволюционирует в сторону потери сексуальности и отбора, который является предпочтительным по отношению к гиногену. [2] Экспериментаторы, которые безуспешно пытались вызвать P. formosa в лаборатории путем гибридизации его генетических предков, пришли к выводу, что эволюционное происхождение P. formosa произошло не от простой гибридизации двух конкретных геномов, а от перемещения определенных аллелей в определенных локусах, которые привело к этому эволюционному изменению однополости. [7]
Смотрите также
Рекомендации
- ↑ Энциклопедия насекомых под редакцией Винсента Х. Реша и др., Elsevier Science & Technology, 2009.
- ^ a b c Шлупп, Инго (2005). «Эволюционная экология гиногенеза» . Ежегодный обзор экологии, эволюции и систематики . 36 : 399–417. DOI : 10.1146 / annurev.ecolsys.36.102003.152629 . ISSN 1543-592X . JSTOR 30033810 .
- ^ а б Авис, Джон К. (21 июля 2015 г.). «Эволюционные перспективы клонального воспроизводства у позвоночных животных» . Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 112 (29): 8867–8873. Bibcode : 2015PNAS..112.8867A . DOI : 10.1073 / pnas.1501820112 . ISSN 0027-8424 . PMC 4517198 . PMID 26195735 .
- ^ а б Форан, Кристи М .; Райан, Майкл Дж. (1994). «Соревнование женщины и женщины в однополом / бисексуальном комплексе моллинезий». Копея . 1994 (2): 504–508. DOI : 10.2307 / 1446999 . ISSN 0045-8511 . JSTOR 1446999 .
- ^ а б Тейлор, Роберт В .; Имаи, Хиротами Т .; Хасэгава, Эйсуке; Битон, Колин Д. (18 декабря 2018 г.). "Уникальное соединение: доказательства гиногенеза, сопровождающего определение пола гаплодиплоидом у австралийского муравья Myrmecia impaternata Taylor" . Психея: журнал энтомологии . 2018 : 1–7. DOI : 10.1155 / 2018/2832690 . ISSN 0033-2615 .
- ^ а б Спольски, Кристина; Филлипс, Кристофер А .; Уззелл, Томас (декабрь 1992 г.). «Гиногенетическое размножение у гибридных кротовых саламандр (род Ambystoma)» . Эволюция; Международный журнал органической эволюции . 46 (6): 1935–1944. DOI : 10.1111 / j.1558-5646.1992.tb01179.x . ISSN 1558-5646 . PMID 28567774 .
- ^ Тернер, Брюс Дж .; Бретт, Бетти-Лу Х .; Миллер, Роберт Р. (1980). «Межвидовая гибридизация и эволюционное происхождение гиногенетической рыбы Poecilia formosa». Эволюция . 34 (5): 917. DOI : 10,2307 / 2407997 . ЛВП : 2027,42 / 137459 . ISSN 0014-3820 . JSTOR 2407997 .