Партеногенез

Яйца многих животных могут быть активированы естественно или искусственно без участия сперматозоида.

Партеногенез — развитие, происходящее без оплодотворения (участия сперматозоида). Такой процесс называется девственным размножением или партеногенезом(из греч. parthenos – девственница, genesis – происхождение, развитие).

Андрогенез– явление гораздо более редкое, и когда он происходит (естественный или искусственный), развитие идет без женского пронуклеуса на базе мужского ядра и мужского пронуклеуса (табак, кукуруза, тутовый шелкопряд).

Естественный партеногенез обнаружен у ос, пчел, ряда чешуекрылых, у некоторых видов ящериц и змей, типичен для летних поколений ряда ракообразных и коловраток. Успешные опыты по искусственному партеногенезу были выполнены А. А. Тихомировым в 1886 году. Ему удалось стимулировать развитие неоплодотворенных яиц тутового шелкопряда кратковременным нагреванием или потиранием их щеткой. Естественный партеногенез чаще всего случается при незавершенном оплодотворении, т. е. в тех случаях, когда имела место активация яйцеклетки, но ядро сперматозоида не участвовало в оплодотворении. В активированных яйцах используется генетическая информация, содержащаяся только в женском пронуклеусе (гиногенез). При искусственном партеногенезе, когда сущест­вует возможность экспериментально удалить женский пронуклеус, развитие зародыша может осуществиться только за счет мужского пронуклеуса (андрогенез). В указанных случаях потомки целиком наследуют либо признаки матери (при гиногенезе), либо отца (при андрогенезе). Это лишний раз свидетельствует о том, что наследственные свойства особи определяются в основном ядром, а не цитоплазмой. В большинстве случаев после партеногенетической активации яйцеклетки в ней восстанавливается диплоидный набор хромосом.

У млекопитающих также отмечались случаи вступления яйцеклеток на путь партеногенетического развития — самопроизвольно либо под влиянием активирующего агента (электростимуляция, тепловой шок, этанол). Однако развитие таких зародышей всегда останавливалось на ранних стадиях — рождения партеногенетически развившихся особей никогда не наблюдалось. Полноценное развитие партеногенетиков у млекопитающих невозможно, по-видимому, вследствие того, что в женских хромосомах заблокированы (в результате метилирования) определенные участки ДНК, присутствующие в активной форме в мужских хромосомах. Именно поэтому самец не может быть заменен партеногенетическим агентом. Экспериментально показано, что если у мыши при мейозе подавить отделение полярного тельца, то возникнут и начнут развиваться диплоидные яйцеклетки, в которых весь наследственный материал берет начало от материнского организма. Такие клетки делятся и образуют зародышей с хордой, мышцами, скелетом и разными органами, включая бьющееся сердце. Но развитие продолжается недолго — уже на 10—11-е сутки между нормальными и партеногенетическими зародышами обнаруживаются глубокие различия.

Таким образом, хотя у многих животных оба пронуклеуса эквивалентны, у млекопитающих между ними имеются важные функциональные различия. Для завершения развития млекопитающих необходимы оба пронуклеуса: материнский и отцовский.

Контрольные вопросы

1. Общая характеристика, классификация и стадии процесса оплодотворения.

2. Дистантные взаимодействия гамет.

3. Контактные взаимодействия гамет: акросомная реакция и капацитация.

4. Быстрый и медленный блоки полиспермии. Их молекулярные механизмы.

5. Слияние генетического материала. Ооплазматическая сегрегация.