Parthénogenèse. Référence. Parthénogenèse - reproduction vierge Parthénogenèse chez les animaux

Auparavant, de nombreux auteurs (par exemple, B.N. Shvanvich) définissaient la parthénogenèse comme une variante de la forme asexuée, bien que cela contredisait la terminologie biologique généralement acceptée. L’asexualité est l’émergence de nouveaux individus à partir des cellules somatiques du corps maternel, et non des cellules sexuelles, comme cela se produit lors de la parthénogenèse. Ainsi, à l'heure actuelle, la parthénogenèse est généralement classée comme sexuelle, car dans son processus, les individus filles sont formés à partir de et non à partir de parties du corps de la « mère », comme par exemple avec la simple division des bactéries, le bourgeonnement des levures, le corps segmentation chez les vers plats, etc. .d.

Le phénomène de parthénogenèse est observé dans la plupart des cas chez les organismes primitifs, même si, en général, on le retrouve chez de nombreux représentants du monde animal : arthropodes, mollusques, poissons et même reptiles. L'hypothèse sur l'existence de la parthénogenèse chez l'homme est intéressante : selon des données non confirmées, il y a eu des cas où des femmes décédées se sont révélées enceintes. premières dates, et lors de l'examen du fœtus, il s'est avéré que l'embryon représente une copie génétique complète de la mère. Cependant, même si un tel phénomène est possible chez les animaux supérieurs (c'est-à-dire dans des conditions naturelles), le développement complet de l'œuf ne se produit jamais, il s'arrête généralement au stade blastula ; (note de l'auteur) (photo)

Ce phénomène est observé relativement souvent chez les insectes. Pour la plupart, ces créatures sont dioïques, ce qui peut être deviné même à première vue par le sexe des individus de nombreuses espèces, mais parfois la parthénogenèse se combine avec le sexe classique ou même le remplace complètement.

La parthénogenèse comme processus biologique

La base cytologique de ce phénomène varie. Dans certains cas, il y a une « perturbation » dans le développement d’un ovule normal, par exemple une modification du nombre de divisions du matériel génétique. Dans d’autres, d’autres structures jouent le rôle de spermatozoïdes. Par exemple, il existe une formation telle qu'un corps directionnel (polaire). Il est attaché à l'œuf et contient petite quantité cytoplasme et matériel génétique. Dans la « norme », c’est-à-dire lors des rapports sexuels, elle se sépare après un certain nombre de divisions méiotiques. Chez certains individus parthénogénétiques, par exemple la cochenille Lecanium, le corps ne dégénère pas et ne se détache pas, mais pénètre à l'intérieur et fusionne avec le noyau de l'ovule, imitant la pénétration du sperme et donnant une impulsion au développement de l'embryon.

La parthénogenèse semble être un phénomène qui ne dépend pas de la « volonté » de l’insecte. Cependant, dans certains cas, les individus contrôlent eux-mêmes leurs propres formes. Chez certains hyménoptères (abeilles), ainsi que chez la race californienne des cochenilles, les spermatozoïdes sont stockés dans une chambre spéciale, d'où la femelle peut ou non les libérer sur l'œuf, selon le « but » de la ponte. (photo)

Variétés de parthénogenèse

La parthénogenèse est un phénomène très hétérogène qui se divise en plusieurs catégories.

Sporadique: la plupart du temps, les individus bisexuels se reproduisent de manière « normale », mais lorsque certaines conditions sont créées (diminution de la taille de la population, absence de mâles) ils peuvent basculer vers la parthénogenèse. Ce phénomène est typique de la sphinx du peuplier et d'autres insectes, principalement des lépidoptères. Dans de rares cas, une parthénogenèse sporadique est observée chez les araignées, par exemple chez les moissonneuses tropicales, mais généralement celles non fécondées meurent sans terminer leur développement.

Constante: observé tout le temps, en même temps que la forme sexuelle. Un exemple typique est celui des hyménoptères sociaux, dans lesquels les mâles se développent toujours à partir d’hyménoptères non fécondés et les femelles à partir d’hyménoptères fécondés. Dans certains cas, la parthénogenèse remplace complètement ou presque complètement la sexualité. Ainsi, chez certaines espèces de phasmes, de cochenilles, de teignes biliaires et de tenthrèdes, les mâles sont soit rares, soit totalement inconnus. Un phénomène similaire se produit chez les tiques.

Il existe des organismes dans lesquels la fréquence d'apparition des mâles varie en fonction de l'habitat. Par exemple, les Kistevikov mâles (mille-pattes) sont souvent trouvés en France (42% des individus), alors qu'en Hollande ils ne sont que 39%, au Danemark - 8%, et avec un mouvement plus poussé vers le nord, ils ne sont plus présents du tout.

cyclique: il y a une alternance correcte des générations sexuelles et asexuées, comme par exemple dans. Chez eux, la fécondée survit à l'hiver, après quoi une femelle vierge en émerge, donnant naissance à une autre série qui se reproduit également par parthénogénétique. éclore en automne

La parthénogenèse est l'une des modifications de la reproduction sexuée dans laquelle le gamète femelle se développe en un nouvel individu sans fécondation par le gamète mâle. La reproduction parthénogénétique se produit à la fois dans le règne animal et dans le règne végétal et présente l'avantage d'augmenter le taux de reproduction dans certains cas.

Il existe deux types de parthénogenèse : haploïde et diploïde, selon le nombre de chromosomes dans le gamète femelle. Chez de nombreux insectes, notamment les fourmis, les abeilles et les guêpes, diverses castes d'organismes apparaissent au sein d'une communauté donnée à la suite de la parthénogenèse haploïde. Chez ces espèces, la méiose se produit et des gamètes haploïdes se forment. Certains œufs sont fécondés et se transforment en femelles diploïdes, tandis que les œufs non fécondés se transforment en mâles haploïdes fertiles. Par exemple, à abeille La reine pond des œufs fécondés (2n = 32), qui se développent pour produire des femelles (reines ou ouvrières), et des œufs non fécondés (n = 16), qui produisent des mâles (bourdons), qui produisent des spermatozoïdes par mitose plutôt que par méiose. Le développement des individus de ces trois types chez l’abeille domestique est présenté schématiquement sur la Fig. 4. Ce mécanisme de reproduction chez les insectes sociaux a une signification adaptative, car il permet de réguler le nombre de descendants de chaque espèce.

Chez les pucerons, se produit une parthénogenèse diploïde, dans laquelle les ovocytes femelles subissent une forme particulière de méiose sans ségrégation chromosomique - tous les chromosomes passent dans l'œuf et les globules polaires ne reçoivent pas un seul chromosome. Les œufs se développent dans le corps de la mère, de sorte que les jeunes femelles naissent entièrement formées, plutôt que d'éclore des œufs. Ce processus est appelé viviparité. Cela peut se poursuivre pendant plusieurs générations, notamment en été, jusqu'à ce qu'une non-disjonction presque complète se produise dans l'une des cellules, ce qui donne une cellule contenant toutes les paires d'autosomes et un chromosome X. A partir de cette cellule, le mâle se développe parthénogénétiquement. Ces mâles d'automne et ces femelles parthénogénétiques produisent par méiose des gamètes haploïdes qui participent à la reproduction sexuée. Les femelles fécondées pondent des œufs diploïdes qui hivernent et, au printemps, elles éclosent en femelles qui se reproduisent par parthénogénétique et donnent naissance à une progéniture vivante. Plusieurs générations parthénogénétiques sont suivies d'une génération issue d'une reproduction sexuée normale, qui introduit la diversité génétique dans la population par recombinaison. Le principal avantage que donne la parthénogenèse aux pucerons est la croissance rapide de la population, puisque tous ses membres matures sont capables de pondre. Ceci est particulièrement important pendant les périodes où les conditions environnementales sont favorables à l’existence d’une population nombreuse, c’est-à-dire pendant les mois d’été.

La parthénogenèse est répandue chez les plantes, où elle prend diverses formes. L'un d'eux - l'apomixie - est la parthénogenèse, imitant reproduction sexuée. L'apomixie est observée chez certaines plantes à fleurs dans lesquelles la cellule diploïde de l'ovule, soit une cellule nucelle, soit une mégaspore, se développe en un embryon fonctionnel sans la participation d'un gamète mâle. Le reste de l’ovule forme la graine et l’ovaire se transforme en fruit. Dans d'autres cas, la présence d'un grain de pollen est requise, ce qui stimule la parthénogenèse, bien qu'il ne germe pas ; le grain de pollen induit changements hormonaux, nécessaire au développement de l'embryon, et en pratique de tels cas sont difficiles à distinguer de la véritable reproduction sexuée.

Le début du développement individuel est précédé par l'émergence des cellules germinales, c'est-à-dire la gamétogenèse, qui peut être considérée comme une progenèse au cours du développement individuel.

Le processus de développement des cellules germinales femelles est appelé ovogenèse (ovogenèse). Contrairement à la spermatogenèse, elle présente certaines caractéristiques. Le déroulement de l'ovogenèse et ses différences par rapport au développement des gamètes mâles sont présentés sur la Fig. 3.

Il y a 3 périodes dans l'ovogenèse : la reproduction, la croissance et la maturation. Les cellules germinales femelles indifférenciées – les oogonies – se reproduisent de la même manière que les spermatogonies, par mitose normale. Après division, ils deviennent des ovocytes de premier ordre et entrent en période de croissance.

La croissance des ovocytes dure très longtemps – des semaines, des mois et même des années. Au cours de la période de croissance, on distingue deux étapes : une croissance petite ou lente, lorsque de nouvelles substances sont assimilées et le cytoplasme en est enrichi, et une croissance grande ou rapide, lorsque le jaune nutritif s'accumule dans la cellule. Le noyau subit également de profondes modifications au cours de la période de croissance ; il gonfle fortement, son contenu semble s'estomper. La taille des cellules augmente énormément (par exemple, les œufs de perche augmentent près d'un million de fois).

Ensuite, l’ovocyte de premier ordre entre dans la période de maturation, ou méiose. Ici aussi, des réductions et des divisions équationnelles ont lieu. Les processus de division dans le noyau se déroulent de la même manière que lors de la méiose des spermatocytes, mais le sort du cytoplasme est complètement différent. Lors de la division par réduction, un noyau emporte avec lui la majeure partie du cytoplasme, et seule une petite partie en reste à la part de l'autre. Par conséquent, une seule cellule à part entière est formée - un ovocyte du deuxième ordre et un deuxième minuscule - un corps directionnel ou de réduction, qui peut être divisé en deux corps de réduction.

Au cours de la deuxième division équationnelle, la distribution asymétrique du cytoplasme se répète et une grande cellule se forme à nouveau - l'ovotide et le troisième globule polaire. L'ovotide, en termes de composition nucléaire et de fonctionnalité, est une cellule germinale complètement mature.

La période de formation, contrairement à la spermatogenèse, est absente dans l'ovogenèse. Ainsi, lors de l’ovogenèse, un seul œuf mature naît d’une oogonia. Les corps polaires restent sous-développés et meurent rapidement et sont phagocytés par d'autres cellules. Les gamètes femelles matures sont appelés ovules ou œufs, et ceux déposés dans l’eau sont appelés caviar.

Les caractéristiques de l'ovogenèse chez l'homme sont présentées dans la Fig. 5. Le développement des cellules germinales féminines se produit dans les ovaires. La période de reproduction commence dans l'oogonie alors qu'elle est encore dans l'embryon et s'arrête au moment où la fille naît. La période de croissance au cours de l'ovogenèse est plus longue, car En plus de la préparation à la méiose, un apport de nutriments est accumulé, qui sera nécessaire à l'avenir pour les premières divisions du zygote. Dans la petite phase de croissance, la formation se produit grande quantité différents types ARN. L'accumulation rapide d'ARN se produit en raison d'un mécanisme spécial - l'amplification génique (copie multiple de sections d'ADN individuelles codant pour l'ARN ribosomal). L’augmentation rapide de l’ARNm est due à la formation de chromosomes en « brosse à lampe ». En conséquence, plus d'un millier de nucléoles supplémentaires sont formés, qui constituent une structure nécessaire à la synthèse de l'ARNr, à partir desquels se forment ensuite les ribosomes impliqués dans la synthèse des protéines. Au cours de la même période, des transformations chromosomiques méiotiques se produisent dans l'ovocyte, caractéristiques de la prophase de première division.

Durant la période de forte croissance, les cellules folliculaires de l'ovaire forment plusieurs couches autour de l'ovocyte de premier ordre, ce qui facilite le transfert des nutriments synthétisés ailleurs dans le cytoplasme de l'ovocyte.

Chez l’homme, la période de croissance des ovocytes peut durer de 12 à 50 ans. Une fois la période de croissance terminée, l’ovocyte de premier ordre entre dans la période de maturation.

Pendant la période de maturation des ovocytes (ainsi que pendant la spermatogenèse), une division cellulaire méiotique se produit. Lors de la première division de réduction, à partir d'un ovocyte du premier ordre, un ovocyte du deuxième ordre (1n2C) et un globule polaire (1n2C) se forment. Lors de la deuxième division équationnelle, un ovule mature (1n1C) se forme à partir d'un ovocyte de second ordre, qui a retenu presque toutes les substances accumulées dans le cytoplasme, et d'un deuxième corpus polaire de petite taille (1n1C). Au même moment, la division du premier globule polaire se produit, donnant naissance à deux seconds globules polaires (1n1C).

En conséquence, au cours de l'ovogenèse, 4 cellules sont obtenues, dont une seule deviendra plus tard un œuf, et les 3 autres (corps polaires) sont réduites. L'importance biologique de cette étape de l'ovogenèse est de préserver toutes les substances accumulées dans le cytoplasme autour d'un noyau haploïde pour assurer une nutrition et un développement normaux de l'œuf fécondé.

Au cours de l'ovogenèse chez la femme, au stade de la deuxième métaphase, un bloc se forme, qui est éliminé lors de la fécondation, et la phase de maturation ne se termine qu'après la pénétration des spermatozoïdes dans l'ovule.

Le processus d’ovogenèse chez la femme est un processus cyclique qui se répète environ tous les 28 jours (depuis la période de croissance jusqu’à juste après la fécondation). Ce cycle est appelé menstruel.

Caractéristiques distinctives la spermatogenèse et l'ovogenèse chez l'homme sont présentées dans le tableau. trait distinctif les œufs sont à elle grandes tailles. Un ovule typique a une forme sphérique ou ovale et son diamètre chez l'homme est d'environ 100 microns (la taille d'une cellule somatique typique est d'environ 20 microns). La taille du noyau peut être tout aussi impressionnante ; en prévision des divisions rapides qui suivent immédiatement la fécondation, des réserves de protéines se déposent dans le noyau.

Les besoins de la cellule en nutriments sont satisfaits principalement par le jaune, un matériel protoplasmique riche en lipides et en protéines. On le trouve généralement dans des structures discrètes appelées granules de jaune. Une autre structure spécifique importante de l'œuf est la membrane externe de l'œuf - une enveloppe d'une substance non cellulaire spéciale constituée principalement de molécules glycoprotéiques, dont certaines sont sécrétées par l'œuf lui-même et l'autre par les cellules environnantes. Chez de nombreuses espèces, la membrane possède une couche interne directement adjacente à la membrane plasmique de l'œuf et est appelée zone pellucide chez les mammifères et couche vitelline chez d'autres animaux. Cette couche protège l'ovule des dommages mécaniques et, dans certains ovules, elle agit également comme une barrière spécifique à l'espèce pour les spermatozoïdes, permettant uniquement aux spermatozoïdes de la même espèce ou d'espèces très étroitement apparentées de pénétrer.

De nombreux œufs (y compris les mammifères) contiennent des vésicules sécrétoires spécialisées situées sous la membrane plasmique dans la couche externe ou corticale du cytoplasme. Lorsque l'ovule est activé par le sperme, ces granules corticaux libèrent leur contenu par exocytose, ce qui modifie les propriétés de la membrane de l'ovule de telle sorte que les autres spermatozoïdes ne peuvent plus y pénétrer. Le processus de formation du germe mâle. Les cellules sont la spermatogenèse. En conséquence, des spermatozoïdes se forment.

Les cellules somatiques, ayant atteint un certain état physiologique mature, se divisent par mitose (parfois par amitose), tandis que les cellules germinales dans leur développement subissent des phases spéciales de transformation jusqu'à ce qu'elles mûrissent et deviennent capables de fécondation. Cette différence a une signification biologique profonde. Les cellules somatiques doivent conserver la totalité de l'information héréditaire lors des divisions afin cellules filles est resté le même que celui de la mère. Le transfert d'informations est assuré lors de la mitose par la répartition précise des chromosomes entre les cellules en division : le nombre de chromosomes, leur structure biologique, leur contenu en ADN et, par conséquent, les informations héréditaires qu'ils contiennent sont conservés dans plusieurs générations cellulaires, assurant ainsi la constance de la structure de l'individu et de l'espèce.

Lors de la fécondation, les noyaux des cellules germinales mâles et femelles s'unissent en un noyau commun, et s'il y avait autant de chromosomes dans chacun d'eux que dans cellules somatiques, alors chez le zygote, elle doublerait, et une telle quantité doublée passerait dans toutes les cellules de l'embryon en développement. À l'avenir, lors du développement des cellules germinales des prochaines générations de jeunes organismes, il y aura une accumulation séquentielle de chromosomes dans les cellules et l'espèce ne pourra pas conserver ses caractéristiques héréditaires inchangées. De plus, le coefficient nucléaire-plasma en faveur du noyau serait progressivement perturbé, et après plusieurs générations viendrait un moment où l'ajout de chromosomes au noyau conduirait à la mort inévitable de la cellule. En conséquence, la fertilisation servirait non pas à préserver, mais à détruire les organismes. Cependant, cela ne se produit pas, car le processus de gamétogenèse comprend deux divisions spéciales au cours desquelles le nombre de chromosomes dans les noyaux des cellules germinales mâles et femelles est réduit de moitié. Les processus intracellulaires associés à une diminution du nombre de chromosomes constituent l'essence de la maturation des cellules germinales - l'essence de la méiose. Lors de la fécondation, la moitié du nombre de chromosomes dans les noyaux des cellules du père et la moitié du nombre de chromosomes dans les noyaux des cellules de la mère sont combinés, et l'ensemble des chromosomes caractéristiques de cette espèce est restauré dans le zygote.

Il existe 4 périodes dans la spermatogenèse : la reproduction, la croissance, la maturation (méiose) et la formation (Fig. 3).

Pendant la période de reproduction, les cellules germinales indifférenciées d'origine - les spermatogonies ou gonies - se divisent par mitose normale. Après avoir procédé à plusieurs de ces divisions, ils entrent dans une période de croissance. A ce stade, on les appelle spermatocytes de premier ordre (ou spermatocytes I). Ils assimilent intensément les nutriments, grossissent, subissent une profonde restructuration physique et chimique, à la suite de laquelle ils se préparent à la troisième période - la maturation, ou méiose.

Lors de la méiose, les spermatocytes subissent deux processus de division cellulaire. Lors de la première division (réduction), le nombre de chromosomes diminue (réduction). En conséquence, à partir d'un cyte I, naissent deux cellules de taille égale - les spermatocytes du second ordre, ou cytes II. Vient ensuite la deuxième division de maturation. Elle se déroule comme une mitose somatique ordinaire, mais avec un nombre haploïde de chromosomes. Une telle division est dite équationnelle (« equatio » - égalité), puisque deux divisions identiques sont formées, c'est-à-dire cellules complètement équivalentes appelées spermatides.

Dans la quatrième période - formation - la spermatide arrondie prend la forme d'une cellule reproductrice mâle mature : un flagelle se développe, le noyau devient plus dense et une coquille se forme. À la suite de l'ensemble du processus de spermatogenèse, à partir de chaque spermatogonie indifférenciée initiale, 4 cellules germinales matures sont obtenues, chacune contenant un ensemble haploïde de chromosomes.

Sur la fig. La figure 4 montre un diagramme des processus de spermatogenèse et de spermiogenèse chez l'homme. La spermatogenèse se produit dans les tubules séminifères contournés des testicules. Le développement des spermatozoïdes commence pendant la période de développement prénatal lors de la ponte des tissus génitaux, puis reprend au début de la puberté et se poursuit jusqu'à un âge avancé.

Durant la saison de reproduction, une série de mitoses successives se produisent, entraînant une augmentation du nombre de cellules appelées spermatogonies. Certaines spermatogonies entrent dans une période de croissance et sont appelées spermatocytes de premier ordre.

La période de croissance correspond à la période d'interphase du cycle cellulaire, au cours de laquelle le matériel héréditaire des spermatocytes de premier ordre (2n4C) est doublé, puis ils entrent dans la prophase I de division méiotique. Au cours de la prophase I, la conjugaison des chromosomes homologues et l'échange entre chromatides homologues (crossing over) se produisent. Le croisement a une signification génétique importante car il entraîne des différences génétiques entre les individus.

Riz. 3. Schéma de gamétogenèse :

1er – période de reproduction : les cellules se divisent par mitotique, l'ensemble des chromosomes qu'elles contiennent est 2n ; 2ème – période de croissance : accumulation de nutriments dans les cellules, ensemble de chromosomes 2n ; 3ème – période de maturation – méiose : a) 1ère, ou réduction, division, formation à partir de cellules diploïdes avec un ensemble de chromosomes égal à 2n, de cellules avec un ensemble haploïde égal à n ; b) la 2ème division de la méiose, se déroule comme une mitose, mais dans des cellules avec un ensemble haploïde de chromosomes ; 4ème – période de formation – se produit uniquement lors de la spermatogenèse

La période de maturation se déroule en deux étapes, qui correspondent aux divisions méiotique I (réduction) et II méiotique (équation). Dans ce cas, à partir d'un spermatocyte de premier ordre, on obtient d'abord deux spermatocytes de second ordre (1n2C), puis 4 spermatides (1n1C). Les spermatides diffèrent les unes des autres par l'ensemble des chromosomes : elles contiennent toutes 22 autosomes, mais la moitié des cellules contiennent un chromosome X et l'autre moitié un chromosome Y. Les autosomes diffèrent les uns des autres et de leurs parents par une combinaison différente d'allèles, puisqu'un échange a eu lieu lors du croisement.

Pendant la période de formation, le nombre de cellules et le nombre de chromosomes qu'elles contiennent ne changent pas, car Pendant cette période, 4 spermatides se forment à partir de 4 spermatozoïdes, dans lesquels se produit une réorganisation morphologique des structures cellulaires et une queue se forme. Chez l'homme, cette phase dure 14 jours.

Les cellules germinales mâles ne se développent pas seules ; elles se développent en clones et sont interconnectées par des ponts cytoplasmiques. Des ponts cytoplasmiques existent entre les spermatogonies, les spermatocytes et les spermatides. A la fin de la phase de formation, les spermatozoïdes sont libérés des ponts cytoplasmiques.

Chez l'homme, la productivité quotidienne maximale des spermatozoïdes est de 10 8, la durée d'existence des spermatozoïdes dans le vagin peut aller jusqu'à 2,5 heures et dans le col de l'utérus jusqu'à 48 heures.

Le spermatozoïde est une cellule mobile et allongée. Les principaux spermatozoïdes sont le noyau, qui occupe le volume principal de la tête, et l'organe de mouvement – ​​le flagelle, qui constitue la queue. Le spermatozoïde est un noyau mobile. La structure du sperme est déterminée principalement par ses fonctions.

Le spermatozoïde a très peu de cytoplasme, mais il existe plusieurs structures de soutien :

1) les mitochondries, qui lui fournissent de l'énergie

2) acrosome, organite semblable à un lysosome et contenant les enzymes nécessaires à la pénétration des spermatozoïdes dans l'ovule

3) centriole - le début du flagelle, lors de la fécondation il est utilisé lors de la première division du zygote

L'acrosome est situé devant le noyau de la tête, tandis que le centriole et les mitochondries se trouvent au milieu de la cellule. Le noyau contient un ensemble haploïde de chromosomes (voir aussi CELLULE), il est dense, condensé ; le long flagelle a une structure similaire aux flagelles des protozoaires et aux cils de l'épithélium cilié des animaux multicellulaires.

Les spermatozoïdes sont des cellules très tenaces et, dans des conditions appropriées (dans l'utérus), ils restent viables jusqu'à cinq jours.

DIFFÉRENCES ENTRE LA SPERMATOGÉNÈSE ET L'OVOGÉNÈSE CHEZ L'HOMME

La parthénogenèse est également appelée reproduction vierge ; ce processus est typique des espèces qui ont un court cycle de vie accompagné de changements saisonniers prononcés.

Androgenèse et gynogenèse

Au cours du processus d'adrogenèse, la cellule germinale femelle ne participe pas au développement d'un nouvel organisme, qui apparaît à la suite de la fusion de deux noyaux de cellules germinales mâles - le sperme. Dans ce cas, seuls les mâles sont présents dans la progéniture. Dans la nature, l’androgenèse se produit chez les insectes hyménoptères.

Au cours de la gynogenèse, le noyau du spermatozoïde ne fusionne pas avec le noyau de l'ovule ; il ne peut que stimuler son développement, ce qu'on appelle une fausse fécondation. Ce processus est caractéristique des poissons osseux et des vers ronds, et la progéniture est composée uniquement de femelles.

Parthénogenèse haploïde et diploïde

Dans la parthénogenèse haploïde, un organisme se développe à partir d'un œuf haploïde et les individus peuvent être des femmes, des hommes ou les deux, selon la détermination du sexe chromosomique de l'espèce. Chez les fourmis, les abeilles et les guêpes, à la suite de la parthénogenèse, les mâles émergent d'œufs non fécondés et les femelles d'œufs fécondés. Grâce à cela, les organismes sont divisés en castes ; le processus permet de réguler le nombre de descendants d'un certain type.

Chez certains lézards, pucerons et rotifères, on observe une parthénogenèse diploïde, elle est également appelée somatique ; Dans ce cas, des œufs diploïdes se forment chez les femelles. Ce procédé permet de maintenir le nombre d'individus si la rencontre d'individus de sexes différents est difficile.

Parthénogenèse naturelle et artificielle

La parthénogenèse est cyclique chez les rotifères, les pucerons et les daphnies. DANS heure d'été Seules les femelles existent, elles se développent de manière parthénogénétique et, à l'automne, la reproduction a lieu avec fécondation.

La parthénogenèse peut être provoquée artificiellement, par exemple en irritant la surface des œufs de vers à soie, en chauffant ou en exposant à divers acides, la fragmentation des œufs peut être obtenue sans fécondation. Il a été possible d'obtenir des lapins et des grenouilles adultes par voie parthénogénétique.

Le concept de parthénogenèse

Lors de la fécondation, le spermatozoïde libère l’ovule de son état de dormance et celui-ci commence à se développer. Mais dans la nature, il existe des cas où un organisme s'est développé à partir d'un œuf non fécondé.

Définition 1

Le phénomène de développement d'un organisme à partir d'un œuf non fécondé est appelé parthénogenèse .

Dans le cas de la parthénogenèse, la nouvelle génération possède un génotype parental inchangé. Chez certaines espèces, des populations à la fois parthénogénétiques et bisexuées peuvent exister (chez les lézards). Pour d'autres espèces, la parthénogenèse est le seul mode de reproduction (chez les phasmes). Chez les carabes et les daphnies, les générations sexuelles et parthénogénétiques alternent naturellement.

Certains scientifiques considèrent la parthénogenèse comme une forme distincte de reproduction asexuée, puisqu'il n'y a pas de processus sexuel (copulation). D'autres la considèrent comme une variante de la reproduction sexuée, puisque ce sont les cellules germinales qui y participent.

Parthénogenèse diploïde

Il existe un certain nombre d'espèces animales chez lesquelles des œufs non fécondés se développent pendant une certaine période. Dans le noyau de l'œuf, le nombre de chromosomes double et ils deviennent diploïdes (ou la méiose ne se produit pas lors de la formation de l'œuf).

Exemple 1

Par exemple, chez les coléoptères et les daphnies mentionnés ci-dessus, au printemps, en été et au début de l'automne (c'est-à-dire la majeure partie de l'année), la reproduction se produit uniquement par parthénogénétique. Seules les femelles se développent à partir d’œufs non fécondés. En automne, les mâles apparaissent et le processus de fécondation a lieu. Les œufs fécondés survivent à l'hiver. Au printemps, ils se transforment à nouveau en femelles capables de se reproduire parthénogénétiquement.

La parthénogenèse diploïde contribue à la reproduction rapide des populations de ces espèces.

Parthénogenèse haploïde

Chez les abeilles et certains autres insectes, les femelles se développent à partir d’œufs fécondés. À partir d'elles, se forment des ouvrières (femelles sous-développées) et des reines. Les faux-bourdons (mâles parthénogénétiques) se développent à partir d’œufs non fécondés. Les cellules mâles possèdent un ensemble haploïde de chromosomes. Lors de la formation des spermatozoïdes, la méiose ne se produit pas et le nombre de chromosomes dans les spermatozoïdes ne diminue pas. Par conséquent, lors de la fécondation, les organismes reçoivent un ensemble diploïde de chromosomes.

Parthénogenèse artificielle

Au cours de leurs recherches, les embryologistes ont pu stimuler le développement d'un ovule sans fécondation. Ils utilisaient certains stimuli comme facteurs stimulants (influences chimiques, mécaniques ou à court terme de forte ou basses températures etc.). L'influence de ces stimuli a contribué à l'excitation de l'œuf et au début de la formation des membranes de fécondation.

Remarque 1

Le phénomène de parthénogenèse artificielle est activement utilisé, par exemple, pour réguler le sexe des vers à soie en sériciculture.

Androgenèse

Il existe des cas scientifiques où le noyau d'un œuf a été détruit. Dans le même temps, l’œuf lui-même conservait la capacité de féconder. Le noyau du spermatozoïde occupait alors une position centrale dans l’ovule. L'ovule s'est développé de manière parthénogénétique, mais avec un noyau de spermatozoïde. Le nouvel organisme qui en résulte n’a que des caractéristiques paternelles. Ce phénomène est appelé en science androgenèse .

Le phénomène de parthénogenèse est probablement apparu comme une réaction de l'organisme à des changements soudains des conditions environnementales. Ces changements ont conduit à l'impossibilité de la fécondation. Les individus ont donc survécu. Dans lequel l'œuf a commencé à se développer de manière indépendante. Cette adaptation a permis à l’espèce de survivre dans des conditions inhabituelles et changeantes. La méthode de parthénogenèse peut être très utile dans les travaux de sélection.