Партеногенез

(от греч. Parthénos — девственница и ...генез (См. …генез)) девственное размножение, одна из форм полового размножения организмов, при которой женские половые клетки (яйцеклетки (См. Яйцеклетка)) развиваются без оплодотворения (См. Оплодотворение). П. — половое, но однополое размножение — возник в процессе эволюции организмов у раздельнополых форм. В тех случаях, когда партеногенетические виды представлены (всегда или периодически) только самками, одно из главных биологических преимуществ П. Заключается в ускорении темпа размножения вида, так как все особи подобных видов способны оставить потомство. В тех случаях, когда из оплодотворённых яйцеклеток развиваются самки, а из неоплодотворённых — самцы, П. Способствует регулированию численных соотношений полов (например, у пчёл).

Часто партеногенетические виды и расы являются полиплоидными и возникают в результате отдалённой гибридизации, обнаруживая в связи с этим Гетерозис и высокую жизнеспособность. П. Следует отличать от бесполого размножения (См. Бесполое размножение), которое осуществляется всегда при помощи соматических органов и клеток (размножение делением, почкованием и т.п.). Различают П. Естественный — нормальный способ размножения некоторых организмов в природе и искусственный, вызываемый экспериментально действием разных раздражителей на неоплодотворённую яйцеклетку, в норме нуждающуюся в оплодотворении. Партеногенез у животных. Исходная форма П. — зачаточный, или рудиментарный, П., свойственный многим видам животных в тех случаях, когда их яйца остаются неоплодотворёнными.

Как правило, зачаточный П. Ограничивается начальными стадиями зародышевого развития. Однако иногда развитие достигает конечных стадий (случайный, или акцидентальный, П.). Полный естественный П. — возникновение вполне развитого организма из неоплодотворённой яйцеклетки — встречается во всех типах беспозвоночных. Обычен он у членистоногих (особенно у насекомых). П. Открыт и у позвоночных — рыб, земноводных, особенно часто встречается у пресмыкающихся (этим способом размножаются не менее 20 рас и видов ящериц, гекконов и др.). У птиц большая склонность к П., усиленная искусственным отбором до способности давать половозрелых особей (всегда самцов), обнаружена у некоторых пород индеек. У млекопитающих известны только случаи зачаточного П.

Единичные случаи полного развития наблюдались у кролика при искусственном П. Различают облигатный П., при котором яйца способны только к партеногенетическому развитию, и факультативный П., при котором яйца могут развиваться и посредством П., и в результате оплодотворения [у многих перепончатокрылых насекомых, например у пчёл, из неоплодотворённых яиц развиваются самцы (трутни), из оплодотворённых — женские особи (матки и рабочие пчёлы)]. Часто размножение посредством П. Чередуется с обоеполым — так называемый циклический П. Партеногенетические и половые поколения при циклическом П. Внешне различны. Так, последовательные генерации у тлей рода Chermes резко различаются по морфологии (крылатые и бескрылые формы) и экологии (приуроченность к разным кормовым растениям).

У некоторых орехотворок особи партеногенетических и обоеполых поколений столь различны, что принимались за разные виды и даже роды. Обычно (у многих тлей, дафний, коловраток и др.) летние партеногенетические поколения состоят из одних самок, а осенью появляются поколения из самцов и самок, которые оставляют на зиму оплодотворённые яйца. Многие виды животных, не имеющие самцов, способны к длительному размножению путём П. — так называемый константный П. У некоторых видов наряду с партеногенетической женской расой существует обоеполая раса (исходный вид), занимающая иногда др. Ареал — так называемый географический П. (бабочки чехлоноски, многие жуки, многоножки, моллюски, коловратки, дафнии, из позвоночных — ящерицы и др.).

По способности давать посредством П. Самцов или самок различают. Арренотокию, при которой из неоплодотворённых яиц развиваются только самцы (пчёлы и др. Перепончатокрылые, червецы, клещи, из позвоночных — партеногенетические линии индеек). Телитокию, при которой развиваются только самки (самый распространённый случай). Дейтеротокию, при которой развиваются особи обоего пола (например, при случайном П. У бабочек. В обоеполом поколении при циклическом П. У дафний, коловраток, тлей). Очень большое значение имеет цитогенетический механизм созревания неоплодотворённой яйцеклетки. Именно оттого, проходит ли яйцеклетка Мейоз и уменьшение числа хромосом вдвое — редукцию (мейотический П.) или не проходит (амейотический П.), сохраняется ли при этом свойственное виду число хромосом вследствие выпадения мейоза (зиготический П.) или это число восстанавливается после редукции слиянием ядра яйцеклетки с ядром направительного тельца или как-либо иначе (аутомиктический П.), зависят в конечном счёте наследственная структура (Генотип) партеногенетического зародыша и все его важнейшие наследственные особенности — пол, сохранение или утрата гетерозиса, приобретение гомозиготности и пр.

П. Делят также на генеративный, или гаплоидный, и соматический (он может быть диплоидным и полиплоидным). При генеративном П. В делящихся клетках тела наблюдается гаплоидное число хромосом (n). Этот случай относительно редок и сочетается с арренотокией (гаплоидные самцы — трутни пчёл). При соматическом П. В делящихся клетках тела наблюдается исходное диплоидное (2n) или полиплоидное (Зn, 4n, 5n, редко даже 6n и 8n) число хромосом. Часто в пределах одного вида имеется несколько рас, характеризующихся кратными числами хромосом,— так называемые полиплоидные ряды. По очень высокой частоте полиплоидии (См. Полиплоидия) партеногенетические виды животных представляют резкий контраст с обоеполыми, у которых полиплоидия, наоборот, большая редкость.

Полиплоидные раздельнополые виды животных, по-видимому, произошли путём П. И отдалённой гибридизации. Своеобразна форма П. — Педогенез — партеногенетическое размножение в личиночном состоянии. Искусственный П. У животных был впервые получен русским зоологом А. А. Тихомировым. Он показал (1886), что неоплодотворённые яйца тутового шелкопряда можно побудить к развитию растворами сильных кислот, трением и др. Физико-химическими раздражителями. В дальнейшем искусственный П. Был получен Ж. Лёбом и др. Учёными у многих животных, главным образом у морских беспозвоночных (морские ежи и звёзды, черви, моллюски), а также у некоторых земноводных (лягушка) и даже млекопитающих (кролик). В конце 19 — начале 20 вв. Опыты по искусственному П.

Привлекали особое внимание биологов, давая надежду с помощью этой физико-химической модели активации яйца (См. Активация яйца) проникнуть в сущность процессов оплодотворения. Искусственный П. Вызывают действием на яйца гипертонических или гипотонических растворов (так называемый осмотический П.), уколом яйца иглой, смоченной гемолимфой (так называемый травматический П. Земноводных), резким охлаждением и особенно нагревом (так называемый температурный П.), а также действием кислот, щелочей и т.п. С помощью искусственного П. Обычно удаётся получать лишь начальные стадии развития организма. Полный П. Достигается редко, хотя известны случаи полного П. Даже у позвоночных животных (лягушка, кролик). Способ массового получения полного П., разработанный (1936) для тутового шелкопряда Б.

Л. Астауровым, основан на точно дозированном кратковременном прогреве (до 46 °С в течение 18 мин) извлечённых из самки неоплодотворённых яиц. Этот способ даёт возможность получать у тутового шелкопряда особи только женского пола, наследственно идентичные с исходной самкой и между собой. Получаемые при этом ди-, три- и тетраплоидные Клоны можно размножать посредством П. Неограниченно долго. При этом они сохраняют исходную гетерозиготность и «гибридную силу». Отбором получены клоны, размножающиеся посредством П. Так же легко, как обоеполые породы посредством оплодотворения (более 90% вылупления активированных яиц и до 98% жизнеспособности). П. Представляет разносторонний интерес для практики шелководства. Партеногенез у растений.

П., распространённый среди семенных и споровых растений, относится обычно к константному типу. Факультативный П. Обнаружен в единичных случаях (у некоторых видов ястребинки и у василистника Thalictrum purpurascens). Как правило, пол партеногенетически размножающихся растений — женский. У двудомных растений П. Связан с отсутствием или крайней редкостью мужских растений, у однодомных — с дегенерацией мужских цветков, отсутствием или абортивностью пыльцы. Как и при П. Животных, различают. Генеративный, или гаплоидный, П. И соматический, который может быть диплоидным или полиплоидным. Генеративный П. Встречается у водорослей (кутлерия, спирогира, эктокарпус) и грибов (сапролегния, мукор, эндомицес). У цветковых растений он наблюдается только в экспериментальных условиях (табак, скерда, хлопчатник, хлебные злаки и многие др.).

Соматический П. Встречается у водорослей (хара, кокконеис), у папоротников (марселия Друммонда) и у высших цветковых растений (хондрилла, манжетка, ястребинка, кошачья лапка, одуванчик и др.). Полиплоидный П. У растений встречается очень часто. Однако полиплоидия не является здесь особенностью партеногенетических видов, так как широко распространена и у обоеполых растений. К П. Растений близки др. Способы размножения — Апогамия, при которой зародыш развивается не из яйцеклетки, а из др. Клеток гаметофита, и Апомиксис. Искусственный П. У растений получен у некоторых водорослей и грибов действием гипертонических растворов, а также при кратковременном нагревании женских половых клеток. Австрийский учёный Э. Чермак получил (1935—48) искусственный П.

У цветковых растений (хлебные злаки, бобовые и многие др.), вызывая его раздражением рыльца убитой или чужеродной пыльцой или порошкообразными веществами (тальк, мука, мел и пр.). Советский учёный Е. М. Вермель получил (1972) диплоидный П. У смородины, томатов и огурцов действием диметилсульфоксида. К П. Относят также своеобразные способы развития животных и растений — Гиногенез и Андрогенез, при которых яйцеклетка активируется к развитию проникающим спермием своего или близкого вида, но ядра яйцеклетки и спермия не сливаются, оплодотворение оказывается ложным, и зародыш развивается только с женским (гиногенез) или только с мужским (андрогенез) ядром. Лит. Астауров Б. Л., Искусственный партеногенез у тутового шелкопряда (Экспериментальное исследование), М.

— Л., 1940. Его же, Цитогенетика развития тутового шелкопряда и ее экспериментальный контроль, М., 1968. Тайлер А., Искусственный партеногенез, пер. С англ., в кн. Некоторые проблемы современной эмбриофизиологии, М., 1951. Астауров Б. Л., Демин Ю. С., Партеногенез у птиц, «Онтогенез», 1972, т. 3, № 2. Rostand J., La parthénogenèse animale. P., 1950. Б. Л. Астауров..