単為生殖：それが何を構成するか、種類、生物 - 生物学 - 2025

単為生殖は、男性の配偶子からの遺伝的寄与せず、と、大人への最終的な開発なしに雌性配偶子からの胚の生産です。ほとんどの場合、生殖過程における雄の配偶子の参加はありません。

ただし、体形成と呼ばれる単為生殖の特別なケースがあり、その参加が必要です。この場合、精子は卵に入り、それを活性化して新しい生物の発達を開始します。

中米産の魚種である単為生殖性のPoeciliopsis gracilis。Coletti、T.撮影、fishbase.deから編集

単為生殖は、植物や動物の間で非常に一般的な現象です。それは、既知の種の総数の最大1％で発生する可能性があると推定されています。

これは、実際にはすべての大規模な動植物のグループで発生する可能性のある繁殖様式です。おそらく例外は、裸子植物や哺乳類などの進化した分類群で、それらの発生の信頼できる記録はありません。

単為生殖とは何ですか？

単為生殖の最も単純な概念は、受精が起こらない新しい個体での卵細胞の発生であることを示しています。しかし、多くの動物では、受精なしで生産された胚は高い死亡率に苦しんでいます。

他のいくつかのケースでは、男性の配偶子の同意は、発達を活性化するためだけに必要です。したがって、単為生殖は「成体における最終的な発達の有無にかかわらず、男性の配偶子からの遺伝的寄与のない女性の配偶子からの胚の産生」からなると言える。

タイプ

関与する細胞学的メカニズムに応じて、単為生殖は以下を含むいくつかのタイプになり得る：

-ティコパルテノジェネシス

通性単為生殖とも呼ばれ、受精していない卵の発生が時々かつ自発的に起こるときに、このように呼ばれます。このタイプの単為生殖は動物では非常に一般的です。

一部の著者によると、それは単為生殖の唯一の本当のタイプです。aticoparthenogenesisの配偶子形成には、減数分裂が含まれる場合と含まれない場合があります。減数分裂の有無に応じて、この単為生殖は次のように分類できます。

アポトーシス単為生殖

ameioticまたはdiploidとも呼ばれます。これには減数分裂の抑制があります。子孫は、受精していない卵から有糸分裂を経て発達します。

それは母親と遺伝的に同一の生物を生み出します。このタイプの単為生殖は通常、ワムシおよび節足動物のほとんどのグループで発生します。

自動単為発生

減数分裂または一倍体とも呼ばれます。このプロセスでは、減数分裂が維持されます。二倍体状態の回復は、母親が作製した配偶子の複製または融合によって発生します。このタイプの単為生殖は、昆虫で非常に頻繁に発生します。

-Ginogenesis

雌性発生は、特別なタイプの有性生殖です。これでは、精子が胚珠を貫通して胚発生を活性化する必要があります。

しかし、通常の受精とは逆に、オスとメスの核の融合は起こりません。配偶子融合後、精子染色体は卵の細胞質内で退化するか、受精卵から排出されます。

雌性発生胚は、卵子の核を犠牲にしてのみ発生します。このため、産卵子はすべて母親と同じ雌です。

この種の生殖は、雌性発生雌が同種または関連種の両性雄と交尾するときに発生する可能性があります。一部の著者は、それを適切な単為生殖とは考えていません。

-ブリッジネシス

これは「ヘミクローナル」再生モードです。これでは、異なる種の親が交配して雑種を作ります。ゲノムの半分は性的に伝達され、残りの半分は「クローン的に」伝達されます。

精子は卵子の核で融合し、父方の遺伝子は体組織で発現しますが、系統的には生殖系列から除外されます。母親だけがゲノムを次世代に引き継ぐでしょう。

このタイプの単為生殖は通常、Poeciliopsis属の魚種で発生し、砂漠のアリCataglyphis hispanicaでも観察されています。

その他のタイプ

一部の著者は、このタイプの生殖のより実用的な分類を好み、単為生殖を他の2つのタイプに区別します。

-地理的単為生殖

それは、単一の種、または系統学的に近いが地理的に異なる種の、両性型と単為生殖型の共存によって特徴付けられます。

単為発生生物は、性的に繁殖する近親者とは異なる範囲を占める傾向があります。無性生物は、離島、好熱性環境、または乱された生息地で、緯度または高度に分布する傾向があります。

このタイプの単為生殖は、植物、ワーム、甲殻類、昆虫、トカゲの一部の種で観察されています。

-環状単為生殖

生物は性的にも単為生殖的にも繁殖することができます。一年のある期間中、雌のみが単為生殖によって産出されます。

しかし、他の期間では、女性は性的に生殖する女性と男性の両方を生み出します。

単為生殖系統の起源

子孫が単為生殖によって生産されるバイセクシュアル種では、彼らは一般的に単為生殖の女性を生産します。これらの新興のユニセクシャルリネージュは、表現型および遺伝子型が両性の同族種と大きく異なる場合があります。これらの単為生殖系統を引き起こす可能性のあるメカニズムがいくつかあります。

自発

性的相互作用の喪失は、減数分裂を抑制し、環境条件によって性の誘導を修正し、ホルモンの発現を調節する遺伝子の変異によって発生します。

極端な場合、突然変異は、単為生殖の男性と女性を生み出す可能性のある、厳密に単為生殖の系統の遺伝子型を「修復」することによって作用する可能性があります。

ハイブリダイゼーションによって

ハイブリダイゼーションは、動物の単為生殖系統を生成する最も一般的な方法であり、カタツムリ、昆虫、甲殻類、およびほとんどの単性脊椎動物で観察できます。

それらは、ヘテロ接合性が高い2つのバイセクシュアル種と親種の典型的な対立遺伝子の交配に由来します。これらでは、減数分裂は障害となり、セクシュアリティの喪失を引き起こします。

伝染性の起源

それは、単為生殖の雌と、同じまたは密接に関連した種の雄との間の交雑によって起こります。単性生物における倍数性の主な原因であると考えられています。

性的および単為生殖の系統間の遺伝子の流れは、伝染性の方法で遺伝子の拡散を可能にします。このため、次に性的生物が発生したり、新しい単為生殖系統を作成したりできます。

感染源

ボルバキアピピエンティスは、すべての昆虫種の約20％を運ぶプロテオバクテリア門の細菌種です。

それは、細胞質の不適合性、遺伝的男性の女性化、男性の死、単為生殖など、その宿主における生殖操作の原因です。それは節足動物と線虫に感染します。

それは親として送信されます。この細菌は、トリコグラムマ属の寄生バチならびにダニおよび他の節足動物において単為生殖を誘発することができる。

一方、別の細菌であるXiphinematobacterは、Dorylaimida線虫に影響を及ぼし、単為生殖も引き起こします。

多因果起源

多くの種では、単為生殖系統は単一のメカニズムによって生成されます。ただし、他の種では、さまざまなメカニズムで発生する可能性があります。たとえば、貝形虫類の単為生殖系統には、しばしば二重の起源があります。

倍数体のクローンは、自然発生的な性的喪失から生じますが、倍数体のクローンは、単為発生の同種または同種の雌間の交雑から生じます。

別の例は、アブラムシRhopalosiphum padiの場合です。この種では、単為生殖系統は3つの異なる起源から発生する可能性があります：自然発生、ハイブリッドまたは伝染性。

単為生殖が発生する生物

ワムシ

ロティフェラの間には、女性の単為生殖単為生殖によってのみ繁殖する種と、この単為発生を通常の有性生殖と交互にする種があります。

無性生殖と有性生殖の間の移行は、環境によって制御されます。一部の著者によれば、完全に有性生殖を失ったワムシ種の成功は、指数関数的な単為生殖単為生殖の期間中の突然変異の蓄積によるものです。

これは、「有糸分裂」交差と相まって、さまざまな環境条件に適応するために十分な遺伝子型多様性を生み出すことを可能にします。このようにして、有性生殖の大きな利点が排除されます。

軟体動物

単為生殖は、いくつかの種の腹足類軟体動物で報告されています。これらの種には、Potamopyrgus antipodarum、Tarebia granifera、およびMelanoides属のすべての種があります。

M. tuberculataの二倍体レースを除いて、後者の属のすべての代表は倍数体です。

甲殻類

この種の繁殖は、甲殻類、コンストラトラコス、アノストラコス、クラドケラン類、十脚類、および貝形類を含む甲殻類の多くのグループについて文書化されています。

クラドセラでは、生殖の典型的な形は周期的な単為生殖によるものです。女性は春から夏に単為生殖的に繁殖します。

環境条件が悪い場合、生物は有性生殖を行い、休眠状態で長期間生存できるシスト卵を形成します。

単為発生卵を伴う甲殻類クラドセラDaphnia longispina。Roland Birke / Photolibrary / Getty Imageによる写真。thoughtco.comから取得および編集

大理石のカニ（Procambarus fallax forma virginalis）は、単為生殖によってのみ繁殖する唯一の十脚甲殻類です。

脊椎動物

軟骨魚の間では、単為生殖は少なくともイーグルレイ、シマウマサメ、シュモクザメで発生します。ハイブリッドジェネシスは、Poecilliopsis属の種の骨のある魚で報告されています。

他のいくつかの魚は、有性生殖と単為生殖を交互にすることができます。トカゲの多くの種は単為生殖によって繁殖します。ハイブリダイゼーションはそれらのこのタイプの繁殖の主な原因であると考えられています。

ティコパルテノジェネシスは、爬虫類の他のグループ、主にニシキヘビや他のヘビでも報告されています。鳥類では、ニワトリ、シチメンチョウおよびいくつかの種のウズラで自然発生的な単為生殖が観察されています。

哺乳類では、正常な胚発生には母系および父系のゲノムが必要です。このため、これらの生物では単為生殖は自然には起こりません。

これは実験室で実験的に達成されました。しかしながら、誘発された単為発生はしばしば異常な発達をもたらす。

植物

多くの植物種は地理単為発生の明確なパターンを示しており、単為生殖形態は寒帯に向かってより多く位置しています。一方、性的形態は無性の同性愛者よりも熱帯的です。

参考文献

1. C. Simon、F。Delmonte、C。Rispe、T。Crease（2003）。単為生殖とそれらの性的親族との間の系統学的関係：動物における単為生殖への可能なルート。リンネ協会の生物学ジャーナル。
2. G. Scholtz、A。Braband、L。Tolley、A。Reiman、B。Mittmann、C。Lukhaup、F。Steuerwald、G。Vogt（2003）。部外者のザリガニの単為生殖。自然。
3. U.ミットゥフ（1978）単為生殖のレビュー記事。医学遺伝学のジャーナル。
4. NB Tcherfas（1971）。魚の自然および人工の雌性発生。で：ソビエト連邦でのFAO 1971セミナー/養殖魚の遺伝的選択と交配に関するスタディツアー。1968年4月19日〜5月29日。講義。FAO議員/ UNDP（TA）、fao.org /から回収。
5. PA Eyer、L。Leniaud、H。DarrasおよびS. Aron（2013）。2つのカタグリフィス砂漠アリでのthelytokous単為生殖による雑種形成。分子生態学。
6. RKK Koivisto、HR Braig（2003）。微生物と単為生殖。リンネ協会の生物学ジャーナル。