Dziki świat pełen jest fascynujących mało znanych procesów. Zwykle ludzie kojarzą rozmnażanie z czynnością wymagającą dwóch członków, ale natura wymyśliła mechanizmy, dzięki którym życie może w zasadzie wyłonić się z niczego. Przykładem tego jest partenogeneza.
Partenogeneza jest formą rozmnażania bezpłciowego, polegającą na rozwoju niezapłodnionych żeńskich komórek płciowych. Występuje często w rzędach zwierzęcych o mniejszej złożoności fizjologicznejtakie jak wrotki, płazińce, skorupiaki i owady. Mimo to ten ekscytujący proces został również udokumentowany u kręgowców, takich jak gady, ryby i wyjątkowo ptaki.
Kluczowe pytanie, na które postaramy się tutaj odpowiedzieć, to: Dlaczego dochodzi do partenogenezy?
Rodzaje partenogenezy
Proces ten jest klasyfikowany na kilka sposobów w zależności od rodzaju potomstwa, które powoduje:
- Arenotoza: produktem potomnym partenogenezy jest wyłącznie męski.
- Telotoza: antyteza arenotozy. Potomstwo to wyłącznie samice.
- Amfitoza: proces ten daje początek osobnikom obu płci.
Istnieją również różne typy partenogenezy w zależności od znaczenia procesu w rozmnażaniu gatunku.
Z jednej strony mamy przypadkowe epizody partenogenetyczne, w którym osobniki zazwyczaj rozmnażają się płciowo, ale w niektórych przypadkach niezapłodnione jaja dają potomstwo. Zaobserwowano to u kilku gatunków motyli.
W przeciwieństwie do tego istnieje również obowiązkowa partenogeneza, w którym prawie całkowity brak samców sprawia, że jest to jedyna realna strategia pozostawienia potomstwa. Ten typ jest powszechny u różnych gatunków gadów, gdzie samce całkowicie zniknęły z populacji gatunku.
Po zdefiniowaniu terminów ważne jest, aby zagłębić się w to, dlaczego ten cudowny proces powstał z ewolucyjnego punktu widzenia.
Wiele gatunków patyczaków jest partenogenetycznych.
Rozmnażanie płciowe jest drogie
Badania filogenetyczne potwierdzają, że partenogeneza pojawiała się w historii niezależnie w różnych grupach zwierząt. Takie rozmnażanie bezpłciowe ma kilka zalet:
- Zwierzęta partenogenetyczne nie muszą tracić energii na poszukiwanie kongenerów z kim się rozmnażać, ani nie rywalizować ze sobą, aby przyciągnąć uwagę płci przeciwnej. To znacznie zmniejsza presję selekcyjną wytworzoną przez dobór płciowy.
- Partenogeneza również znacznie zwiększa potencjał kolonizacji gatunku, ponieważ pojedynczy osobnik może stworzyć linię.
- Zwierzęta rozmnażające się płciowo mają mniejszą zdolność pozyskiwania zasobów i unikania drapieżników w okresie rozrodczym. Wiele samców różnych gatunków prezentuje uderzające kolory, ozdoby i ruchy, które zagrażają im w celu zwabienia partnera. Zwierzęta partenogenetyczne nie mają szans.
- Partenogeneza pozwala na izolację osobników gatunku. Nie odczuwają presji, aby spotykać się ze sobą przez cały cykl życia, więc nie są przywiązani do systemu hierarchii ani agregacji społecznej.
Skoro więc łatwiej jest dać początek życiu znikąd, dlaczego poświęca się zwierzęta, aby znaleźć partnera? Ten dylemat znany jest jako paradoks seksu..
W mutacji jest klucz
Najbardziej rozpowszechnioną teorią jest to, że rozmnażanie płciowe zwiększa zmienność genetyczną potomstwa. W dość skomplikowanym ujęciu zakłada się, że płeć zwiększa tempo mutacji rekombinacyjnej.
Chociaż wydaje się to trudne do zrozumienia, klucz jest prosty: informacja genetyczna dwojga jest warta więcej niż jednej. Kiedy ojciec i matka spotykają się, prezentują różne odmiany genomu, mimo że są z tego samego gatunku, a dzieci odziedziczą cechy obojga.
Z czysto teoretycznego punktu widzenia gatunek, który rozmnaża się nieskończenie partenogenetycznie skończyłoby się to wygaszeniem. Brak zmienności genetycznej przełożyłby się na mniejszą zdolność przystosowania się, a każda zmiana w środowisku mogłaby być katastrofalna dla gatunku.
Ale jest klucz: jest to przewidywalne w ramach teoretycznych, a jednak istnieje wiele ewolucyjnych linii partenogenetycznych, które nie wymarły. Zatem, uważa się, że paradoks seksu nie został jeszcze w pełni rozwiązany.
Mutacje chromosomowe są kluczem do adaptacji.
Inwestycja długoterminowa
Rozmnażanie płciowe możemy postrzegać jako długoterminową inwestycję. Kosztuje więcej energii, zasobów, wiąże się ze zmianami morfologicznymi i zwiększa ryzyko, ale także promuje różnorodność i zdolności adaptacyjne kolejnych pokoleń.
Gatunki partenogenetyczne oszczędzają na wszystkim, co wcześniej eksponowano na poziomie osobniczym, ale jako gatunek są bardziej podatne na zmiany w środowisku.
Mechanizmy pozwalające zrozumieć wybór takiej czy innej drogi nie są dziś do końca jasne, ale jedno jest pewne: partenogeneza to fascynujące zjawisko który nadal jest przedmiotem badań i dyskusji.