Polyembryonie: co to je, jak to funguje a příklady

Všechny živé bytosti (s výjimkou lidí) existují a přetrvávají na Zemi s jediným konkrétním cílem: zanechat co nejvíce potomků.

Na koncepci jedince v přírodě nezáleží, protože relevantní je biologická zdatnost nebo stejný počet genů že vzorek může během svého života přenášet na další generaci, ať už ve formě potomků nebo pokrevních příbuzných.

Mnoho živých tvorů vyvinulo atypické reprodukční techniky založené na tomto předpokladu. Například nepohlavní reprodukce částečně reaguje na dilema investování do energie: pokud se množíte rozdělením, nemusíte utrácet prostředky na hledání partnera. Tento mechanismus se může zdát dokonalý, ale realita je taková, že sexualita je klíčem k evoluci: pokud jsou všechny exempláře stejné jako jejich rodiče, nedochází k žádným adaptacím.

Klíčem k reprodukci ve světě živých věcí je nalezení nejúčinnější střední cesty, rovnováhy mezi nimi zanechat spoustu potomků a to je životaschopné, to znamená, že přežije v prostředí tak náročném jako dynamický. Dnes vám řekneme všechno o polyembryonie, biologický jev, který člověka nepřestane udivovat.

• Související článek: „8 fází meiózy a vývoj procesu“

Základy reprodukce v živočišné říši

Reprodukce u lidí (a u většiny obratlovců) je poměrně přímá. Náš druh je diploidní (2n), což znamená, že máme dvě kopie každého chromozomu v každé z našich tělních buněk, jednu zděděnou od matky a jednu od otce. Karyotyp je tedy následující: 23 rodičovských chromozomů + 23 mateřských chromozomů, celkem 46. Poslední pár chromozomů je ten, který určuje pohlaví, možné varianty jsou XX (samice) a XY (samci).

Když dojde k tvorbě gamety, genetická informace je „snížena na polovinu“Jinak by každá generace měla více a více chromozomů než ta předchozí (2n, 4n, 8n, 16n atd.). Z tohoto důvodu se prekurzorové buňky vajíček a spermií musí dělit meiózou, aby zůstaly pouze u 23 chromozomů. Zde se vyskytují jevy, jako je crossover nebo chromozomální permutace, díky nimž každý nový potomek není jen součtem jeho částí.

Jakmile se gamety vytvoří a oba jedinci opačného pohlaví se množí, dochází k oplodnění. V tomto případě se vytvoří zygota, která obnovuje diploidii (n + n, 2n) a je produktem otcovského a mateřského genomu ve stejných částech. Embryo pochází ze zygoty, která roste v mateřské placentě, a od dvanáctého týdne se jí říká plod.

Popsali jsme obecný reprodukční mechanismus u savců, ale z tohoto pravidla existují jasné výjimky. Některé živé bytosti (například určité hvězdice) vytvářejí své kopie rozbitím části těla (autotomie), zatímco existují živé bytosti, které jsou přímo haploidní. Aniž by šli dále, mají muži kolonií mravenců poloviční genetickou informaci, než kolonie mravenců. královny a dělnice, protože jsou produktem buňky, která nebyla oplodněna, nebo co je stejné, jsou haploidní.

• Mohlo by vás zajímat: „3 fáze nitroděložního nebo prenatálního vývoje: od zygoty po plod“

Co je polyembryonie?

Polyembryonie je reprodukční mechanismus, ve kterém se dvě nebo více embryí vyvíjejí z jedné oplodněné gamety. Jinými slovy, vajíčko a spermie způsobují vznik více než jednoho potomka, na rozdíl od toho, co by se dalo očekávat u výše uvedeného reprodukčního modelu. Zygota je produkována pohlavním rozmnožováním, ale potom se v mateřském prostředí dělí nepohlavně.

Zní to ideálně, že? Žena polyembryonického druhu může mít při stejné reprodukční události 2,3 nebo více dětí, a proto s nižší investicí energie. Jakkoli to zní pozitivně, v přírodě existuje zásada: pokud postava nebyla fixována mezi příbuznými druhy, musí mít bez výjimky něco špatného. Pokud by polyembryonie byla mimořádně úspěšná, nakonec by se živé bytosti s touto strategií rozšířily po celém světě a vytlačily ty, kteří tak nečiní. Jak vidíte, tak tomu nebylo.

Jedním z klíčů k polyembryonii je to děti se liší od rodičů, ale jsou si navzájem rovnocenné. Protože všichni pocházejí ze stejné zygoty, představují stejnou genetickou informaci (ukládání mutací) a stejného pohlaví. V této reprodukční strategii převládá kvantita nad kvalitou, protože všichni potomci jsou si rovni, má řadu dopadů na druh, dobré i špatné.

Polyembryonie je u rostlin velmi běžná, ale vidíme větší zájem zaměřit se na živočišnou říši. Například všichni pásovci rodu Dasypus jsou polyembryonální. Do mateřského prostředí může být implantováno pouze oplodněné vajíčko, ale díky této schopnosti dělení produkuje 4 potomky stejného pohlaví a geneticky identické. Studie ukázaly, že to nekoreluje s větší spoluprací nebo altruismem mezi sourozenci polyembryonie není vysvětlena příbuzenským výběrem (nebo výběr kin).

Jediným možným vysvětlením tohoto jevu u tohoto druhu jsou morfologická zúžení. Polyembryonální druhy jsou stanoveny pouze z nutnosti, ne proto, že jde o životaschopnější strategii. Fena může mít při jednom narození vrh 5 různých štěňat, ale místo implantace dělohy pásovce je příliš malé, aby pojalo 4 zygoty z různých oplodnění. Tím pádem, jakmile je implantován, pouze jeden se může rozdělit nepohlavně a vést k několika potomkům. Není to ideální scénář, ale jak se říká v anatomii zvířat, „příroda dělá, co může, s tím, co má.“

• Mohlo by vás zajímat: "Chromozomy: jaké jsou, vlastnosti a jak fungují"

Polyembryonie u lidí

Nemůžeme tento prostor ukončit, aniž bychom to zmínili polyembryonie existuje u lidí. Dvojčata jsou toho důkazem, protože obě pocházejí ze stejné události oplodnění a jsou geneticky identické, opět šetřící spontánní mutace, které mohou nastat během dělení nebo vývoj. Je důležité nezaměňovat tuto biologickou událost s dvojčaty, protože jsou geneticky odlišná. Dvojčata vznikají, když jsou implantovány dva zygoti (produkty různých hnojení) současně, takže nejsou stejné.

Fáze, ve které dochází k štěpení zygoty, je nesmírně důležitá pro životaschopnost dvojčat.. Příkladem toho je následující seznam:

• K rozdělení dochází před 5. dnem: obě dvojčata budou mít vlastní váček (chorion) a placentu. Je to případ ⅓ dvojčat a nejideálnější scénář. Perinatální potrat a úmrtnost jsou 2%.
• K rozdělení dochází mezi 4. a 8. dnem: dvojčata sdílejí placentu, ale mají dva samostatné choriony. Odpovídá to 68% těhotenství dvojčat.
• K rozdělení dochází po 10. dni: dvojčata sdílejí vak a placentu. To je případ 4% dvojčat a přežití obou může být ohroženo. Míra potratů se zvyšuje až o 10%, navíc k riziku fyziologických abnormalit.
• K rozdělení dochází po 13. dni: děti jsou siamské. Je to nejhorší možný scénář, protože míra přežití je 5 až 25%.

Kromě toho všeho, dvojčata mají omezený růst při narození, obvykle 10–15%. Se všemi těmito čísly můžete pochopit, proč polyembryonie není životaschopnou strategií u savců nebo alespoň u lidí.

Životopis

Jak jste možná viděli, polyembryonie je reprodukční strategie v podobě dvojsečného meče. Mít více dětí v jedné reprodukční události je snadnější než ne, ale potomci jsou si geneticky stejní mezi sebou a u druhů, které nejsou typicky polyembryonální, objevuje se také řada souvisejících komplikací, od zpomalení růstu až po smrt plody.

Ze všech těchto důvodů je polyembryonie strategií, která je v živočišné říši velmi omezená. Kdykoli je to možné, zvířata se uchýlí k více vrhům, ale v důsledku různých oplodnění. Genetická variabilita potomků tak zůstává nedotčena.