Polyembryonia: čo to je, ako to funguje a príklady
Všetky živé bytosti (s výnimkou ľudí) existujú a pretrvávajú na Zemi s jediným konkrétnym cieľom: zanechať čo najviac potomkov.
Na koncepcii jedinca v prírode nezáleží, pretože dôležitá je biologická zdatnosť alebo to isté, počet génov že exemplár môže prenášať po celý svoj život na ďalšiu generáciu, či už vo forme potomstva alebo pokrvného príbuzného.
Mnoho živých bytostí vyvinulo atypické reprodukčné techniky založené na tomto predpoklade. Napríklad nepohlavná reprodukcia čiastočne reaguje na dilemu investovania do energie: ak sa reprodukujete rozdelením, nemusíte míňať zdroje na hľadanie partnera. Tento mechanizmus sa môže zdať dokonalý, ale realita je taká, že sexualita je kľúčom k evolúcii: ak sú všetky exempláre rovnaké ako ich rodičia, nedôjde k žiadnym úpravám.
Kľúčom k reprodukcii vo svete živých vecí je nájsť najúčinnejšiu strednú cestu, rovnováhu medzi nimi zanechať veľa potomkov a to, že je to životaschopné, to znamená, že prežije v prostredí tak náročnom ako je dynamický. Dnes vám hovoríme všetko o polyembryonia, biologický jav, ktorý človeka neprestane udivovať.
- Súvisiaci článok: „8 fáz meiózy a vývoj procesu“
Základy reprodukcie v živočíšnej ríši
Reprodukcia u ľudí (a u väčšiny stavovcov) je pomerne jednoduchá. Náš druh je diploidný (2n), čo znamená, že v každej z našich telových buniek máme dve kópie každého chromozómu, jednu zdedenú po matke a druhú po otcovi. Karyotyp je teda nasledovný: 23 rodičovských chromozómov + 23 materských chromozómov, spolu 46. Posledný pár chromozómov je ten, ktorý určuje pohlavie, možné varianty sú XX (samica) a XY (muž).
Keď dôjde k tvorbe gamét, genetická informácia sa „zníži na polovicu“Inak by každá generácia mala viac a viac chromozómov ako predchádzajúca (2n, 4n, 8n, 16n atď.). Z tohto dôvodu sa musia prekurzorové bunky vajíčok a spermií deliť meiózou, aby zostali iba s 23 chromozómami. Tu sa vyskytujú javy ako kríženie alebo chromozomálna permutácia, ktorá robí z každého nového potomka nielen súčet jeho častí.
Po vytvorení gamét a reprodukcii oboch jedincov opačného pohlavia dôjde k oplodneniu. V tomto prípade sa vytvorí zygota, ktorá obnoví diploidiu (n + n, 2n) a je produktom otcovského a materského genómu v rovnakých častiach. Embryo pochádza zo zygoty, ktorá rastie v materskej placente, a nazýva sa plodom od dvanásteho týždňa.
Popísali sme všeobecný reprodukčný mechanizmus u cicavcov, ale z tohto pravidla existujú jasné výnimky. Niektoré živé bytosti (napríklad určité hviezdice) vytvárajú svoje kópie zlomením časti tela (autotómia), zatiaľ čo existujú živé bytosti, ktoré sú priamo haploidné. Bez toho, aby šli ďalej, majú samce mravčích kolónií polovicu genetickej informácie, ktorú majú mravčej kolónie. kráľovné a robotnice, pretože sú produktom bunky, ktorá nebola oplodnená, alebo čo je rovnaké, sú haploidný.
- Mohlo by vás zaujímať: „3 fázy vnútromaternicového alebo prenatálneho vývoja: od zygoty po plod“
Čo je to polyembryónia?
Polyembryonia je reprodukčný mechanizmus, pri ktorom sa z jednej oplodnenej pohlavnej bunky vyvíjajú dve alebo viac embryí. Inými slovami, vajíčko a spermie vedú k viac ako jednému potomkovi, na rozdiel od toho, čo by sa dalo očakávať od reprodukčného modelu uvedeného vyššie. Zygota sa produkuje pohlavným rozmnožovaním, ale potom sa v prostredí matky rozdeľuje nepohlavne.
Znie to ideálne, však? Samica polyembryonálneho druhu môže mať pri rovnakom reprodukčnom deji 2,3 alebo viac detí, a teda s nižšou investíciou do energie. Akokoľvek to znie pozitívne, v prírode existuje maxima: ak sa postava nestratila medzi príbuznými druhmi, musí bez výnimky existovať niečo zlé. Keby bola polyembryónia mimoriadne úspešná, nakoniec by sa živé bytosti s touto stratégiou rozšírili po celom svete a vytlačili tých, ktorí nie sú. Ako vidíte, nebolo to tak.
Jedným z kľúčov k polyembryonii je práve to deti sú odlišné od rodičov, ale navzájom si rovné. Pretože všetky pochádzajú z rovnakej zygoty, poskytujú rovnakú genetickú informáciu (šetriace mutácie) a rovnaké pohlavie. V tejto reprodukčnej stratégii prevláda kvantita nad kvalitou, pretože všetci potomkovia sú si rovní, čo má pre druh dobrý aj zlý dopad.
Polyembryonia je u rastlín veľmi častá, vidíme však väčší záujem zamerať sa na živočíšnu ríšu. Napríklad všetci pásovci rodu Dasypus sú polyembryonické. Do materského prostredia je možné implantovať iba oplodnené vajíčko, ktoré však vďaka tejto schopnosti delenia produkuje 4 potomkov rovnakého pohlavia a geneticky identických. Štúdie preukázali, že to nesúvisí s väčšou spoluprácou alebo altruizmom u súrodencov, takže polyembryonia sa nevysvetľuje príbuzným výberom (alebo výber príbuzných).
Jediným možným vysvetlením tohto javu u tohto druhu sú morfologické zúženia. Polyembryonálne druhy sú ustanovené iba z nevyhnutnosti, nie preto, že ide o životaschopnejšiu stratégiu. Fena môže mať pri jednom narodení vrh 5 rôznych šteniat, ale miesto implantácie maternice pásavcovi je príliš malé na to, aby pojalo 4 zygoty z rôznych oplodnení. Teda po implantácii sa môže iba jeden rozdeliť nepohlavne a spôsobiť viac potomkov. Nie je to ideálny scenár, ale ako sa hovorí v anatómii zvierat, „príroda robí, čo môže, tým, čo má.“
- Mohlo by vás zaujímať: „Chromozómy: čo sú to, vlastnosti a ako fungujú“
Polyembryónia u ľudí
Nemôžeme tento priestor ukončiť bez toho, aby sme to spomenuli u ľudí existuje polyembryonia. Dôkazom sú dvojčatá, ktoré pochádzajú z rovnakého oplodnenia a sú geneticky identické, opäť šetriace spontánne mutácie, ktoré môžu nastať počas delenia alebo rozvoj. Je dôležité nezamieňať si túto biologickú udalosť s dvojčatami, pretože sú geneticky odlišné. Dvojčatá vznikajú, keď sú implantované dva zygoty (produkty rôznych hnojení) súčasne, takže nie sú rovnaké.
Fáza, v ktorej nastáva štiepenie zygoty, je mimoriadne dôležitá pre životaschopnosť dvojčiat.. Príkladom toho je nasledujúci zoznam:
- K rozdeleniu dôjde pred 5. dňom: obe dvojčatá budú mať svoj vlastný vak (chorion) a placentu. Je to prípad ⅓ dvojčiat a najideálnejší scenár. Perinatálne potraty a úmrtnosť sú 2%.
- K rozdeleniu dochádza medzi 4. a 8. dňom: dvojčatá zdieľajú placentu, majú však dva samostatné choriony. Zodpovedá to 68% tehotenstiev s dvojčatami.
- K rozdeleniu dochádza po 10. dni: dvojčatá zdieľajú vak a placentu. To je prípad 4% dvojčiat a prežitie oboch môže byť ohrozené. Miera potratovosti sa zvyšuje až o 10%, navyše k riziku fyziologických abnormalít.
- Rozdelenie nastáva po 13. dni: deti sú siamské. Je to najhorší možný scenár, pretože miera prežitia je 5 až 25%.
Okrem toho všetkého dvojčatá majú obmedzený rast pri narodení, zvyčajne 10 - 15%. Na základe všetkých týchto čísel môžete pochopiť, prečo nie je polyembryonia životaschopnou stratégiou u cicavcov alebo prinajmenšom u ľudí.
Pokračovať
Ako ste mohli vidieť, polyembryonia je reprodukčná stratégia v podobe dvojsečného meča. Mať viac detí v jednej reprodukčnej udalosti je jednoduchšie ako nie, ale potomstvo je geneticky rovnaké medzi sebou a u druhov, ktoré nie sú typicky polyembryonálne, objavuje sa tiež rad súvisiacich komplikácií, od spomalenia rastu až po smrť plody.
Zo všetkých týchto dôvodov je polyembryonia stratégiou, ktorá je v živočíšnej ríši veľmi obmedzená. Kedykoľvek je to možné, zvieratá sa uchýlia k viacerým vrhom, ale v dôsledku rôznych oplodnení. Genetická variabilita potomstva teda zostáva nedotknutá.