Полембріони: що це, як це працює, і приклади

Всі живі істоти (за винятком людей) існують і зберігаються на Землі з єдиною конкретною метою: залишити якомога більше потомства.

Концепція особистості в природі не має значення, оскільки важливим є біологічна придатність або те саме, кількість генів що зразок може передавати протягом усього життя наступному поколінню у вигляді нащадків або кровних родичів.

Багато живих істот розробили нетипові методи розмноження, засновані на цій передумові. Наприклад, безстатеве розмноження частково відповідає на дилему щодо енергетичних інвестицій: якщо ви розмножуєтесь розділом, ви не витрачаєте ресурси на пошук партнера. Цей механізм може здатися досконалим, але реальність така, що сексуальність є ключем до еволюції: якщо всі зразки однакові з батьками, ніяких адаптацій не відбувається.

Ключем до розмноження у світі живих істот є пошук найбільш ефективної середньої точки, балансу між ними залишити багато нащадків і що це життєздатне, тобто те, що воно виживе в таких вибагливих умовах, як динамічний. Сьогодні ми розповімо вам все про

поліембріонія, біологічне явище, яке ніколи не перестане дивувати людину.

• Пов’язана стаття: "8 фаз мейозу і як розвивається процес"

Основи розмноження в царстві тварин

Розмноження у людини (і у більшості хребетних) досить просте. Наш вид диплоїдний (2n), що означає, що у нас є дві копії кожної хромосоми в кожній клітині нашого організму, одна - успадкована від матері, а друга - від батька. Отже, каріотип такий: 23 батьківські хромосоми + 23 материнські хромосоми, всього 46. Остання пара хромосом - це та, яка визначає стать, можливими варіантами є XX (самка) та XY (самець).

Коли відбувається утворення гамет, генетична інформація "розрізається навпіл"В іншому випадку кожне покоління мало б все більше і більше хромосом, ніж попереднє (2n, 4n, 8n, 16n тощо). З цієї причини клітини-попередники яйцеклітин і сперми повинні ділитися шляхом мейозу, щоб залишитися лише з 23 хромосомами. Тут відбуваються такі явища, як кросинговер або хромосомна перестановка, що робить кожне нове потомство не просто сумою його частин.

Як тільки гамети утворюються і обидві особини протилежної статі розмножуються, відбувається запліднення. У цьому випадку утворюється зигота, яка відновлює диплоїдію (n + n, 2n) і є продуктом геному батьків та матері, в рівних частинах. Ембріон походить від зиготи, яка росте в материнській плаценті і називається плодом з дванадцятого тижня.

Ми описали загальний репродуктивний механізм ссавців, але з цього правила є явні винятки. Деякі живі істоти (наприклад, деякі морські зірки) створюють свої копії, розбиваючи частину свого тіла (автотомія), тоді як є живі істоти, які мають гаплоїдні форми безпосередньо. Не рухаючись далі, самці колоній мурах мають половину генетичної інформації, яку мають колонії мурах. маток і робітників, оскільки вони є продуктом клітини, яка не була запліднена, або що те саме, вони є гаплоїдний.

• Вас можуть зацікавити: "3 фази внутрішньоутробного або пренатального розвитку: від зиготи до плоду"

Що таке поліембріонія?

Поліембріонія - це репродуктивний механізм, при якому два або більше зародків розвиваються з однієї заплідненої гамети. Іншими словами, яйцеклітина та сперма дають більше одного потомства, на відміну від того, що можна було очікувати у згаданій вище репродуктивній моделі. Зигота утворюється шляхом статевого розмноження, але потім вона розподіляється безстатево в материнському середовищі.

Звучить ідеально, так? Самка поліембріонального виду може мати 2,3 і більше дітей за один і той же репродуктивний випадок, а отже, з меншими інвестиціями в енергію. Як би позитивно це не звучало, в природі існує сентенція: якщо якийсь характер не зафіксований між спорідненими видами, то повинно бути щось без винятку погане. Якби поліембріонія була надзвичайно успішною, врешті-решт живі істоти з цією стратегією поширилися б по всьому світу і витіснили б тих, хто цього не робить. Як бачите, цього не було.

Одним із ключів до поліембріонії є це діти відрізняються від батьків, але рівні між собою. Оскільки всі вони походять з однієї зиготи, вони представляють однакову генетичну інформацію (рятувальні мутації) та одну стать. У цій репродуктивній стратегії кількість переважає над якістю, оскільки всі нащадки рівні мають ряд наслідків для виду, як хороших, так і поганих.

Поліембріонія дуже поширена у рослин, але ми бачимо більше зацікавленості зосереджуватися на тваринному світі. Наприклад, усі броненосці роду Дасип вони поліембріональні. Тільки запліднена яйцеклітина може бути імплантована в материнське середовище, але завдяки цій здатності до поділу вона дає 4 потомства однієї статі та генетично ідентичні. Дослідження показали, що це не корелює з більшою кооперативністю чи альтруїзмом серед братів і сестер поліембріонія не пояснюється відбором спорідненості (або відбір родичів).

Єдиним можливим поясненням цього явища у цього виду є морфологічні звуження. Поліембріональні види визначаються лише з необхідності, а не тому, що це більш життєздатна стратегія. За одне народження у суки може бути плід з 5 різних цуценят, але місце імплантації матки броненосців замале, щоб вмістити 4 зиготи від різних запліднень. Таким чином, після імплантації лише один може ділитися безстатевим шляхом і народжувати багато нащадків. Це не ідеальний сценарій, але, як кажуть в анатомії тварин, "природа робить те, що може, з тим, що має".

• Вас можуть зацікавити: "Хромосоми: які вони, характеристики та як вони працюють"

Поліембріонія у людини

Ми не можемо закінчити цей простір, не згадавши про це поліембріонія існує у людини. Близнюки є підтвердженням цього, оскільки обидва походять від одного запліднення і є генетично ідентичні, знову ж таки, зберігаючи спонтанні мутації, які можуть виникнути під час поділу або розвитку. Важливо не плутати цю біологічну подію з близнюками, оскільки вони генетично різні. Близнюки виникають, коли одночасно імплантують дві зиготи (продукти різного запліднення), тож вони не однакові.

Фаза, в якій відбувається розщеплення зиготи, надзвичайно важлива для життєдіяльності близнюків.. Прикладом цього є наступний перелік:

• Розподіл відбувається до 5-го дня: обидва близнюки матимуть власну сумку (хоріон) і плаценту. Це випадок із ⅓ близнюків та найбільш ідеальний сценарій. Перинатальний аборт і смертність становлять 2%.
• Поділ відбувається між 4 і 8 днями: близнюки мають спільну плаценту, але мають два окремих хоріона. Це відповідає 68% вагітності двійнятами.
• Поділ відбувається після 10-го дня: двійнята ділять мішок і плаценту. Це має місце у 4% близнюків, і виживання обох може бути порушено. Частота переривання вагітності зростає до 10%, на додаток до ризику фізіологічних відхилень.
• Поділ відбувається після 13 дня: немовлята - сіамські. Це найгірший можливий сценарій, оскільки рівень виживання становить 5-25%.

Крім усього цього, близнюки мають обмежений ріст при народженні, як правило, 10-15%. З усіх цих цифр ви можете зрозуміти, чому поліембріонія не є життєздатною стратегією для ссавців або, принаймні, для людей.

Резюме

Як ви вже могли переконатися, поліембріонія - це репродуктивна стратегія у формі двосічного меча. Мати більше дітей за один репродуктивний випадок простіше, ніж ні, але потомство генетично однакове між собою та у видів, які як правило, не є поліембріональними, також виникає низка супутніх ускладнень, починаючи від затримки росту і закінчуючи смертю плоди.

З усіх цих причин поліембріонія - це стратегія, яка дуже обмежена в царстві тварин. По можливості тварини вдаються до багато послідів, але в результаті різних запліднень. Таким чином, генетична мінливість потомства залишається незмінною.