Партеногенез (Parthenogenesis - от греч. parthenos - девушка, девственница + genesis-зарождение) - форма полового размножения, при котором развитие организма происходит из женской половой клетки (яйцеклетки) без оплодотворения ее мужской (сперматозоид).
Партеногенез следует отличать от бесполого размножения, когда развитие происходит не из половых клеток, а из соматических клеток или органов делением, почкованием.
Это половое, но однополое размножение, возникшее в процессе эволюции организмов у раздельнополых форм. В тех случаях, когда партеногенетические виды представлены только самками, одно из главных биологических преимуществ партеногенеза заключается в ускорение темпа размножения вида, так как все особи подобных видов способны оставить потомство. В случае если из оплодотворенных яйцеклеток развивается самка, а из неоплодотворенных самец, партеногенез способствует регуляции численности и соотношения полов (например, у пчел партеногенетически развиваются самцы - трутни, а из оплодотворенных - самки - матки и рабочие пчелы).
Партеногенез - естественный нормальный способ размножения некоторых видов животных и растений. Полный естественный партеногенез встречается у беспозвоночных животных всех типов, но чаще всего - членистоногих. Из позвоночных это - рыбы некоторых видов амфибии рептилии отдельные виды птиц (индейки) размножаются партеногенетически. У млекопитающих известны только случаи зачаточного партеногенеза, единичные случаи полного развития наблюдались у кролика при искусственном партеногенезе. У человека известны случаи, когда под влиянием стрессовых ситуаций высоких температур и в других экстремальных ситуациях женская яйцеклетка может начать делится, даже если не оплодотворена, но в 99, 9% случаев она вскоре погибает (по некоторым данным в истории известны 16 случаев непорочного зачатия имевшие место в Африке и странах Европы).
Партеногенез может быть облигатным, когда яйца способны только к партеногенетическому развитию, и факультативным при котором яйца могут развиваться и посредством партеногенеза, и в результате оплодотворения (у пчел). Часто размножение посредством партеногенеза чередуется с обоеполым - так называемый, циклический партеногенез. Так у некоторых видов тлей двупалые поколения (крылатые формы), сменяются партеногенетическими (бескрылыми самками) при этом разные поколения используют разные виды кормовых растений.
Партеногенетически может развиваться либо яйцеклетка, прошедшая мейоз и содержащая гаплоидный набор хромосом(n) (генеративный, гаплоидный, или мейотический партеногенетический), либо яйцеклетка одной из премейотических стадий оогенеза с сохранением свойственного данному виду хромосомного набора - диплоидного (2n) или полиплоидного (3n, 4n, 5n редко 6n , 8n) (амейотический партеногенез). При некоторых формах партеногенеза слияние гаплоидного ядра яйцеклетки с гаплоидным ядром направительного (полярного) тельца приводит к восстановлению диплоидности (аутомиктический партеногенез). От этих особенностей партеногенеза зависит генотип, пол партогенетического потомства, а так же сохранение или утрата гетерозиготности, приобретение гомозиготности и др.
Искусственный партеногенез у животных был впервые получен русским зоологом А. А. Тихомировым в 1886 г. путем воздействия на неоплодотворенные яйца тутового шелкопряда различными физико-химическими раздражителями (растворы сильных кислот трение и др.) В дальнейшем искусственный партеногенез был получен Ж. Лебоном и др. ученными у многих животных, например, у морских беспозвоночных (морские ежи, звезды, черви, моллюски), а так же у некоторых земноводных (лягушек), и даже у млекопитающих.
Искусственный партеногенез вызывается действием на яйца гипертоническим раствором (гипотоническим - осмотический партеногенез), уколом яйца иглой смоченной гемолимфой (так называемый Травматический партеногенез земноводных), резким нагревом или охлаждением (Температурный партеногенез), а так же действием кислот щелочей и т. п.
С помощью искусственного партеногенеза обычно удается получить лишь начальные стадии развития организма, полный партеногенез достигается редко.
Способ массового партеногенеза разработан для тутового шелкопряда в 1936г Б. Л. Астауровым. Этот способ основан на точно дозированном кратковременном нагреве (до 46oС в течение 18 минут) извлеченных из самки неоплодотворенных яиц. Способ позволяет получать особей только женского пола, наследственно идентичные с материнской самкой (исходной), а так же сходные между собой дающие повышенный выход шелкового волокна высшего качества.
К партеногенезу относят так же своеобразные способы развития животных и растений - гиногенез и андрогенез, при которых яйцеклетки активируются к развитию проникающими спермием своего или близкого вида, но ядра яйцеклетки и спермия не сливаются. Оплодотворение оказывается ложным, и зародыш развивается только с женским (гиногенез) или только с мужским (андрогенез) ядром.
Таким образом, если у американских ученных эксперимент закончится удачно, то есть родятся здоровые детеныши макак, то в скором времени видимо начнутся опыты и с человеческими яйцеклетками, тем более что женщин добровольцев достаточно.
Наиболее в этом заинтересованы бесплодные и лесбийские пары. Однако они должны учитывать, что родиться могут только девочки. Пока же ученные не намерены проводить подобные эксперименты на людях, так как существует серьезный риск развития раковых заболеваний и нарушений обмена веществ у новорожденных, а так же в том, что у нас имеются гены, которые работают только в случае, если получены от отца. Именно в них закодированы белки необходимые для развития тканей и органов. Поэтому вряд ли женщины смогут обойтись без мужчин, во всяком случае, в ближайшее время пока человек не способен перехитрить природу.
Непорочное зачатие, или партеногенез является модификацией полового размножения, когда женская гамета начинает развиваться в новую особь без участия мужской гаметы для оплодотворения. Партеногенетическое размножение распространено в царстве животных, растений, и обычно при этом возрастает скорость размножения.
Партеногенез у животных и растений
Непорочное зачатие бывает двух видов - гаплоидный и диплоидный партеногенез, в зависимости от количества хромосом в гамете женской особи. У многих насекомых, в частности, у муравьев, ос и пчел, в результате первого вида размножения возникают различные сообщества организмов. При гаплоидном партеногенезе происходит мейоз и создаются гаплоидные гаметы. Из оплодотворенных яйцеклеток могут развиваться диплоидные самки, а неоплодотворенные яйцеклетки развивают гаплоидных фертильных самцов. У медоносной пчелы, например, матка откладывает такие которые дают самок (рабочие особи, матка), и неоплодотворенные яйца, дающие самцов (трутней). Подобный механизм размножения у насекомых играет адаптивную роль, потому что может регулировать появление потомков в зависимости от типа гамет.
Диплоидный партеногенез происходит у тлей. При этом ооциты самки подвергаются особой форме мейоза - хромосомы не расходятся, а переходят в яйцеклетку, без хромосом остаются полярные тельца. Развитие яйцеклеток осуществляется в материнском организме, новорожденные самки вполне сформировавшиеся и не вылупляются из яиц. Такой процесс живорождения продолжается в нескольких поколениях, до того момента пока появится клетка, которая содержит одну Х-хромосому и все аутосомы. Из нее развивается партеногенетический самец. Главное преимущество партогененеза для тлей - это быстрый рост популяции, потому что ее половозрелые члены могут откладывать яйца.
«Непорочное зачатие» в различных формах широко распространено у растений. Одна из них называется апомиксисом и является партеногенезом, имитирующим Такая форма зачатия наблюдается у отдельных цветковых растений, у них диплоидная клетка развивается в полноценный зародыш без участия гаметы мужской особи. В других случаях должно присутствовать пыльцевое зерно, стимулирующее партеногенез; пыльцевое зерно вырабатывает гормоны, необходимые для появления зародыша, и такие случаи почти не отличаются от полового размножения.
Партеногенез у людей
Судмедэкспертам хорошо известно, что при воздействии высоких температур, стрессовых ситуаций и в экстремальных условиях яйцеклетка женщины может начать процесс деления, даже если она не оплодотворена. Существует мнение, что если женщина готова к зачатию, то ей можно просто попариться некоторое время в бане, и яйцеклетка активирует процесс превращения в организм, но, вероятнее всего, она не жизнеспособна и вскоре погибнет.
В готовой к насчитывается 23 хромосомы, которые определяют пол.
«Непорочное зачатие» происходит тогда, когда созревшие женские хромосомы разделяются на две половинки, образуя в яйцеклетке 46 хромосом, необходимых для зарождения новой жизни. После этого может начаться процесс дробления и развития эмбриона, но только женского пола.
По мнению врачей, партеногенез у человека возникает при наличии бактерии, проживающей в организме насекомых, но она может переселиться в человеческий организм, вызвав деление яйцеклетки и образование зародыша. Бактерия уничтожает мужские зародыши или преобразует их в женские.
Зафиксировано уже немало случаев, когда пол человеческого эмбриона менялся под влиянием или в условиях жаркого климата, при этом мужской эмбрион всегда меняется на женский, по-другому никогда не происходит.
Ранее об этом явлении не слышали вообще. Во всяком случае, слово «партеногенез» появилось недавно. «Непорочное зачатие» девы Марии христиане воспринимали как чудо. А то, что это могла быть обычная беременность, никому и в голову не приходило.
Термин «непорочное зачатие» широко распространен как в религиозной, так и в художественной литературе. Однако возможность этого явления в обычной жизни до недавнего времени отрицалась полностью. Так ли это на самом деле? Чтобы ответить на вопрос, нужно понимать основные этапы и условия зачатия.
Зачатие
Под зачатием в медицине понимают слияние двух половых клеток. Именно они и дают начало зародышу. Обычная клетка человеческого организма содержит 46 хромосом. В отличие от нее, у половой этот набор уменьшен вдвое – до 23.
22 из них называются аутосомами и лишь одна – половой хромосомой. Она может быть X или Y. Первая отвечает за женский пол, вторая – за мужской.
При слиянии яйцеклетки и сперматозоида половинные наборы объединяются, и в дальнейшем все клетки зародыша несут в себе по 46 хромосом, которые называются кариотипом.
Все яйцеклетки являются носителями X-хромосомы. Со сперматозоидами дело обстоит иначе. Половина из них содержит X, а вторая половина – Y-хромосому. Образовавшаяся после оплодотворения клетка с набором XX приведет к рождению девочки, XY – мальчика.
Для человека в процессе зачатия обязательно участие мужчины и женщины, именно поэтому в религии оно считается порочным. Ведь половой акт тесно связан с понятиями греховности и порока.
Непорочное зачатие
В противовес обычному зачатию, под непорочным подразумевают такое, для которого участие мужчины необязательно. Второе его название – бессеменное.
Ярким примером непорочного зачатия является рождение Иисуса Христа, описанное в Библии. Оно лежит в основе концепции христианского богословия.
С точки зрения медицины, такое размножение лишено практического смысла, поскольку при этом плод наследует все признаки матери, является ее копией. Это значит, изменчивость человеческого организма будет невозможна в принципе, а вслед за ней и адаптация к меняющимся условиям внешней среды и выживание наиболее приспособленного организма.
Существование людей с одинаковым генотипом рано или поздно приведет к их вымиранию. Ведь спонтанные мутации в генах возникают постоянно, и они будут наследоваться каждым последующим ребенком.
Однако и в природе, и в науке на сегодняшний день непорочное зачатие встречается. Можно выделить его основные варианты:
- Партеногенез.
- Клонирование.
Партеногенез
Партеногенез относят к половому виду размножения, для которого не требуется участие особи мужского пола. Таким образом, его можно считать научным названием непорочного зачатия.
Этот тип размножения встречается у многих насекомых, беспозвоночных и даже некоторых позвоночных (например, ящериц). Существуют различные варианты и механизмы партеногенеза.
Нередко в пределах одного вида реализуется и партеногенез, и обычное зачатие. Ярким представителем такого размножения являются пчелы, самцы которых развиваются из неоплодотворенных яйцеклеток, а самки – из оплодотворенных.
Однако для млекопитающих (и человека, в частности) зачатие в виде партеногенеза в обычной жизни не свойственно. Но в условиях лаборатории ученым удалось добиться определенных успехов.
Искусственный партеногенез
Учеными неоднократно проводились различные эксперименты с целью изучения партеногенеза.
Было отмечено, что при раздражении яйцеклетки она начинала самопроизвольно делиться и даже превращалась в так называемую бластоцисту – одну из ранних преимплантационных стадий, которую проходит человеческий зародыш. Однако далее неизбежно наступала гибель клеток.
Виновником этого, по мнению ученых, считается геномный импринтинг – специальный механизм, регулирующий степень влияния определенных генов на процесс развития зародыша. Так, гены мужской особи в большей степени отвечают за формирование и развитие плаценты, в то время, как женские влияют на сам эмбрион.
Таким образом, становится понятным, что, даже если под действием какого-либо раздражителя (в том числе, и сильного стресса) яйцеклетка женщины начнет самопроизвольно делиться, имплантироваться такой «эмбрион» все равно не сможет.
На сегодняшний день победить геномный импринтинг удалось лишь в эксперименте с мышами.
Эксперимент с выключением импринтинга
В апреле 2004 года в Японии прославилась мышь по имени Кагуя. Она оказалась первым млекопитающим – потомком двух матерей. Их яйцеклетки объединились и развились в полноценный эмбрион, беременность прогрессировала и завершилась рождением здоровой мыши.
Однако такое оказалось возможным лишь в условиях лаборатории. В одной из яйцеклеток были удалены некоторые фрагменты ДНК, благодаря чему удалось нивелировать влияние геномного импринтинга и добиться нормального развития зародыша.
Кагуя оказалась классическим примером непорочного, или бессеменного зачатия. Она унаследовала генетические признаки обеих матерей. Впоследствии – после обычного скрещивания с самцом – эта мышь дала здоровое потомство.
Подобных экспериментов с женскими яйцеклетками в настоящее время не проводилось.
Клонирование
Клонирование лишь условно можно отнести к варианту непорочного зачатия. Дело в том, что этот процесс является видом бесполого размножения и без вмешательства человека у высокоорганизованных организмов невозможен.
При клонировании тело особи воссоздается полностью или частично. Наиболее известным клоном является овца по имени Долли, которая была скопирована с клетки другой взрослой особи.
Этот метод в теории позволяет восстановить редкие и исчезнувшие виды животных. Кроме того, он может с успехом использоваться в медицине, где нужно воссоздание органов.
Клонирование живых или умерших людей на сегодняшний день является серьезной этической проблемой в медицине.
Реальные случаи
Возможно ли непорочное зачатие в принципе? Существуют ли реальные случаи, подтвержденные врачами и учеными?
На сегодняшний день все известные случаи непорочного зачатия у людей относят к вымыслу. В сети можно найти множество историй, посвященных этому явлению, однако все они не выносят ни малейшей критики.
Чаще всего под непорочным зачатием подразумевают наступление беременности у девственницы. Такие случаи действительно бывают и даже не являются редкостью. Рано или поздно они встречаются в практике любого акушера-гинеколога.
Однако они всегда легко объясняются. Развитие беременности у женщины с неповрежденной девственной плевой возможно в двух случаях:
- При попадании спермы во влагалище без полноценного введения полового члена. Это бывает при петтинге и других ухищрениях или сексуальных играх.
- При плотной девственной плеве, вследствие чего не происходит дефлорация. Как правило, женщина перестает быть формальной девственницей только после родов.
Однако никакой связи с непорочным зачатием эти ситуации не имеют, поскольку мужские сперматозоиды участвуют в оплодотворении яйцеклетки.
Непорочное зачатие у людей на сегодняшний день невозможно ни при каких обстоятельствах.
Партеногенез (Parthenogenesis - от греч. parthenos - девушка, девственница + genesis -зарождение) - форма полового размножения, при котором развитие организма происходит из женской половой клетки (яйцеклетки) без оплодотворения ее мужской (сперматозоид).
В тех случаях, когда партеногенетические виды представлены (всегда или периодически) только самками, одно из главных биологических преимуществ партеногенеза заключается в ускорении темпа размножения вида, так как все особи подобных видов способны оставить потомство. В тех случаях, когда из оплодотворённых яйцеклеток развиваются самки, а из неоплодотворённых - самцы, партеногенез способствует регулированию численных соотношений полов (например, у пчел).
Партеногенез следует отличать от бесполого размножения , которое осуществляется всегда при помощи соматических органов и клеток (размножение делением, почкованием и т.п.).
Различают партеногенез естественный - нормальный способ размножения некоторых организмов в природе и искусственный , вызываемый экспериментально действием разных раздражителей на неоплодотворённую яйцеклетку, в норме нуждающуюся в оплодотворении.
Партеногенез у животных
Исходная форма партеногенеза - зачаточный, или рудиментарный партеногенез - свойственен многим видам животных в тех случаях, когда их яйца остаются неоплодотворёнными. Как правило, зачаточный партеногенез ограничивается начальными стадиями зародышевого развития; однако иногда развитие достигает конечных стадий.
При андрогенезе ядро женской половой клетки (яйцеклетки) в развитии не участвует, а новый организм развивается из двух слившихся ядер мужских половых клеток (сперматозоидов). Естественный андрогенез встречается в природе, например у перепончатокрылых насекомых - наездников. Искусственный андрогенез используется для получения потомства у тутового шелкопряда: при андрогенезе в потомстве получаются только самцы, а коконы самцов содержат существенно больше шёлка, чем коконы самок.
В случае гиногенеза ядро сперматозоида не сливается с ядром яйцеклетки, а только стимулирует её развитие (ложное оплодотворение). Гиногенез свойствен круглым червям, костистым рыбам и земноводным. При этом в потомстве получаются одни самки.
У человека известны случаи, когда под влиянием стрессовых ситуаций высоких температур и в других экстремальных ситуациях женская яйцеклетка может начать делится, даже если не оплодотворена, но в 99, 9% случаев она вскоре погибает (по некоторым данным в истории известны 16 случаев непорочного зачатия , имевшие место в Африке и странах Европы).
Материал подготовлен на основе информации открытых источников