Parthenogenese — jomfrufødsel i planter og dyr: definition og eksempler

Lær om parthenogenese: hvordan jomfrufødsel fungerer hos planter og dyr, eksempler fra bladlus, rotifere og hvirveldyr samt biologiske mekanismer og konsekvenser.

Parthenogenese er et begreb inden for biologien. Det betyder jomfrufødsel. Det er en aseksuel form for reproduktion. Hunnerne lægger æg uden befrugtning af en han. Vækst og udvikling af embryoner sker med alle gener nedarvet fra moderen.

Den forekommer hos både planter og dyr og er langt mindre almindelig end seksuel reproduktion. Den forekommer endda hos hvirveldyr: der findes over 80 arter af ukønnede krybdyr, padder og fisk i naturen, hvor hanner ikke længere er en del af reproduktionsprocessen.

Nogle planter og dyr kan formere sig enten seksuelt eller aseksuelt. Et godt eksempel er bladlus (f.eks. grønbladet flue), som formerer sig parthenogenetisk i højsommeren, men som går over til seksuel formering, når vejret bliver dårligere. På forskellige tidspunkter af året kan de være vivipare (levendefødte) eller ovipare (æg). I løbet af foråret og sommeren producerer bladlus normalt levende unger (nymfer) parthenogenetisk. Disse hunlus kan have eller ikke have vinger. Hannerne optræder kun i et vist antal ved slutningen af sæsonen. Hunnerne føder så kønsligt i løbet af efteråret og lægger æg. Derfor siger man, at bladlusene gennemgår "cyklisk parthenogenese".

En anden interessant kendsgerning er, at der findes en hel orden af rotifere (Bdelloid rotifere), hvor der aldrig er fundet hanner. Dette er den største taksonomiske kategori, der udelukkende formerer sig ved parthenogenese.

Der findes andre former for ukønnet formering. Kloner produceres af mange hydrozoer (f.eks. mange koraller). Kolonier vokser, ikke ved at lægge æg, men ved at udklække nye individer. Meget lignende er formering ved opsplitning, som er almindelig i adskillige stammeformer som f.eks. pighuder og svampe. Disse metoder kaldes ikke parthenogenese, fordi de ikke fungerer ved, at hunnerne lægger æg.

Typer og betegnelser

Parthenogenese kan opdeles i flere varianter efter hvilken kønssammensætning æggene giver og efter mekanismen bag:

• Thelytoky: æg udvikler sig til hunner (almindelig i mange insekter og enkelte hvirveldyr).
• Arrhenotoky: æg udvikler sig til hanner; dette ses f.eks. i mange hvepse- og bi-arter (haplodiploidi) og betragtes ofte som en form for parthenogenese.
• Deuterotoky: både hanner og hunner kan opstå fra ubefrugtede æg (mindre almindeligt).

Mekanismer

Biologisk kan parthenogenese ske på flere måder:

• Nogle arter undertrykker eller ændrer meiosen, så ægget bevarer moderens diploide kromosomsæt (apomixis).
• I automixis kan to produkter af meiosen smelte sammen (f.eks. terminal fusion eller central fusion) eller kromosomer duplikeres igen, hvilket giver diploide embryoner, men ofte med reduceret heterozygotitet.
• I haplodiploide systemer (fx mange hvepse og bier) er ubefrugtede æg haploide og udvikler sig til hanner (arrhenotoky) — dette er genetisk forskelligt fra diploid parthenogenese, men funktionelt en form for ubefrugtede æg, der bliver til individer.

Typiske eksempler

Parthenogenese findes i en bred vifte af organismer:

• Insekter: Som nævnt reproducerer mange bladlus sig cyklisk parthenogenetisk. Også visse bier, hvepse og andre insekter udnytter former for ubefrugtede æg.
• Fisk, padder og krybdyr: Der er dokumentation for parthenogenese hos nogle slanger, hajer og krybdyr. For eksempel er flere tilfælde rapporteret hos Varanus komodoensis (komodovaran), hvor ubefrugtede æg har givet afkom. Hos nogle arter af slanger og hajer er lignende hændelser også observeret.
• Gammel og velkendt gruppe: Whiptail-øgler (slægten Aspidoscelis) omfatter flere arter, som næsten udelukkende består af hunner og formerer sig via parthenogenese.
• Planteverdenen: Apomixis forekommer i flere plantegrupper, hvor moderplanten danner frø uden befrugtning, hvilket giver genetisk identiske afkom.
• Rotifere: Som nævnt findes en hel orden af rotifere (bdelloide rotifere), hvor hanner aldrig er fundet, og reproduktionen foregår udelukkende aseksuelt.

Evolutionære konsekvenser og økologisk betydning

Parthenogenese har både fordele og ulemper:

• Fordele: Hurtig populationstilvækst, effektiv kolonisator (en enkelt hun kan grundlægge en ny befolkning), ingen afhængighed af at finde en partner.
• Ulemper: Reduceret genetisk variation gør populationer mere sårbare over for sygdomme og miljøændringer; langvarig ukønnet formering kan føre til ophobning af skadelige mutationer (Mullers ratchet).

Betydning for forskning og bevarelse

Parthenogenese er relevant i både grundforskning og anvendt biologi:

• Studier i parthenogenese hjælper os med at forstå meiosens og kønscellernes biologiske mekanismer, kromosomdynamik og arvelighed.
• I fangenskabsforvaltning og avl kan uventet parthenogenese påvirke genpuljen og bevaringsplaner, fordi afkomet ofte er ensartet genetisk.
• Inden for landbrug kan apomiktiske planter være interessante, fordi de kan bevare ønskede plantesorters egenskaber gennem frøformerende kloner.

Afsluttende bemærkninger

Parthenogenese dækker et spektrum af biologiske fænomener fra fuldstændig klonale reproduktionsmåder til mekanismer, der bevarer noget genetisk variation. Det er en vigtig alternativ strategi til seksuel reproduktion i naturen, men dens langsigtede levedygtighed afhænger af organismens økologi, genetiske mekanismer og miljøets stabilitet. Hos mennesker er naturlig parthenogenese ikke en levedygtig reproduktionsvej; embryoner dannet uden befrugtning udvikler sig normalt ikke fuldt ud.

Spørgsmål og svar

Spørgsmål: Hvad betyder udtrykket "parthenogenese"?

Spørgsmål: Forekommer parthenogenese hos både planter og dyr?

Spørgsmål: Er der eksempler på hvirveldyr, der formerer sig ved hjælp af parthenogenese?

Spørgsmål: Kan nogle planter eller dyr reproducere sig enten seksuelt eller aseksuelt?

Spørgsmål: Findes der en orden af rotifere, der udelukkende formerer sig ved parthenogenese?

Spørgsmål: Findes der andre former for ukønnet formering end parthenogenese?

Søg efter bogstav