Partenogeneesi: neitseellinen (suvuton) lisääntyminen selitetty

Partenogeneesi selitetty: neitseellinen, suvuton lisääntyminen, mekanismit ja esimerkit (kirvat, korallit, sienisukalajit) sekä sen merkitys eläimissä ja kasveissa.

Parthenogeneesi on termi biologiassa. Se tarkoittaa neitseellistä syntymää. Se on suvuton lisääntymismuoto. Naaras munii munia ilman uroksen hedelmöittymistä. Alkioiden kasvu ja kehitys tapahtuu siten, että kaikki geenit periytyvät äidiltä.

Sitä esiintyy sekä kasveilla että eläimillä, ja se on paljon harvinaisempaa kuin seksuaalinen lisääntyminen. Sitä esiintyy jopa selkärankaisilla: luonnossa on yli 80 lajia sukupuolittuneita matelijoita, sammakkoeläimiä ja kaloja, joiden lisääntymisprosessissa urokset eivät enää ole mukana.

Jotkin kasvit ja eläimet voivat lisääntyä joko suvullisesti tai suvuttomasti. Hyvä esimerkki tästä ovat kirvat (esim. viherkärpäset), jotka lisääntyvät parthenogeneettisesti kesän huippukesän aikana, mutta siirtyvät sukupuoliseen lisääntymiseen sään huonontuessa. Eri vuodenaikoina ne voivat olla viviparisia (elävänä syntyviä) tai oviparisia (munivia). Kevään ja kesän aikana kirvat tuottavat yleensä eläviä nuoria (nymfejä) parthenogeneettisesti. Näillä naaraspuolisilla kirvoilla voi olla siivet tai ei. Uroksia esiintyy jonkin verran vasta kauden päättyessä. Naaraat synnyttävät sitten syksyllä sukupuolisesti munia. Tämän vuoksi kirvojen sanotaan käyvän läpi "syklistä parthenogeneesiä".

Toinen mielenkiintoinen seikka on se, että on olemassa kokonainen sienisukaslaji (Bdelloid-sienisukaslaji), josta ei ole koskaan löydetty uroksia. Tämä on suurin taksonominen luokka, joka lisääntyy täysin parthenogeneesin avulla.

On olemassa muitakin suvuttoman lisääntymisen muotoja. Monet Hydrozoa-lajit (esimerkiksi monet korallit) tuottavat klooneja. Koloniat kasvavat, eivät munimalla, vaan nuppuamalla uusia yksilöitä. Hyvin samankaltaista on jakautumalla tapahtuva lisääntyminen, joka on yleistä useissa heimoissa, kuten piikkinahkaisissa ja sienissä. Näitä menetelmiä ei kutsuta parthenogeneesiksi, koska ne eivät toimi siten, että naaraat munivat munia.

Miten parthenogeneesi toimii

Parthenogeneesissa munasolu alkaa kehittyä ilman kromosomien yhdistymistä kahden vanhemman välillä. Mekanismit vaihtelevat lajeittain. Yksinkertaistettuna voidaan erottaa päätyyppejä:

• Thelytokia — naaras tuottaa jälkeläisiä, jotka ovat pääosin naaraita.
• Arrhenotokia — naaraat tuottavat pääosin tai vain miehiä (yleistä esimerkiksi joillain hyönteisillä).
• Deuterotokia — sekä koiras- että naaraspuolisia jälkeläisiä voi syntyä.

Solutasolla parthenogeneesi voi perustua apomiksiin (meioosia ei tapahdu ja munasolu jakaa itsensä ilman rekombinaatiota) tai automiksiin (meioosin jälkeen sisäinen yhdistyminen palauttaa kromosomiluvun). Joissain tapauksissa tapahtuu genetiikan uudelleenjärjestelyjä tai polyploidia, jotka vaikuttavat jälkeläisten monimuotoisuuteen.

Ilmentymiä luonnossa

Parthenogeneesi on yleisempää hyönteisissä, selkärangattomissa ja joissain kasveissa. Tunnettuja esimerkkejä selkärankaisista ovat tietyt liskot (esim. joillain gekkolajeilla), jotkin käärmeet, kalat ja harvinaisesti selkärankaisten lajeissa kuten Komodo-liskoissa kerran todettu itsesynnytys.

Joillain lajeilla esiintyy obligaatio (pakollinen) parthenogeneesi, jolloin laji lisääntyy vain suvuttomasti. Toisilla lajeilla parthenogeneesi on fakultatiivinen, eli ne voivat vuorotella suvullisen ja suvuttoman lisääntymisen välillä ympäristöolosuhteiden mukaan (kuten kirvoilla).

Genetiikka ja evolutiiviset seuraukset

Parthenogeneesin geneettisiä seurauksia ovat yleensä pienempi perinnöllinen muuntelu ja nopeampi homozygoituminen. Pitkällä aikavälillä tämä voi johtaa haitallisten mutaatioiden kertymiseen (Mullerin rattaita) ja vähentyneeseen sopeutumiskykyyn muuttuvissa ympäristöissä. Toisaalta parthenogeneesi mahdollistaa nopean populaation kasvun ilman kumppanin löytäminen — etu esimerkiksi harvaan asutuissa ympäristöissä.

Jotkin mekanismit, kuten automixis, voivat ylläpitää tai osittain palauttaa geneettistä vaihtelua. Lisäksi kasveilla ja joillain eläimillä polyploidia voi hillitä haitallisten mutaatioiden ilmenemistä ja tukea pitkäaikaisempaa suvutonta lisääntymistä.

Merkitys ihmiselle ja tutkimuksessa

• Kasvitieteessä apomiksinen siementuotanto on kiinnostava ominaisuus, koska se mahdollistaa hyvien viljelyominaisuuksien säilyttämisen sukupolvien läpi ilman risteytystä.
• Biolääketieteellisessä tutkimuksessa parthenogeneettisistä alkioista voidaan tuottaa soluja, joita käytetään esimerkiksi kantasolututkimuksessa, vaikka eettiset ja tekniset rajoitteet ovat merkittäviä.
• Tunnetusti parthenogeneesi ei tuota luonnollisesti ihmiseen sopivaa lisääntymisratkaisua; ihmisen kehossa tarvitaan sekä isän että äidin perimää normaalin kehityksen kannalta.

Yhteenveto

Parthenogeneesi on monimuotoinen ja biologisesti kiinnostava lisääntymistapa, joka esiintyy laajasti eri eliöryhmissä. Se voi olla sekä tilapäinen strategia että pysyvä lisääntymistapa lajille. Parthenogeneesin edut liittyvät nopeaan lisääntymiseen ilman kumppania, haitat puolestaan perinnöllisen monimuotoisuuden vähenemiseen ja pitkäaikaiseen sopeutumiskyvyn heikkenemiseen. Luonnon monimuotoisuus ja eri lajien erilaiset strategiat tekevät parthenogeneesista tärkeän tutkimuskohteen evoluutiobiologiassa ja maatalousbioteknologiassa.

Kysymyksiä ja vastauksia

K: Mitä tarkoittaa termi "parthenogeneesi"?

K: Esiintyykö parthenogeneesi sekä kasveissa että eläimissä?

K: Onko esimerkkejä selkärankaisista, jotka lisääntyvät parthenogeneesin avulla?

K: Voivatko jotkin kasvit tai eläimet lisääntyä joko sukupuolisesti tai suvuttomasti?

Kysymys: Onko olemassa matelijoiden järjestöä, joka lisääntyy kokonaan parthenogeneesin avulla?

K: Onko olemassa muita suvuttoman lisääntymisen muotoja kuin parthenogeneesi?

Hae kirjaimella