Partenogenesis: terdiri dari apa, jenis, organisme

partenogenesis adalah produksi embrio dari gamet betina tanpa kontribusi genetik dari gamet jantan, dengan atau tanpa perkembangan akhir menjadi dewasa. Dalam kebanyakan kasus tidak ada partisipasi gamet jantan dalam proses reproduksi.

Namun, ada kasus partenogenesis tertentu yang disebut gymnogenesis, di mana partisipasi mereka diperlukan. Dalam hal ini, sperma memasuki sel telur dan mengaktifkannya untuk memulai pengembangan organisme baru.

Poeciliopsis gracilis, spesies ikan dari Amerika Tengah, dengan reproduksi partenogenetik. Foto oleh Coletti, T. Diambil dan diedit dari fishbase.de

Partenogenesis adalah fenomena yang sangat umum di antara tumbuhan dan hewan. Ada perkiraan bahwa itu dapat terjadi hingga 1% dari jumlah total spesies yang diketahui.

Ini adalah cara reproduksi yang dapat terjadi di hampir semua kelompok besar hewan dan tumbuhan. Mungkin pengecualiannya adalah pada taksa yang lebih berkembang, seperti gymnospermae dan mamalia, di mana tidak ada catatan yang dapat dipercaya tentang kemunculannya.

Indeks artikel

Apa itu partenogenesis?

Konsep partenogenesis yang paling sederhana menunjukkan bahwa itu adalah perkembangan sel telur pada individu baru tanpa terjadi pembuahan. Namun, pada banyak hewan embrio yang dihasilkan tanpa pembuahan mengalami kematian yang tinggi.

Dalam beberapa kasus lain, persetujuan gamet jantan diperlukan hanya untuk mengaktifkan perkembangan. Untuk alasan ini dapat dikatakan bahwa partenogenesis terdiri dari “produksi embrio dari gamet betina tanpa kontribusi genetik dari gamet jantan dengan atau tanpa perkembangan akhirnya pada orang dewasa”.

Jenis

Tergantung pada mekanisme sitologi yang terlibat, partenogenesis dapat terdiri dari beberapa jenis, termasuk:

-Ticopartenogenesis

Juga disebut partenogenesis fakultatif , disebut dengan cara ini ketika perkembangan telur yang tidak dibuahi terjadi sesekali dan secara spontan. Jenis partenogenesis ini sangat umum terjadi pada hewan.

Menurut beberapa penulis, ini adalah satu-satunya jenis partenogenesis yang nyata. Pembentukan gamet dalam atikopartenogenesis mungkin atau mungkin tidak melibatkan pembelahan meiosis. Tergantung pada ada tidaknya meiosis, partenogenesis ini pada gilirannya dapat dibagi menjadi:

Partenogenesis apomiktik

Disebut juga ameiotic atau diploid. Dalam hal ini ada penekanan meiosis. Keturunannya berkembang dari telur yang tidak dibuahi, melalui pembelahan mitosis.

Ini menimbulkan organisme yang secara genetik identik dengan ibu. Jenis partenogenesis ini biasanya terjadi pada rotifera dan sebagian besar kelompok artropoda.

Partenogenesis otomatis

Disebut juga meiosis atau haploid. Dalam proses ini, meiosis dipertahankan. Pemulihan kondisi diploid terjadi melalui duplikasi atau peleburan gamet yang dihasilkan oleh induknya. Jenis partenogenesis ini sangat sering terjadi pada serangga.

-Ginogenesis

Ginogenesis adalah jenis khusus reproduksi seksual . Dalam hal ini, sperma perlu menembus bakal biji untuk mengaktifkan perkembangan embrio.

Tetapi, bertentangan dengan pembuahan normal, peleburan inti jantan dan betina tidak terjadi. Setelah fusi gamet, kromosom sperma merosot dalam sitoplasma sel telur atau dapat dikeluarkan dari zigot.

Embrio ginogenetik hanya akan berkembang dengan mengorbankan inti sel telur. Karena itu, semua anak anjing ginogenetik adalah betina yang identik dengan induknya.

Jenis reproduksi ini dapat terjadi ketika betina ginogenetik kawin dengan pejantan biseksual dari spesies yang sama atau terkait. Beberapa penulis tidak menganggapnya sebagai partenogenesis yang tepat.

-Hibridogenesis

Ini adalah cara reproduksi “hemiklonal”. Dalam hal ini, orang tua dari spesies yang berbeda kawin dan menghasilkan hibrida. Setengah dari genom ditransmisikan secara seksual, sedangkan setengah lainnya adalah “klonal”.

Sperma melebur dalam inti sel telur, dan gen ayah diekspresikan dalam jaringan somatik, tetapi secara sistematis dikeluarkan dari garis germinal. Hanya ibu yang akan mewariskan genom ke generasi berikutnya.

Jenis partenogenesis ini biasanya terjadi pada spesies ikan dari genus Poeciliopsis , dan juga telah diamati pada semut gurun Cataglyphis hispanica .

Tipe yang lain

Beberapa penulis lebih menyukai klasifikasi yang lebih utilitarian dari jenis reproduksi ini, yang membedakan partenogenesis menjadi dua jenis lainnya:

-Partenogenesis Geografis

Ini dicirikan oleh koeksistensi bentuk biseksual dan bentuk partenogenetik, dalam satu spesies atau dalam spesies yang dekat secara filogenetik, tetapi memiliki distribusi geografis yang berbeda.

Organisme partenogenetik cenderung menempati rentang yang berbeda dari kerabat dekat mereka yang bereproduksi secara seksual. Organisme aseksual cenderung memiliki distribusi yang lebih tinggi secara latitudinal atau altitudinal, di pulau-pulau, di lingkungan xerofilik, atau di habitat yang terganggu.

Jenis partenogenesis ini telah diamati pada beberapa spesies tumbuhan, cacing, krustasea, serangga, dan kadal.

-Partenogenesis siklik

Organisme dapat bereproduksi secara seksual dan partenogenetik. Selama beberapa periode tahun hanya perempuan yang diproduksi oleh partenogenesis.

Namun, pada periode lain betina akan menghasilkan betina dan jantan yang akan bereproduksi secara seksual.

Asal usul garis keturunan partenogenetik

Pada spesies biseksual di mana keturunan dihasilkan oleh partenogenesis, mereka umumnya akan menghasilkan betina partenogenetik. Garis keturunan uniseksual yang muncul ini dapat sangat berbeda secara fenotip dan genotip dari kerabat biseksual mereka. Ada beberapa mekanisme yang dapat menimbulkan garis keturunan partenogenetik ini.

Spontan

Hilangnya interaksi seksual terjadi melalui mutasi pada gen yang menekan meiosis, memodifikasi induksi seks oleh kondisi lingkungan, dan mengatur ekspresi hormonal.

Dalam kasus ekstrim, mutasi dapat bertindak dengan “memperbaiki” genotipe dari garis keturunan partenogenetik yang ketat, yang dapat menghasilkan jantan dan betina partenogenetik.

Dengan hibridisasi

Hibridisasi adalah cara paling umum untuk menghasilkan garis keturunan partenogenetik pada hewan, dan dapat diamati pada siput, serangga, krustasea, dan sebagian besar vertebrata berkelamin tunggal .

Mereka berasal dari persilangan dua spesies biseksual yang memiliki heterozigositas tinggi dan alel khas spesies induk. Dalam hal ini, meiosis dapat menjadi hambatan, menyebabkan hilangnya seksualitas.

Asal menular

Ini terjadi dengan hibridisasi antara betina partenogenetik dan jantan dari spesies yang sama atau berkerabat dekat. Hal ini diyakini menjadi penyebab utama poliploidi pada organisme berkelamin tunggal.

Aliran gen antara garis keturunan seksual dan partenogenetik memungkinkan penyebaran gen dengan cara yang menular. Karena ini, organisme seksual dapat berasal secara bergantian, atau membuat garis partenogenetik baru.

Asal menular

Wolbachia pipientis adalah spesies bakteri dari filum Proteobacteria yang membawa sekitar 20% dari semua spesies serangga.

Ini bertanggung jawab untuk manipulasi reproduksi pada inangnya, seperti ketidakcocokan sitoplasma, feminisasi laki-laki genetik, kematian laki-laki, dan partenogenesis. Ini menginfeksi arthropoda dan nematoda.

Ini ditularkan melalui rute orang tua. Bakteri ini mampu menginduksi partenogenesis pada tawon parasitoid dari genus Trichogramma serta pada tungau dan artropoda lainnya.

Di sisi lain, Xiphinematobacter , bakteri lain, mempengaruhi nematoda Dorylaimida, juga menyebabkan partenogenesis.

Asal multikausal

Pada banyak spesies, garis keturunan partenogenetik dihasilkan oleh mekanisme tunggal. Namun, pada spesies lain mereka dapat muncul melalui berbagai mekanisme. Misalnya, garis keturunan partenogenetik dari ostracoda sering memiliki asal ganda.

Klon diploid muncul dari hilangnya seksualitas secara spontan, sedangkan klon poliploid muncul dari hibridisasi antara jantan dan betina partenogenetik dari spesies yang sama atau terkait.

Contoh lain adalah kasus kutu daun Rhopalosiphum padi . Pada spesies ini, garis keturunan partenogenetik dapat muncul dari tiga asal yang berbeda: spontan, hibrida atau menular.

Organisme tempat terjadinya partenogenesis

Rotifera

Di antara Rotifera ada spesies yang bereproduksi hanya dengan partenogenesis apomiktik betina dan spesies yang mengganti partenogenesis ini dengan reproduksi seksual biasa.

Transisi antara reproduksi aseksual dan seksual dikendalikan oleh lingkungan. Keberhasilan spesies rotifer yang benar-benar kehilangan reproduksi seksualnya, menurut beberapa penulis, disebabkan oleh akumulasi mutasi selama periode reproduksi partenogenetik apomiktik eksponensial.

Ini, bersama dengan persilangan “mitosis”, akan memungkinkan keragaman genotipe yang cukup untuk diproduksi untuk beradaptasi dengan kondisi lingkungan yang berbeda. Dengan cara ini keuntungan besar dari reproduksi seksual akan dihilangkan.

Moluska

Partenogenesis telah dilaporkan untuk beberapa spesies moluska gastropoda. Di antara spesies tersebut adalah Potamopyrgus antipodarum, Tarebia granifera , dan semua spesies dari genus Melanoides .

Semua perwakilan dari genus terakhir, kecuali ras diploid M. tuberculata , adalah poliploid.

krustasea

Jenis reproduksi ini telah didokumentasikan untuk banyak kelompok krustasea, termasuk notostracos, conchostracos, anostracos, cladocerans, decapoda dan ostracod.

Di Cladocera bentuk khas reproduksi adalah dengan partenogenesis siklik. Betina bereproduksi secara partenogenetik dari musim semi ke musim panas.

Ketika kondisi lingkungan tidak menguntungkan, organisme bereproduksi secara seksual, dengan tujuan membentuk telur berkista yang dapat bertahan dalam periode laten yang lama.

Crustacea Cladocera Daphnia longispina dengan telur partenogenetik. Foto oleh Roland Birke / Photolibrary / Getty Image. Diambil dan diedit dari thinkco.com

Kepiting marmer ( Procambarus fallax forma virginalis ) adalah satu-satunya krustasea dekapoda yang diketahui berkembang biak hanya dengan partenogenesis.

Vertebrata

Di antara ikan bertulang rawan, partenogenesis terjadi setidaknya pada pari elang, hiu zebra, dan hiu martil. Hibridogenesis telah dilaporkan pada ikan bertulang untuk spesies dari genus Poecilliopsis .

Beberapa ikan lain dapat berganti-ganti reproduksi seksual dan partenogenetik. Banyak spesies kadal berkembang biak dengan partenogenesis. Hibridisasi diyakini menjadi penyebab utama dari jenis reproduksi di dalamnya.

Ticoparthenogenesis juga telah dilaporkan pada kelompok reptil lainnya, terutama ular sanca dan ular lainnya. Pada burung, partenogenesis spontan telah diamati pada ayam, kalkun dan beberapa spesies puyuh.

Pada mamalia, genom ibu dan ayah diperlukan untuk perkembangan embrio normal. Karena itu, partenogenesis tidak terjadi secara alami pada organisme ini.

Ini telah dicapai secara eksperimental di laboratorium. Namun, partenogenesis yang diinduksi sering menghasilkan perkembangan yang abnormal.

Tanaman

Banyak spesies tanaman menyajikan pola partenogenesis geografis yang terdefinisi dengan baik, di mana bentuk partenogenetik terletak lebih ke arah zona dingin. Bentuk seksual, pada bagian mereka, lebih tropis daripada rekan-rekan aseksual mereka.

Referensi

  1. C. Simon, F. Delmonte, C. Rispe, T. Lipatan (2003). Hubungan filogenetik antara partenogen dan kerabat seksual mereka: kemungkinan rute partenogenesis pada hewan. Jurnal Biologi Masyarakat Linnean.
  2. G. Scholtz, A. Braband, L. Tolley, A. Reiman, B. Mittmann, C. Lukhaup, F. Steuerwald, G. Vogt (2003). Partenogenesis pada udang karang luar. Alam.
  3. U.Mittwoch (1978). Artikel ulasan partenogenesis. Jurnal Genetika Medis.
  4. NB Tcherfas (1971). Ginogenesis ikan alami dan buatan. Dalam: Seminar / Study Tour FAO 1971 di Uni Soviet tentang Seleksi Genetik dan Hibridisasi Ikan Budidaya. 19 April – 29 Mei 1968. Kuliah. Rep. FAO / UNDP (TA) , Diperoleh dari fao.org/.
  5. PA Eyer, L. Leniaud, H. Darras dan S. Aron (2013). Hibridogenesis melalui partenogenesis thelytokous pada dua semut gurun Cataglyphis. Ekologi Molekuler.
  6. RKK Koivisto, HR Braig (2003). Mikroorganisme dan partenogenesis. Jurnal Biologi Masyarakat Linnean.