Телитоки - Thelytoky

Тля рождение партеногенез, живой молодняк, растущий из неоплодотворенных яиц

Телитоки (от Греческий Thēlys "женский" и токос "рождение") является разновидностью партеногенез в котором самки производятся из неоплодотворенных яиц, например, в тля. Телитокозный партеногенез среди животных встречается редко и зарегистрирован примерно у 1500 человек. виды, примерно 1 из 1000 описанных видов животных, согласно исследованию 1984 года.[1] Это чаще встречается в беспозвоночные, любить членистоногие, но это может произойти в позвоночные, в том числе саламандры, рыбы, и рептилии такие как некоторые хлыстовые ящерицы.

Телитоки могут происходить с помощью разных механизмов, каждый из которых по-разному влияет на уровень гомозиготность. Встречается в нескольких группах Перепончатокрылые, в том числе Apidae, Aphelinidae, Цинипиды, Formicidae, Ichneumonidae, и Tenthredinidae.[2] Это может быть вызвано у перепончатокрылых бактерии Вольбахия и Кардиний.[3]

Арренотоки и телитоки у перепончатокрылых

Пчелы производят гаплоидных самцов из неоплодотворенных яиц (арренотоки ).

Перепончатокрылые (муравьи, пчелы, осы, и пилильщики ) иметь гаплодиплоидная система определения пола. Они производят гаплоидных самцов из неоплодотворенных яиц (арренотоки ), форма партеногенез. Однако у некоторых социальных перепончатокрылых королевы или рабочие способны производить диплоидное потомство женского пола с помощью телитоки.[4] Произведенные дочери могут быть или не быть полными клонами своей матери в зависимости от типа партеногенеза, который имеет место.[5][6] Потомство может развиться как в маток, так и в рабочих. Примеры таких видов включают капскую пчелу, Apis mellifera capensis, Mycocepurus smithii и клональный муравей-рейдер, Cerapachys biroi.

Автомиксис

Влияние центрального слияния и терминального слияния на гетерозиготность

Автомиксис - это форма телитоки. В автомиктике партеногенез, мейоз имеет место, и диплоидия восстанавливается путем слияния несестринских ядер первого деления (центральное слияние) или сестринских ядер второго деления (терминальное слияние).[7] (см. диаграмму).

С центральным сплавом

Автомиксис с центральным слиянием имеет тенденцию поддерживать гетерозиготность при передаче генома от матери к дочери. Эта форма автомиксиса наблюдалась у нескольких видов муравьев, включая пустынных муравьев. Курсор катаглифиса,[4] клональный муравей-рейдер Cerapachys biroi,[8] хищный муравей Platythyrea punctata,[7] и электрический муравей (маленький огненный муравей) Wasmannia auropunctata.[9] Автомиксис с центральным сращиванием встречается также у мыской медоносной пчелы. Apis mellifera capensis,[6] рассольная креветка Артемия партеногенетическая,[10] и термит Embiratermes neotenicus.[11]

Ооциты которые подвергаются автомиксису с центральным слиянием, часто демонстрируют пониженную скорость кроссоверная рекомбинация. Низкая скорость рекомбинации в автомиктических ооцитах способствует поддержанию гетерозиготность, и только медленный переход от гетерозиготности к гомозиготности в последующих поколениях. Это позволяет избежать немедленного инбридинговая депрессия. Виды, демонстрирующие центральное слияние с пониженной рекомбинацией, включают муравьев. P. punctata[7] и W. auropunctata,[9] рассольная креветка A. parthenogenetica,[10] и медоносная пчела А. м. capensis.[6] В А. м. capensis, скорость рекомбинации во время мейоза, связанного с партеногенезом thelytokus, снижается более чем в 10 раз.[6] В W. auropunctata уменьшение в 45 раз.[9]

Колонии одиночных маток узкоголовых муравьев Formica exsecta представляют собой иллюстративный пример возможных пагубных эффектов повышенной гомозиготности. У этого муравья уровень гомозиготности матки отрицательно связан с возрастом колонии.[12] Снижение выживаемости колонии, по-видимому, связано с уменьшением продолжительности жизни матки в результате гомозиготности матки и экспрессии вредных рецессивных мутаций (инбридинговая депрессия ).

С терминальным слиянием

Автомиксис с терминальным слиянием способствует гомозиготности при передаче генома от матери к дочери. Эта форма автомиксиса наблюдалась у водяных блох. Дафния великая[13] и колумбийский радужный удав Эпикрат Мавр.[14] Партеногенез в E. maurus это только третий генетически подтвержденный случай последовательного непорочного рождения жизнеспособного потомства от одной самки в пределах любой линии позвоночных.[14] Однако выживаемость потомства в течение двух последовательных пометов была низкой, что позволяет предположить, что автомиксис с терминальным слиянием приводит к гомозиготности и экспрессии вредных рецессивные аллели (инбридинговая депрессия ).

Смотрите также

использованная литература

  1. ^ Уайт, Майкл Дж. Д. (1984). «Хромосомные механизмы в репродукции животных». Bolletino di Zoologia. 51 (1–2): 1–23. Дои:10.1080/11250008409439455. ISSN  0373-4137.
  2. ^ Суомалайнен, Эско; Ансси Саура; Юхани Локки (1987-08-31). Цитология и эволюция партеногенеза. CRC Press. С. 29–31, 51. ISBN  978-0-8493-5981-1.
  3. ^ Jeong, G; Р Стаутхамер (2004-11-03). «Генетика женской функциональной девственности в партеногенезе-Вольбахия зараженная паразитоидная оса Telenomus nawai (Hymenoptera: Scelionidae) ". Наследственность. 94 (4): 402–407. Дои:10.1038 / sj.hdy.6800617. ISSN  0018-067X. PMID  15523503.
  4. ^ а б Пирси, М. (2004). «Условное использование секса и партеногенеза для производства рабочих и цариц у муравьев» (PDF). Наука. 306 (5702): 1780–1783. Дои:10.1126 / science.1105453. PMID  15576621.
  5. ^ Фурнье, Дени; Эступ, Арно; Оривель, Жером; Фуко, Жюльен; Журдан, Эрве; Бретон, Жюльен Ле; Келлер, Лоран (2005). «Клональное размножение самцами и самками у маленького огненного муравья» (PDF). Природа. 435 (7046): 1230–1234. Дои:10.1038 / природа03705. PMID  15988525.
  6. ^ а б c d Бодри Э., Крайгер П., Оллсопп М., Кенигер Н., Вотрен Д., Мугель Ф., Корню Дж. М., Солиньяк М. (2004). "Полногеномное сканирование телитоков-несушек мыской медоносной пчелы (Apis mellifera capensis): центральное слияние, пониженная скорость рекомбинации и картирование центромер с использованием полутетрадного анализа ». Генетика. 167 (1): 243–252. Дои:10.1534 / genetics.167.1.243. ЧВК  1470879. PMID  15166151.
  7. ^ а б c Келлнер, Катрин; Хайнце, Юрген (2010). «Механизм факультативного партеногенеза у муравьев». Platythyrea punctata". Эволюционная экология. 25 (1): 77–89. Дои:10.1007 / s10682-010-9382-5.
  8. ^ Оксли П.Р., Джи Л., Феттер-Прунэда И., Маккензи С.К., Ли С., Ху Х, Чжан Дж., Кронауэр Д.Д. (2014). "Геном клонального муравья-рейдера Cerapachys biroi". Текущая биология. 24 (4): 451–8. Дои:10.1016 / j.cub.2014.01.018. ЧВК  3961065. PMID  24508170.
  9. ^ а б c Рей О, Луазо А., Факон Б., Фуко Дж., Оривель Дж., Корнуэ Дж. М., Роберт С., Добиньи Дж., Делаби Дж. Х., Мариано Кадос С., Эступ А. (2011). «Мейотическая рекомбинация резко снизилась у маток телитокусов маленького огненного муравья и их рабочих, производимых половым путем». Молекулярная биология и эволюция. 28 (9): 2591–601. Дои:10.1093 / molbev / msr082. PMID  21459760.
  10. ^ а б Nougué O, Rode NO, Jabbour-Zahab R, Ségard A, Chevin LM, Haag CR, Lenormand T (2015). "Автомиксис в Артемия: решение многовекового спора ". Журнал эволюционной биологии. 28 (12): 2337–48. Дои:10.1111 / jeb.12757. PMID  26356354.
  11. ^ Fougeyrollas R, Dolejšová K, Sillam-Dussès D, Roy V, Poteaux C, Hanus R, Roisin Y (2015). "Бесполая преемственность королевы у высших термитов Embiratermes neotenicus". Труды Лондонского королевского общества B: биологические науки. 282 (1809): 20150260. Дои:10.1098 / rspb.2015.0260. ЧВК  4590441. PMID  26019158.
  12. ^ Haag-Liautard C, Vitikainen E, Keller L, Sundström L (2009). «Фитнес и уровень гомозиготности у социального насекомого» (PDF). Журнал эволюционной биологии. 22 (1): 134–42. Дои:10.1111 / j.1420-9101.2008.01635.x. PMID  19127611.
  13. ^ Свендсен Н., Райссер С.М., Дукич М., Тюилье В., Сегард А., Лиотар-Хааг С., Фазель Д., Хюрлиманн Е., Ленорман Т., Галимов Ю., Хааг С.Р. (2015). "Раскрытие загадочной асексуальности в Дафния великая путем секвенирования RAD ". Генетика. 201 (3): 1143–55. Дои:10.1534 / genetics.115.179879. ЧВК  4649641. PMID  26341660.
  14. ^ а б Стенд W, Миллион L, Reynolds RG, Burghardt GM, Vargo EL, Schal C, Tzika AC, Schuett GW (2011). "Последовательные девственные рождения в новом мире боид змей, колумбийском радужном удаве, Эпикрат Мавр". Журнал наследственности. 102 (6): 759–63. Дои:10.1093 / jhered / esr080. PMID  21868391.