Полиэмбриония — это явление, при котором из одной оплодотворенной яйцеклетки развиваются два или более эмбриона . [1] [2] [3] Поскольку эмбрионы развиваются из одной и той же яйцеклетки, они идентичны друг другу, но генетически отличаются от родителей. [1] [2] Генетические различия между потомством и родителями, а также сходство между братьями и сестрами являются существенными различиями между полиэмбрионией и процессом почкования и типичным половым размножением . [2] Полиэмбриония может возникать у людей, приводя к рождению однояйцевых близнецов , хотя этот процесс случаен и встречается с низкой частотой. [1] Полиэмбриония регулярно встречается у многих видов позвоночных , беспозвоночных и растений .
Эволюция полиэмбрионии и потенциальные эволюционные преимущества, которые она может повлечь, были изучены. В отношении паразитоидных ос существует несколько гипотез, касающихся эволюционных преимуществ полиэмбрионии, одна из которых заключается в том, что она позволяет самкам ос небольшого размера увеличивать количество потенциального потомства по сравнению с осами, которые являются моноэмбриональными. [4] Существуют ограничения для моноэмбрионии, но при этом методе развития из каждого отложенного яйца может быть получено несколько эмбрионов. [5] [4]
Также были изучены потенциальные преимущества полиэмбрионии у конкурирующих инвазивных видов растений. [6]
Броненосцы являются наиболее хорошо изученными позвоночными, которые подвергаются полиэмбрионии, с шестью видами броненосцев в роде Dasypus , которые всегда являются полиэмбриональными. [7] Например, девятиполосый броненосец всегда рождает четырех идентичных детенышей. Есть два условия, которые, как ожидается, будут способствовать эволюции полиэмбрионии: мать не знает условий окружающей среды своего потомства, как в случае паразитоидов, или ограничение на размножение. [2] Считается, что девятиполосые броненосцы эволюционировали в полиэмбриональные из-за последнего. [7]
Более яркий пример использования полиэмбрионии в качестве конкурентного репродуктивного инструмента можно найти у паразитоида Hymenoptera , семейства Encyrtidae . [8] Потомство разделившегося эмбриона развивается по крайней мере в две формы: те, которые разовьются во взрослых особей, и те, которые станут своего рода солдатами, называемыми ранними личинками. [8] Эти последние личинки патрулируют хозяина и убивают любых других паразитоидов, которых они находят, за исключением своих братьев и сестер, обычно сестер. [8]
Облигатно полиэмбриональные насекомые делятся на два класса: Hymenoptera (некоторые осы) и Strepsiptera . [9] Из одного яйца эти насекомые могут производить более тысяч потомков. [9] Полиэмбриональные осы из группы Hymenoptera могут быть далее подразделены на четыре семейства, включая Braconidae ( Macrocentrus ), Platygastridae ( Platygaster ), Encyrtidae ( Copidosoma ) и Dryinidae . [9]
Полиэмбриония также встречается у мшанок . [2] [10] С помощью анализа генотипа и молекулярных данных было высказано предположение, что полиэмбриония встречается у всего отряда мшанок Cyclostomatida . [10]
Этот термин также используется в ботанике для описания феномена появления сеянцев из одного зародыша. Около 20 родов голосеменных претерпевают полиэмбрионию, называемую « полиэмбрионией дробления », когда исходная зигота разделяется на множество идентичных зародышей. [1] [3] В некоторых таксонах растений множество зародышей полиэмбрионии в конечном итоге дает начало только одному потомку. [1] Механизм, лежащий в основе феномена появления единственного (или в некоторых случаях нескольких) потомков, описан у Pinus sylvestris как запрограммированная клеточная смерть (PCD), которая удаляет все зародыши, кроме одного. [1] Первоначально все зародыши имеют равные возможности развиться в полноценные семена, но на ранних стадиях развития один зародыш становится доминирующим в результате конкуренции , и, следовательно, теперь спящее семя, в то время как другие зародыши уничтожаются в результате PCD. [1]
Род Citrus имеет ряд видов, которые подвергаются полиэмбрионии, где множественные эмбрионы, полученные из нуцеллярных клеток, существуют наряду с эмбрионами, полученными половым путем. [11] [12] Антони ван Левенгук впервые описал полиэмбрионию в 1719 году, когда было обнаружено, что семя Citrus имеет два прорастающих эмбриона. [3] У Citrus полиэмбриония генетически контролируется общим локусом полиэмбрионии среди видов, определяемым однонуклеотидным полиморфизмом в секвенированных генотипах. [11] Различия внутри вида цитрусовых основаны на количестве развивающихся эмбрионов, влиянии окружающей среды и экспрессии генов. [12] Как и в случае с другими видами, из-за множества эмбрионов, развивающихся в непосредственной близости, возникает конкуренция, которая может вызывать различия в успешности или силе семян. [12]
{{cite book}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )