Гиногенез , форма партеногенеза , представляет собой систему бесполого размножения , которая требует присутствия сперматозоида без фактического вклада его ДНК для завершения. Отцовская ДНК растворяется или разрушается до того, как она сможет слиться с яйцеклеткой. [1] Яйцеклетка организма способна развиваться, не будучи оплодотворенной, во взрослую особь, используя только материнский генетический материал. Гиногенез часто называют « паразитизмом спермы » в связи с несколько бессмысленной ролью мужских гамет. [2] Гиногенетические виды, сокращенно «гиногены», являются однополыми , то есть они должны спариваться с самцами из близкородственного двуполого вида, который обычно размножается половым путем. [3]
Гиногенез — невыгодная система спаривания для самцов, поскольку они не могут передавать свою ДНК. Вопрос о том, почему существует этот репродуктивный режим, учитывая, что он, по-видимому, сочетает в себе недостатки как бесполого, так и полового размножения, остается нерешенным в области эволюционной биологии. Мужским эквивалентом этого процесса является андрогенез , где отец является единственным источником ДНК. [4]
Большинство гиногенетических видов попадают в таксономические группы рыб и земноводных. [3]
Амазонским моллинезиям ( Poecilia formosa ) требуется сперма близкородственного самца Poecilia latipinna для участия в гиногенезе. Исследования показали, что самцы P. latipinna предпочитают спариваться с самками своего собственного вида, учитывая ранее обсуждавшийся недостаток самцов при спаривании с гиногенами. [5] Это представляет проблему для P. formosa , поскольку им приходится конкурировать за самцов с предпочитаемой популяцией. Однако те P. formosa, которым удается найти себе пару, восполняют дефицит, производя вдвое больше самок, чем их конкуренты. [5]
Вид муравьев Myrmecia impaternata состоит только из самок, его гибридное происхождение восходит к Myrmecia banksi и Myrmecia pilosula . [6] У видов муравьев пол определяется гаплодиплоидной системой, где неоплодотворенные яйца приводят к гаплоидным самцам, а оплодотворенные яйца приводят к диплоидным самкам. У этого вида королева размножается посредством полового взаимодействия, но не оплодотворения, с аллоспецифическими самцами, выращенными из «неотцовских» (безотцовских) яиц в неотцовских гнездах. [ требуется разъяснение ] [6]
Ambystoma platineum , однополый вид саламандры-крота , является результатом гибридизации размножающихся половым путем Ambystoma jeffersonianum и A. laterale . [7] Особи A. platineum обычно живут поблизости от любого из этих родительских видов из-за необходимости использовать свою сперму для облегчения размножения. [7] [ необходимо разъяснение ]
Можно рассмотреть два эволюционных пути для объяснения того, как и почему развился гиногенез. Одношаговый путь включает в себя множественные изменения, происходящие одновременно: мейоз должен быть прерван, гаметы одного пола уничтожены, и должно возникнуть формирование однополого пола. [2] Второй вариант включает в себя множественные шаги: формируется половое поколение с сильно смещенным соотношением полов , и из-за правила Холдейна вид эволюционирует в сторону потери сексуальности и отбора, который является предпочтительным в отношении гиногена. [2] Экспериментаторы, которые безуспешно пытались вызвать P. formosa в лаборатории путем гибридизации его генетических предков, пришли к выводу, что эволюционное происхождение P. formosa произошло не от простой гибридизации двух определенных геномов, а от перемещения определенных аллелей в определенных локусах, что привело к этому эволюционному изменению к однополости. [8]