Hybrydogeneza

Żaba wodna – przykład mieszańca rozmnażającego się na drodze hybrydogenezy

Hybrydogeneza – termin z dziedziny embriologii rozumiany zwykle jako sposób rozmnażania się mieszańców (hybryd), w którym mieszaniec podczas wytwarzania gamet (gametogenezy) usuwa jeden z genomów gatunków rodzicielskich. Inaczej mówiąc, wytwarza takie gamety, jakby należał do jednego z gatunków rodzicielskich, a nie zawierające mieszaninę ich genomów. Usunięty genom jest następnie odtwarzany zwykle w wyniku krzyżówki wstecznej z odpowiednim gatunkiem rodzicielskim[1][2][3][4].

Żaby wodne Pelophylax kl. esculentus są tutaj hemiklonem, ponieważ mają tą samą połowę genomu (haplotyp R, czerwone strzałki). Duże kółka – dorosłe żaby, małe – gamety, × – brak jednego z genomów.

Ponieważ hybryda taka wymaga do reprodukcji innego taksonu - jednego z gatunków rodzicielskich, jest ona kleptonem[5][6][7], co oznaczane jest skrótem "kl" w niektórych nazwach gatunkowych[8].

Cechą charakterystyczną hybrydogenezy jest to, że gamety wytwarzane przez hybrydy nie zawierają mieszaniny genomów rodzicielskich, co normalnie jest wynikiem niezależnej segregacji chromosomów i crossing-over podczas mejozy (patrz również II Prawo Mendla, rekombinacja genetyczna), ale nienaruszony jeden z nich lub obydwa. Ponieważ genomy nie mieszają się podczas wytwarzania gamet, z pokolenia na pokolenie przekazywany jest niezmieniony (niezrekombinowany) ten genom haploidalny, który nie jest usuwany podczas gametogenezy. A do niego podczas zapłodnienia dołączany tylko jest haploidalny genom drugiego gatunku rodzicielskiego, za każdym razem inny. Grupa takich (pochodzących od jednego mieszańca) hybryd jest więc hemiklonem (naturalnym), ponieważ wszystkie osobniki mają identyczną połowę genomu. Natomiast cała populacja może być mieszaniną takich grup (hemiklonów). Hybrydogeneza jest określana jako hemiklonalny sposób rozmnażania, a termin hemiklon stosuje się też czasem dla pojedynczego osobnika[1][2][9].

Hybrydogenne mieszańce są często gatunkami poliploidalnymi jak i uniseksualnymi, tzn. mogą występować u nich wyłącznie osobniki jednej płci, na przykład same samice[1][2].

Hybrydogeneza jest często omawiana łącznie z partenogenezą (dzieworództwem)[1][2]. Hybrydogeneza, podobnie jak samo zjawisko płodności mieszańców, występuje u bardzo nielicznych gatunków zwierząt, chociaż czasem pospolitych, np. u żaby wodnej.

Najbardziej znane gatunki zwierząt u których występuje hybrydogeneza:

Przypisy

  1. ↑ a b c d e f Simon J.-C., Delmotte F., Rispe C., Crease T.. Phylogenetic relationships between parthenogens and their sexual relatives: the possible routes to parthenogenesis in animals.. „Biological Journal of the Linnean Society”. 79, s. 151–163, 2003. [dostęp 2012-07-30]. 
  2. ↑ a b c d e f Vrijenhoek R. C.: Parthenogenesis and Natural Clones.. W: Knobil E., Neill J. D. (Ed.): Encyclopedia of Reproduction. T. 3. San Diego, Calif.: Academic Press, 1999, s. 695–702. ISBN 0-12-227020-7. [dostęp 2012-08-09].
  3. ↑ a b Tunner H. G., Heppich-Tunner S.. Genome exclusion and two strategies of chromosome duplication in oogenesis of a hybrid frog. „Naturwissenschaften”. 78 (1), s. 32–34, 1991. DOI: 10.1007/BF01134041. 
  4. ↑ a b Christiansen D. G.. Gamete types, sex determination and stable equilibria of all-hybrid populations of diploid and triploid edible frogs (Pelophylax esculentus) Rana esculenta as deduced from mtDNA analyses. „BMC Evolutionary Biology”. 9 (135), 2009. DOI: 10.1186/1471-2148-9-135. PMID: 19527499. 
  5. ↑ Alain Dubois. Asexual and metasexual vertebrates. Book review. „Alytes”. 27 (2), s. 62-66, 2009. ISSCA (International Society for the Study and Conservation of Amphibians). [dostęp 2015-06-22]. Cytat: John C. Avise, 2008.–Clonality. The genetics, ecology, and evolution of sexual abstinence in vertebrate animals. New York, Oxford University Press: i-xi + 1-237. ​ISBN 978-0-19-536967-0​.. 
  6. ↑ A. Dubois, R. Günther. Klepton and synklepton: two new evolutionary systematics categories in zoology. „Zool. Jahrb. Syst. (Zoologische Jahrbücher. Abteilung für Systematik, Ökologie und Geographie der Tiere)”. 109, s. 290-305, 1982. Jena; Stuttgart; New York.: Gustav Fischer Verlag. ISSN 0044-5193. 
  7. ↑ Manuel Polls Pelaz. The Biological Klepton Concept (BKC). „Alytes”. 8 (3), s. 75-89, Październik 1990. ISSCA (International Society for the Study and Conservation of Amphibians). [dostęp 2015-06-22]. 
  8. ↑ imię nazwisko. Nomenclature of parthenogenetic, gynogenetic and hybridogenetic vertebrate taxons: new proposals. „Alytes”. 8 (3), s. 61-74, Październik 1990. ISSCA (International Society for the Study and Conservation of Amphibians). [dostęp 2015-06-22]. 
  9. ↑ a b Abbott J. K., Morrow E. H.. Obtaining snapshots of genetic variation using hemiclonal analysis. „Trends in Ecology & Evolution”. 26 (7), s. 359–368, 2003. PMID: 21507504. 
  10. ↑ a b G. Holsbeek, R. Jooris. Potential impact of genome exclusion by alien species in the hybridogenetic water frogs (Pelophylax esculentus complex). „Biol Invasions”. 12, s. 1–13, 2010. Springer Netherlands. DOI: 10.1007/s10530-009-9427-2. ISSN 1387-3547. [dostęp 2015-06-21]. 
  11. ↑ Inácio A, Pinho J, Pereira PM, Comai L, Coelho MM. Global Analysis of the Small RNA Transcriptome in Different Ploidies and Genomic Combinations of a Vertebrate Complex – The Squalius alburnoides. „PLoS ONE”. 7 (7: e41158), s. 359–368, 2012. DOI: 10.1371/journal.pone.0041158. [dostęp 2015-06-24]. 
  12. ↑ Saitoh K, Kim I-S, Lee E-H. Mitochondrial Gene Introgression between Spined Loaches via Hybridogenesis. „Zool Sci”. 21, s. 795–798, 2004. DOI: 10.2108/zsj.21.795. [dostęp 2015-06-24]. 
  13. ↑ Barbara Mantovani, Valerio Scali. Hybridogenesis and androgenesis in the stick-insect Bacillus rossius-Grandii benazzii (Insecta, Phasmatodea). „Evolution”. 46, s. 783–796, 1992. DOI: 10.2307/2409646. [dostęp 2015-06-24]. 

Media użyte na tej stronie

Hemiclonal LE.gif
Autor: Darekk2, Licencja: CC BY-SA 3.0
Hybridogenesis is a hemiclonal mode of reproduction (red arrows). Population system L-E here.