Sinh sản đơn tính là gì?
Sinh sản đơn tính (Parthenogenesis) là một kiểu sinh sản vô tính trong đó giao tử cái hoặc tế bào trứng phát triển thành một cá thể mà không cần thụ tinh.
Thuật ngữ này xuất phát từ tiếng Hy Lạp parthenos (có nghĩa là trinh nữ) và Genesis (có nghĩa là sáng tạo).
Động vật, bao gồm hầu hết các loại ong bắp cày, ong và kiến, không có nhiễm sắc thể giới tính sinh sản bằng quá trình này.
Một số loài bò sát và cá cũng có khả năng sinh sản theo cách này.
Nhiều loài thực vật cũng có khả năng sinh sản bằng phương pháp đơn tính.
Hầu hết các sinh vật sinh sản bằng phương pháp đơn tính cũng sinh sản hữu tính . Kiểu sinh sản này được gọi là sinh sản tùy ý và các sinh vật bao gồm bọ chét nước, tôm càng, rắn , cá mập và rồng Komodo sinh sản thông qua quá trình này.
Các loài sinh sản đơn tính khác, bao gồm một số loài bò sát, lưỡng cư và cá, chỉ có khả năng sinh sản vô tính.
Đặc điểm sinh sản đơn tính
Trong quá trình sinh sản đơn tính, sinh sản xảy ra vô tính khi một tế bào trứng cái phát triển thành một cá thể mới mà không cần thụ tinh.
Nhiều loại sinh vật khác nhau sinh sản bằng cách sinh sản đơn tính bao gồm côn trùng, động vật lưỡng cư, bò sát, cá và thực vật.
Hầu hết các sinh vật sinh sản đơn tính cũng sinh sản hữu tính, trong khi những sinh vật khác chỉ sinh sản bằng phương pháp vô tính.
Sự sinh sản đơn tính là một chiến lược thích ứng cho phép các sinh vật sinh sản khi không thể sinh sản hữu tính do điều kiện môi trường.
Quá trình sinh sản xảy ra do apomixis liên quan đến sự sao chép của trứng bằng quá trình nguyên phân dẫn đến các tế bào lưỡng bội là bản sao của bố mẹ.
Quá trình sinh sản xảy ra bằng quá trình tự trộn bao gồm sự sao chép của trứng bằng quá trình phân bào và sự biến đổi trứng đơn bội thành tế bào lưỡng bội bằng cách nhân đôi hoặc hợp nhất nhiễm sắc thể với thể cực.
Trong quá trình sinh sản đơn tính arrhenotokous, trứng không được thụ tinh sẽ phát triển thành con đực.
Trong quá trình sinh sản đơn tính thelytoky, trứng không được thụ tinh sẽ phát triển thành con cái.
Trong quá trình sinh sản đơn tính, con đực hoặc con cái có thể phát triển từ trứng không được thụ tinh.
Ưu điểm và nhược điểm của sinh sản đơn tính
Sự sinh sản đơn tính là một chiến lược thích ứng để đảm bảo sinh sản của sinh vật khi điều kiện không thuận lợi cho sinh sản hữu tính.
Sinh sản vô tính có thể có lợi cho những sinh vật phải tồn tại trong một môi trường cụ thể và ở những nơi khan hiếm bạn tình. Có thể sinh ra nhiều con cái mà không làm cha mẹ tốn nhiều công sức hoặc thời gian.
Nhược điểm của kiểu sinh sản này là thiếu biến thể di truyền. Không có sự di chuyển gen từ quần thể này sang quần thể khác. Vì môi trường không ổn định nên các quần thể có biến đổi di truyền có thể thích ứng với các điều kiện thay đổi tốt hơn những quần thể thiếu biến thể di truyền.
Quá trình sinh sản đơn tính diễn ra như thế nào?
Quá trình sinh sản xảy ra theo hai cách chính: apomixis và automixis.
* Trong apomixis: tế bào trứng được tạo ra bằng quá trình nguyên phân . Trong quá trình sinh sản vô tính, tế bào sinh dục cái (tế bào trứng) sao chép bằng nguyên phân tạo ra hai tế bào lưỡng bội . Những tế bào này có đầy đủ các nhiễm sắc thể cần thiết để phát triển thành phôi.
Con cái sinh ra là bản sao của tế bào cha mẹ. Trong số các sinh vật sinh sản theo cách này có thực vật có hoa và rệp.
* Trong automixis: các tế bào trứng được tạo ra bởi quá trình giảm phân (meiosis). Thông thường trong quá trình tạo trứng (sự phát triển của tế bào trứng), các tế bào con được tạo thành sẽ được phân chia không đồng đều trong quá trình phân bào.
Quá trình phân bào không đối xứng này tạo ra một tế bào trứng lớn (tế bào trứng) và các tế bào nhỏ hơn gọi là thể cực. Các thể cực bị thoái hóa và không được thụ tinh. Tế bào trứng là đơn bội và chỉ trở thành lưỡng bội sau khi được thụ tinh bởi tinh trùng nam.
Vì quá trình sinh sản đơn tính tự động không liên quan đến con đực nên tế bào trứng trở thành lưỡng bội bằng cách kết hợp với một trong các thể cực hoặc bằng cách nhân đôi nhiễm sắc thể và nhân đôi vật liệu di truyền của nó.
Vì con cái được tạo ra bằng phương pháp giảm phân nên sự tái tổ hợp di truyền xảy ra và những cá thể này không phải là bản sao thực sự của tế bào cha mẹ.
Hoạt động tình dục và sinh sản đơn tính
Một điều thú vị là một số sinh vật sinh sản bằng phương pháp sinh sản đơn tính thực sự cần hoạt động tình dục để quá trình sinh sản đơn tính xảy ra.
Được gọi là giao phối giả hoặc gynogenesis, kiểu sinh sản này đòi hỏi sự hiện diện của tế bào tinh trùng để kích thích sự phát triển của tế bào trứng. Trong quá trình này, không có vật liệu di truyền nào được trao đổi vì tế bào tinh trùng không thụ tinh với tế bào trứng. Tế bào trứng phát triển thành phôi bằng quá trình sinh sản đơn tính.
Các sinh vật sinh sản theo cách này bao gồm một số loài kỳ nhông, côn trùng dính, ve , rệp, ve , ve sầu, ong bắp cày, ong và kiến.
Giới tính được xác định như thế nào?
Ở một số sinh vật như ong bắp cày, ong mật và kiến, giới tính được xác định bằng quá trình thụ tinh.
Trong quá trình sinh sản đơn tính arrhenotokous , một quả trứng không được thụ tinh sẽ phát triển thành con đực và một quả trứng được thụ tinh sẽ phát triển thành con cái. Con cái là lưỡng bội và chứa hai bộ nhiễm sắc thể, trong khi con đực là đơn bội.
Trong quá trình sinh sản đơn tính thelytoky, trứng không được thụ tinh sẽ phát triển thành con cái. Quá trình sinh sản Thelytoky xảy ra ở một số loài kiến, ong, ong bắp cày, động vật chân đốt , kỳ nhông, cá và bò sát.
Trong quá trình sinh sản đơn tính, cả con đực và con cái đều phát triển từ trứng không được thụ tinh.
Các hình thức sinh sản vô tính khác
Ngoài sinh sản đơn tính, còn có một số kiểu sinh sản vô tính khác. Một số phương pháp này bao gồm:
- Bào tử: Tế bào sinh sản phát triển thành sinh vật mới mà không cần thụ tinh.
- Phân hạch nhị phân (Binary fission): Một cá thể sao chép và phân chia theo nguyên phân tạo ra hai cá thể.
- Nảy chồi (budding): Một cá thể phát triển ra khỏi cơ thể của bố mẹ.
- Tái sinh (Regeneration): Phần tách rời của một cá nhân tạo thành một cá thể khác.
