8 (gynogenesis etc.)

Question 1

Gynogenese

Answer 1

Spermium abhängige Form der Parthenogenese (als “Trigger” benötigt) Eier sind unreduziert -> Individuen alle Weiblich

• Fische und Amphibien
• Spermium Parasitismus, da Spender nix davon hat

Question 2

Beispiel Poecilia formosa

Answer 2

1. eingeschl. anerkannter Vertebrat, im Amazonas (Mittelamerika)
   - unreduzierte, ameiotische Eizellen (2n) durch Spermien (1n) zur parthogenetische Entw. “getriggert”
   - > über Männch. von mind. 3 nahe verwandten Arten
   - Mutter: P.mexicana (nur eine Mutation vom mtDNA Haplotypen von formosa entfernt)
   - Vater: P.latipinna
   - hoher Allelreichtum (gut, da Hybrid u. klonal vermehrend)
   - komplett klonal -> umgeht Nachteil nichtmeiotischer Reproduktion (u. durch Allelreichtum, alle männl. Gene noch funktionsfähig)

Question 3

Hybride Herkunft Poecilia formosa

Answer 3

Eltern: P.mexicana x P.latipinna

• Herkunft früh über Morphologie erkannt (1932) später molekular bestätigt (1991)
• Untersch. zu homoploider Hybr. Artbildung: Störung d. Meiose -> sind Klonal
• mtDNA von P.mexicana -> Mütterlicher Vorfahr
  ev. Alter: 65k-580ky -> neueste Schätzung ca. 100k (mtDNA)
• einzeln. Mut. Schritt macht Übergang von mexicana Haplotyp zu mtDNA formosa Haplotyp -> alle männl. Gene immer noch funktionsfähig

Question 4

welche 3 Arten von paternal leackage gibt es in P. formosa?

Answer 4

1) weibliche Nachkommen mit Microchromosomen (besitzen somit minimal väterliches Genom)
2) weibliche Triploide Nachkommen (bekommen ein ganzes Chromosom vom Vater) sind fertil
3) weibliche UND männliche Nachkommen mit Microchromosomen UND Triploid –> Männchen sind infertil (da aneuploide Spermien), können aber die Weibchen triggern

Question 5

rare formation hypthesis von asexuellen Organismen

Answer 5

Wahrscheinlich sind asexuelle Vertebraten (Gynogens) nicht so selten, weil sie einen Nachteil haben, sondern weil es sehr unwahrscheinlich ist, dass genomische Kombinationen entstehen, damit Meiose umgangen werden kann;
Gynogenese selten, leiden nicht unter langzeit Konsequenz von klonaler Repr.
-> nur sehr selten durch komplexe gen. Voraussetzungen: lebensfähige und fruchtbare klonale Genome u. Phänotypen

Question 6

es ist schwer, asexuell zu sein weil (Robert C. Vreijenhoeck):

Answer 6

• Unfruchtbarkeitsbarrieren (die meisten Hybride sind infertil)
  -Konkurrenz mit plastischen Vorfahren
  -mullers ratchet (Akkulumation schädlicher Mutationen)
• Automixis (Selbstbefruchtung, bei Zwittern meistens blockiert)
• Gametenproduktion verlangt pre-meiotische Bearbeitung
• Inzuchtdepression (Verlust von Allelen –> Genpool wird kleiner)
  Entwicklungseinschränkungen da keine Selektion
• Eizellenproduktion (prämeiotische Entwicklung)
• potentiell Spermiumabhäng / Hostabhängig (Embryogenese Trigger)
  -Frozen Niche Hypothesis (Schwer “job” zu finden)
  da keine Adaption stattfindet –> können das Habitat nicht wechseln
  -schwer sich aufrecht zu halten (mullers ratchet)
  -Balance Hypothese

Question 7

wo kommt Gynogenese vor? Nicht vor?

Answer 7

bei Vertebraten (hauptsächlich Knochenfischen) nur aufgrund von Hybridisierung; bei Invertebraten auch ohne Hybriden Ursprung, Eine große Gruppe der Vertebraten (Vögel, Säuger) zeigen keine Gynogenese

Question 8

wieso macht Formosa Gynogenese und keine Parthenogenese?

Answer 8

Membran bildet sich erst nach Spermienkontakt, ausschlaggebend, dass Embryogenese anfängt, paternal leackage

Question 9

welcher gametogenetischer Vorgang ist der wichtigste in klonalen Vertebraten?

Answer 9

Pre-meiotische Endomitose

Question 10

wie kann P. formosa die muller ratchet umgehen?

Answer 10

durch paternal leackage

Question 11

was heißt “frozen F1”?

Answer 11

p. formosa ist ein F1 Hybrid, da dieser sich nur klont, wird es keine F2 Generation geben

Question 12

wie kommt es dazu dass P.formosa sich asexuell fortpflanzen kann?

Answer 12

Durch die Hybridisierung der Eltern muss es eine Störung der Meiotischen Gene geben

Question 13

wie alt ist P. formosa? was sagt das aus? Was ist das besondere? Welche Erklärung kann es dafür geben?

Answer 13

100k Jahre u. eine hohe Allelische Vielfalt -> sehr selten für eine Art, welche mullers ratchet unterliegt; 100kJahre scheinten nicht auszureichen, um schädliche Mutationen anzuhäufen oder sich soweit von den Vätern zu verändern, dass keine Gynogenese mehr möglich ist
Vermutung dafür: paternal leakage

Question 14

wie kann P. fermosa im Labor untersucht werden?

Answer 14

Behandlung mit Androgenen –> Männchen entstehen, da die männlichen Gene in der “all-female” Art trotzdem nicht verloren gegangen sind

Question 15

wie wurde eine klonale Vererbung untersucht?

Answer 15

molecular fingerprint Analyse –> nur maternale DNA wurde vererbt

Question 16

entstanden alle P. formosa Genotypen an den 10 verschiedenen Lokalitäten von verschiedenen Hybridisierungserignissen?

Answer 16

nein, alle sind aus einem monophyletischem Ursprung

Question 17

was ist das besondere an P. formosa? Wie gesund ist das Genom?

Answer 17

• geringe genetische Degeneration aber hat eine große allelische Vielfalt (microsattelitische Genotypen)
• clonaler Polymorphismus
• 10-fach höhere Heterozygosity als ELtern
• -> ist sehr fit für einen asexuellen Vertebrat (unterstützt rare formation hypothesis)

Question 18

P.formosa im Labor herzustellen

Answer 18

• bisher gescheitert, es scheint nichtmal eine de-novo Hybridisierung in den Hybridzonen stattzufinden

Question 19

was sind all-female Populationen?

Answer 19

sich unisexuell fortpflanzende Wirbeltiere sind immer rein-weibliche Arten, die sich ungeschlechtlich und somit ohne Rekombination fortpflanzen