معلومة

قابلية التوالد العذري المستحث على المدى الطويل


نسخة مختصرة:

بعض البكتيريا الطفيلية مثل Wolbachia، تسبب في تكاثر المضيفين من أنواع الحشرات التي تتكاثر جنسيًا بدلاً من ذلك ، مع سلالة من الإناث. في بعض الأحيان ، ينتهي الأمر بجميع أعضاء الأنواع بالتكاثر بهذه الطريقة - انظر على سبيل المثال Encarsia فورموزا الدبابير. كم من الأجيال يمكن أن يظل هذا قابلاً للحياة قبل آثار

  • انخفاض التنوع الجيني / زواج الأقارب

  • احتمال انخفاض مقاومة الطفيليات

  • إلخ.

تأخذ حصتها؟

إذا كان هذا سؤالًا غامضًا جدًا ، فما أطول وقت / لا. من الأجيال التي من المعروف أن الأنواع المستحثة التوالد العذري بقيت على قيد الحياة؟

ملاحظة: هذا ينطبق فقط على الناجم عن التوالد العذري الناتج عن على سبيل المثال عدوى البكتيريا الطفيلية. لا يحدث التوالد العذري بشكل طبيعي.

النسخة الكاملة:

بعض أنواع البكتيريا الطفيلية مثل Wolbachia يمكن أن تحفز التوالد العذري في مضيفات الحشرات أحادية الصيغة الصبغية. تنتقل العدوى عبر الأجيال ، من الأم إلى البنات. في النهاية ، يمكن أن يؤدي هذا إلى التنوّع.

(بلغة غير تقنية ... تأثير ذلك هو أن إناث الحشرات المصابة تضع بيضًا غير مخصب ، والذي يفقس حصريًا في الإناث ، والتي تضع فيما بعد بيضًا غير مخصب يفقس في حشرات أكثر إناثًا ...

يتكاثر أعضاء الأنواع التي كانت تتكاثر سابقًا جنسيًا الآن بلا تزاوج ، وقد يتباعد أعضاء النوع اللاجنسي في النهاية كثيرًا عن الأنواع الأخرى جينيًا حتى يصبحوا نوعًا منفصلاً.)

جميع غشائيات الأجنحة (النمل ، الدبابير ، إلخ) هي أحادية الصيغة الصبغية.

قد يتوقع المرء أن هذا من شأنه أن يقلل من التنوع الجيني في السكان المصابين. قد يُتوقع أن تفقد الأنواع التي تكاثرت سابقًا عن طريق الاتصال الجنسي ، والتي تتكاثر الآن بشكل لاجنسي تمامًا ، لياقتها البيولوجية على المدى الطويل نتيجة لاكتئاب زواج الأقارب. أنظر أيضا: "سقاطة مولر"

ومع ذلك ، بحثت ورقة عام 2001 في آثار Wolbachiaالتوالد العذري على تريتشوجراما أنواع الدبابير ، بمقارنة هذه الدبابير بتلك التي تتكاثر جنسيًا وتلك التي كانت طبيعية التوالد. نجا عدد أقل من أجنة الدبابير المصابة حتى سن الرشد ، ولكن هذا كان بسبب التأثيرات المباشرة للإصابة على النمو الجنيني. لم يكن اكتئاب زواج الأقارب عاملاً.

كما أشارت ورقة عام 2000 إلى ذلك Wolbachia يمكن أن ينتقل أفقيًا من خلال مشاركة مصدر غذاء مشترك ، وذكر:

يوفر النقل الأفقي للبكتيريا المسببة للتوالد العذري بين نسل الإناث المصابة إمكانية إعادة التركيب بين متغيرات Wolbachia المختلفة وبالتالي للتحايل على سقاطة مولر.

على الرغم من أنني أعتقد أن هذا ينطبق فقط على البكتيريا ، وليس مضيفها.

مثال بارز على Wolbachiaالتوالد العذري الناجم عن التوالد العذري هو نوع الدبابير الكالسيدويد Encarsia فورموزا. لا أعرف كم من الوقت كان هذا موجودًا كنوع متميز. العلاج بالمضادات الحيوية لقتل Wolbachia يمكنهم استعادة قدرتهم على إنجاب الذكور.

هل هناك حد نظري لعدد الأجيال التي يجب أن تكون الأنواع المولدة للجزء الوراثي المستحث قادرة على البقاء على قيد الحياة؟ وما هي أطول فترة زمنية شوهدت فيها أي من هذه الأنواع على قيد الحياة؟

مصادر:

تاجامي ، واي. ، ميورا ، ك. ، وستوثامر ، ر. (2001). كيف تقلل الإصابة ببكتيريا Wolbachia المسببة للتوالد العذري من لياقة Trichogramma؟ مجلة علم أمراض اللافقاريات ، 78 (4) ، 267-271. (نظام حظر الاشتراك غير المدفوع ، لسوء الحظ.)

Huigens ، M.E ، Luck ، R. F. ، Klaassen ، R.HG ، Maas ، M.FPM ، Timmermans ، M.J.TN ، & Stouthamer ، R. (2000). التوالد العذري المعدي. الطبيعة، 405 (6783) ، 178-179.

Stouthamer ، R. ، & Luck ، R.F (1993). تأثير التوالد العذري المرتبط بالميكروبات على خصوبة ديون Trichogramma و T. primiosum. Entomologia Experimentalis et Applicata، 67 (2) ، 183-192. (نظام حظر الاشتراك غير المدفوع.)


بقاء الجنين

بقاء، حيث تم استخدام الكلمة في القانون الدستوري للولايات المتحدة منذ ذلك الحين رو ضد وايد، هي قدرة الجنين على البقاء خارج الرحم بعد الولادة ، طبيعيًا أو مستحثًا ، عندما يكون مدعومًا بأدوية حديثة. تعتمد قابلية بقاء الجنين إلى حد كبير على نضج أعضاء الجنين والظروف البيئية. [2] وفقًا لقاموس ويبستر الموسوعي غير المختصر للغة الإنجليزية ، فإن بقاء الجنين يعني أن يكون قد وصل إلى مرحلة من التطور بحيث يكون قادرًا على العيش ، في ظل ظروف طبيعية ، خارج الرحم. توجد الجدوى كدالة للقدرات الطبية الحيوية والتكنولوجية ، والتي تختلف في أجزاء مختلفة من العالم. نتيجة لذلك ، لا يوجد في الوقت الحاضر عمر حمل موحد في جميع أنحاء العالم يحدد قابلية البقاء. [3]

وفقًا لقاموس McGraw-Hill الطبي ، أ غير قابل للتطبيق الجنين هو "جنين مطرود أو مولود والذي ، على الرغم من أنه حي ، لا يمكن أن يحيا إلى درجة الحفاظ على الحياة بشكل مستقل ، حتى مع دعم أفضل علاج طبي متاح". [4] ينص تعريف قانوني على ما يلي: "الوسائل غير القابلة للحياة غير القادرة على العيش أو النمو أو التطور والعمل بنجاح. إنها نقيض قابلية للحياة ، والتي يتم تعريفها على أنها قد حققت شكلًا وتطورًا للأعضاء بحيث تكون قادرة بشكل طبيعي على العيش خارج الرحم." [وولف ضد إسبيل ، 291 علاء. 327 ، 329 (Ala. 1973)] [5]

الولايات القضائية المختلفة لها تعريفات قانونية مختلفة للصلاحية. في أيرلندا ، بموجب قانون الصحة (تنظيم إنهاء الحمل) لعام 2018 ، الجنين بقاء تُعرَّف بأنها "النقطة في الحمل التي يكون فيها الجنين ، وفقًا للرأي المعقول للطبيب ، قادرًا على البقاء خارج الرحم دون تدابير غير عادية للحفاظ على الحياة". [تعاريف (الجزء 2) (8)] [6]

قاموس بلاكس لو الطبعة السادسة تحرير

بقاء. قادر على العيش. مصطلح يستخدم للدلالة على القوة التي يمتلكها الطفل المولود حديثًا للاستمرار في وجوده المستقل. تلك المرحلة من نمو الجنين حيث يمكن أن تستمر حياة الجنين إلى أجل غير مسمى خارج الرحم بواسطة أنظمة دعم الحياة الطبيعية أو الاصطناعية. تم تأييد دستورية هذا التعريف القانوني (V.A.

لأغراض تنظيم الإجهاض ، يتم الوصول إلى الجدوى ، في حكم الطبيب المعالج على الحقائق المعينة للقضية المعروضة عليه ، حيث يوجد احتمال معقول لبقاء الجنين المستدام خارج الرحم ، مع أو بدون دعم اصطناعي. كولاوتي ضد فرانكلين ، 439 الولايات المتحدة 379388 99 S.Ct. 675، 682، 58 L.Ed.2d 596. انظر أيضًا طفل قابل للحياة.

لا يوجد حد حاد للتطور أو عمر الحمل أو الوزن الذي يصبح فيه الجنين البشري تلقائيًا قابلاً للحياة. [1] في حين أنه لا يوجد حد حاد للنمو ، أو عمر الحمل ، أو الوزن الذي يصبح فيه الجنين البشري قابلاً للحياة تلقائيًا ، [1] وجدت دراسة أجريت عام 2013 أنه "بينما تحدث نسبة صغيرة فقط من الولادات قبل 24 أسبوعًا من الحمل ( حوالي 1 لكل 1000) ، البقاء على قيد الحياة نادر ومعظمها إما موت جنيني أو ولادة حية تليها وفاة حديثي الولادة ". [13] وفقًا للدراسات بين عامي 2003 و 2005 ، نجا 20 إلى 35 بالمائة من الأطفال المولودين في الأسبوع 24 من الحمل ، بينما نجا 50 إلى 70 بالمائة من الأطفال المولودين في عمر 25 أسبوعًا ، وأكثر من 90 بالمائة ممن ولدوا في عمر 26 إلى 27 أسبوعًا. . [14]

اكتمال أسابيع الحمل عند الولادة 21 وأقل 22 23 24 25 26 27 30 34
فرصة البقاء على قيد الحياة [15] 0% 0-10% 10-35% 40-70% 50-80% 80-90% & GT90٪ & GT95٪ & GT98٪

تختلف المعتقدات حول الجدوى حسب البلد. القرارات الطبية المتعلقة بإنعاش الخدج للغاية (EPI) الذين يعتبرون في "المنطقة الرمادية" عادة ما تأخذ في الاعتبار الوزن وعمر الحمل ، وكذلك آراء الوالدين. [16] [17] [18] [19] أظهرت دراسة أجريت عام 2018 أن هناك فرقًا كبيرًا بين البلدان فيما كان يعتبر "المنطقة الرمادية": اعتبرت "المنطقة الرمادية" 22.0 - 22.6 / 23 أسبوعًا في السويد ، 23.0 - 23.6 / 24 أسبوعًا في المملكة المتحدة ، و 24.0-25.6 / 26 أسبوعًا في هولندا. [16] ما إذا كان الجنين في فترة البقاء قد يكون له تداعيات قانونية فيما يتعلق بحقوق الجنين في الحماية. [20] تقليديا ، فترة الصلاحية المشار إليها بعد الأسبوع الثامن والعشرين ، [21]

تحرير المحكمة العليا للولايات المتحدة

ذكرت المحكمة العليا للولايات المتحدة في رو ضد وايد (1973) أن قابلية البقاء (أي "النقطة المؤقتة التي يصبح عندها الجنين. يحتمل أن يعيش خارج رحم الأم ، وإن كان ذلك بمساعدة اصطناعية" [22]) "عادةً ما يتم وضعها في حوالي سبعة أشهر (28 أسبوعًا) ولكن قد تحدث في وقت سابق ، حتى بعد 24 أسبوعًا ". [22] أصبح تعريف 28 أسبوعًا جزءًا من "إطار الفصل الثالث" الذي يشير إلى النقطة التي من المحتمل أن تصبح فيها "المصلحة الملحة للدولة" (بموجب مبدأ التدقيق الصارم) في الحفاظ على الحياة المحتملة هي المسيطرة ، مما يسمح للدول بالتنظيم بحرية وحتى حظر الإجهاض بعد الأسبوع الثامن والعشرين. [22] اللاحقة منظمة الأبوة المخططة ضد كيسي (1992) عدل "إطار الثلث" ، مما سمح للولايات بتنظيم الإجهاض بطرق لا تشكل "عبئًا لا داعي له" على حق الأم في الإجهاض في أي وقت قبل البقاء على قيد الحياة بسبب التطورات التكنولوجية بين عامي 1973 و 1992 ، تم فصل نفسها من الناحية القانونية عن الخط المتشدد لمدة 28 أسبوعًا ، تاركة النقطة التي يكون عندها "الأعباء غير الضرورية" متغيرًا مسموحًا به اعتمادًا على تكنولوجيا الوقت وحكم المجالس التشريعية للولاية.

قانون حماية الأطفال المولودين على قيد الحياة لعام 2002 تعديل

في عام 2002 ، سنت الحكومة الأمريكية قانون حماية الأطفال المولودين على قيد الحياة. في حين أن الجنين قد يكون قابل للحياة أم لا قابل للحياة في الرحم ، يوفر هذا القانون تعريفًا قانونيًا للحياة البشرية الشخصية عندما لا يكون في الرحم. يُعرّف "المولود حياً" بأنه "الطرد أو الاستخراج الكامل من والدته لهذا العضو ، في أي مرحلة من مراحل النمو ، والذي يتنفس بعد هذا الطرد أو الاستخراج أو لديه قلب ينبض ، أو نبض الحبل السري ، أو حركة محددة من العضلات الإرادية "[23] ويحدد أن أيًا منها هو عمل بشري حي. في حين أن الآثار المترتبة على هذا القانون لتعريف الصلاحية في الطب قد لا يتم استكشافها بالكامل ، [24] في الممارسة ، يُنصح الأطباء والممرضات بعدم إنعاش هؤلاء الأشخاص الذين يبلغ عمرهم الحملي 22 أسبوعًا أو أقل ، أو أقل من 400 جرام من الوزن ، أو يعانون من انعدام الدماغ ، أو بتشخيص مؤكد بالتثلث الصبغي 13 أو 18. [25] [26]

تعديل قوانين ولاية الولايات المتحدة

هناك 43 ولاية لديها قوانين تقيد عمليات الإجهاض اللاحقة. يسمح البعض للأطباء بأن يقرروا بأنفسهم ما إذا كان الجنين قادرًا على البقاء. يطلب البعض من الأطباء إجراء اختبارات لإثبات أن الجنين قابل للحياة مسبقًا ويتطلبون عدة أطباء للتصديق على النتائج. أصبح إجراء التوسيع والاستخراج السليم (IDX) نقطة محورية في النقاش حول الإجهاض ، [27] استنادًا إلى الاعتقاد بأنه يستخدم بشكل أساسي بعد الجدوى. [28] أصبح IDX غير قانوني في معظم الظروف بموجب قانون حظر الإجهاض الجزئي في عام 2003 ، والذي أيدته المحكمة العليا الأمريكية في قضية جونزاليس ضد كارهارت.

ال حدود الجدوى هو عمر الحمل الذي يكون فيه الجنين / الرضيع المولود قبل الأوان لديه فرصة بنسبة 50٪ للبقاء على قيد الحياة على المدى الطويل خارج رحم أمه. بدعم من وحدات العناية المركزة لحديثي الولادة ، انخفض حد الجدوى في العالم المتقدم منذ 50 عامًا. [29] [30]

حاليًا ، يُنظر إلى حد الصلاحية بحوالي 24 أسبوعًا ، على الرغم من أن معدل حدوث الإعاقات الرئيسية لا يزال مرتفعًا في هذه المرحلة. [31] [32] أطباء حديثي الولادة بشكل عام لا يقدمون العناية المركزة في الأسبوع 23 ، ولكن من 26 أسبوعا. [33] [31] [34]

لدى الولايات القضائية المختلفة سياسات مختلفة فيما يتعلق بإنعاش حديثي الولادة المبتسرين للغاية ، والتي قد تستند إلى عوامل مختلفة مثل عمر الحمل والوزن والعرض الطبي للطفل ، ورغبات الوالدين والممارسين الطبيين. تؤدي المخاطر العالية للإعاقة الشديدة للأطفال الخدج جدًا أو الوفاة على الرغم من الجهود الطبية إلى مناقشات أخلاقية حول جودة الحياة والرعاية الطبية غير المجدية ، ولكن أيضًا حول قدسية الحياة كما تُرى في المذاهب الدينية المختلفة. [35]

اعتبارًا من عام 2006 [تحديث] ، يُعتقد أن أصغر طفلين نجا من الولادة المبكرة هما جيمس إلجين جيل (ولد في 20 مايو 1987 في أوتاوا ، أونتاريو ، كندا ، في عمر 21 أسبوعًا و 5 أيام من الحمل) ، [36] [37 ] وأميليا تايلور (حمل أطفال الأنابيب ، ولدت في 24 أكتوبر 2006 في ميامي ، فلوريدا ، في عمر 21 أسبوعًا و 6 أيام من الحمل). [38] [39] ولد كلا الطفلين في أقل من 20 أسبوعًا من الإخصاب (أو 22 أسبوعًا من الحمل). عند الولادة ، كان طول تايلور 9 بوصات (22.86 سم) ووزنه 10 أونصات (283 جرامًا). [38] عانت من مشاكل في الجهاز الهضمي والجهاز التنفسي ، بالإضافة إلى نزيف في المخ. خرجت من مستشفى الأطفال المعمداني في 20 فبراير 2007. [38] اعتبارًا من عام 2013 ، كانت تايلور في روضة الأطفال وفي النهاية الصغيرة لمنحنى النمو الطبيعي مع بعض التأخيرات في النمو. [40]

الولادة المبكرة ، والمعروفة أيضًا باسم الولادة المبكرة، يُعرَّف بأنه الأطفال المولودين أحياء قبل اكتمال 37 أسبوعًا من الحمل. [41] هناك ثلاثة أنواع من الولادات المبكرة: الخدج للغاية (أقل من 28 أسبوعًا) ، والولادة المبكرة جدًا (28 إلى 32 أسبوعًا) والمعتدلة إلى المتأخرة المبكرة (32 إلى 37 أسبوعًا). [41]

هناك عدة عوامل تؤثر على فرصة بقاء الطفل على قيد الحياة. هناك عاملان بارزان هما العمر والوزن. يؤثر عمر حمل الطفل (عدد أسابيع الحمل المكتملة) وقت الولادة ووزن الطفل (مقياس النمو أيضًا) على بقاء الطفل على قيد الحياة. عامل رئيسي آخر هو الجنس: الأطفال الذكور أكثر عرضة للوفاة من الإناث ، [42] التي تم اقتراح تفسيرات مختلفة لها. [43]

تؤثر عدة أنواع من المشكلات الصحية أيضًا على قابلية الجنين للحياة. على سبيل المثال ، تهدد مشاكل التنفس ، والتشوهات الخلقية أو التشوهات ، ووجود أمراض خطيرة أخرى ، وخاصة العدوى ، بقاء الوليد.

قد تؤثر عوامل أخرى على البقاء على قيد الحياة عن طريق تغيير معدل نضج الأعضاء أو عن طريق تغيير إمداد الأكسجين للجنين النامي.

تلعب صحة الأم دورًا مهمًا في بقاء الطفل. مرض السكري في الأم ، إذا لم يتم التحكم فيه بشكل جيد ، يؤدي إلى إبطاء نضج الأعضاء عند الرضع من هذه الأمهات معدل وفيات أعلى. قد يتسبب ارتفاع ضغط الدم الشديد قبل الشهر الثامن من الحمل في حدوث تغييرات في المشيمة ، مما يقلل من إيصال العناصر الغذائية و / أو الأكسجين إلى الجنين النامي ويؤدي إلى مشاكل قبل الولادة وبعدها.

يؤدي تمزق أغشية الجنين قبل 24 أسبوعًا من الحمل مع فقدان السائل الأمنيوسي إلى انخفاض ملحوظ في فرص بقاء الطفل على قيد الحياة ، حتى لو تم ولادة الطفل بعد ذلك بوقت طويل. [15]

جودة المرفق - ما إذا كان المستشفى يقدم خدمات رعاية حرجة لحديثي الولادة ، سواء كان مرفق رعاية إصابات الأطفال من المستوى الأول ، وتوافر الكورتيكوستيرويدات والأدوية الأخرى في المرفق ، وخبرة وعدد الأطباء والممرضات في طب حديثي الولادة والتوليد و من مقدمي الخدمات له تأثير محدود ولكن لا يزال مهمًا على قابلية بقاء الجنين. يمكن استخدام المرافق التي تحتوي على خدمات التوليد وغرف الطوارئ ومرافق التشغيل ، حتى لو كانت أصغر ، في المناطق التي لا تتوفر فيها خدمات أعلى لتحقيق الاستقرار للأم والجنين أو حديثي الولادة حتى يمكن نقلهم إلى مرفق مناسب. [44] [45] [46] [47]


Terasaki، M. & amp Dailey، M.E. in كتيب الفحص المجهري البيولوجي البؤر (ed. Pawley، JB) 327–346 (Plenum، New York 1995).

Hillman، N. & amp Tasca، R. دراسات البنية التحتية والتصوير الشعاعي الذاتي لمراحل انشقاق الفأر. أكون. ج. عنات. 126, 151–174 (1983).

باتن ، B.E. ، Albertini ، D.F. & amp Ducibella، T. أنماط توزيع العضيات في أجنة الفئران أثناء تطور ما قبل الانغراس. أكون. ج. عنات. 178, 204–213 (1987).

Holy ، J. ، Simerly ، C. ، Paddock ، S. & amp Schatten ، G. التصوير ثلاثي الأبعاد للإخصاب والتطور المبكر. J. مجهر الكتروني. تكنول. 17, 384–400 (1991).

Capco ، D.G. ، Gallicano ، GI ، McGaughey ، R.W. ، Downing ، K.H. ، & amp Larabell ، C.A. صفائح الهيكل الخلوي للبيض والأجنة الماميلية: شبكة تشبه الشبكة من الخيوط الوسيطة. خلية موتيل. الهيكل الخلوي 24, 85–99 (1993).

Barnett، D.، Kimura، J. & amp Bavister، B. إزاحة الميتوكوندريا النشطة أثناء نمو الجنين قبل غرس الهامستر التي تمت دراستها بواسطة الفحص المجهري بالليزر متحد البؤر. ديف. دين. 205, 64–72 (1996).

سفوبودا ، ك ، دينك ، دبليو ، كلينفيلد ، دي أند أمبير تانك ، دي دبليو. في ديناميات الكالسيوم التغصني في الجسم الحي في الخلايا العصبية الهرمية القشرة الحديثة. طبيعة سجية 385, 161–165 (1997).

تاكادا ، ت. وآخرون. الإنتاج الانتقائي للفئران المعدلة وراثيا باستخدام بروتين الفلورسنت الأخضر كعلامة. نات. التكنولوجيا الحيوية. 15, 458–461 (1997).

تشلفي ، إم ، تو ، واي ، أوسكيرشن ، جي ، وارد ، دبليو دبليو. & amp Prasher، DC بروتين الفلورسنت الأخضر كعلامة للتعبير الجيني. علم 263, 802–805 (1994).

بافيستر ، ب.ثقافة الأجنة قبل الغرس: الحقائق والتحف. همم. ريبرود. تحديث 1, 91–148 (1995).

دانيال ، جي سي انشقاق بويضات الثدييات يثبطه الضوء المرئي. طبيعة سجية 201, 316–317 (1964).

Hirao، Y. & amp Yanagimachi، R. التأثير الضار للضوء المرئي على الانقسام الاختزالي لبيض الثدييات في المختبر. J. إكسب. زول. 206, 365–369 (1978).

Hegele-Hartung، C.، Schumacher، A. & amp Fischer، B. تأثيرات الضوء المرئي ودرجة حرارة الغرفة على البنية التحتية الدقيقة لأجنة الأرانب قبل الغرس: دراسة دورة زمنية. عنات. امبريول. (بيرل). 183, 559–571 (1991).

دينك ، دبليو ، ستريكلر ، ج. & amp Webb، W.W. الفحص المجهري للمسح الضوئي بالليزر ثنائي الفوتون. علم 248, 73–76 (1990).

Xu ، C. ، Zipfel ، W. ، Shear ، J.B. ، Williams ، R.M. & amp Webb، W.W. إثارة مضان متعدد الفوتون - نوافذ طيفية جديدة للفحص المجهري البيولوجي غير الخطي. بروك. ناتل. أكاد. علوم. الولايات المتحدة الأمريكية 93, 10763–10768 (1996).

ووكوسين ، د. وآخرون. تسهل أشعة الليزر فائقة السرعة ذات الحالة الصلبة بالكامل التصوير الفلوري للإثارة المتعددة الفوتونات. مجلة معهد الهندسة الكهربائية والإلكترونية لموضوعات مختارة في إلكترونيات الكم. 2, 1051–1065 (1996).

Konig ، K. ، So ، P.T.C. ، Mantulin ، W. & amp Gratton ، E. الاستجابة الخلوية لنبضات ليزر الفيمتو ثانية القريبة من الأشعة تحت الحمراء في مجاهر ثنائية الفوتون. رسائل البصريات 22, 135–136 (1997).

ويليامز ، آر إم ، بيستون ، دي دبليو. & amp Webb، W.W. يوفر الإثارة الجزيئية ثنائية الفوتون دقة جوهرية ثلاثية الأبعاد للفحص المجهري القائم على الليزر والكيمياء الدقيقة. فاسب ج. 8, 804–813 (1994).

Konig ، K. ، Simon ، U. & amp Halbhuber ، K.J. حل ثلاثي الأبعاد مجهرًا مضانًا للفوتون للخلايا الحية باستخدام مجهر مسح ضوئي بالليزر متحد البؤر. زنزانة. مول. بيول. 42, 1181–1194 (1996).

بارنيت ، D.K. ، كلايتون ، عضو الكنيست ، كيمورا ، J. & amp Bavister ، B.D. سمية الجلوكوز والفوسفات في أجنة الهامستر قبل غرسها تنطوي على اضطراب التنظيم الخلوي ، بما في ذلك توزيع الميتوكوندريا النشطة. مول. ريبرود. ديف. 48, 227–237 (1997).

وانج ، آر جيه. & amp نيكسون ، ب. تحديد بيروكسيد الهيدروجين كمنتج ضوئي سام للخلايا البشرية في وسط زراعة الأنسجة المشع بضوء الفلورسنت "ضوء النهار". في المختبر 14, 715–722 (1978).

كونيج ، ك. وآخرون. تلف الخلايا بواسطة إشعاع UVA لمصباح مجهر زئبقي تم فحصه بواسطة تعديلات التألق الذاتي ، ومقايسة الاستنساخ ، ومقايسة المذنب. J. بيوميد. بصريات 1, 217–222 (1996).

Hockberger ، P.E. وآخرون. تنشيط الأكسيداز المحتوي على الفلافين هو أساس الإنتاج الناجم عن الضوء لـ H2O2 في خلايا الثدييات. بروك. ناتل. أكاد. علوم. الولايات المتحدة الأمريكية 96, 6255–6260 (1999).

نصر الأصفهاني ، M.H. ، Aitken ، J.R. & amp Johnson ، M.H. تم تطوير مستويات بيروكسيد الهيدروجين في بويضات الفئران وأجنة مرحلة الانقسام المبكر في المختبر أو في الجسم الحي. تطوير 109, 501–507 (1990).

نصر الأصفهاني ، م. & amp Johnson ، M.H. أصل أنواع الأكسجين التفاعلية في أجنة الفئران المستزرعة في المختبر. تطوير 113, 551–560 (1991).

Nakayama، T.، Noda، Y.، Goto، Y. & amp Mori، T. تأثيرات الضوء المرئي وأجهزة الفاكس البيئية الأخرى على إنتاج جذور الأكسجين بواسطة أجنة الهامستر. علم الوراثة. 41, 499–510 (1994).

Rothe، G. & amp Valet، G. تحليل التدفق الخلوي لنشاط انفجار الجهاز التنفسي في البالعات مع هيدروثيدين و 2 '، 7'-dichlorofluorescein. J. ليوكوك. بيول. 47, 440–448 (1990).

LeBel ، CP ، Ischiropoulos ، H. & amp Bondy ، S.C تقييم المسبار 2 '، 7'-dichlorofluorescin كمؤشر على تكوين أنواع الأكسجين التفاعلية والإجهاد التأكسدي تشيم. الدقة. توكسيكول. 5, 227–231 (1992).

Zhu، H.، Bannenberg، GL، Moldeus، P. & amp Shertzer، H.G. قوس. توكسيكول. 68, 582–587 (1994).

Haugland ، R.P. الكشف عن النشاط الأنزيمي في الخلايا باستخدام ركائز الفلوروجينيك. التقنيات الحيوية والكيمياء النسيجية. 70, 243–251 (1995).

Hockberger ، P.E. وآخرون. في التشخيص البصري للخلايا الحية والسوائل الحيوية ، الجمعية الدولية SPIE للهندسة البصرية ، (محرران Asakura، T.، Farkas، DL، Lief، RC، Priezzhev، AV & amp Tromberg، BJ) 129-140، Bellingham، WA، (1996).

Aubin ، JE تألق ذاتي لخلايا الثدييات المستزرعة القابلة للحياة. J. هيستوكيم. سيتوتشيم. 27, 36–43 (1979).

كاثكارت ، ر. ، شويرس ، إ. & أميس ، بي إن. الكشف عن مستويات البيكومول من هيدروبيروكسيدات الدهون باستخدام مقايسة الفلورسنت ثنائي كلورو فلورسين. طرق الانزيم. 105, 352–358 (1984).

Mohler، W. & amp Squirrell، J.M. in التصوير nerurons: دليل المختبر (محرران Yuste ، R. ، Lanni ، K. & amp Konnerth ، A.) (Cold Spring Harbour Press ، Cold Spring Harbour ، NY ، في الصحافة).

بافستر ، ب. جهاز صغير للحفاظ على ثبات ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي أثناء الزراعة المطولة للخلايا على مرحلة المجهر المقلوب. في علم الأحياء الخلوي والتطور في المختبر. 24, 759–763 (1988).

McKiernan، S. & amp Bavister، B. يحفز Pantothenate تكوين الكيسة الأريمية في أجنة الهامستر المستزرعة أحادية الخلية. ثيروجينولجي. 49, 209 (1998).

ووكوسين ، د. & أمبير الأبيض ، ج. في الفحص المجهري ثلاثي الأبعاد: الحصول على الصور ومعالجتها ، جمعية SPIE الدولية للهندسة البصرية (محرران Cogswell، CJ، Conchello، J.-A & amp Wilson، T.) 24–29، Bellingham، WA 1997).

لودفيج ، T.E. ، Lane ، M. & amp Bavister ، B.D. زيادة نمو الجنين بعد نقل أجنة الهامستر المزروعة بالجلوكوز. بيول. ريبرود. 58, 167 (1998).


مراجع

Bachtrog D و Mank JE و Peichel CL و Kirkpatrick M و Otto SP و Ashman TL و Hahn MW و Kitano J و Mayrose I و Ming R و Perrin N (2014) تحديد الجنس: لماذا توجد طرق عديدة للقيام بذلك؟ بلوس بيول 12 (7): e1001899

Benatti TR، Valicente FH، Aggarwal R، Zhao C، Walling JG، Chen MS، Cambron SE، Schemerhorn BJ، Stuart JJ (2010) كروموسوم جديد للجنس يقود تحديد الجنس بعد الزيجان في ذبابة هيس (Mayetiola destruction). علم الوراثة 184 (3): 769-777

Charlesworth D ، Charlesworth B ، Marais G (2005) خطوات تطور الكروموسومات الجنسية غير المتجانسة. الوراثة 95 (2): 118-128

Charlesworth B، Wall JD (1999) زواج الأقارب وميزة الزيجوت غير المتجانسة وتطور الكروموسومات الجنسية Neo-X و Neo-Y. Proc R Soc Lond Ser B: Biol Sci 266 (1414): 51-56

Delgado CLR، Waters PD، Gilbert C، Robinson TJ، Graves JAM (2009) رسم الخرائط الفيزيائية لكروموسوم الفيل X: الحفاظ على ترتيب الجينات على مدى 105 مليون سنة. الكروموسوم الدقة 17 (7): 917

Dixon AFG (1977) علم البيئة المن: دورات الحياة ، تعدد الأشكال ، وتنظيم السكان. Annu Rev Ecol Syst 8 (1): 329–353

Dixon AF، Kundu RANAJIT (1994) بيئة تناوب العائل في حشرات المن. Eur J Entomol 91 (1): 63-70

Foster WA (2002) النسب بين الجنسين. في: نسب الجنس: المفاهيم وطرق البحث. مطبعة جامعة كامبريدج ، كامبريدج ، ص 254–265

Furman BL ، Metzger DC ، Darolti I ، Wright AE ، Sandkam BA ، Almeida P ، Shu JJ ، Mank JE (2020) تطور كروموسوم الجنس: استثناءات كثيرة للقواعد. جينوم بيول إيفول 12 (6): 750-763

Goday C ، Esteban MR (2001) القضاء على الكروموسوم في الذباب الخيالي. التصريحات الحيوية 23 (3): 242-250

Haig D (1993) تطور النظم الكروموسومية غير العادية في الذباب الخيالي: الصراع داخل الجينوم ونسبة الجنس. J Evolut Biol 6 (2): 249-261

Li Y، Zhang B، Moran NA (2020) يعتبر كروموسوم المن X مكانًا خطيرًا للجينات المهمة وظيفيًا: التطور المتنوع لجينومات الهيميبتران استنادًا إلى التجميعات على مستوى الكروموسوم. مول بيول إيفول 37 (8): 2357-2368

Maddison WP، Leduc ‐ Robert G (2013) أصول متعددة من اندماج الكروموسومات الجنسية المرتبطة بتوطين chiasma في عناكب القفز Habronattus (Araneae: Salticidae). تطور 67 (8): 2258-2272

Jaquiéry J ، Stoeckel S ، Rispe C ، Mieuzet L ، Legeai F ، Simon JC (2012) التطور المتسارع للكروموسومات الجنسية في حشرات المن ، نظام X0. مول بيول إيفول 29 (2): 837-847

Jaquiéry J، Rispe C، Roze D، Legeai F، Le Trionnaire G، Stoeckel S، Mieuzet L، Da Silva C، Poulain J، Prunier-Leterme N، Ségurens B (2013) Masculinization of the X chromosome in the pea aphid. بلوس جينيت 9 (8): e1003690

Mathers TC، Wouters RH، Mugford ST، Swarbreck D، Van Oosterhout C، Hogenhout SA (2021) تكشف مجموعات جينوم حشرات المن على نطاق الكروموسوم عن جسيمات جسمية أعيد ترتيبها على نطاق واسع وحفظ طويل الأمد للكروموسوم X. مول بيول إيفول 38 (3): 856-875

Mathers TC ، Mugford ST ، Hogenhout SA ، Tripathi L (2020b) تسلسل الجينوم لمن الموز ، Pentalonia nigronervosa Coquerel (Hemiptera: Aphidae) والمتعايشون معها. G3: الجينات ، الجينوم ، الجين 10 (12): 4315-4321

Moran NA (1992) تطور دورات حياة المن. Annu Rev Entomol 37 (1): 321-348

Papura D ، Simon JC ، Halkett F ، Delmotte F ، Le Gallic JF ، Dedryver CA (2003) غلبة التكاثر الجنسي في التجمعات الرومانية من المن Sitobion avenae المستنتج من التركيب الظاهري والجيني. الوراثة 90 (5): 397-404

Santaguida S ، Amon A (2015) التأثيرات قصيرة وطويلة المدى للفصل الخاطئ للكروموسوم واختلال الصيغة الصبغية. بيول ريف مول سيل 16 (8): 473-485

Simon JC، Rispe C، Sunnucks P (2002) علم البيئة وتطور الجنس في حشرات المن. اتجاهات Ecol Evol 17 (1): 34-39

Van Doorn GS، Kirkpatrick M (2007) معدل دوران الكروموسومات الجنسية الناجم عن الصراع الجنسي. الطبيعة 449 (7164): 909-912

Vicoso B، Bachtrog D (2009) التقدم والآفاق نحو فهمنا لتطور تعويض الجرعات. دقة الكروموسوم 17 (5): 585

Vincke PP ، Tilquin JP (1978) حلقة رباعية التكافؤ مرتبطة بالجنس في Termitidae (Isoptera). الكروموسوما 67 (2): 151-156

Wilson AC ، Sunnucks P ، Hales DF (1997) تم اكتشاف الفقد العشوائي للكروموسوم X عند تحديد الذكور في المن ، Sitobion بالقرب من fragariae ، باستخدام علامة ساتل ميكروية متعددة الأشكال مرتبطة بـ X. جينيت الدقة 69 (3): 233-236

Yoshida K ، Kitano J (2012) مساهمة الدافع الانتصافي الأنثوي في تطور الكروموسومات الجنسية الجديدة. التطور: Int J Org Evol 66 (10): 3198-3208

Zhou Q ، Ellison CE ، Kaiser VB ، Alekseyenko AA ، Gorchakov AA ، Bachtrog D (2013) الإيبيجينوم للكروموسومات الجنسية الجديدة المتطورة ذبابة الفاكهة: تعويض الجرعة وتكوين الكروماتين المغاير. بلوس بيول 11 (11): e1001711

Zhou Q ، Wang J ، Huang L ، Nie W ، Wang J ، Liu Y ، Zhao X ، Yang F ، Wang W (2008) كروموسومات الجنس الجديد في muntjac الأسود تلخص التطور الأولي للكروموسومات الجنسية للثدييات. جينوم بيول 9 (6): R98


البيولوجيا الخلوية والجزيئية

عادة ما تتراكم الأحماض الصفراوية في مرضى الكبد الصفراوي. وجد أن تركيز حمض التوروكوليك (TCA) ، وهو أحد اتحادات التورين للأحماض الصفراوية الأولية في مصل الدم ، كان مرتفعًا أكثر. في حين أن الدور الذي يلعبه TCA في المرض غير واضح ، فهناك قلق بشأن ما إذا كان TCA يساهم في تطوير سرطان الكبد من الركود الصفراوي. في هذه الدراسة ، تم استخدام قابلية بقاء الخلية ، وقياس التدفق الخلوي ، وتفاعل البوليميراز المتسلسل في الوقت الفعلي ، وقياس ROS داخل الخلايا ، وقياس Ca2 + داخل الخلايا لاستقصاء تأثيرات TCA على خلايا THLE-2 و HepG2. أظهرت النتائج أن TCA قادر على تثبيط نمو خلايا HepG2 في حين أن تأثيره ضئيل نسبيًا أو ليس له تأثير على خلايا THLE-2 حتى المراحل المتأخرة من العلاج لمدة 16 يومًا. تثبيط النمو هو نتيجة موت الخلايا المبرمج الناتج عن زيادة مستوى Ca2 + و ROS ، ويرتبط أيضًا بزيادة التعبير عن c-Myc و CEBPα و TNF-α و ICAM-1 و VCAM-1 و CXCL-2 و Egr -1. يمكن أن يساهم تثبيط نمو HepG2 في البحث عن طرق علاج المرضى المصابين بالفعل بسرطان الكبد.


المواد والأساليب

الذروة الأرضية Paramacrobiotus richtersi (موراي 1911). عدد سكان P. richtersi يُنظر إليه هنا على أنه ثنائي الجنس وبرمائي ويأتي من فضلات أوراق البندق التي تم جمعها جافة في Formigine [مودينا ، شمال إيطاليا N 44 ° 34.253 ′ ، E 10 ° 50.892 ′ ، 80 مترًا فوق مستوى سطح البحر (a.s.l.)].

الإجهاد الحراري عند 37 درجة مئوية

في هذه التجربة ، تم استخدام فضلات أوراق البندق التي تحتوي على بطيئات المشية المجففة بشكل طبيعي. تم تشغيل ثلاثين مكرر من 0.5 جرام من فرش الأوراق الجافة. تم وضع كل مكرر في طبق بتري زجاجي مفتوح (قطره 3 سم). تم وضع خمسة عشر مكررا في فرن عند 37 درجة مئوية ورطوبة نسبية 30-40٪ (RH) (حيوانات مجهدة) ، بينما تم حفظ 15 مكررا تحت درجة حرارة المختبر ورطوبة الهواء (حيوانات التحكم). بعد 7 و 14 و 21 يومًا من بداية التجربة ، تم ترطيب خمسة مكررات من فضلات الأوراق لكلتا المجموعتين (المعالجة والتحكم) وتم جمع كل بطيئات المشية (انظر أدناه). أخيرًا ، تم تقييم صلاحية بطيئات المشية. بالإضافة إلى ذلك ، لتقييم جدوى بطيئات المشية داخل فضلات الأوراق مباشرة قبل بداية التجربة ، تم تقييم خمس مكررات لكل منها 0.5 جرام من فضلات الأوراق.

لجمع بطيئات المشية من الركيزة ، تم ترطيب فضلات الأوراق ببطء في درجة حرارة الغرفة. تم رش أوراق كل مكرر بماء الصنبور لمدة 15 دقيقة ثم غمرها في الماء لمدة 30 دقيقة. في وقت لاحق ، تم استخراج بطيئات المشية من كل تكرار بواسطة المناخل (حجم شبكة 250 ميكرومتر و 37 ميكرومتر) تحت الماء الجاري وتم التقاط جميع الحيوانات باستخدام ماصة زجاجية. أخيرًا ، تمت ملاحظتها تحت المجهر الفراغي (لايكا ، ميتزلار ، ألمانيا) للتحقق من صلاحيتها.

الإجهاد الحراري عند 37 درجة مئوية مع قيم مختلفة للرطوبة النسبية للهواء

لهذه التجربة تم الأخذ بعين الاعتبار فضلات أوراق البندق المحتوية على بطيئات المشية المجففة طبيعياً (التجربة أ) و بطيئات المشية المجففة تجريبياً على ورق نشاف (التجربة ب). كانت درجة حرارة الإجهاد الحراري 37 درجة مئوية. كانت قيم الرطوبة النسبية للهواء: 80٪ ، 50٪ ، 20٪ و0-3٪. تم الحصول على آخر قيمة رطوبة نسبية باستخدام هلام السيليكا الموضوعة داخل مجفف.

بالنسبة للتجربة أ ، تم الأخذ بعين الاعتبار ثلاث قيم للرطوبة النسبية (80٪ ، 20٪ و0-3٪). لكل قيمة رطوبة نسبية ، تم استخدام خمس مكررات من 0.5 جرام من فضلات الأوراق الجافة. تم وضع كل مكرر في طبق بتري زجاجي مفتوح (قطره 3 سم) ثم تم وضعه في غرفة مناخية (CHL 700 ، Angelantoni Industrie ، ماسا مارتانا ، بيروجيا ، إيطاليا) عند 37 درجة مئوية وفي إحدى قيم RH الثلاثة. استمرت التجربة لمدة 21 يومًا. بعد هذه الفترة تم ترطيب نفايات الأوراق في كل مكررة وتم جمع كل بطيئات المشية. أخيرًا ، تم تقييم صلاحية بطيئات المشية.

بالنسبة للتجربة B ، تم اختبار أربع قيم RH (80٪ ، 50٪ ، 20٪ و0-3٪). لكل قيمة RH ، تم استخدام خمس مكررات ، كل منها يحتوي على 10 بطيئات المشية مجففة تجريبياً على ورق نشاف. تم وضع النسخ المتماثلة في غرفة مناخية عند 37 درجة مئوية وفي إحدى قيم RH الأربعة. استمرت التجربة لمدة 21 يومًا. في نهاية التجربة ، تم ترطيب بطيئات المشية للتحقق من صلاحيتها. تم استخدام البروتوكول التالي لتجفيف بطيئات المشية تجريبياً. أولاً ، تم استخراج بطيئات المشية من فضلات الأوراق (انظر الطريقة أعلاه) وحفظها في الماء لمدة 24 ساعة عند 16 درجة مئوية دون أي مصادر غذائية. بعد ذلك ، تم إجبارهم على الإصابة بمرض اللامائية عن طريق وضع كل مجموعة من الحيوانات على ورق نشاف (بحجم 5 × 5 مم) مع 9 ميكرولتر من الماء وتعريضها مبدئيًا إلى 80٪ رطوبة نسبية و 20 درجة مئوية لمدة 24 ساعة ثم إلى 50٪ رطوبة نسبية. عند 20 درجة مئوية لمدة 24 ساعة في غرفة المناخ. لترطيب بطيئات المشية المجففة ، تمت إضافة قطرات الماء على كل مربع ورقي كل 10 دقائق لما مجموعه 50 دقيقة. بعد إعادة التميؤ ، تم الحفاظ على بطيئات المشية في الماء عند 16 درجة مئوية وفحصها تحت مجهر مجسم للتحقق من صلاحيتها.

تحليل جدوى الحيوان

بالنسبة لجميع الاختبارات والضوابط ، شكلت الحركات المنسقة والنشطة للجسم (أداء الحركة) المعيار لتقييم صلاحية بطيئات المشية بعد الماء. تم تقييم أداء الحركة بعد ساعة واحدة (ر1) و 24 ساعة (ر24) من بداية الترطيب. في ر1، تم عزل الحيوانات (الحية) المتنقلة ، وتعدادها وتثبيتها في سائل كارنوي (ميثانول: حمض أسيتيك ، 3: 1) ، بينما تم حفظ بطيئات المشية الثابتة في الماء عند 16 درجة مئوية لمدة 24 ساعة. After that period these animals were re-examined and mobile tardigrades were separated from the immobile ones, which were considered dead. Finally, all dead and live animals were enumerated and separately fixed in Carnoy's fluid.

Final survival was calculated by adding the number of animals found active 1 h after rehydration with the number of animals found active 24 h after rehydration. The difference between final survival and survival recorded 1 h after rehydration represents the ‘Δ recovery’. The higher the value of Δ recovery, the greater is the number of animals that need a longer time to recover active life. Statistical analyses on recoveries after 1 h and 24 h, final survivals and Δ recoveries were carried out with Mann—Whitney U-test and Pearson correlation tests. SPSS 9.0 software (SPSS Inc., Chicago, IL, USA) was used.

Genomic DNA assay

Genomic DNA was extracted from desiccated tardigrades on blotting paper (see above) and kept for 21 days at 37°C and three different RH conditions: 20% RH, 50% RH, 80% RH. As a control, replicates of dry tardigrades at the end of the desiccation process as well as replicates of active hydrated tardigrades were used. For double strand damages assay, three replicates of 30 tardigrades each were used, while for single strand damages three replicates of 90 tardigrades each were used

Genomic DNA of both desiccated and active tardigrades was extracted by grinding the specimens in the presence of an extraction buffer solution (Tris HCl 50 mmol l −1 , pH 7.8, NaCl 400 mmol l −1 , EDTA 20 mmol l −1 , SDS 0.5% TNES) (Sunnucks and Hales, 1996). After the homogenization, proteinase K (final concentration 0.01 μgμl −1 ) and RNAase (final concentration 0.005μgμl −1 ) were added, and the mixture was incubated at 55°C overnight. Cell debris was then precipitated with NaCl (final concentration 1 mol l −1 ), and DNA was recovered using a standard sodium acetate/absolute ethanol precipitation. DNA pellets were then washed with 70% ethanol and re-suspended in 30 μl of a buffer solution (Tris HCl 10 mmol l −1 , pH 8, EDTA 1 mmol l −1 TE). Controls with no DNA were also processed with the samples to check for contamination. The amount of DNA extracted from 30 tardigrades ranged from 300 to 540 ng, because at least 50 ng are needed to visualize double strand breaks (Sutherland et al., 2003).

For the double strand breaks study, DNA samples were resolved in 1.2% agarose gels in a buffer solution (Tris HCl 40 mmol l −1 pH 7.8, EDTA 1 mmol l −1 , acetic acid 20 mmol l −1 TAE) over 90 min at 40 V. The evaluation of single strand damages was carried out with a DNA-denaturing gel electrophoresis method, adapted from Sambrook and Russell (Sambrook and Russell, 2001). DNA pellets were re-suspended as above and resolved in 1.2% agarose gels in alkaline buffer (NaOH 50 mmol l −1 , EDTA 1 mmol l −1 ). Electrophoresis was run at 3 V cm −1 overnight in the same alkaline buffer. The gels were then neutralized in TrisHCl 1 mol l −1 and NaCl 1.5 mol l −1 for 45 min, stained in a 0.5 μg ml −1 ethidium bromide solution and photographed under UV lights. EZ Load 1 kb Molecular Ruler (Bio-Rad, Hercules, CA, USA) DNA marker was used as a molecular standard. For both types of electrophoresis, lack of DNA integrity was assessed by the presence/absence of DNA smears. أ P. richtersi genomic DNA digested with ايكو ارى was used as positive control (see Fig. S1 in supplementary material).


Parthenogenesis

reproduction in which the female sex cell, or ovum, develops without fertilization.

Parthenogenesis is a type of sexual reproduction&mdashmore accurately, of unisexual reproduction&mdashthat arose in the process of evolution among dioecious forms. In those species where parthenogenesis either always or occasionally gives rise exclusively to females, one of the most important survival values of parthenogenesis is an accelerated reproductive rate of the species, which occurs because all new individuals are capable of having offspring. In those cases where fertilized ova develop into females and unfertilized ones develop into males, for example, in bees, parthenogenesis regulates the numerical ratio of the sexes. Parthenogenetic species and strains are often polyploid and arise as a result of hybridization between taxonomically distant species such hybridization gives rise to heterosis and great viability (ارىHETEROSIS).

Parthenogenesis should not be confused with asexual types of reproduction, for instance, cleavage and budding, which always involve somatic organs and cells. It is the normal method of reproduction for certain organisms it can also be artificially induced for experimental purposes by the action of various irritants on an unfertilized ovum that normally requires fertilization in order to become a zygote.

In animals. The original form of parthenogenesis&mdashrudimentary parthenogenesis&mdasharises in many species of animals when their ova are not fertilized. As a rule, a zygote that arose through rudimentary parthenogenesis completes only the initial stages of embryonic development however, development can occasionally attain the concluding stages, in which case the phenomenon is called accidental parthenogenesis. Complete natural parthenogenesis, by which a fully developed organism arises from an unfertilized ovum, is found among all types of invertebrates. It is the usual reproductive mechanism in arthropods, especially insects. Among vertebrates it has been discovered in fishes and certain amphibians. Complete parthenogenesis is especially frequent in reptiles: no fewer than 20 strains and species of lizards and geckos, for example, reproduce by this method. Among birds, turkeys exhibit a strong tendency toward parthenogenesis through artificial selection it is thus possible to raise turkeys so that only sexually mature males will result. In mammals only isolated cases of natural rudimentary parthenogenesis are known, but fully developed rabbits have been experimentally reproduced through artificial parthenogenesis.

Parthenogenesis may be obligate, in which case the ova are exclusively capable of parthenogenetic development, or facultative, in which case the ova may develop either by parthenogenesis or as a result of fertilization. Many Hymenoptera exhibit facultative parthenogenesis for example, male bees, or drones, develop from unfertilized ova, while queens and worker bees develop from fertilized ova.

In a single species, reproduction by parthenogenesis often alternates with bisexual reproduction in such cases the external appearance of parthenogenetic generations differs from that of the sexual generation. For instance, one generation in aphids of the genus Chermes is winged, while the succeeding generation is wingless the two generations also feed on different plants. In some gall wasps, parthenogenetic and bisexual generations are so different that they have been assigned to separate species and even genera. In the usual arrangement, which is observed in many aphids, daphnids, and rotifers, summer parthenogenetic generations consist only of females, and fall generations consist both of males and females the fall generations leave fertilized ova for the winter.

Many species of animals exhibit constant parthenogenesis they are capable of prolonged reproduction even though males are absent. Some species simultaneously have both generations of parthenogenetic females and bisexual generations the latter represent the original form of the species. When these two types of generation inhabit different geographical areas, they are said to exhibit geographical parthenogenesis. Examples of geographically parthenogenetic organisms are casebearer moths and many beetles, myriapods, mollusks, rotifers, daphnids, and lizards.

Several types of parthenogenesis are distinguished according to the sex of the resultant offspring. Arrhenotoky is parthenogenesis in which only males develop from unfertilized ova this is observed in bees and other hymenopterous insects, in ticks and mites, and in parthenogenetic turkey strains. Thelytoky, in which only males develop, is the most common type of parthenogenesis. Deuterotoky, in which both males and females develop, is observed in the form of accidental parthenogenesis in butterflies and in the alternating generations of daphnids, rotifers, and aphids.

The cytogenetic mechanism by which the unfertilized ovum matures is of great significance, for ultimately it is precisely on this mechanism that the genetic makeup, or genotype, of the parthenogenetic embryo depends. Furthermore, the most important hereditary characters of the embryo, including sex, heterosis, and homozygosis, also depend on this mechanism (ارىHETEROSIS HOMOZYGOSIS). Specifically, four basic mechanisms are recognized: in meiotic parthenogenesis, the ovum undergoes meiosis, and its number of chromosomes is halved meiosis does not occur in ameiotic parthenogenesis zygotic parthenogenesis is a type of ameiotic parthenogenesis in which the number of chromosomes that is characteristic of the species is preserved and automixic parthenogenesis is a type of meiotic parthenogenesis in which the chromosome number is somehow reconstituted after reduction, usually by merging of the ovum&rsquos nucleus with the nucleus of the polar body.

Parthenogenesis is also classified as generative, or haploid, and somatic, which may be diploid or polyploid. In generative parthenogenesis a haploid number (ن) of chromosomes is observed in the dividing cells of the body. This case is relatively rare and occurs in combination with arrhenotoky for instance, drone bees are haploid males. With somatic parthenogenesis an initial diploid number (2ن) or polyploid number (3n, 4n, 5n, and rarely 6n or 8ن) of chromosomes is observed in the dividing cells of the body. Often several strains within a species exist that are characterized by multiple numbers of chromosomes such strains constitute a polyploid series. Polyploidy, which is very rare among bisexual animals, occurs very frequently in parthenogenetic animals. Polyploid dioecious species apparently originated through a combination of parthenogenesis and hybridization between taxonomically distant species. Paedogenesis is parthenogenetic reproduction in the larval state.

Artificial parthenogenesis in animals was first accomplished by the Russian zoologist A. A. Tikhomirov. In 1886 he showed that unfertilized eggs of the Asiatic silkworm can be induced to develop by chemical and physical irritants, such as solutions of strong acids and friction. Subsequently, artificial parthenogenesis was produced by J. Loeb and other scientists, mostly in marine invertebrates (sea urchins, starfishes, worms, and mollusks), in some amphibians (frogs), and even in a mammal (rabbit). In the late 19th and early 20th centuries, experiments in artificial parthenogenesis received special attention from biologists, who hoped to uncover the basis of fertilization by studying this physicochemical model of ovum activation.

Artificial parthenogenesis is induced by subjecting the egg to hypertonic or hypotonic solutions (osmotic parthenogenesis), by injecting the egg with a needle moistened with hemolymph (traumatic parthenogenesis of amphibians), by introducing severe temperature changes, especially heating (thermal parthenogenesis), and by subjecting the ovum to acids or alkalies. Artificial parthenogenesis usually does not succeed in producing an organism that can grow past the initial stages of development however, although complete development is rare, it has been achieved, even with vertebrates (frog, rabbit).

A large-scale method of producing fully developed, parthenogenetic Asiatic silkworms was worked out in 1936 by B. L. Astaurov. He heated unfertilized ova, which were extracted from the female, to 46°C for 18 minutes. This method makes it possible to exclusively obtain female silkworms that are genetically identical to the parent female and to each other. The diploid, triploid, and tetraploid clones that are thus obtained can be parthenogenetically reproduced for an unlimited period after the initial parthenogenesis. They also retain their original heterozygosity and hybrid vigor. Through selection, clones have been obtained that reproduce by parthenogenesis just as easily as bisexual breeds reproduce by fertilization, that is, over 90 percent of activated ova hatch, and up to 98 percent of these survive. Clearly, parthenogenesis is of great interest to sericulturists.

In plants. Constant parthenogenesis is the usual type among seed and spore plants, although single instances of facultative parthenogenesis have been discovered in some species of the genus Hieracium and in the meadow rue Thalictrum purpurascens. As a rule, the sex of parthenogenetically reproducing plants is female. In dioecious plants parthenogenesis is associated with the absence or extreme rarity of male plants in monoecious plants it is associated with degeneration of male flowers and absent or sterile pollen. As in animal parthenogenesis, generative, or haploid, parthenogenesis is distinguished from somatic parthenogenesis, which may be diploid or polyploid. Generative parthenogenesis is found in the genera Cutleria, Spirogyra, و Ectocarpus among algae and in Saprolegnia, Mucor, و Endomyces among fungi. In flowering plants it is observed only under experimental conditions and can be induced in many plants, including tobacco, Carpis, the cotton plant, and cereals. Somatic parthenogenesis is found in algae of the genus شارا و Cocconeis في Marselia Drummond among ferns and in higher flowering plants, for example, Alchemilla, Hieracium, Chondrilla, Antennaria, و Taraxacum. As with animals, polyploid parthenogenesis is found in plants however, polyploidy in plants is not a characteristic of parthenogenetic species, since it is also common in bisexual plants.

Apogamy, in which the embryo develops not from the ovum but from other cells of the gametophyte, and apomixis are methods of reproduction that are closely related to parthenogenesis in plants (ارىAPOMIXIS). Artificial parthenogenesis has been produced in some algae and fungi by hypertonic solutions and also by short-term heating of female generative cells. In research conducted from 1935 to 1948, the Austrian scientist E. Tschermak artificially produced parthenogenesis in many flowering plants, including cereals and legumes, by irritating the stigma with killed or foreign pollen, or with some other powdery substances, for example, talc, flour, and chalk. In 1972, E. M. Vermel&rsquo obtained diploid currants, tomatoes, and cucumbers by inducing parthenogenesis with dimethyl sulfoxide. Certain specific methods of development in both animals and plants&mdashgynogenesis and androgenesis&mdashare also considered examples of parthenogenesis. Here, the ovum is activated to develop by a penetrating sperm cell of its own species or of a closely related species, but the nuclei of the ovum and of the sperm do not merge, true fertilization does not take place, and the embryo develops with only a female (gynogenesis) or male (androgenesis) nucleus (ارىGYNOGENESIS ANDROGENESIS).


Long-term viability of induced parthenogenesis - Biology

يتم توفير جميع المقالات المنشورة بواسطة MDPI على الفور في جميع أنحاء العالم بموجب ترخيص وصول مفتوح. لا يلزم الحصول على إذن خاص لإعادة استخدام كل أو جزء من المقالة المنشورة بواسطة MDPI ، بما في ذلك الأشكال والجداول. بالنسبة للمقالات المنشورة بموجب ترخيص Creative Common CC BY ذي الوصول المفتوح ، يمكن إعادة استخدام أي جزء من المقالة دون إذن بشرط الاستشهاد بالمقال الأصلي بوضوح.

تمثل الأوراق الرئيسية أكثر الأبحاث تقدمًا مع إمكانات كبيرة للتأثير الكبير في هذا المجال. يتم تقديم الأوراق الرئيسية بناءً على دعوة فردية أو توصية من قبل المحررين العلميين وتخضع لمراجعة الأقران قبل النشر.

يمكن أن تكون ورقة الميزات إما مقالة بحثية أصلية ، أو دراسة بحثية جديدة جوهرية غالبًا ما تتضمن العديد من التقنيات أو المناهج ، أو ورقة مراجعة شاملة مع تحديثات موجزة ودقيقة عن آخر التقدم في المجال الذي يراجع بشكل منهجي التطورات الأكثر إثارة في العلم. المؤلفات. يوفر هذا النوع من الأوراق نظرة عامة على الاتجاهات المستقبلية للبحث أو التطبيقات الممكنة.

تستند مقالات اختيار المحرر على توصيات المحررين العلميين لمجلات MDPI من جميع أنحاء العالم. يختار المحررون عددًا صغيرًا من المقالات المنشورة مؤخرًا في المجلة ويعتقدون أنها ستكون مثيرة للاهتمام بشكل خاص للمؤلفين أو مهمة في هذا المجال. الهدف هو تقديم لمحة سريعة عن بعض الأعمال الأكثر إثارة المنشورة في مجالات البحث المختلفة بالمجلة.


Examining the Viability of Planting Trees to Help Mitigate Climate Change

It&rsquos an intriguing premise: what if we could reduce the severity of global climate change by planting hundreds of billions of trees to remove excess carbon from our atmosphere? A recent study published in the journal Science sought to provide answers by estimating the global potential of restoring forested lands as a possible strategy for mitigating climate change.

The international research team, led by Jean-Francois Bastin of ETH-Zurich in Switzerland, used direct measurements of forest cover around the world to create a model for estimating Earth&rsquos forest restoration potential. They found Earth&rsquos ecosystems could support another 900 million hectares (2.2 billion acres) of forests, 25 percent more forested area than we have now. By planting more than a half trillion trees, the authors say, we could capture about 205 gigatons of carbon (a gigaton is 1 billion metric tons), reducing atmospheric carbon by about 25 percent. That&rsquos enough to negate about 20 years of human-produced carbon emissions at the current rate, or about half of all carbon emitted by humans since 1960. The study attracted worldwide attention, as well as some criticism within the science community.

Is the concept of planting trees to help combat climate change really going out on a limb, so to speak, or might it take root? Sassan Saatchi, a senior scientist at NASA&rsquos Jet Propulsion Laboratory in Pasadena, California, believes it has some merit. But while he says there&rsquos potential for using reforestation as a climate mitigation tool, he cautions there are many factors to consider and that planting trees will never be a substitute for decreasing fossil fuel emissions.

&ldquoI feel there&rsquos a strong possibility a significant portion of these lands can be reforested to their original forest cover,&rdquo said Saatchi, an expert in global forest carbon stocks and dynamics. &ldquoIt&rsquos definitely not a solution by itself to addressing current climate change. To do that, we need to reduce human emissions of greenhouse gases. But it could still have some partial impact on our ability to reduce climate change.&rdquo

Saatchi says the study establishes a reasonable estimate of global forest restoration potential and addresses the issue more directly than previous work. The researchers used new satellite-based land cover and land use maps, along with other climate and soil data and advanced techniques to arrive at their results. He says their conclusions on tree restoration aren&rsquot that different from the recommendations made by the Intergovernmental Panel on Climate Change in 2018, which suggested that 950 million hectares (2.3 billion acres) of new forests could help limit the increase in global average temperature to 1.5-degrees Celsius (2.7 degrees Fahrenheit) above pre-industrial levels by 2050. However, he says, &ldquothe devil is in the details.&rdquo

Many Unanswered Questions

Before a global forest restoration effort is undertaken, Saatchi says, numerous questions must first be addressed to assess the concept&rsquos feasibility, scientific soundness, cost-efficiency, risks and other considerations. &ldquoWe need to understand not only whether it&rsquos possible to do such a thing, but whether we يجب do it,&rdquo he says.

&ldquoThe paper has sparked a healthy debate in the science community, which has now come forward to begin to address issues that the paper did not,&rdquo he said. &ldquoThe science community has been looking at these questions to some extent for a long time, but there&rsquos more urgency to address them now, since we no longer have the same climate conditions we had 50 or 100 years ago, when humans began massive deforestation for agriculture and human settlements. Since then, Earth&rsquos population and land use have increased drastically. In some parts of the Northern Hemisphere, countries have been able to save more forests, but other areas, such as the tropics, have seen massive deforestations because of the need to feed larger populations.&rdquo

Saatchi outlined a few of the many questions scientists and others will want to investigate. For example, how realistic are the study&rsquos estimates of how much carbon can be sequestered through reforestation? How long will this approach take to make a dent in atmospheric carbon concentrations? Can grasslands and savanna ecosystems sustain increased tree cover? How might converting non-forest land to forests compete with food production? How much time, money and resources will it take to implement a global forest restoration of this magnitude? How do the costs of adopting such a climate mitigation strategy stack up against its potential benefits? How much carbon would be released to the atmosphere by restoring forests? How will global climate models respond to a massive forest restoration? Will an Earth with a billion hectares of new forests actually be cooler?

&ldquoPlanting a billion hectares of trees won&rsquot be easy,&rdquo he said. &ldquoIt would require a massive undertaking. If we follow the paper&rsquos recommendations, reforesting an area the size of the United States and Canada combined (1 to 2 billion hectares) could take between one and two thousand years, assuming we plant a million hectares a year and that each hectare contains at least 50 to 100 trees to create an appropriate treetop canopy cover.&rdquo

Even once the trees are planted, says Saatchi, it will take them about a century to reach maturity. Most forests in the United States are less than 100 years old because they are recycled constantly. Trees in tropical regions take a little bit longer to reach maturity, but sequester carbon much faster. We know it will take time for new forests to absorb atmospheric carbon.&rdquo

Saatchi says scientists will want to do a comprehensive evaluation of all potential effects a mass reforestation may have on Earth&rsquos climate and the global carbon cycle.

Currently, Earth&rsquos forests and soil absorb about 30 percent of atmospheric carbon emissions, partially through forest productivity and restoration. While deforestation has occurred throughout human history, the practice has increased dramatically in the past 50 years. According to the United Nations&rsquo Food and Agriculture Organization, about 7.3 million hectares (18 million acres) of forest are lost every year, and roughly half of Earth&rsquos tropical forests have already been cleared. In the continental United States, an estimate from the University of Michigan found that 90 percent of indigenous forests have been removed since 1600.

As deforestation has ramped up, Earth&rsquos climate has changed significantly. Warmer, more adverse climate conditions are creating more difficult growing conditions for forest ecosystems.

Key questions scientists will need to address are how global reforestation might affect Earth&rsquos surface albedo (reflectivity) and evapotranspiration. In the near term and locally, says Saatchi, forest restoration may actually have a warming effect. As the trees mature, the new forest canopy cover would presumably make Earth&rsquos surface albedo darker, particularly in the Northern Hemisphere during periods of snow cover, causing it to absorb more heat. Increasing forest cover, particularly in the tropics, will increase evapotranspiration, causing a cooling effect. With Earth already warming significantly due to greenhouse gas emissions, will forest reforestation on a global scale have a net warming or cooling effect on our planet, and will the benefits of reforested areas absorbing more carbon outweigh their increased heat absorption? These effects may vary geographically from tropical to boreal regions and may depend largely on water and light availability. In addition, how might these changes impact climate change patterns?

&ldquoRecent Landsat satellite-based analyses show that close to 400 million hectares (988 million acres) of forests have been disturbed in this century alone (2000-2017), either by human activities or through droughts and fires &ndash that&rsquos almost 50 percent of the area recommended for reforestation by the authors of the new study,&rdquo he said. Some of these areas have gone back to being forests, but a large amount of these degraded forests located in tropical and subtropical regions are suitable targets for restoration.

Another science question concerns biodiversity. Will ecosystems in reforested areas revert to their previous conditions and maintain their ability to sequester carbon? While ecosystems that existed before areas were deforested may have been highly diverse, reforesting them with only a single type of species (known as monocultures), might result in ecosystems that won&rsquot function as efficiently as they did before &ndash in other words, they may not grow the same or stay as healthy over time. Saatchi says each region of the world will need to address this question for itself. But restoring a region&rsquos original biodiversity or its natural forests may not be easy. For example, the region&rsquos soil health may have changed.

Yet another concern is something Saatchi calls climate connectivity. When ecosystems become too fragmented, they begin losing their natural functions. &ldquoIn Earth&rsquos tropical regions, a combination of deforestation and climate conditions may have actually changed the system so much that climate connectivity is reduced,&rdquo he says. &ldquoOnce this connectivity is lost, it becomes much more difficult for a reforested area to have its species range and diversity, and the same efficiency to absorb atmospheric carbon.&rdquo

Saatchi says scientists are already studying some of these questions. He believes that by the end of the next decade, better results from satellite observations and modeling will likely enable us to determine whether a global forest reforestation will produce the carbon and climate benefits suggested by the new study, and whether it should be undertaken. In the meantime, stopping further deforestation and restoring these areas to their original forest cover of 50 years ago may be the most effective mitigation strategy.

Looking to Space for Answers

Saatchi says a number of current and planned satellite missions from NASA and other space agencies can make valuable contributions to these research efforts:

    Instruments on NASA satellites, such as the Clouds and the Earth&rsquos Radiant Energy System (CERES) instrument on NASA&rsquos Terra satellite, continuously monitor the energy balance of Earth&rsquos land surfaces, measuring their albedo, a key climate parameter that would be impacted by reforestation.

&ldquoWith these new missions, we should be able to monitor how every patch of forest around the world is absorbing carbon, and how carbon absorption is changing, on a monthly and annual basis,&rdquo said Saatchi.

Seeing the Forests for the Trees: The Big Picture

Saatchi says the study&rsquos results can help address policy-relevant questions. In accordance with the Paris Agreement, after 2020, the global community has agreed to major emission reduction programs. Reforestation can complement these emission reduction strategies.

&ldquoWith the Paris Agreement, governments around the world committed to reduce emissions by adopting low-carbon pathways in accordance with nationally determined contributions,&rdquo he said. &ldquoAs a result, it&rsquos become more urgent than ever to have realistic estimates of each country&rsquos capacity to increase its forest cover and health. While it&rsquos likely the burden of restoring forests will fall primarily on the shoulders of the world&rsquos large and economically-developed countries, the developing world can also contribute by reducing land use change and deforestation.&rdquo He adds governments will need to decide which land areas to target first and which will have the least negative economic impacts to both society and individual communities, such as indigenous populations.

If it&rsquos determined that a global reforestation effort can be successful, will the world&rsquos governments have the will to do it? Saatchi pointed to some recent examples that show what might be possible.

Over the past 15 years or so, China has planted millions of trees and created millions of hectares of new forest cover, much of it in areas with marginal agricultural potential. &ldquoChina&rsquos land use policy increased forest cover in southern China between 10 and 20 percent, turning these areas into intense managed forests,&rdquo he said. &ldquoAs a result, they created close to a carbon sink (an area that stores carbon) in their forests, almost doubling their carbon uptake. The effort has offset 20 percent of China&rsquos annual fossil fuel emissions, and since 2012 that percentage has increased to 33 percent. So that&rsquos a success story.&rdquo

Managed activities to increase the carbon sequestration of forests have also taken place in other parts of the Northern Hemisphere, including the United States, Canada, Europe and Russia, he says. He believes it&rsquos possible to increase them even further and to extend the area or the capacity of these forests to sequester more carbon. In fact, he says, some foresters have been doing so for decades.

&ldquoU.S. forests have actually been a net sink for carbon for many decades,&rdquo he says. &ldquoA paper published a couple of years ago showed that reforestation could reduce U.S. annual carbon emissions from all sources by 10 to 15 percent. Imagine if we do that? It&rsquos possible. We just need to study the cost-to-benefit ratio &ndash is it economically feasible to plant those trees compared to how much carbon they would offset?&rdquo

Another region Saatchi says is low-hanging fruit in terms of its potential to extend global tree cover is the Amazon, where large wildfires have made headlines recently. Between the 1970&rsquos and 2010, 20 percent of the Amazon basin was deforested for land use activities &mdash more than 100 million hectares of trees. But prior to last year, Brazil had significantly reduced deforestation for nearly a decade. &ldquoRestoring these Amazonian forests, if possible, would certainly absorb more carbon from the atmosphere,&rdquo he said.

Ultimately, should a global reforestation effort be deemed feasible, the biggest question may be whether it will be in time to make a difference for climate change. Saatchi is hopeful.

&ldquoWe know business as usual will be disastrous,&rdquo he said. &ldquoWe&rsquove already identified some solutions for reducing carbon emissions in parts of our society, such as in transportation and agriculture, and we&rsquore working on ways to transform our energy consumption. So why not restore our ecosystem as well? Half of what comes out of car tailpipes stays in the atmosphere the rest gets absorbed by the ecosystem. That&rsquos a huge absorptive capability that must be saved.

&ldquoMaybe we&rsquoll find we don&rsquot need to plant a billion hectares of trees,&rdquo he continued. &ldquoPerhaps we can restore existing, degraded ecosystems to their natural state, especially in the tropics, and invest in maintaining their diversity and services. But I believe a global reforestation effort can have a gradual climate mitigation impact. What happens to Earth 100 years from now depends on the choices we make today.&rdquo


Scientists Sequence Genome of Aye-Aye

An international team of genetic researchers has sequenced and analyzed the complete genomes of three separate populations of aye-ayes (Daubentonia madagascariensis), a type of lemur that is found only on the island of Madagascar.

The aye-aye has a long, thin, and flexible middle finger to extract insect larvae from trees, filling the ecological niche of a woodpecker (Edward Louis / Omaha Zoo)

“The aye-aye is one of the world’s most unusual and fascinating animals,” said Prof George Perry from Penn State University, lead author of a paper reporting the results of the genome-sequence analyses in the وقائع الأكاديمية الوطنية للعلوم.

“Aye-ayes use continuously growing incisors to gnaw through the bark of dead trees and then a long, thin, and flexible middle finger to extract insect larvae, filling the ecological niche of a woodpecker. Aye-ayes are nocturnal, solitary, and have very low population densities, making them difficult to study and sample in the wild.”

Prof Perry added that he and other scientists are concerned about the long-term viability of aye-ayes as a species, given the loss and fragmentation of natural forest habitats in Madagascar.

“Aye-aye population densities are very low, and individual aye-ayes have huge home-range requirements. As forest patches become smaller, there is a particular risk that there won’t be sufficient numbers of individual aye-ayes in a given area to maintain a population over multiple generations. We were looking to make use of new genomic-sequencing technologies to characterize patterns of genetic diversity among some of the surviving aye-aye populations, with an eye towards the prioritization of conservation efforts.”

The scientists worked to locate aye-ayes and collect DNA samples from three separate regions of Madagascar: the northern, eastern, and western regions. To discover the extent of the genetic diversity in present-day aye-ayes, they generated the complete genome sequences of 12 individual aye-ayes. They then analyzed and compared the genomes of the three populations.

They found that, while eastern and western aye-ayes are somewhat genetically distinct, aye-ayes in the northern part of the island and those in the east show a much more significant amount of genetic distance, suggesting an extensive period of time during which interbreeding has not occurred between the populations in these regions.

Aye-ayes in the northern part of the island of Madagascar show a significant amount of genetic distance from the populations in the east and west, suggesting an extensive period of time during which northern aye-ayes have not interbred with other populations (Edward Louis / Omaha Zoo)

“Our next step was to compare aye-aye genetic diversity to present-day human genetic diversity,” said Prof Webb Miller, also from Penn State University. “This analysis can help us to gauge how long the aye-aye populations have been geographically separated and unable to interbreed.”

To make the comparison, the team gathered 12 complete human DNA sequences – the same number as the individual aye-aye sequences generated – from publicly available databases for three distinct human populations: African agriculturalists, individuals of European descent, and Southeast Asian individuals. Using Galaxy – an open-source, web-based computer platform designed at Penn State for data-intensive biomedical and genetic research – the team developed software to compare the two species’ genetic distances. They found that present-day African and European human populations have a smaller amount of genetic distance than that found to exist between northern and eastern aye-aye populations, suggesting that the aye-aye populations were separated for an especially lengthy period of time by geographic barriers.

“We believe that northern aye-ayes have not been able to interbreed with other populations for some time. Although they are separated by a distance of only about 160 miles, high and extensive plateaus and major rivers may have made intermingling relatively infrequent,” Prof Miller said. “The results of the team’s data further suggest that the separation of the two aye-aye populations stretches back much longer than 2,300 years, which is when human settlers first arrived on the island and started burning the aye-ayes’ forest habitat and hunting lemurs.”

Bibliographic information: George H. Perry et al. Aye-aye population genomic analyses highlight an important center of endemism in northern Madagascar. PNAS, published online before print March 25, 2013 doi: 10.1073/pnas.1211990110


Trehalose inhibits cell proliferation and amplifies long-term temozolomide- and radiation-induced cytotoxicity in melanoma cells: A role for autophagy and premature senescence

Cutaneous melanomas frequently metastasize to the brain, with temozolomide (TMZ) plus radiotherapy (RT) offering little control of these lesions. We tested whether trehalose, a natural glucose disaccharide proved to induce autophagy, could enhance the effect of TMZ and ionizing radiation (IR). In two melanoma cell lines (A375 and SK-Mel-28), which greatly differ in chemosensitivity and radiosensitivity, trehalose significantly inhibited short-term cell proliferation and also enhanced IR-induced cytostasis. Interestingly, in TMZ-resistant SK-Mel-28 cells, trehalose was more effective than TMZ, and combined trehalose + TMZ further reduced cell proliferation. In long-term experiments, colony-forming capacity was dramatically reduced by trehalose, and even more by combined trehalose + TMZ or trehalose + IR. In resistant SK-Mel-28 cells, although growth was inhibited most with trehalose + TMZ + IR-6 Gy combined treatment, it is notable that trehalose + TMZ treatment was also very effective. Along with a direct antiproliferative effect, two further mechanisms may explain how trehalose potentiates TMZ- and IR-induced effects: the remarkable trehalose-stimulated autophagy in A375 cells, which were sensitive to TMZ- and IR-induced apoptosis and the notable trehalose-stimulated premature senescence in SK-Mel-28 cells, which were resistant to apoptosis and less prone to autophagy. In normal melanocytes, trehalose induced a minor autophagy and cell proliferation inhibition, without affecting cell viability moreover, when trehalose was used in combination with TMZ, the slight TMZ-induced cytotoxicity was not significantly reinforced. Together, our results suggest that trehalose, a safe nutrient supplement able to cross the blood–brain barrier, is a promising candidate, worthy to be further explored in vivo, to augment the therapeutic efficacy of TMZ and RT in melanoma brain metastases.

Filename وصف
jcp27838-sup-0001-Table_S1.docx12.1 KB Supporting information
jcp27838-sup-0002-Supplemental_Fig.1.tif119.9 KB Supporting information
jcp27838-sup-0003-Supplemental_Fig.2.tif458.4 KB Supporting information

يرجى ملاحظة ما يلي: الناشر غير مسؤول عن محتوى أو وظيفة أي معلومات داعمة مقدمة من المؤلفين. يجب توجيه أي استفسارات (بخلاف المحتوى المفقود) إلى المؤلف المقابل للمقالة.


شاهد الفيديو: الاخصاب والحمل الدوره المبيضية والرحمةالتكاثر العذري (كانون الثاني 2022).