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Die Parthenogenese (altgriechisch παρθενογένεσις parthenogenesis, von παρθένος parthenos ‚die Jungfrau‘ und γένεσις genesis ‚die Entstehung, Geburt, Genese‘, deswegen auch Jungfernzeugung oder Jungferngeburt genannt) ist eine Form der eingeschlechtlichen Fortpflanzung. Dabei entstehen die Nachkommen aus unbefruchteten Eizellen. Das Phänomen ist zum ersten Mal von dem Schweizer Biologen und Philosophen der Aufklärung Charles Bonnet beschrieben worden.
Manche Pflanzen und weibliche Tiere, wie z. B. Blattläuse, aber auch manche Fisch- und Eidechsenarten, Schnecken sowie die Blumentopfschlange können sich eingeschlechtlich fortpflanzen, das heißt ohne von einem männlichen Artgenossen befruchtet zu werden. Bei diesem Vorgang spielt die Parthenogenese eine entscheidende Rolle: Durch bestimmte Hormone wird der unbefruchteten Eizelle eine Befruchtungssituation „vorgespielt“, worauf diese sich zu teilen beginnt und zu einem Organismus heranreift. Der Parthenogenese kann entweder eine Meiose mit Eizellenbildung vorausgehen oder sie kann direkt über diploide Keimbahnzellen ablaufen. Bei letzterer findet keine Rekombination statt und die entstandenen Nachkommen sind Klone ihrer Mutter.
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Parthenogenese wird nach derzeitigem Wissensstand für höhere Säugetiere und Beuteltiere als schwierig bis unmöglich angesehen. Grund hierfür ist das so genannte Imprinting, welches es wahrscheinlich unumgänglich macht, dass für die vollständige Entwicklung eines Embryos je ein männlicher und ein weiblicher Chromosomensatz zur Verfügung steht. Es wird jedoch daran geforscht, menschliche Stammzelllinien aus unbefruchteten Eizellen zu gewinnen.
Bisher nachgewiesen wurde Parthenogenese, die auf natürliche Weise zu voll entwickelten Tieren führt, unter anderem bei:
Bei der Parthenogenese unterscheidet man zwischen obligatorischer und fakultativer Form. Im Gegensatz zur obligatorischen Parthenogenese gibt es bei der fakultativen Parthenogenese Arten, bei denen sowohl ein- als auch zweigeschlechtliche Populationen bekannt sind (Skorpione, Blattläuse, Gallwespen). Dabei treten alle Übergänge zu normal zweigeschlechtlichen Arten auf: Männchen können etwas seltener sein als Weibchen, ihre Zahl kann sehr gering sein, oder sie treten eventuell nur noch in Ausnahmesituationen überhaupt auf. Wechseln sich bei einer Art parthenogenetisch erzeugte und sexuell erzeugte Generationen regelmäßig ab, spricht man von Heterogonie.
Im Regelfall werden bei der parthenogenetischen Fortpflanzung keine asexuellen Individuen erzeugt, sondern Weibchen mit allen üblichen anatomischen und zytologischen Kennzeichen dieses Geschlechts, die in der Regel nicht ohne weiteres von Weibchen getrenntgeschlechtlicher Arten oder Populationen mit üblicher (diplodiploider) Befruchtung unterschieden werden können. Diese verbreitetste Form der Partenogenese wird auch Thelytokie genannt (von altgriech. thelys: weiblich und tokos: Geburt, Name nach Siebold). In seltenen Fällen paaren sich diese Weibchen mit Männchen nahverwandter Formen, ohne dass das männliche Genom weitergegeben würde ("Pseudogamie"), in der Regel unterbleibt aber die Paarung. Darüber hinaus unterscheidet man zwischen:
Bei der automiktischen Parthenogenese, auch Automixis genannt, erfolgt die Reduktionsteilung der Meiose ganz normal. Anschließend werden die Kerne jedoch nicht auf Tochterzellen verteilt, sondern es verschmelzen jeweils zwei Kerne sofort wieder. Dadurch wird der alte diploide Zustand wiederhergestellt, und es entstehen weibliche Individuen. (Männchen können bei diesen Arten durch Elimination eines X-Chromosomensatzes erzeugt werden, die aber vielfach auch unterbleiben kann)) (Schmetterlingsmücken, Mottenschildläuse).
Bei der apomiktischen Parthenogenese erfolgt in der Oozyte keine Reduktionsteilung (Meiose), die Eizellen werden durch mitotische Teilung erzeugt. Die Nachkommen haben alle den gleichen Chromosomensatz wie die Mutter. Hiervon gibt es die folgende Varianten:
Bakterien der Gattung Wolbachia, die in Geschlechtszellen ihrer Wirte leben, sind bekannt dafür, dass sie die Geschlechtsbestimmung des Nachwuchses massiv manipulieren können. Bei zahlreichen Arten wurde beobachtet, dass mit Wolbachia infizierte Arten oder Populationen ausschließlich parthenogenetische Weibchen erzeugen. Mechanismus der Verweiblichung ist die (asexuelle) Verdoppelung des Genoms, durch die bei haplodiploiden Erbgang Weibchen resultieren. Bei einigen parthenogenetischen Rüsselkäfer-Arten entstehen so triploide Weibchen. Infektion mit Wolbachia ist kein exotisches Ausnahmephänomen. Es wird vermutet, dass ein großer Anteil (möglicherweise bis zu drei Viertel) der Insekten und ein bisher kaum abschätzbarer Anteil anderer Arthropoden mit Wolbachia infiziert sind.
Paedogenese (synonym: Neotenie[12]) bedeutet, dass Larven bzw. Jugendstadien einer Art die Geschlechtsreife erlangen und schließlich die Produktion dieses Adultstadiums ganz unterdrückt wird. Sie ist häufig mit Parthenogenese verbunden, zum Beispiel bei Gallmücken der Gattungen Miastor, Heteropeza und Henria, sowie bei dem Käfer Micromalthus debilis.
Bei der Arrhenotokie erzeugen Weibchen auf üblichem Wege (über Meiose) Eizellen und Eier. Aus unbefruchteten Eiern entwickeln sich haploide Männchen. Aus befruchteten Eiern werden diploide Weibchen. Dies tritt unter den Insekten z.B. bei Fransenflüglern, Pflanzenläusen, besonders aber bei Hautflüglern auf, typisches Beispiel sind die Honigbienen, deren Drohnen durch diese Form der Parthenogenese entstehen. Die somatischen Zellen der so erzeugten Männchen bleiben in der Regel haploid. Bei den meisten Hautflüglern können gewisse Zellen oder Zelllinien aber durch Polyploidie wieder den diploiden Chromosomensatz erwerben, so sind Zellen im Darm- und Muskelgewebe oder der Malpighische Gefäße bei fast allen Hautflüglern (einschließlich der Honigbiene) diplo- oder sogar polyploid[13]. Gelegentlich kommen sogar diploide Spermien vor. Eine seltenere Form der Arrhenotokie ist dadurch gekennzeichnet, dass zunächst Männchen auf üblichem Wege und mit diploidem Genom erzeugt werden. Nach der Befruchtung wird aber das väterliche Genom eliminiert und nur das mütterliche weitergegeben[14]. Bezüglich der Transmission von Genen besteht kein Unterschied zum haplodiploiden Erbgang. Diese Form der Arrhenotokie ist vor allem bei Schildläusen untersucht worden.
Während Parthenogenese in der Biologie einen beobachtbaren und erklärbaren Vorgang bezeichnet, ist die glaubensmäßige jungfräuliche Geburt (nach Jungfernzeugung), wie z. B. die Geburt Christi in christlichem und muslimischem Verständnis, ein religiöses Glaubensdogma. Auch in anderen Religionen, z. B. im Hinduismus, wird die Jungfrauengeburt überliefert.
