Trinh sản, hay còn gọi là trinh sinh (tiếng Anh: parthenogenesis, từ chữ Hy Lạp parthenos là “cô gái trinh tiết” và genes là “phát sinh”), là một hình thức sinh sản vô tính mà trứng không thụ tinh phát triển thành cá thể mới.[1]
Cơ chế sinh học[sửa|sửa mã nguồn]
Trinh sản là một hiện tượng kỳ lạ mê hoặc ở sinh vật, tuy nhiên chính sách của nó có nhiều điều huyền bí cần chăm sóc .Thứ nhất là sự tạo ra những trứng lưỡng bội. Như ta biết, quy trình tạo giao tử luôn kèm theo giảm phân. Trong trinh sản lưỡng bội, giảm phân phải bị biến dạng để bảo vệ cho số nhiễm sắc thể vẫn giữ nguyên. Nhờ những nghiên cứu và điều tra của Balbiani ( 1872 ) trên Aphis, Weismann ( 1886 – 1889 ) trên Daphnia, Ostracoda và Rotaria, người ta biết là những trứng trinh sản chỉ tiết ra 1 thể cực và vẫn giữ nguyên số nhiễm sắc thể lưỡng bội. Cơ chế giảm phân bị biến dạng ở những mức độ khác nhau, tín hiệu rõ ràng nhất là sau khi những nhiễm sắc thể tương đương tiếp hợp ở kỳ đầu của giảm phân 1, chúng lại tách nhau ra trọn vẹn ở Diakines ( quy trình tiến độ cuối tiền kỳ Meiosis ), số nhiễm sắc thể lại trở lại lưỡng bội và phân loại diễn ra theo kiểu nguyên phân. Các đặc thù này còn được Strasburger ( 1904 – 1908 ) tìm thấy ở Marsilia ; De Vries ( 1909 ) thấy ở Branchipus. Ở Alchemlla giải tiếp hợp xảy ra sớm hơn, còn ở Wikstromia và ở Artemia thì trọn vẹn không có tiếp hợp .
Vấn đề thứ hai là sự xuất hiện con đực từ trứng trinh sản. Morgan (1908) và Bachr (1909) phát hiện rằng các con đực xuất hiện qua trinh sản lưỡng bội có bộ nhiễm sắc thể thiếu mất 1 hoặc 2 nhiễm sắc thể so với con cái. Bachr thấy ở noãn bào (chưa giảm phân) ở Aphis saliceti có 6 nhiễm sắc thể nhưng ở tinh nguyên bào chỉ có 5. Morgan nhận thấy con cái Phylloxer fallax có 12 nhiễm sắc thể với 8 autosome (nhiễm sắc thể thường) và 4 nhiễm sắc thể giới tính X (8A + 4X), còn con đực chỉ có 10 nhiễm sắc thể với 8 autosome và 2 nhiễm sắc thể giới tính X (8A + 2X). Ông quan sát và nhận thấy trong phân chia thành thục các trứng nhỏ để cho ra con đực, 2 nhiễm sắc thể giới tính bị chậm lại trong hậu kỳ, chúng không đi vào nhân trứng mà đi vào nhân thể cực. Như vậy, trứng trinh sản có bộ nhiễm sắc thể lưỡng bội về autosome nhưng phân ra hai loại, loại không có giảm phân về nhiễm sắc thể giới tính có cơ cấu 4X cho ra con cái và loại giảm phân về nhiễm sắc thể giới tính có cơ cấu 2X cho ra con đực.
Vấn đề thứ ba là tại sao những trứng thụ tinh luôn cho ra con cháu. Các nghiên cứu và điều tra về Phylloxer và Aphis cho thấy ở 2 loài này khi phân loại tinh bào bậc I, nhiễm sắc thể X chỉ đi về 1 phía và tạo nên hai loại tinh bào II, loại lớn mang nhiễm sắc thể X và loại nhỏ không có nhiễm sắc thể X. Loại nhỏ không tăng trưởng và tiêu biến. Thiên nhiên có sự tinh lọc quả là kinh khủng để bảo vệ cho chính sách xác lập giới tính .
Vấn đề bí ẩn thứ tư là ở ong, kiến, tò vò, trong các trường hợp trinh sản để cho ra con đực đều là trinh sản đơn bội. Tất cả các trứng thụ tinh đều cho ra con cái và trứng không thụ tinh cho ra con đực. Cả hai loại trứng này đều hình thành sau khi noãn bào tiết cả hai thể cực. Mevers (1904 – 1907) cho biết số nhiễm sắc thể của tinh nguyên bào ở ong đực là 16, còn số nhiễm sắc thể ở các tế bào của ong cái (ong thợ) là 32. Khi nghiên cứu quá trình tạo tinh ở ong đực, ông thấy ở tinh bào 1 có dấu hiệu phân chia, có tạo thoi phân chia, xuất hiện nhiễm sắc thể, nhưng không xảy ra sự chia nhân, kết quả là tạo nên chỉ 1 tinh bào II và 1 khối nguyên sinh chất không nhân. Phân chia thứ hai là bình thường và cho 2 tinh tử.[cần dẫn nguồn]
Trinh sản tạo nên những thành viên đơn bội hoặc lưỡng bội phụ thuộc vào vào trạng thái di truyền của trứng khi sự tăng trưởng của phôi khởi đầu. Dó đó hoàn toàn có thể chia trinh sản làm hai loại :
- Trinh sản đơn bội: Trong các trường hợp nhân của trứng trải qua các lần giảm phân bình thường và nhân nguyên cái có cấu tạo đơn bội sẽ tạo nên các cơ thể đơn bội.
- Trinh sản lưỡng bội: Trong trường hợp mà nhân của trứng và của cơ thể trinh sản có cơ cấu lưỡng bội. Động vật được sinh ra bằng trinh sản bao giờ cũng là cá thể cái và nếu lưỡng bội thì chúng giống hệt mẹ.
Trinh sản thực nghiệm[sửa|sửa mã nguồn]
Trứng đã chín muồi có thể kích thích để phát triển bằng các tác nhân nhân tạo. Đó là các trường hợp trinh sản thực nghiệm. Người ta có thể sử dụng các tác nhân lý học, hoá học hay cơ học để kích thích. Hertwig nhận thấy có thể kích thích trứng cầu gai phát triển bằng xử lý clorofoc hoặc stricnin. Sau đó người ta tìm thấy hàng loạt các chất khác nhau có khả năng kích thích nhiều loại trứng, thí dụ như nước biển nhược trương hoặc ưu trương, nhiệt độ cao (32 độ C) hoặc thấp (-0, -10 độ C), choáng điện, châm kim, thậm chí chà xát hoặc lắc… Các tác nhân này có hiệu quả khác nhau đối với trứng các loài khác nhau. Ví dụ CO2 có hiệu quả cao gây trinh sản ở sao biển nhưng vô hiệu đối với cầu gai (Delage, 1913). Trứng ếch Rana palustris có thể hoạt hoá hoàn toàn bằng châm kim thường, trong khi đó trứng ếch Rana fusca chỉ hoạt hoá hoàn toàn khi sử dụng phương pháp châm kim có dính máu của Bataillon (1910 – 1912).
Rất lý thú cho sinh học tăng trưởng là trong khi điều tra và nghiên cứu giải quyết và xử lý trứng bằng những tác nhân khác nhau đã làm Open những phôi hợp bào, chúng không phân cắt nhưng chứa một số lượng những nhân khác nhau có size khác nhau. Các phôi như vậy hoàn toàn có thể tăng trưởng thành những ấu thể bơi tự do có phủ lông rung ( Lilie, 1906 ) .Đáng quan tâm là chiêu thức giải quyết và xử lý kép của Loeb. Theo Loeb, hầu hết những chất gây trinh sản đã gây hư hại lớp vỏ của trứng, nếu tác động ảnh hưởng lê dài hoàn toàn có thể làm chết trứng, do đó sau ảnh hưởng tác động hư hại cần phải dùng những chất sửa chữa thay thế những hư hại đó, và tương hỗ cho việc tạo màng. Ví dụ như dùng nước biển ưu trương có thêm NaCl hoặc MgCl2. Phương pháp của Loeb đã làm tăng lên đáng kể tỷ suất tăng trưởng trinh sản, đặc biệt quan trọng là ở cầu gai .
Hiện tượng trinh sản hoàn toàn có thể gặp ở những loài động vật hoang dã như rệp cây ( Aphidae ), rệp nho ( Philoxer ), Daphia, Ostracoda, côn trùng nhỏ cánh thẳng, cánh màng, da gai, giun tròn, ong, kiến, tò vò và một số ít rệp, nhện, thậm chí còn ở động vật hoang dã có xương sống như thằn lằn đá, nhông cát [ 2 ] hay 1 số ít loài cá, lưỡng cư, bò sát .
Loài nhông Leiolepis ngovantri được nhà sinh học Ngô Văn Trí phát hiện có khả năng trinh sản
Đặc biệt, ở ong còn diễn ra xen kẽ trinh sản và sinh sản hữu tính. Ong chúa đẻ ra rất nhiều trứng, trứng không được thụ tinh tăng trưởng thành ong đực ( bộ nhiễm sắc thể n – hiện tượng kỳ lạ trinh sản ), trứng được thụ tinh tăng trưởng thành ong thợ và ong chúa ( bộ nhiễm sắc thể 2 n – sinh sản hữu tính ) .
Bài chi tiết: Ong
Hiện tượng trinh sinh thường được gặp ở cây bồ công anh .
