Primeri brezmadežnega spočetja pri živalih

2024 Avtor: Seth Attwood | [email protected]. Nazadnje spremenjeno: 2023-12-16 16:16

V naravi istospolno razmnoževanje - partenogeneza, ko samice rodijo potomce brez sodelovanja samcev - ni redko. To se običajno zgodi med drobnimi nevretenčarji, žuželkami in pajkovci. To se zgodi le pri 70 vrstah vretenčarjev, torej pri 0,1 odstotka. Toda vključno s sesalci.

Nepričakovano darilo za božič

Decembra 2001 se je v živalskem vrtu Nebraska (ZDA) skotil mladiček morskega psa kladiva (Sphyrna tiburo). Te živorodne ribe enkrat letno prinesejo potomce in praviloma takoj od 12 do 15 morskih psov. Vendar je bil tisti dan samo en mladič. Delavci živalskega vrta, ki niso pričakovali dodatka, ga niso uspeli spraviti iz akvarija - morskega psa je skoraj takoj pokončal električni bod, ki je tam živel.

Ta zgodba se ne bi veliko razlikovala od drugih primerov vzreje rib v ujetništvu, če ne bi bilo enega opozorila: v zadnjih treh letih so v akvariju živele le samice morskega psa kladiva.

Strokovnjaki, ki skrbijo za živali, so ugotovili, da je nesrečna mati imela spolne odnose s samcem, ko je bil ta še v naravi, in so njegovo spermo obdržali v rezervi. V divjini se to včasih zgodi. Vendar ni bilo dokazov, da sperme ohranjajo plodnost tako dolgo.

Telo pokojnega teleta so poslali na inštitut za oceanologijo Pew, ki je del Univerze v Miamiju. Tam so raziskovalci po izvedbi vrste genetskih testov ugotovili, da morski pes sploh ni imel očeta, njegova mati pa je očitno spočeta s partenogenezo.

To je ime metode razmnoževanja, pri kateri se zarodek razvije iz ženske reproduktivne celice brez oploditve. Običajno je to značilno za nevretenčarje, vendar obstajajo izjeme - na primer luskasti plazilci. Za morskega psa kladiva bi lahko bila partenogeneza zadnja možnost, da bi njegovo vrsto rešili pred izumrtjem, predlagajo biologi.

Deviška samica je predolgo čakala, da je samec nadaljeval rod, in telo je to ocenilo kot grožnjo za celotno populacijo. Posledično se je aktiviral mehanizem ohranjanja minimalnega števila posameznikov.

Ko so vsa sredstva dobra

Petnajst let pozneje so avstralski znanstveniki zabeležili drugi primer partenogeneze pri ribah – in spet v ujetništvu. Leonijev morski pes zebra (Stegostoma fasciatum), ki štiri leta ni komuniciral s samci, je odložil 41 jajčec. Od treh so se izvalili zdravi mladiči.

Prva stvar, o kateri so razmišljali raziskovalci, je bila neverjetna vitalnost sperme. Dejstvo je, da je Leonie do leta 2012 živela v istem akvariju s samcem, iz katerega je večkrat prinesla potomce. Biologi so predlagali, da je štiri leta hranila njegovo spermo in jo takoj, ko se je ponudila priložnost, uporabila za oploditev jajčec.

Vendar je genetska analiza pokazala, da so vsi mladiči nosili le materino DNK. Tako je Leonie v odsotnosti samcev prešla na istospolno razmnoževanje. Kot ugotavljajo znanstveniki, so se v procesu zorenja spolnih celic v telesu rib oblikovali polociti - polarna telesa. Te celice vsebujejo kopijo DNK, vendar se običajno ne morejo oploditi. Včasih se iz razlogov, ki še niso pojasnjeni, začnejo obnašati kot sperma: oplodijo jajčece in ga spremenijo v zarodek.

Po nekaterih delih se ta način vzreje rib lahko uporablja v naravi. Vsaj biologi z Državne univerze v New Yorku v Stony Brooku (ZDA), ki so preučevali genetsko raznolikost rib žage ob jugozahodni obali Floride, so odkrili sedem posameznikov, rojenih kot posledica partenogeneze.

Raziskovalci menijo, da so živali uporabljale ta način vzreje zaradi prenizke gostote populacije. V zadnjih letih se število osebkov vztrajno zmanjšuje in samice vse težje najdejo samce za parjenje. To pomeni, da je partenogeneza povsem možna med vrstami, ki so blizu izumrtja, pravijo znanstveniki.

Izključno moški potomci

Poleg morskih psov so biologi zabeležili osamljene primere istospolnega razmnoževanja pri orlu pegavcu – to je vrsta skatov – in navadni udavi. Poleg tega se je samica slednjega odločila, da se bo razmnoževala, celo imela možnost pariti se s samcem. Čeprav je prišlo do spolnega odnosa, sta bila dva mladiča v leglu posledica partenogeneze. To je potrdila analiza DNK.

Sesalci so sposobni istospolnega razmnoževanja, čeprav umetnega. Leta 2004 so japonski biologi prejeli miši od dveh mater brez očeta. Za to so bila uporabljena nezrela jajčeca, v genomih katerih je bilo "izklopljenih" več pomembnih regij. Ena samica, rojena kot posledica partenogeneze, je dočakala zrelost in na običajen način rodila svoje mladiče.

Štirinajst let pozneje so te poskuse ponovili kitajski znanstveniki. Res je, šli so malo dlje in dobili potomce ne le od dveh samskih samic, ampak tudi od dveh samcev (torej so imele miši samo očete). Za to so bile uporabljene embrionalne matične celice, v katerih je bila ohranjena DNK enega od staršev. Blokirala je aktivnost genov, ki delujejo različno, odvisno od tega, kdo jih je prenesel naprej – moški ali ženska.

Znanstveniki so takšne matične celice s popravljeno DNK vbrizgali v nezrela jajčeca. Nastale zarodke so presadili v nadomestne matere. Posledično so se rodile sposobne miši, ki niso imele očeta. Res je, živali so imele razvojne napake. Gibali so se počasneje in se hitreje utrudili. Toda živeli so dlje.

Za pridobitev potomcev dveh očetov so bile pripravljene embrionalne matične celice injicirane v jajčeca brez jedra. Od tisoč zarodkov jih je preživelo le 12. Poskusne miši so tehtale dvakrat več kot običajno, trpele so zaradi vodenice, niso mogle normalno dihati, sesale mleko in so hitro poginile.

Avtorji dela ugotavljajo, da je razvojne napake mogoče zatreti le pri zarodkih, pridobljenih od dveh mater. Toda moška partenogeneza ni zelo izvedljiva. To pojasnjuje, zakaj se istospolno razmnoževanje v naravi običajno pojavlja pri samicah.