Példák a szeplőtelen fogantatásra állatoknál

2024 Szerző: Seth Attwood | [email protected]. Utoljára módosítva: 2023-12-16 16:07

A természetben az azonos neműek szaporodása – partenogenezis, amikor a nőstények hímek részvétele nélkül hoznak utódokat – nem ritka. Ez jellemzően apró gerinctelen állatok, rovarok és pókfélék körében fordul elő. Ez csak 70 gerinces fajnál, azaz 0,1 százalékánál fordul elő. De beleértve az emlősöket is.

Váratlan ajándék karácsonyra

2001 decemberében a Nebraska Állatkertben (USA) született egy bébi pörölycápa (Sphyrna tiburo). Ezek az életképes halak évente egyszer hoznak utódokat, és általában azonnal 12-15 cápát. Azon a napon azonban csak egy kölyök volt. Az állatkerti dolgozóknak, akik nem számítottak rá, nem sikerült kihozniuk az akváriumból – a cápát szinte azonnal megölte az ott élő elektromos rája.

Ez a történet nem sokban különbözne a fogságban történő haltenyésztés más eseteitől, ha egyetlen figyelmeztetés nélkül: az elmúlt három évben csak nőstény pörölycápák éltek az akváriumban.

Az állatokat gondozó szakértők úgy döntöttek, hogy a szerencsétlen anya még a vadonban szexelt a hímmel, és tartalékban tartotta a spermáját. A vadonban ez néha megtörténik. Nem volt azonban bizonyíték arra, hogy a spermiumok ilyen hosszú ideig megőrzik termékenységüket.

Az elhunyt borjú holttestét a Miami Egyetemhez tartozó Pew Institute of Oceanology-ba küldték. Ott a kutatók egy sor genetikai teszt elvégzése után rájöttek, hogy a cápának egyáltalán nem volt apja, anyja pedig nyilvánvalóan partenogenezis révén fogant meg.

Ez a neve annak a szaporodási módszernek, amelyben az embrió a női nemi sejtből, megtermékenyítés nélkül fejlődik ki. Általában ez a gerinctelen állatokra jellemző, de vannak kivételek - például a pikkelyes hüllők. A kalapácsfejű cápa esetében pedig a partenogenezis lehet az utolsó lehetőség, hogy megmentse faját a kihalástól – javasolják a biológusok.

A szűz nőstény túl sokáig várt arra, hogy a hím folytathassa a nemzetséget, és a szervezet ezt az egész populációt fenyegetőnek ítélte. Ennek eredményeként aktiválódott a minimális egyedszám megőrzésének mechanizmusa.

Amikor minden eszköz jó

Tizenöt évvel később ausztrál tudósok egy második partenogenezis esetet rögzítettek halakban – és ismét fogságban. Leoni zebracápája (Stegostoma fasciatum), aki négy éve nem kommunikált a hímekkel, 41 tojást tojtak le. A három közül egészséges kölykök keltek ki.

A kutatók először a spermiumok hihetetlen vitalitására gondoltak. A helyzet az, hogy 2012-ig Leonie ugyanabban az akváriumban élt egy hímmel, ahonnan többször is utódokat hozott. A biológusok azt javasolták, hogy négy évig tárolja a spermáját, és amint lehetőség adódik, használja a petesejt megtermékenyítésére.

A genetikai elemzés azonban azt mutatta, hogy minden kölyök csak anyai DNS-t hordozott. Tehát Leonie hímek hiányában átváltott az azonos neműek reprodukciójára. Amint a tudósok megjegyzik, a halak testében a nemi sejtek érésének folyamatában polociták - poláris testek - keletkeztek. Ezek a sejtek tartalmazzák a DNS másolatát, de általában nem képesek megtermékenyíteni. Néha, még tisztázatlan okokból, úgy kezdenek viselkedni, mint a spermiumok: megtermékenyítenek egy tojást, és embrióvá alakítják.

Egyes munkák szerint ez a haltenyésztési módszer vadon is alkalmazható. Legalábbis a Stony Brook-i New York-i Állami Egyetem (USA) biológusai, akik Florida délnyugati partjainál vizsgálták a fűrészhalak genetikai sokféleségét, hét partenogenezis eredményeként született egyedet találtak.

A kutatók úgy vélik, hogy az állatok a túl alacsony népsűrűség miatt alkalmazták ezt a tenyésztési módszert. Az utóbbi években az egyedek száma folyamatosan csökken, és a nőstények egyre nehezebben találnak hímet a párzáshoz. Ez azt jelenti, hogy a partenogenezis nagyon is lehetséges a kihalás közeli fajok között, állítják a tudósok.

Kizárólag hím utód

A cápákon kívül a biológusok egyedi eseteket jegyeztek fel az azonos neműek szaporodásáról a rétisasnál - ez a ráják egyik fajtája - és a közönséges boa konstriktornál. Sőt, az utóbbi nősténye úgy döntött, hogy szaporodik, még a hímmel való párzásra is lehetősége volt. Bár közösülés történt, az alomban lévő két kölyök partenogenezis eredménye volt. Ezt a DNS-elemzés igazolta.

Az emlősök képesek az azonos neműek szaporodására, bár mesterségesen. 2004-ben japán biológusok egereket kaptak két apa nélküli anyától. Ehhez éretlen petéket használtak, amelyek genomjában több fontos régiót „kikapcsoltak”. Egy partenogenezis eredményeként született nőstény megélte a felnőttkort, és a szokásos módon hozta világra saját fiókáit.

Tizennégy évvel később ezeket a kísérleteket kínai tudósok megismételték. Igaz, kicsit tovább mentek, és nem csak két egyedülálló nősténytől, hanem két hímtől is születtek utódok (vagyis az egereknek csak apjuk volt). Ehhez embrionális őssejteket használtak, amelyekben az egyik szülő DNS-ét megőrizték. Gátolta azoknak a géneknek a működését, amelyek eltérően működnek attól függően, hogy ki adta át őket – férfi vagy nő.

A tudósok az ilyen őssejteket korrigált DNS-sel fecskendezték éretlen tojásokba. Az így létrejött embriókat béranyákba ültették át. Ennek eredményeként életképes egerek születtek, amelyeknek nem volt apjuk. Igaz, az állatoknak fejlődési rendellenességei voltak. Lassabban mozogtak és gyorsabban elfáradtak. De tovább éltek.

Ahhoz, hogy két apától utódokat szerezzenek, előkészített embrionális őssejteket injektáltak nem magvú tojásokba. Ezer embrióból csak 12 maradt életben. A kísérleti egerek kétszer akkora súlyúak voltak, mint általában, vízkórban szenvedtek, nem tudtak normálisan lélegezni, tejet szoptak és gyorsan elpusztultak.

A munka szerzői megjegyzik, hogy a fejlődési rendellenességeket csak két anyától kapott embriókban lehet elnyomni. De a férfi partenogenezis nem túl életképes. Ez megmagyarázza, hogy az azonos neműek vadon élő szaporodása miért fordul elő nőstényekben.