Seksmisja w laboratorium

Wyprodukowanie biologicznej hybrydy to dla biotechnologów nic trudnego. Także istnienie gatunków zwierząt rozmnażających się bez udziału samców i ich plemników również nie jest dla nauki czymś zaskakującym. Ale teraz, pierwszy raz, udało się badaczom cały proces podejrzeć w laboratorium.

– To odtwarzanie ciągu wydarzeń, które doprowadziły do powstania całkiem nowego gatunku – tłumaczy Peter Baumann ze Stowers Institute for Medical Research. – I odnosi się do pytania, w jaki sposób pojawiły się zwierzęta rozmnażające się bez zapłodnienia.

Jajo o jajo

Partenogenezę (inaczej: dzieworództwo) znamy głównie z filmu „Seksmisja". Samo zjawisko, choć zauważone już w XVIII wieku, przez lata budziło kontrowersje. Teoria dotycząca rozmnażania się zwierząt bez zapłodnienia była powszechnie krytykowana, przyjmowano bowiem, że żywy organizm musi mieć i matkę, i ojca. Wkrótce okazało się, że partenogeneza wcale nie jest tak rzadka. Rozmnażają się w ten sposób owady, niektóre ryby, płazy i gady. Wtedy naukowcy doszli do wniosku, że dzieworództwo wprawdzie istnieje, ale stanowi ślepy zaułek ewolucji. Że rozmnażanie płciowe jest znacznie lepsze dla przetrwania gatunków.

Dlaczego? Gdy po zapłodnieniu rozwija się embrion, dysponuje materiałem genetycznym obojga rodziców. To daje większe możliwości przystosowania się do warunków otoczenia.

W ciągu ostatnich kilkunastu lat odkryto ponad 80 grup ryb, płazów i gadów rozmnażających się dzięki partenogenezie – podkreślają autorzy eksperymentu na łamach „Proceedings of the National Academy of Sciences". Należą do nich m.in. żyjące w obu Amerykach jaszczurki z rodziny tejowatych – przedstawicielki rodzajów Cnemidophorus i Aspidoscelis. U tych drugich, na 12 gatunków, siedem rozmnaża się przez dzieworództwo. Biolodzy dzięki badaniom genetycznym odkryli, że powstanie „gatunku samych samic" miało miejsce dzięki skrzyżowaniu się dwóch „normalnych" blisko ze sobą spokrewnionych gatunków jaszczurek. Ich potomstwo zyskało genetyczną mutację pozwalającą obywać się bez samców.

Dokładnie ten sam proces naukowcy chcieli powtórzyć w laboratorium. Próbowano to zrobić już wcześniej (jeden z eksperymentów trwał długie lata i „wypróbowano" w nim 230 zwierząt dziewięciu gatunków) ale albo się nie udawało, albo potomstwo było bezpłodne.

Zespołowi Petera Baumanna jednak się udało. Skrzyżowano gatunki A. exsanguis i A. inornata. Uzyskano sześć jaj i cztery żywe osobniki. Sukces był pełny – to potomstwo doczekało się własnych dzieci (oczywiście samych dziewczynek). W laboratorium pojawiło się już czwarte pokolenie zwierząt nowego, hybrydowego gatunku samic. Liczy sobie już 68 osobników.

Baumann nie zdecydował jeszcze, jaką nazwę będą nosić te zwierzęta. Jak jednak przyznaje, to mniej ważne niż znalezienie odpowiedzi na pytanie, dlaczego tym razem się udało. – Jaka jest fundamentalna różnica między tymi jaszczurczymi hybrydami a wszystkimi innymi, które były badane przez ostatnich 40 lat? – mówi naukowiec.

Eksperymenty Baumanna i obserwacje zwierząt wspierają tezę, że dzieworództwo nie jest wcale ślepym zaułkiem ewolucji. W pewnych warunkach może się ono okazać wręcz lepsze – gdy pożywienia jest pod dostatkiem, a nie jest potrzebne zróżnicowanie genetyczne – czyli w stabilnym i bezpiecznym środowisku.

Spontaniczna natura

Od niedawna naukowcy wiedzą również, że rozmnażać się w ten sposób mogą warany z Komodo, a nawet rekiny. Kilka przypadków takiego rozrodu zaobserwowano w zoo – m.in. u rekina młota w Henry Doorly Zoo w Nebrasce czy w akwarium w Karlsruhe.

– Czy to jest tak, że rozmnażanie bezpłciowe jest raz na zawsze i będzie tak, dopóki dany gatunek nie wymrze? – pyta Baumann. – Czy może jest szansa, że część materiału odpowiedzialnego za rozmnażanie płciowe ponownie się odnajdzie?