Udało się wymusić u muchy rozród bez udziału samca

Po raz pierwszy naukowcom udało się wywołać dziewiczą ciążę i poród u zwierzęcia, które normalnie rozmnaża się typowo płciowo (muszki owocówki, Drosophila melanogaster) – informuje czasopismo „Current Biology”. Zdolność ta była następnie przekazywana z pokolenia na pokolenie.

W przypadku większości zwierząt rozmnażanie odbywa się drogą płciową i polega na zapłodnieniu komórki jajowej samicy przez komórkę rozrodczą samca. Dzieworództwo, inaczej partenogeneza, to proces, w którym uczestniczy sama komórka jajowa: bez udziału gamet samca i bez zapłodnienia rozwija się ona w zarodek. Powstałe w ten sposób potomstwo zawsze jest płci żeńskiej.

Partenogeneza występuje w świecie zwierząt bardzo rzadko i najczęściej jest przystosowaniem do specyficznych warunków. Występuje u niektórych zwierząt składających jaja, w tym ptaków, jaszczurek i węży, które w określonych warunkach naturalnie przestawiają się na rozród bez udziału samca. Jednak dziewiczy poród u gatunków normalnie rozmnażających się płciowo jest rzadki; czasami może się zdarzyć wśród zwierząt w ogrodach zoologicznych, gdy samica przez długi czas była odizolowana i nie miała szans na znalezienie partnera.

– Pierwsi pokazaliśmy, że można wymusić partenogenetyczne rozmnażanie u zwierząt. Bardzo ekscytujące było obserwowanie, jak samica muchy samodzielnie wytwarza zarodek, który jest zdolny do rozwoju, osiąga dorosłość i powtarza ten proces – mówi dr Alexis Sperling z University of Cambridge, główna autorka artykułu opublikowanego na łamach „Current Biology".

Badaczka podkreśla, że ogromnym osiągnięciem jest to, iż po wzbudzeniu tej umiejętności u muszki owocowej, jest ona przekazywana z pokolenia na pokolenie, choć nie zaburza stanu naturalnego: potomstwo nadal może rozmnażać się płciowo, jeśli w pobliżu są samce, lub przez dzieworództwo, jeśli samców nie ma.

– U naszych genetycznie zmanipulowanych much wyglądało to tak, że samice czekały na pojawienie się samca przez połowę swojego życia, czyli ok. 40 dni, ale jeśli go nie znalazły, poddawały się i zaczynały rodzić partenogenetycznie – opowiada autorka publikacji.

Seria eksperymentów ujawniła, że tylko 1–2 proc. samic w drugim pokoleniu wydało potomstwo na drodze dzieworództwa i to wyłącznie wtedy, gdy w pobliżu nie było samców. Zawsze, kiedy pojawiał się w otoczeniu samiec, samice łączyły się z nim w parę i rozmnażały w sposób tradycyjny. Łącznie badania obejmowały ponad 220 tys. muszek i trwały sześć lat.

Naukowcy uważają, że przejście na rozmnażanie partenogenetyczne może być wartościową strategią przetrwania. Takie jednorazowe pokolenia dzieworódczych narodzin mogłyby pomóc w utrzymaniu niektórych gatunków.

Innym potencjalnym zastosowaniem może być użycie wymuszonej partenogenezy do badań nad szkodnikami upraw, które czasami wykazują tę właśnie zdolność.

– Jeśli presja selekcyjna na dziewicze narodziny szkodników utrwali się, a wydaje się, że tak właśnie się dzieje, ostatecznie doprowadzi to do ich rozmnażania tylko w ten sposób, co może się stać prawdziwym problemem dla rolnictwa, ponieważ samice będę wydawać na świat kolejne pokolenia samych samic, przez co zdolność gatunku do rozprzestrzeniania się wrośnie dwukrotnie – mówi dr Sperling.