Vědci poprvé použili genetické inženýrství k vyvolání „panenského porodu“ u samic živočichů, které za normálních okolností potřebují k rozmnožování samce. Vědci sice „vytvářeli“ mláďata myší a žab bez samčího genetického přispění už dříve, tito potomci však vznikli spíše úpravou vaječných buněk v laboratorních miskách než tím, že by samice zvířat získaly schopnost panenského porodu, známou také jako partenogeneze. Výzkum byl poprvé publikován v časopise Nature, zveřejnil ho server Scientific American.
Podle spoluautorky studie a vývojové bioložky z University of Cambridge ve Velké Británii Alexis Sperlingové byly v dřívějším výzkumu identifikovány geny, které byly pro partenogenezi dobrými kandidáty. Její tým však podle jejích slov nyní tyto geny nejen přesně určil, ale také potvrdil jejich funkci tím, že je aktivoval u jiného druhu.
Jedenáct matek
U savců se potomci rodí, když spermie samců oplodní vajíčka samic. U mnoha druhů hmyzu a ještěrů, stejně jako u dalších živočichů, se však jako alternativa k sexu vyvinula právě partenogeneze, která nevyžaduje žádné genetické přispění samce.
Aby Sperlingová a její kolegové identifikovali geny, které jsou základem partenogeneze, sekvenovali genomy dvou kmenů octomilek: jednoho, který se rozmnožuje pohlavně, a druhého, který se rozmnožuje partenogenezí. Poté porovnali aktivitu genů ve vajíčkách mušek schopných partenogeneze s aktivitou genů ve vajíčkách mušek schopných pouze pohlavního rozmnožování, aby identifikovali geny, které pracují během jednoho procesu, ale ne během druhého.
Partenogeneze je nejefektivnější způsob rozmnožování. U živočichů je provádění sexu velmi komplikované.
Toto srovnání umožnilo autorům identifikovat 44 genů, které se potenciálně podílejí na partenogenezi. Výzkumníci změnili ekvivalentní geny u toho kmenu octomilek, který se obvykle nemůže rozmnožovat nepohlavně. Po různém kombinování genů vědci narazili na kombinaci, která vyvolala partenogenezi u zhruba jedenácti samic octomilek. Navíc – někteří potomci těchto geneticky upravených mušek byli rovněž schopni partenogeneze.
Zajímavé je, že ačkoliv partenogenetické mušky získaly geny pouze od svých matek, nebyly vždy jejím klonem. Některé měly tři sady chromozomů, zatímco vajíčka nakladená matkami rozmnožujícími se partenogenezí mají obvykle pouze dvě.
„Nejefektivnější způsob rozmnožování“
„Partenogeneze je nejefektivnější způsob rozmnožování. U živočichů je provádění sexu velmi komplikované,“ říká evoluční bioložka ze švýcarské University of Lausanne Tanja Schwanderová. Studium partenogeneze podle ní pomáhá biologům pochopit výhody a kompromisy spojené s pohlavním rozmnožováním. Podle evoluční bioložky z National Taiwan University v Tchaj-peji Chau-Ti Tingové by nová studie mohla biologům pomoci pochopit evoluci samotné partenogeneze. Doufá, že se podaří zjistit, zda i jiné druhy much mají geny pro partenogenezi podobné těm u octomilek. To by mohlo pomoci vysvětlit, jak se toto chování vyvinulo, uvažuje.
Sperlingová poznamenává, že někteří zemědělští škůdci využívají partenogenezi k rychlému množení, čímž dokáží více poškozovat plodiny. Například ve Spojeném království se jeden druh můry obrátil k partenogenezi kvůli rozšířenému používání pesticidů, které narušují rozmnožování samců. Podle Sperlingové se z těchto molů stali významní škůdci. Doufá, že se jí podaří prozkoumat, které zásady a strategie ochrany proti škůdcům by mohly vést k tomu, že se začnou spoléhat na partenogenezi – což by mohlo poté pomoci udržet škůdce pod kontrolou.
Reklama
foto: Shutterstock, zdroj: Scientific American