Dla większości zwierząt seks to połączenie jaja i plemnika, które wymaga obecności zarówno samca, jak i samicy. Trafnie nazywa się to rozmnażaniem płciowym. Jednakże niektóre gatunki mają niezwykłą zdolność do rozmnażania się bezpłciowo bez zapłodnienia przez samca.

Szwajcarski przyrodnik Charlesa Bonneta odkrył ten proces, znany jako partenogeneza (greckie określenie oznaczające „dziewicze pochodzenie”) odkrył szwajcarski przyrodnik Charlesa Bonneta w połowie XVIII wieku. Długo uważano, że jest to zjawisko charakterystyczne dla roślin, owadów i innych bezkręgowców, gdzie występuje stosunkowo powszechnie. Jednak w ostatnich dziesięcioleciach biolodzy odkryli dziesiątki przypadków wśród ryb, gadów, ptaków, a nawet (w szczególnych okolicznościach) sporadycznych ssaków.

Partenogeneza przybiera zdumiewającą liczbę form: dla niektórych jest to plan awaryjny, ostatnia deska ratunku, gdy brakuje partnerów; dla innych jest to jedyny sposób na zaistnienie nowego pokolenia; a jeszcze inni zdają się wybierać metodę, która im odpowiada. Czytaj dalej, aby dowiedzieć się, które zwierzęta opanowały sztukę rozmnażania bezpłciowego.

1. Smoki z Komodo

W 2006 roku pracownicy dwóch brytyjskich ogrodów zoologicznych byli zszokowani, gdy odkryli to ich samica Smoki z Komodo urodziła pomimo izolacji od samców. Jedna z nich połączyła się z samcem, pokazując, jak elastyczna może być największa jaszczurka świata, przełączając się między rozmnażaniem płciowym i bezpłciowym, zależnie od potrzeb.

Ta strategia może pomóc smokom (zagrożonemu gatunkowi, którego na wolności żyje niewiele ponad 1000 dorosłych osobników) w uzupełnieniu liczebności w trudnych czasach. Ale niestety to nie działa na dłuższą metę — ze względu na dziwactwa chromosomów partenogeneza rodzi jedynie synów, którzy nie mogą przeprowadzić kolejnej rundy porodów z dziewicy.

Czytaj więcej: Przyjaciele na całe życie? Im więcej dowiadujemy się o seksie zwierząt, tym rzadsza staje się prawdziwa monogamia

2. Amerykańskie krokodyle

W podobnym odcinku opublikowany zaledwie w zeszłym roku W Listy z biologiisamica krokodyla w kostarykańskim zoo złożyła zaskakujący lęg płodnych jaj – co było zaskakujące, ponieważ podobnie jak smoki z Komodo żyła samotnie przez 16 lat.

Ponieważ krokodyle należą do starożytnej linii rodowej (archozaurów), która obejmuje także dinozaury, możliwe, że one również miały tę cechę wspólną. Jeśli tak, to by to oznaczało Park Jurajski był bardziej przewidujący, niż ktokolwiek mógł przypuszczać: naukowcy z parku stworzyli wszystkie swoje dzieła jako samice, ale w kluczowym momencie filmu te samice są w stanie rozmnażać się na drodze partenogenezy. Według nieśmiertelnych słów Iana Malcolma z Jeffa Goldbluma: „Życie, hm, znajduje sposób”.

Jednak w prawdziwym życiu tak się nie stało. Po trzech miesiącach w inkubatorze nie wykluło się żadne jajo. Jedna trzymała w pełni uformowany płód, który jednak urodził się martwy. Niemniej jednak, jak piszą naukowcy, „to odkrycie oferuje kuszący wgląd w możliwe zdolności reprodukcyjne wymarłych archozaurów, krewnych krokodyli”.

Czytaj więcej: Izolowana samica krokodyla rodzi bez krycia

3. Rekiny Młoty

Na przełomie wieków udokumentowano rozmnażanie bezpłciowe u prawie każdej gałęzi kręgowców, z wyjątkiem ssaków (co większość biologów skreśliła z powodów wyjaśnionych poniżej) i ryb chrzęstnoszkieletowych. Dziewicze narodziny rekinów były już dawno spóźnione.

I wtedy to się stało w zoo w Omaha w Nebrasce. Według znanego schematu matka nie miała kontaktu z mężczyznami od kilku lat. Rekiny potrafią przechowywać plemniki przez długi czas, więc początkowo eksperci zakładali, że to kolejny przypadek opóźnionego zapłodnienia. Jednak badania genetyczne nie wykazały żadnych oznak męskiego udziału w DNA szczenięcia — był to kolejny nieoczekiwany produkt partenogenezy.

Czytaj więcej: Rozmnażanie bezpłciowe jest zaskakująco powszechne w królestwie zwierząt

4. Mszyce

Rozmnażanie bezpłciowe nie jest niczym szczególnym wśród owadów, ale mszyce są jednymi z nielicznych, które również przechodzą okresy rozmnażania płciowego, zwane heterogonią. Raz do roku, jesienią, uprawiają dobry, staromodny seks. Przez resztę czasu kobiety radzą sobie ze sprawami na własnych warunkach.

Nie tylko są zdolne do partenogenezy, ale już w pierwszym dniu życia znajdują się w połowie tego procesu. „Większość mszyc rodzi się w ciąży i rodzi samice bez samców-pustaków” – pisze David L. Stern, biolog rozwojowy na Uniwersytecie Princeton, w książce Aktualna biologia. „Te rozwijające się embriony zawierają w sobie rozwijające się embriony trzeciego pokolenia, niczym rosyjskie lalki”.

Czytaj więcej: Czy owady mają uczucia i świadomość?

5. Whiptaile z Nowego Meksyku

Ta dziwna jaszczurka, która został nazwany „internetowa «gejowska ikona» herpetologii” była jednym z pierwszych przypadków partenogenezy stwierdzonych w świecie kręgowców. Tak się składa, że ​​jest to jeden z najczystszych przykładów: rozmnażanie płciowe w ogóle nie wchodzi w grę, ponieważ cały gatunek jest płci żeńskiej lub jest jednopłciowy.

Oznacza to, że całe potomstwo jest klonem matki i ma dokładnie te same geny. Wydaje się to ewolucyjną ślepą uliczką — bez nowego wkładu genetycznego (z wyjątkiem przypadkowych mutacji) whiptailom powinno być trudno utrzymać wystarczającą różnorodność, aby przystosować się do choroby lub zmian w środowisku. Jednak w jakiś sposób nadal prosperują.

Czytaj więcej: Kanibalizm seksualny: dlaczego kobiety czasami zjadają swoich partnerów po seksie

6. Molinezje amazońskie

Podobnie jak whiptaile, wszystkie mięczaki amazońskie, gatunek ryb słodkowodnych, są samicami. Opierają się jednak na jeszcze bardziej złożonej formie partenogenezy zwanej gynogenezą. Potrzebują nasienia (które „kradną” od blisko spokrewnionych gatunków), aby wywołać rozwój zarodka, ale plemniki te nie wnoszą żadnego materiału genetycznego. Całe potomstwo to doskonałe klony.

Oprócz braku różnorodności prowadzi to do kolejnej zagadki: ponieważ ich geny nigdy nie mają szansy na rekombinację poprzez rozmnażanie płciowe, można by się spodziewać rozkładu genomu w miarę narastania szkodliwych mutacji w procesie znanym jako Zapadka Mullera.

Te wady przewidują, że gatunki jednopłciowe powinien wyginąć w ciągu najwyżej 100 000 pokoleń. Ale w 2018 r. ustalili badacze że mięczaki jako gatunek są znacznie starsze — sięgają 500 000 pokoleń. Co więcej, nie znaleźli żadnych oznak pogorszenia się genomu. Coś w ich „odpornym składzie genetycznym” pozwala im zachować samowystarczalność seksualną.

Czytaj więcej: Czy zwierzęta też się masturbują?

7. Kondory kalifornijskie

Ze wszystkich zwierząt, które potrafią rozmnażać się bezpłciowo, ptaki robią to najrzadziej. Zwykle jest to skuteczne tylko w przypadku domowych indyków i kurczaków oddzielonych od samców. Ale w 2021 r. naukowcy z zoo w San Diego dodał kondory kalifornijskie do listy. (Nie wiadomo, czy partenogeneza zachodzi na wolności).

Co dziwne, matce, o której mowa, trzymano z płodnym samcem, z którym nawet łączyła się w przeszłości. Mimo że miała taką możliwość, zdecydowała się działać sama. Wiemy o tym tylko dlatego, że badacze przeprowadzili test na ojcostwo, który wskazuje na możliwość, że istnieje jeszcze wielu podstępnych reproduktorów bezpłciowych.

Czytaj więcej: Od Szczęk Śmierci po Strzałki Miłosne – te 7 zwierząt łączy się w pary w niezwykły sposób

8. Myszy

Naturalnej partenogenezy nigdy nie zaobserwowano u ssaków i nie bez powodu: my i nasze inne istoty stałocieplne jesteśmy wytworami imprintingu genomowego, proces, w wyniku którego geny są chemicznie oznaczane jako nieczytelne w zależności od tego, czy pochodzą od rodzica płci męskiej, czy żeńskiej. Chociaż mamy dwie kopie każdego genu (po jednej od każdego z rodziców), jedna po prostu siedzi cicho.

Oznacza to, że gdyby samica próbowała rozmnażać się samotnie, przekazałaby dwie wyciszone kopie wielu genów, a jej potomstwo nie rozwijałoby się prawidłowo. Jej komórka jajowa potrzebuje nasienia – nie da się tego obejść.

Przynajmniej nie w naturze; laboratorium to inna sprawa. W 2022 r. zespół chińskich naukowców indukowane rozmnażanie bezpłciowe na myszach w warunkach eksperymentalnych poprzez edycję DNA w regionach odpowiedzialnych za imprinting genomowy. Kiedy usunęli te znaczniki chemiczne, czyniąc geny męskimi, matki były w stanie donosić zdolne do życia dzieci.

Czytaj więcej: Zamiast drzemać, te torbacze są zbyt zajęte… zajęte

Źródła artykułów:

Nasi pisarze na Discovermagazine.com w naszych artykułach korzystamy z recenzowanych badań i wysokiej jakości źródeł, a nasi redaktorzy sprawdzają je pod kątem dokładności i wiarygodności. Przejrzyj źródła wykorzystane w tym artykule poniżej:

Encyklopedia genetyki Brennera. Partenogeneza

Encyklopedia Britannica. Charlesa Bonneta

Natura. Partenogeneza u smoków z Komodo

Listy z biologii. Odkrycie fakultatywnej partenogenezy u krokodyla z nowego świata

Listy z biologii. Dziewicze narodziny rekina młota

Aktualna biologia. Mszyce

Wiadomości z Wysokiego Kraju. Jak whiptail z Nowego Meksyku stał się ikoną gejów

Badania mutacji/podstawy i mechanizmy mutagenezy. Związek rekombinacji z postępem mutacyjnym

Ewolucja. Obciążenie mutacjami i przeżycie małych populacji

Nat Ecol Evol. Polimorfizm klonalny i wysoka heterozygotyczność w genomie molly amazońskiej żyjącej w celibacie

Badania komórkowe. Imprinting genomowy u ssaków: jego cykl życiowy, mechanizmy molekularne i przeprogramowanie