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 występuję 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, które normalnie rozmnażają 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.

"My jako pierwsi pokazaliśmy, że można wymusić partenogenetyczne rozmnażanie u zwierząt - mówi dr Alexis Sperling z University of Cambridge, główna autorka artykułu opublikowanego na łamach "Current Biology" (http://dx.doi.org/10.1016/j.cub.2023.07.006). - Bardzo ekscytujące było obserwowanie, jak samica muchy samodzielnie wytwarza zarodek, który jest zdolny do rozwoju, osiąga dorosłość i powtarza ten proces".

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 dzieworódczo, 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 gatunku.

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 obecnie 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. (PAP)

Katarzyna Czechowicz

kap/ zan/