Leta 1958 je sovjetski biolog Ilya Darevsky opisal rod kuščarjev, ki so ga sestavljale samo samice. To je bilo veliko svetovno odkritje. Pred tem je bilo jasno, da obstaja pojav, kot je partenogeneza ("deviško razmnoževanje", pri katerem se ženske reproduktivne celice razvijejo v odraslem organizmu brez oploditve). Ta postopek je opisan pri žuželkah. Toda nihče si ni predstavljal, da bi lahko tudi samice vretenčarjev brez moških.
Nenavadno je, da partenogenezo biologi prepoznajo kot spolno razmnoževanje, saj se potomci razvijajo iz zarodnih celic. Zakaj torej poleg rodu kuščarjev, ki se razmnožujejo na običajni način za vretenčarje - s fuzijo moških in ženskih kromosomov, obstaja rod, ki je sestavljen samo iz samorazmnožujočih se "žensk"?
Aleksey Ryskov, doktor bioloških znanosti, vodja laboratorija za organizacijo genoma na Inštitutu za gensko biologijo Ruske akademije znanosti, pojasnjuje: »Partenogeneza je za znanstvenike še vedno skrivnosten pojav, obstaja veliko temeljnih vprašanj. Včasih so verjeli, da so možnosti za srečanje z "otroki partenogeneze" zelo redke, zato morajo biti nežive. Nato smo ugotovili, da obstajajo celotni rodi samic kuščarjev in kač, ki se že tisočletja klonirajo. Takšno naravno kloniranje predpostavlja, da je v določeni fazi nastala nekakšna samica s spremenjenimi lastnostmi, ki je zaradi kompleksnih preobrazb postala enopolna. Takšne istospolne samice so potomke posameznikov biseksualnih vrst. Trenutno vemo, da je med vretenčarji partenogeneza razširjena le pri plazilcih - to so kuščarji in kače."
Glavno vprašanje se nanaša na temo kopičenja mutacij. Če postopek degeneracije, to je poslabšanje fenotipskih značilnosti potomcev, opazimo tudi s tesno povezanim križanjem, kaj pa kloniranje samega sebe?
V telesu se skozi življenje kopičijo mutacije, ki jih "po ravni črti" prenaša na svoje potomce. Izkazalo se je, da bi morali biti potomci manj sposobni za preživetje v primerjavi s staršem, zato linija tvega, da bo hitro izginila. Vendar pa dokazano, da partenogenetski kuščarji obstajajo že tisočletja.
Ruski znanstveniki z Inštituta za gensko biologijo Ruske akademije znanosti so se ob podpori Ruske znanstvene fundacije odločili, da bodo ugotovili, kako se partenogenetične matere in njihove hčere razlikujejo na ravni genoma. Naloga je bila zastavljena tudi tako, da razume naprave genomov istospolnih samic in jih primerja z genomi biseksualnih samic. Za primerjavo so bili vzeti genomski podatki "zgodovinskih staršev" istospolnega kuščarja.
"Vemo za dva biseksualna rodovnika," pojasnjuje Aleksej Ryskov. »Jasno je tudi, kdo od njih je očetovski, kdo materinski. Kot rezultat hibridnega križanja pred približno 10 tisoč leti je nastala spremenjena samica, ki je postala enospolna. Tako živi, samopoštova se. Zdaj so vsi trije genomi zaporedni, v fazi smo primerjave."
Kuščar Rostombekov. Fotografija: javna last
Promocijski video:
Jasno je, da so se genomi "zgodovinskih staršev" mutirali skozi tisočletja. Tudi pri proučevanju klonov znanstveniki že najdejo mutacijske dogodke. Drugo vprašanje je, kako pomembne so mutacije in kako dolgo trajajo.
Vprašanje nastanka mehanizma partenogeneze in njegove smotrnosti je še vedno odprto. Zakaj se v enem primeru hibridizacije pojavi neživljenjsko potomstvo, v drugem pa cel rod klonov, ki obstaja tisočletja?
Obstajajo hipoteze, ki opisujejo možnost, da se biseksualni posameznik spremeni v enospolnega. Moritzova hipoteza o ravnotežju (S. Moritz) na primer kaže, da morata biti materinemu in očetu pri križanju dovolj blizu, da dobita sposobnega za življenje posameznika, hkrati pa daleč stran, da lahko pride do kakršnih koli močnih sprememb v procesu delovanja celic. Takoj, ko znanstveniki v laboratoriju poskušajo doseči pojav prve matere, ki je sposobna "brezmadežnega spočetja", se takoj porajajo misli o neraziskanih podrobnostih. Morda se te subtilnosti skrivajo v interakciji dveh genov: jedrskega in mitohondrijskega.
Predpostavlja se, da bi morala na vsa ta temeljna vprašanja odgovoriti študija znanstvenikov z Inštituta za gensko biologijo Ruske akademije znanosti.
Anna Urmantseva