Exempel på obefläckad befruktning hos djur

2024 Författare: Seth Attwood | [email protected]. Senast ändrad: 2023-12-16 16:17

I naturen är reproduktion av samma kön - partenogenes, när honor producerar avkomma utan deltagande av män - inte ovanligt. Detta inträffar vanligtvis bland små ryggradslösa djur, insekter och spindeldjur. Detta händer bara hos 70 arter av ryggradsdjur, det vill säga hos 0,1 procent. Men inklusive däggdjur.

En oväntad julklapp

I december 2001 föddes en baby hammarhaj (Sphyrna tiburo) på Nebraska Zoo (USA). Dessa viviparösa fiskar ger avkomma en gång om året och, som regel, omedelbart från 12 till 15 hajar. Det var dock bara en unge den dagen. Djurparksarbetarna, som inte väntade sig ett tillskott, lyckades inte få ut honom ur akvariet – nästan omedelbart dödades hajen av den elektriska stingrockan som bodde där.

Den här historien skulle inte skilja sig mycket från andra fall av fiskuppfödning i fångenskap, om inte för en varning: under de senaste tre åren har bara hammarhajar av honkön bott i akvariet.

Experter som tog hand om djuren beslutade att den olyckliga mamman hade sex med hanen när hon fortfarande var i naturen och höll hans spermier i reserv. I det vilda händer detta ibland. Det fanns dock inga bevis för att spermier bibehåller fertiliteten under så lång tid.

Kroppen av den avlidne kalven skickades till Pew Institute of Oceanology, en del av University of Miami. Där upptäckte forskarna, efter att ha genomfört en rad genetiska tester, att hajen inte hade någon pappa alls, och att hans mamma, tydligen, blev gravid genom partenogenes.

Detta är namnet på metoden för reproduktion där embryot utvecklas från den kvinnliga reproduktionscellen utan befruktning. Vanligtvis är detta inneboende hos ryggradslösa djur, men det finns undantag - till exempel fjällande reptiler. Och för hammarhajen kan partenogenes vara den sista utvägen för att rädda dess art från utrotning, föreslår biologer.

Den jungfruliga honan väntade för länge på att hanen skulle fortsätta med släktet, och kroppen ansåg att detta var ett hot mot hela befolkningen. Som ett resultat aktiverades mekanismen för att bevara det minsta antalet individer.

När alla medel är goda

Femton år senare registrerade australiensiska forskare ett andra fall av partenogenes hos fisk – och igen i fångenskap. Leonis zebrahaj (Stegostoma fasciatum), som inte hade kommunicerat med hanar på fyra år, lade 41 ägg. Av de tre kläcktes friska ungar.

Det första forskarna tänkte på var spermiernas otroliga vitalitet. Faktum är att fram till 2012 bodde Leonie i samma akvarium med en hane, från vilken hon tog avkomma flera gånger. Biologer föreslog att hon lagrade hans spermier i fyra år och, så snart tillfället dök upp, använde det för att befrukta ägg.

Men genetisk analys visade att alla ungar bara bar moderns DNA. Så, Leonie, i frånvaro av män, bytte till samkönad reproduktion. Som forskare noterar, under mognadsprocessen av könsceller i fiskens kropp har polocyter - polära kroppar - bildats. Dessa celler innehåller en kopia av DNA, men kan vanligtvis inte befruktas. Ibland, av skäl som ännu inte har klarlagts, börjar de bete sig som spermier: de befruktar ett ägg och förvandlar det till ett embryo.

Enligt vissa verk kan denna metod för fiskuppfödning användas i det vilda. Åtminstone biologer från State University of New York i Stony Brook (USA), som studerade den genetiska mångfalden hos sågfisk utanför Floridas sydvästra kust, fann sju individer födda som ett resultat av partenogenes.

Forskarna tror att djuren använde denna avelsmetod på grund av den för låga befolkningstätheten. De senaste åren har antalet individer stadigt minskat och det är allt svårare för honor att hitta hanar för parning. Detta innebär att partenogenes är fullt möjligt bland arter nära utrotning, säger forskare.

Uteslutande manlig avkomma

Förutom hajar har biologer registrerat enstaka fall av fortplantning av samma kön hos den fläckiga örnen - det här är en art av stingrockor - och den vanliga boakonstriktorn. Dessutom bestämde sig honan av den senare för att reproducera sig själv, även med möjligheten att para sig med hanen. Även om samlag förekom, var de två ungarna i kullen resultatet av partenogenes. Detta bekräftades av DNA-analys.

Däggdjur är kapabla till samkönade reproduktion, om än konstgjorda. Redan 2004 fick japanska biologer möss från två mammor utan pappa. För detta användes omogna ägg, i vilkas genom flera viktiga regioner var "avstängda". En hona, född till följd av partenogenes, levde till mognad och födde sina egna ungar på vanligt sätt.

Fjorton år senare upprepades dessa experiment av kinesiska vetenskapsmän. Det är sant att de gick lite längre och fick avkomma inte bara från två enkla honor, utan också från två hanar (det vill säga mössen hade bara fäder). För detta användes embryonala stamceller, i vilka en av föräldrarnas DNA bevarades. Det blockerade aktiviteten hos gener som fungerar olika beroende på vem som förde dem vidare - man eller kvinna.

Forskare injicerade sådana stamceller med korrigerat DNA i omogna ägg. De resulterande embryona transplanterades till surrogatmödrar. Som ett resultat föddes livsdugliga möss, som inte hade en far. Det är sant att djuren hade utvecklingsdefekter. De rörde sig långsammare och tröttnade snabbare. Men de levde längre.

För att få avkomma från två fäder injicerades beredda embryonala stamceller i icke-kärnförsedda ägg. Av tusen embryon överlevde bara 12. Försöksmössen vägde dubbelt så mycket som vanligt, led av vattusot, kunde inte andas normalt, suger mjölk och dog snabbt.

Författarna till arbetet noterar att utvecklingsdefekter endast kan undertryckas i embryon som erhållits från två mödrar. Men manlig partenogenes är inte särskilt livskraftig. Detta förklarar varför samkönade reproduktion i det vilda tenderar att förekomma hos honor.