Bezvainīgās ieņemšanas piemēri dzīvniekiem

2024 Autors: Seth Attwood | [email protected]. Pēdējoreiz modificēts: 2023-12-16 16:11

Dabā viendzimuma vairošanās – partenoģenēze, kad mātītes rada pēcnācējus bez tēviņu līdzdalības – nav nekas neparasts. Tas parasti notiek starp maziem bezmugurkaulniekiem, kukaiņiem un zirnekļveidīgajiem. Tas notiek tikai 70 mugurkaulnieku sugās, tas ir, 0,1 procentam. Bet ieskaitot zīdītājus.

Negaidīta dāvana Ziemassvētkos

2001. gada decembrī Nebraskas zoodārzā (ASV) piedzima āmurhaizivs mazulis (Sphyrna tiburo). Šīs dzīvdzemdētājas zivis rada pēcnācējus reizi gadā un, kā likums, uzreiz no 12 līdz 15 haizivīm. Tomēr tajā dienā bija tikai viens mazulis. Zoodārza darbiniekiem, kuri nebija gaidījuši papildinājumu, viņu neizdevās dabūt ārā no akvārija - gandrīz uzreiz haizivi nogalināja tur mītošā elektriskā dzeloņraja.

Šis stāsts daudz neatšķirtos no citiem zivju audzēšanas gadījumiem nebrīvē, ja ne tikai viens brīdinājums: pēdējo trīs gadu laikā akvārijā ir dzīvojušas tikai āmurhaizivju mātītes.

Eksperti, kas rūpējās par dzīvniekiem, nolēma, ka neveiksmīgā māte ar tēviņu nodarbojusies ar seksu, kad viņa vēl atradās savvaļā, un paturēja viņa spermu rezervē. Savvaļā tas dažreiz notiek. Tomēr nebija pierādījumu, ka spermatozoīdi saglabā auglību tik ilgu laiku.

Mirušā teļa ķermenis tika nosūtīts uz Pjū Okeanoloģijas institūtu, kas ir daļa no Maiami universitātes. Tur pētnieki pēc virknes ģenētisko testu noskaidroja, ka haizivīm vispār nav tēva, un viņa māte acīmredzot ieņemta partenoģenēzes ceļā.

Tas ir reprodukcijas metodes nosaukums, kurā embrijs attīstās no sievietes reproduktīvās šūnas bez apaugļošanas. Parasti tas ir raksturīgs bezmugurkaulniekiem, taču ir arī izņēmumi - piemēram, zvīņainajiem rāpuļiem. Un āmurhaizivīm partenoģenēze varētu būt pēdējais līdzeklis, lai izglābtu tās sugu no izzušanas, norāda biologi.

Jaunava mātīte pārāk ilgi gaidīja, lai tēviņš turpinātu dzimtu, un ķermenis to uzskatīja par draudu visai populācijai. Rezultātā tika aktivizēts minimālā īpatņu skaita saglabāšanas mehānisms.

Kad visi līdzekļi ir labi

Piecpadsmit gadus vēlāk Austrālijas zinātnieki reģistrēja otro partenoģenēzes gadījumu zivīm - un atkal nebrīvē. Leonija zebrhaizivs (Stegostoma fasciatum), kura ar tēviņiem nebija komunicējusi četrus gadus, izdēja 41 olu. No trim izšķīlušies veseli mazuļi.

Pirmā lieta, par ko pētnieki domāja, bija spermas neticamā vitalitāte. Fakts ir tāds, ka līdz 2012. gadam Leonija dzīvoja vienā akvārijā ar tēviņu, no kura viņa vairākas reizes atnesa pēcnācējus. Biologi ieteica viņai glabāt viņa spermu četrus gadus un, tiklīdz radās iespēja, izmantot to olšūnu apaugļošanai.

Tomēr ģenētiskā analīze parādīja, ka visiem mazuļiem bija tikai mātes DNS. Tātad, Leonija, ja nebija tēviņu, pārgāja uz viendzimuma reprodukciju. Kā atzīmē zinātnieki, dzimumšūnu nobriešanas procesā zivju ķermenī ir izveidojušies polocīti - polārie ķermeņi. Šīs šūnas satur DNS kopiju, bet parasti tās nespēj apaugļot. Dažreiz vēl nenoskaidrotu iemeslu dēļ viņi sāk uzvesties kā spermatozoīdi: viņi apaugļo olšūnu un pārvērš to par embriju.

Saskaņā ar dažiem darbiem šo zivju audzēšanas metodi var izmantot savvaļā. Vismaz biologi no Ņujorkas štata universitātes Stony Brookā (ASV), pētot zāģzivju ģenētisko daudzveidību pie Floridas dienvidrietumu krasta, atrada septiņus partenoģenēzes rezultātā dzimušus īpatņus.

Pētnieki uzskata, ka dzīvnieki šo audzēšanas metodi izmantoja pārāk zemā populācijas blīvuma dēļ. Pēdējos gados īpatņu skaits nepārtraukti samazinās, un mātītēm kļūst arvien grūtāk atrast tēviņus pārošanai. Tas nozīmē, ka partenoģenēze ir pilnīgi iespējama starp sugām, kas ir tuvu izmiršanai, saka zinātnieki.

Ekskluzīvi vīriešu kārtas pēcnācēji

Papildus haizivīm biologi ir fiksējuši atsevišķus viendzimuma vairošanās gadījumus ērglim – šī ir dzeloņraju suga – un parastajam boa konstriktoram. Turklāt pēdējās mātīte nolēma vairoties, pat viņai bija iespēja pāroties ar tēviņu. Lai gan notika dzimumakts, divi mazuļi metienā bija partenoģenēzes rezultāts. To apstiprināja DNS analīze.

Zīdītāji spēj vairoties viena dzimuma pārstāvjiem, kaut arī mākslīgi. Vēl 2004. gadā japāņu biologi saņēma peles no divām mātēm bez tēva. Šim nolūkam tika izmantotas nenobriedušas olas, kuru genomos tika "atslēgti" vairāki svarīgi reģioni. Viena mātīte, kas dzimusi partenoģenēzes rezultātā, nodzīvoja līdz briedumam un parastajā veidā dzemdēja savus mazuļus.

Četrpadsmit gadus vēlāk šos eksperimentus atkārtoja ķīniešu zinātnieki. Tiesa, viņi devās nedaudz tālāk un ieguva pēcnācējus ne tikai no divām vientuļām mātītēm, bet arī no diviem tēviņiem (tas ir, pelēm bija tikai tēvi). Šim nolūkam tika izmantotas embrionālās cilmes šūnas, kurās tika saglabāta viena no vecākiem DNS. Tas bloķēja gēnu darbību, kas darbojas atšķirīgi atkarībā no tā, kurš tos nodeva - vīrietis vai sieviete.

Zinātnieki injicēja šādas cilmes šūnas ar koriģētu DNS nenobriedušās olās. Iegūtie embriji tika pārstādīti surogātmātēm. Rezultātā piedzima dzīvotspējīgas peles, kurām nebija tēva. Tiesa, dzīvniekiem bija attīstības defekti. Viņi kustējās lēnāk un ātrāk nogura. Bet viņi dzīvoja ilgāk.

Lai iegūtu pēcnācējus no diviem tēviem, sagatavotas embrionālās cilmes šūnas tika ievadītas olās bez kodola. No tūkstoš embrijiem izdzīvoja tikai 12. Eksperimentālās peles svēra divreiz vairāk nekā parasti, cieta no vēsuma, nevarēja normāli elpot, sūc pienu un ātri nomira.

Darba autori atzīmē, ka attīstības defektus var nomākt tikai embrijiem, kas iegūti no divām mātēm. Bet vīriešu partenoģenēze nav ļoti dzīvotspējīga. Tas izskaidro, kāpēc viendzimuma vairošanās savvaļā mēdz notikt mātītēm.