Naukowcy po raz pierwszy wskazali genetyczną przyczynę narodzin z dziewicy, a po włączeniu zdolność ta jest przekazywana z pokolenia na pokolenie kobiet.
Po raz pierwszy naukowcom udało się wywołać dziewiczy poród u zwierzęcia, które zwykle rozmnaża się płciowo: muszki owocowej Drosophila melanogaster.
Po wzbudzeniu tej muszki owocowej umiejętność ta jest przekazywana z pokolenia na pokolenie: potomstwo może rozmnażać się płciowo, jeśli w pobliżu są samce, lub przez dziewicze narodziny, jeśli ich nie ma.
W przypadku większości zwierząt rozmnażanie odbywa się drogą płciową — polega na zapłodnieniu komórki jajowej samicy przez nasienie samca. Narodziny z dziewicy lub „partenogeneza” to proces, w którym komórka jajowa rozwija się w zarodek bez zapłodnienia przez plemnik – samiec nie jest potrzebny.
Potomstwo z dziewicy nie jest dokładnym klonem swojej matki, ale jest genetycznie bardzo podobne i zawsze jest płci żeńskiej.
„Jako pierwsi pokazaliśmy, że można zaaranżować dziewicze porody u zwierząt – bardzo ekscytujące było obserwowanie, jak dziewicza mucha wytwarza zarodek zdolny do rozwoju do dorosłości, a następnie powtarza ten proces” – powiedział dr Alexis Sperling , naukowiec z University of Cambridge i pierwszy autor artykułu.
Dodała: „W naszych genetycznie zmanipulowanych muchach samice czekały na znalezienie samca przez połowę swojego życia – około 40 dni – ale potem poddały się i zaczęły rodzić z dziewicy”.
W eksperymentach tylko 1-2% drugich pokoleń samic much ze zdolnością do dziewiczego porodu wydało potomstwo, i to tylko wtedy, gdy w pobliżu nie było samców much. Kiedy dostępne były samce, samice łączyły się w pary i rozmnażały w normalny sposób.
Przejście na poród z dziewicy może być strategią przetrwania: jednorazowe pokolenie dziewiczych narodzin może pomóc w utrzymaniu gatunku.
Wyniki badań opublikowano dzisiaj w czasopiśmie Current Biology.
Aby osiągnąć wyniki, naukowcy najpierw zsekwencjonowali genomy dwóch szczepów innego gatunku muszki owocowej, zwanej Drosophila mercatorum. Jeden szczep potrzebuje samców do rozmnażania, drugi rozmnaża się tylko poprzez dziewicze narodziny. Zidentyfikowali geny, które były włączone lub wyłączone, gdy muchy rozmnażały się bez ojców.
Dzięki zidentyfikowaniu genów kandydujących na zdolność do rodzenia się z dziewicy u Drosophila mercatorum, naukowcy zmienili to, co uważali za odpowiadające im geny modelowej muszki owocowej, Drosophila melanogaster. Udało się: Drosophila melanogaster nagle nabyła zdolność dziewiczego narodzenia.
Badania obejmowały ponad 220 000 dziewiczych muszek owocowych i trwały sześć lat.
Kluczem do odkrycia był fakt, że ta praca została wykonana na Drosophila melanogaster – naukowcy twierdzą, że byłoby to niezwykle trudne w przypadku jakiegokolwiek innego zwierzęcia. Ta mucha jest „organizmem modelowym” do badań genetycznych od ponad 100 lat, a jej geny są bardzo dobrze poznane.
Sperling, który prowadził tę pracę w Departamencie Genetyki, niedawno przeniósł się do Cambridge Crop Science Center, aby pracować nad szkodnikami upraw i ma nadzieję ostatecznie zbadać, dlaczego dziewicze narodziny owadów mogą być coraz bardziej powszechne, szczególnie u gatunków szkodników.
„Jeśli będzie trwała presja selekcyjna na dziewicze narodziny szkodników owadzich, a wydaje się, że tak jest, ostatecznie doprowadzi to do ich rozmnażania się tylko w ten sposób. Może to stać się prawdziwym problemem dla rolnictwa, ponieważ samice produkują tylko samice, więc ich zdolność do rozprzestrzeniania się podwójna” – powiedział Sperling.
Samice niektórych zwierząt składających jaja, w tym ptaków, jaszczurek i węży, mogą naturalnie przestawić się na poród bez samców. Jednak dziewicze narodziny zwierząt, które normalnie rozmnażają się płciowo, są rzadkie, często obserwowane tylko u zwierząt w ogrodach zoologicznych, i zwykle mają miejsce, gdy samica była odizolowana przez długi czas i nie miała nadziei na znalezienie partnera.