Na co komu mężczyźni? Samice, które same się klonują w końcu szybciej zdrowieją

Niektóre płazy z gatunku Ambystoma zamieszkujące północno-wschodnią Amerykę Północną nie potrzebują samców, by się rozmnażać. Zamiast tego same klonują się z pokolenia na pokolenie.

W opinii wielu specjalistów to sytuacja bez przyszłości, bowiem brak świeżych genów od męskich osobników może w końcu osłabić samice.

Ale nie takie są wyniki badań.

Grupa naukowców skupiła się na zdolności płazów do odrzucania części ogona – w obliczu drapieżcy albo innego nieszczęśliwego wypadku – i szybkiej regeneracji brakującej części.

Kiedy naukowcy zbadali częstotliwość, z jaką żeńskie płazy Ambystoma odzyskują ogon w porównaniu z innymi gatunkami Ambystoma (tymi rozmnażanymi przy udziale plemnika), odkryli, że osobniki żeńskie odzyskują odwłok 1,5 raza szybciej.

- Jest wiele badań dotyczących regeneracji, ale nadal nie wiemy, na ile zróżnicowana jest ta umiejętność. Nasze odkrycia są jednak istotne, bo zwracają uwagę, że ta możliwość regeneracji jest dużo bardziej skomplikowana niż myśleliśmy – podkreśla Rob Denton, biolog ewolucyjny z Ohio State University.

Kradzież DNA

Jako że samoklonujące się płazy Ambystoma ewoluowały ponad 6 milionów lat temu, można uznać, że taki tryb życia musi dawać im pewne korzyści. - W przeciwnym wypadku linia genealogiczna nie przetrwałaby aż tak długo – przekonuje Denton.

Wskazówką jest to, że jednopłciowe Ambystomy podkradają DNA spermy innych gatunków. Zamiast jednak używać tego DNA do zapłodnienia jaj, żeńskie osobniki zwyczajnie dodają go do własnych genomów.

Oznacza to, że niektóre samice nie mają dwóch kopii chromosomu jak większość zwierząt, ale trzy czy nawet cztery kopie. Wielokrotnie dodatkowe egzemplarze genomów mogą pochodzić od innych gatunków.

Praca Katherine Greenwald, biolożki ewolucyjnej z Eastern Michigan University zajmującej się płazami gatunku Ambystoma, w dużej mierze polega na dociekaniu, od jakich gatunków pochodzą geny składające się na skomplikowaną i różnorodną mieszaninę, jaką jest jednopłciowy genom Ambystomy.

Monica Saccucci, absolwentka Ohio State University, zaobserwowała przy poprzednich badaniach, że bezpłciowym ślimakom z dodatkowymi kopiami genomów brakujące części ciała odrastają dużo szybciej. Choć ich dodatkowy DNA oznacza, że więcej genów trzeba skopiować, osobniki te mają też więcej białka, które pomaga w tworzeniu kopii.

By sprawdzić, czy to samo zachodzi u płazów, Saccucci zbierała jaja od żeńskich osobników Ambystoma i Ambystoma texanum i hodowała je w laboratorium, aż osiągnęły formę dorosłą.

Okazało się, że jednopłciowe osobniki Ambystoma posiadają trzy kopie genomów: jeden genom od ambystomy niebieskoplamej A. laterale, oraz dwa genomy od A. jeffersonianum.

Następnie Saccucci usunęła część ogonów wszystkim 12 okazom laboratoryjnym i zmierzyła, jak szybko odrastają.

Ważny pierwszy krok

Badania ostatnio opublikowane w Journal of Zoology wykazały, że przez pierwsze trzy tygodnie ogony w obu grupach płazów odrastały w takim samym tempie.

Następnie naukowcy zmienili dietę płazów na bardziej odżywczą, by bardziej przypominała pożywienie w dzikich warunkach.

Od tego momentu ogony osobników jednopłciowych zaczęły regenerować się znacznie szybciej i zakończyły regenerację 1,5 raza szybciej niż A. texanum.

Maurine Neiman, biolożka ewolucyjna z University of Iowa, która prowadziła badania nad regeneracją u bezpłciowych ślimaków, twierdzi, że to naprawdę ważny eksperyment. Sprawdza, kto wygrywa w naturalnych warunkach, a to nie zdarza się często w badaniach.

Głównym ograniczeniem tego badaniach, co podkreśla zarówno Greenwald, jak i Neiman jest fakt, że naukowcy nie porównali szybkości regeneracji jednopłciowych osobników z tymi, od których zbierają genomy.

Jest więc trudniej stwierdzić, czy różnice w odrastaniu ogonów mają związek z bezpłciowym rozmnażaniem, liczbą kopii genomów, czy innymi wrodzonymi różnicami w szybkości kopiowania genomu.

Mimo to Naiman uważa, że to bardzo ważny pierwszy krok.

Podkreśla, że liczba kopii genomu to jedna z najważniejszych cech, choć nadal nie wiemy, dlaczego wiele gatunków poprzestało na dwóch kopiach.

Tekst: Carrie Arnold