Kiderült, miért lehet túlélni a szűznemzést

A szakemberek már az 1960-as évektől tudják, hogy a gyíkok egyes fajainak nincs szükségük hímekre a szaporodáshoz. Az viszont egészen mostanáig rejtély volt, hogyan tartják fönn ezek a fajok a túléléshez létfontosságú genetikai változatosságot.

A Mexikóban és az Egyesült Államok déli részén élő gyíkok, a tejuk (Aspidoscelis fajok) egyes fajai azon mintegy 70 gerinces állatfaj közé tartoznak, amelyek képesek szűznemzéssel (azaz a hímek közreműködése nélkül) szaporodni. A szűznemzésnek azonban elvben megvan az a veszélye, hogy leromlik a faj genetikai állománya, mivel mindkét kromoszómakészlet ugyanattól az egyedtől származik (nincs genetikai keveredés, "frissítés").

Ivaros szaporodáskor az utódba egy-egy kromoszómakészlet kerül mindkét szülőből, amelyek génállománya nem teljesen azonos (az egyes gének változatai, az allélok eltérőek lehetnek). Az ivartalan szaporodáskor viszont mindkét kromoszómakészlet ugyanattól a szülőtől (az anyától) származik. Ezért a kromoszómákon található bármilyen rendellenesség fogékonyabbá teheti az állatokat a betegségekre vagy a mutációkra, mivel nem ellensúlyozza a hibát a másik nemből származó "jó" kromoszóma. A kutatók azonban nem tapasztaltak ilyen genetikai leromlást a gyíkoknál, és a Nature legújabb cikkéből most az is kiderül, miért nem. Peter Baumann és munkatársai, a kansasi Stowers Orvostudományi Kutatóintézetből fölfedezték, hogyan tartják fent a genetikai változatosságot ezek a gyíkok.

Ezek a gyíkfajok korábban különböző ivaros úton szaporodó fajok hibridizációjával jöttek létre, amelynek következtében nagyfokú genetikai változatosságot örököltek. A körülmények azonban arra kényszerítették őket, hogy hímek nélkül szaporodjanak.

Az állatok ugyanúgy kezdik a szaporodási folyamatot, mint ivarosan szaporodó társaik: megkettőzik a petesejtjeikben található kromoszómák számát. Ezután egy újabb replikáció következik, amelynek végeredménye diploid (kettős kromoszómakészletű) petesejt lesz. (Az ivarosan szaporodó állatoknál csak a megtermékenyített petesejt lesz diploid.)

A kutatók azt tapasztalták, hogy a gyíkok úgy tudják fenntartani a genetikai sokféleséget, hogy sosem párosítják a homológ kromoszómáikat (úgy, ahogy az ivarosan szaporodó fajok teszik egy-egy kromoszómakészletet véve mindegyik szülőtől), hanem az osztódáskor létrejövő leánykromoszómákat kombinálják. A leánykromoszóma-párok rekombinációja tartja fenn a heterozigótaságot a kromoszóma minden részén, mondják a kutatók.

A meiózis folyamata ivarosan (fent) és szűznemzéssel szaporodó (lent) Aspidoscelis fajoknál. A hagyományos meiózis folyamán az egyfordulós DNS-replikációt két egymás utáni osztódás követi, amelynek eredménye egy haploid (fele kromoszómaszámú) ivarsejt és három poláris vagy sarki test (kis körök). A homológ kromoszómákat kék és piros színnel jelöltük. A rekombináció (átkereszteződés) révén hibrid kromoszómák jönnek létre. Lent a kromoszómák meiózis előtti megkettőződése egyaránt lehetővé teszi a homológ, illetve a leánykromoszómák párba állását. A homológ párosítás és rekombináció a heterozigótaság (genetikai változékonyság) csökkenésével jár az érett petesejtben. A leánykromoszóma-párok rekombinációja fenntartja az összes kromoszómahely heterozigótaságát

Ez a fölfedezés azt jelenti, hogy ezek a gyíkok képesek valahogy megkülönböztetni a leánykromoszómákat a homológ kromoszómáktól, állítja Baumann. A kutatócsoport jelenleg ennek mikéntjét próbálja kideríteni. A kutatókat foglalkoztató másik nagy kérdés, miként is jön létre pontosan a kétszeres mennyiségű kromoszóma a gyíkoknál. Baumann azt gyanítja, hogy ez vagy kétszeres replikációval történhet, vagy két ivarsejt "egyesíti erejét" az osztódási folyamat kezdete előtt.

***

Rovatunk már a Facebookon és a Twitteren keresztül is elérhető, ahol extra tartalmakat is kínálunk.