In 1958 beschreef de Sovjetbioloog Ilya Darevsky een geslacht van hagedissen dat alleen uit vrouwtjes bestond. Dit was een grote wereldontdekking. Voordien was het duidelijk dat er een fenomeen bestaat als parthenogenese ("maagdelijke voortplanting" waarbij vrouwelijke voortplantingscellen zich ontwikkelen in een volwassen organisme zonder bevruchting). Dit proces is beschreven bij insecten. Maar niemand had gedacht dat vrouwelijke gewervelde dieren ook zonder mannetjes konden.
Vreemd genoeg wordt parthenogenese door biologen erkend als seksuele voortplanting, aangezien het nageslacht zich ontwikkelt vanuit de kiemcel. Dus waarom is er naast het geslacht van hagedissen, dat zich op de gebruikelijke manier voor gewervelde dieren voortplant - door de versmelting van mannelijke en vrouwelijke chromosomen, een geslacht dat alleen bestaat uit zichzelf reproducerende "vrouwen"?
Aleksey Ryskov, doctor in de biologische wetenschappen, hoofd van het genoomorganisatielaboratorium van het Instituut voor genbiologie, Russische Academie van Wetenschappen, legt uit: “Parthenogenese is nog steeds een mysterieus fenomeen voor wetenschappers, er zijn veel fundamentele vragen. Ooit geloofde men dat de opties om de "kinderen van parthenogenese" te ontmoeten zeer zeldzaam zijn, ze moeten niet levensvatbaar zijn. Toen realiseerden we ons dat er hele geslachten van vrouwelijke hagedissen en slangen zijn die zichzelf millennia lang hebben gekloond. Zo'n natuurlijk klonen suggereert dat er in een bepaald stadium een soort vrouwtje met veranderde eigenschappen is ontstaan, die unisexueel werd als gevolg van complexe transformaties. Zulke vrouwtjes van hetzelfde geslacht zijn afstammelingen van individuen van biseksuele soorten. Op dit moment weten we dat parthenogenese onder gewervelde dieren alleen bij reptielen voorkomt - dit zijn hagedissen en slangen."
De hoofdvraag heeft betrekking op het onderwerp van de accumulatie van mutaties. Als het proces van degeneratie, dat wil zeggen de verslechtering van de fenotypische kenmerken van het nageslacht, zelfs bij nauw verwante kruising wordt waargenomen, hoe zit het dan met het zelf klonen?
Gedurende het hele leven accumuleert het lichaam mutaties, die het "rechtstreeks" doorgeeft aan zijn nakomelingen. Het blijkt dat het nageslacht minder levensvatbaar zou moeten zijn in relatie tot de ouder, en de lijn dreigt daarom snel te vervagen. Het is echter bewezen dat parthenogenetische hagedissen al millennia bestaan.
Russische wetenschappers van het Institute of Gene Biology, Russian Academy of Sciences, met de steun van de Russian Science Foundation, besloten uit te zoeken hoe parthenogenetische moeders en hun dochters verschillen op genoomniveau. De taak was ook om de apparaten van de genomen van vrouwen van hetzelfde geslacht te begrijpen en deze te vergelijken met de genomen van biseksuele vrouwen. Ter vergelijking werden de genomische gegevens van de "historische ouders" van de hagedis van hetzelfde geslacht genomen.
"We kennen twee biseksuele voorlopers", legt Alexey Ryskov uit. “Het is ook duidelijk wie van hen vaderlijk is, wat moederlijk is. Als resultaat van hybride kruising ongeveer 10 duizend jaar geleden, werd een veranderd vrouwtje gevormd, dat unisexueel werd. Dus ze leeft, zichzelf aanbidt. Nu alle drie de genomen zijn gesequenced, bevinden we ons in het stadium van vergelijking”.
Hagedis Rostombekov. Foto: publiek domein
Promotie video:
Het is duidelijk dat de genomen van de "historische ouders" in de loop van de millennia zijn gemuteerd. Zelfs als ze klonen bestuderen, vinden wetenschappers al mutatiegebeurtenissen. Een andere vraag is hoe significant de mutaties zijn en hoe lang ze aanhouden.
De vraag naar de opkomst van het mechanisme van parthenogenese en de opportuniteit ervan is nog open. Waarom verschijnt in het ene geval van hybridisatie een niet levensvatbaar nageslacht en in het andere - een heel geslacht van klonen dat al millennia bestaat?
Er zijn hypothesen die de mogelijkheid beschrijven dat een biseksueel individu in een unisexueel verandert. De evenwichtshypothese van Moritz (S. Moritz) suggereert bijvoorbeeld dat bij het kruisen de maternale en vaderlijke soort dichtbij genoeg moeten zijn om een levensvatbaar individu te krijgen, maar tegelijkertijd ver weg, zodat er sterke veranderingen in het proces van celfunctie kunnen optreden. Zodra wetenschappers in het laboratorium echter proberen de opkomst te bewerkstelligen van de eerste moeder die in staat is tot "onberispelijke conceptie", komen onmiddellijk gedachten aan onverklaarbare details op. Misschien zijn deze subtiliteiten verborgen in de interactie van twee genomen: nucleair en mitochondriaal.
Aangenomen wordt dat al deze fundamentele vragen moeten worden beantwoord door een onderzoek door wetenschappers van het Institute of Gene Biology, Russian Academy of Sciences.
Anna Urmantseva
