Rekinica – zawsze dziewica

Jeszcze raz o marginalizacji samców.

Wielu biologów i ewolucjonistów zastanawiało się jaki jest, u licha, biologiczny sens rozmnażania płciowego. W świecie, w którym liczy się sukces reprodukcyjny, wyłączenie blisko połowy populacji z bezpośredniego udziału w produkowaniu potomstwa zakrawa na fanaberię. Bywa przecież, na przykład u pszczół, że samce wyposażone są w pojedynczy zestaw chromosomów (a nie podwójny, jak u wszystkich szanujących się istot diploidalnych) i żyją tylko tak krótko, by zapłodnić samicę. W głębinach oceanów żyją żabnice, których samce dosłownie wrastają w ciało samic i wiodąc życie pasożytów redukują swoją budowę do narządów płciowych, a szczęśliwe samice mają więcej niż jednego takiego „pasożyta”.

 

Przyglądając się szerzej temu zagadnieniu, naukowcy zauważyli że wbrew pozorom to nie przyjemność związana z procesem jest kluczowa. Przełomem w tych dociekaniach okazał się pomysł (wsparty wynikami modeli matematycznych) wykazujący, że naczelnym powodem dla takiego tasowania jest tworzenie unikalnych zestawów białek odpowiedzialnych za immunologię. Innymi słowy – generowanie ogromnej różnorodności kodów utrudniających infekcję. Jeżeli patogen znajduje klucz do kodu – wykosi w mig populację niezróżnicowaną ale zatnie się na takiej, gdzie występuje szerokie spektrum sposobów obrony. Stąd też nawet bakterie, nie wynalazłszy seksu, mają możliwość wymiany kawałków informacji genetycznej  i to – z opłakanym skutkiem dla antybiotyków – także między szczepami słabo ze sobą spokrewnionymi. I niemała część tej bakteryjnej wymiany dotyczy sposobów na atakujące je bakteriofagi.

 

W biologii, wiecie, taka jest reguła, że na każdą prawidłowość znajdzie się wyjątek. A z rybami tak już jest, że jeśli tylko coś pojawia się pośród zwierząt, u ryb także. Bo jak mogliście przeczytać tydzień temu, pewien gatunek strumieniaka jest jedynym znanym kręgowcem, który jako hermafrodyta jest w stanie dokonać samozapłodnienia. O bardzo ekonomicznym transseksualizmie niektórych gatunków ryb dziś tylko wspomnę – są takie gatunki, u których według potrzeb lub w sposób zaplanowany samce (lub samice) zmieniają płeć i funkcjonują dalej jako pełnoprawne biologicznie matki i kochanki (bądź ojcowie).

 

Bardziej radykalnym  odstępstwem od reguł seksualności jest zjawisko dzieworództwa (partenogenezy). To wtedy, gdy samica wydaje na świat młode będące niejako jej klonami, gdyż żaden samiec nie miał wkładu w powstanie młodych; nie doszło do zapłodnienia. Ten sposób jest względnie powszechny u zwierząt, na przykład patyczaki i gatunek salamandry Ambystoma laterale w ogóle nie posiadają instytucji samca. Okazjonalnie niektóre kręgowce doświadczają cudu niepokalanego poczęcia mimo występowania samców. Dotyczy to niektórych płazów i gadów, paru gatunków ptaków i oczywiście ryb. Przeważnie jednak młode powstałe w ten sposób są haploidalne, wobec czego mają obniżoną żywotność albo są bezpłodne, więc to raczej zaburzenie procesu rozmnażania. Wyjątkiem okazały się gatunki rekinów Chiloscyllium plagiosum, Stegostoma fasciatum, Cephaloscyllium ventriosum,  Pristis pectinata, których samice dochowały się potomstwa mimo braku kontaktu z samcem. A córeczka rekinicy bambusowej Chiloscyllium plagiosum gdy podrosła powtórzyła wyczyn matki, trafiając do annałów jako pierwszy udokumentowany przypadek dwupokoleniowej partenogenezy u kręgowców. Na wszelki wypadek potwierdzono to badaniami genetycznymi – owszem, doszło do naturalnego klonowania. Trwają dociekania czy to akt desperacji w warunkach hodowlanych, czy utrwalona strategia rozrodcza.

Chiloscyllium plagiosum _ Macau Biodiversity 2007 Charles Tilford
Wstaw podpis

———–

Wśród zwierząt funkcjonuje kilka rodzajów partenogenezy: Najbardziej radykalny, niespotykany u kręgowców, polega na rozpoczęciu podziałów niezapłodnionej (hapoloidalnej) komórki jajowej i późniejszym połączeniu się komórek potomnych, bądź samych jąder, dzięki czemu uzyskuje się stan diploidalności. Kosztem jest absolutna homozygotyczność potomstwa. Niemal absolutnie homozygotyczne* jest potomstwo powstałe z połączenia komórki jajowej z jej bliźniaczym ciałkiem kierunkowym, powstałych w ostatniej fazie mejozy (z oocytu II rzędu) – i ten sposób praktykują nasze rekinice. Nieco mniej homozygotyczne są dzieci powstałe z połączenia komórki jajowej z jej własnym ciałkiem kierunkowym, powstałych w pierwszym podziale mitotycznym (z oocytu I rzędu)**. Ostatni sposób to produkcja jaj diploidalnych na drodze mitozy. W tym przypadku potomstwo jest klonem matki, podobnie jak przy samozapłodnieniu, tylko bez fatygującej roboty z plemnikami.

 

* ten sposób nazywa się Terminal Fusion Automixis. W istocie, homologiczne chromosomy mogą różnić się telomerami a nawet większymi fragmentami, gdyż na wcześniejszym etapie mejozy dochodzi do rekombinacji. Upraszczając – potomstwo zawiera podwojoną połowę materiału genetycznego, jaki matka otrzymała od „dziadka i babci”. Jeśli pominąć rekombinację, w parach chromosomów są tylko układy „babcia, babcia” lub „dziadek, dziadek”

** ten sposób nazywa się Central Fusion Automixis. Tutaj, stosując uproszczenie,  pary chromosomów mogą, choć nie muszą, reprezentować także układy „babcia, dziadek” i w szczególnych losowych przypadkach potomstwo może być w 100% identyczne z matką.

Tomasz Kijewski

Żródełka:

Amal Attia El-Morsy Ibrahim: Pictured Glossary in Biology; Scientific Research Publishing, Inc. USA 2017 (via google books)

Dudgeon C.L. i inni: Switch from sexual to parthenogenetic reproduction in a zebra shark; Scientific Reports 2017

Feldheim K.A. i inni: Multiple births by a captive swellshark Cephaloscyllium ventriosum via facultative parthenogenesis.; Journal of Fish Biology 2017

Straube N. i inni: First record of second-generation facultative parthenogenesis in a vertebrate species, the whitespotted bambooshark Chiloscyllium plagiosum; Journal of Fish Biology 2016

Zdjęcie w nagłówku: Pristis pectinata pochodzi ze strony imperiumtapet.

Skomentuj

Wprowadź swoje dane lub kliknij jedną z tych ikon, aby się zalogować:

Logo WordPress.com

Komentujesz korzystając z konta WordPress.com. Wyloguj /  Zmień )

Zdjęcie na Google

Komentujesz korzystając z konta Google. Wyloguj /  Zmień )

Zdjęcie z Twittera

Komentujesz korzystając z konta Twitter. Wyloguj /  Zmień )

Zdjęcie na Facebooku

Komentujesz korzystając z konta Facebook. Wyloguj /  Zmień )

Połączenie z %s