Группа американских биологов под руководством Демиана Чапмэна (Demian Chapman) из университета Стоуни-Брук (Нью-Йорк) исследовала рыб-пил, живущих во Флориде, и пришла к выводу, что в отдельных случаях самки этих рыб могли размножаться без помощи самцов. Таким образом, оказался задокументирован первый случай размножения без самцов в дикой природе у видов, которые обычно предпочитают половое размножение. Об этом сообщает Nature. Свое исследование ученые опубликовали в журнале Cell.

Рыба-пилаСлучаи бесполого размножения не редкость в природе, когда для образования новой особи требуется только один родитель, однако обычно оно встречается у относительно примитивных видов. По крайней мере, позвоночные предпочитают половой способ размножения и у них четко противопоставлены самцы и самки. Однако в редких случаях ученые наблюдали случаи партеногенеза, то есть бесполого размножения, и у позвоночных, например, у некоторых самок-змей, находящихся в неволе. При этом считалось, что в дикой природе самки позвоночных не могут обойтись без самцов в вопросе размножения.

Исследование Демиана Чапмэна и его коллег показывает, что это не так. По крайней мере, самки рыбы-пилы в исключительных случаях могут принести потомство и без участия самца. Биологи пришли к такому выводу, проанализировав ДНК 190 рыб-пил, живущих во Флориде. У 7 из них, то есть почти у 4%, анализ показал, что в их зачатии принимал участие только один родитель. То есть не происходило смешивания отцовских и материнских генов, а рыбы развивались из слияния двух разных материнских яйцеклеток. Ученые предполагали, что все рыбы-пилы, рожденные без отца, будут самками, поскольку пол у рыб также как и у людей кодируется при помощи Y-хромосомы, однако исследование показало, что среди них встречаются как самцы, так и самки.

Ученые затрудняются ответить на вопрос, с чем связано бесполое размножение у рыб-пил, однако они предполагают, что возможно, причина в том, что рыбы-пилы во Флориде находятся под угрозой вымирания и самка не всегда может найти самца для оплодотворения яйцеклетки. Также ученые пока не знают, насколько широко может быть распространен партеногенез у видов, находящихся под угрозой вымирания.

Источник: Научная Россия

На протяжении 80 млн лет бделлоидные коловратки (Bdelloidea) размножаются партеногенезом: все особи у них женского пола, радостей полового процесса они не знают. В этом смысле коловратки Bdelloidea чрезвычайно смущают биологов: ведь известно, что виды без полового размножения долго не живут. Половое размножение обеспечивает перемешивание генов от разных особей, из-за чего потомки получают возможность выстоять в меняющихся условиях среды, в чём им помогают разнообразные генетические комбинации. Но как тогда быть с коловратками? Знаменитый британский исследователь Джон Мейнард Смит настолько был смущён этой способностью коловраток жить исключительно партеногенезом, что назвал их «эволюционным скандалом». 

Бделлоидная коловратка (здесь и ниже фото Wim van Egmond.)И это не единственное, чем удивительны коловратки. Они могут, например, переносить огромные дозы радиации. Они живут исключительно в воде, но при этом стойки к многолетним засухам (рекорд составил 9 лет). Они выглядят прямо какими-то супергероями — и это при отсутствии полового размножения и, казалось бы, без генетических предпосылок для такого супергеройства. Со временем, однако, биологи начали понимать, как коловратки обеспечивают себе необходимое генетическое разнообразие.

Ещё одна бделлоидная коловраткаВ 2008 году было обнаружено, что их ДНК содержит странные последовательности, которые к коловраткам явно не относятся. После этого исследователи из Кембриджа (Великобритания) предприняли более тщательное изучение генома бделлоидной коловратки Adineta ricciae, открытой в одном из водоёмов Австралии. Оказалось, что целых 10% работающих генов у коловраток позаимствованы у других видов. Исследователи подчёркивают: именно работающих генов, то есть речь идёт не о той ДНК, которую когда-то похитили и теперь она спит без дела в дальних уголках генома. Напротив, эта ДНК у коловраток активно трудится. Удивляет число видов, которым коловратки, так сказать, залезли в карман: их в общей сложности оказалось около 500. Пострадавшими были преимущественно бактерии, простейшие, грибы и растения. 

Бóльшая часть генов, позаимствованных коловратками, кодирует ферменты, которые широко используются бактериями и простейшими, но никогда — более сложными организмами. Так, два бактериальных гена из коллекции коловраток нужны для синтеза фермента, расщепляющего бензилцианид. Ещё два, взятых у паразитических простейших, нужны для предотвращения клеточных повреждений. Почти 40% всей ферментативной активности коловраток относится к чужим ферментам.

Таким образом, коловратки вовсе не ставят под сомнение то, что для успешного выживания вида необходима генетическая изменчивость. Просто этой изменчивости они добиваются не половым размножением, а вот таким своеобразным способом. Очевидно, это генетическое рагу также обеспечивает коловраток их суперспособностями по выживанию в экстремальных условиях. Правда, исследователям ещё предстоит выяснить, как коловраткам удаётся так легко заимствовать чужие гены и как они согласуют между собой всю эту массу разнородного генетического материала.

Отчёт об исследовании представлен в веб-журнале PLoS Genetics. 

Источник: КОМПЬЮЛЕНТА

Способность размножиться непорочно у животных, которые могут расплодиться   и с партнером, и без, передается… через самцов. При этом сам признак —   рецессивный.

Lysiphlebus fabarum    Организмы-эукариоты (то есть те, чьи клетки содержат ядро и упакованный в   него генетический материал) в большинстве случаев размножаются половым способом.   Правда, половое размножение не всегда предполагает наличие партнера. Например,   и позвоночные (ящерицы, вараны, рыбы), и беспозвоночные (пчелы, осы, муравьи)   животные умеют размножаться девственно: из неоплодотворенной яйцеклетки   развивается новый организм. Такой способ (партеногенез) позволяет   животным достаточно быстро увеличивать численность популяции и, если   необходимо, регулировать соотношение полов.

Сексуальное и несексуальное

    Биологи объясняют, что переход организма от сексуального к асексуальному   размножению продиктован не осознанным выбором, а генетическими перестройками (отдаленной   гибридизацией или полиплоидией) и внешними стимулирующими факторами: микробами,   химическим составом среды, половыми сигналами особей других видов, температурой.   Проще говоря, животные, которым не чуждо сексуальное поведение, периодически   размножаются без участия партнера не потому, что в популяции прошла «перепись   населения», после чего было решено всем быстренько размножиться и восстановить   соотношение полов. Нет, в популяциях животных срабатывают биологические,   не всегда понятные здравому рассудку ученых механизмы.

    Кристоф Сандрок (Christoph Sandrock) и Кристоф Ворбургер (Cristoph Vorburger)   из Университета Цюриха (University of Zürich) изучили подоплеку асексуального   полового размножения у ос-паразитов Lysiphlebus fabarum. Самки наездников   откладывают одиночные неоплодотворенные яйца в тело тли, где они и развиваются   во взрослый организм, пожирая изнутри насекомое-хозяина. Размножаясь девственно,   Lysiphlebus fabarum производят на свет только дочек. Если в популяции есть и самки   и самцы, то из оплодотворенных яиц появляются дочки, из неоплодотворенных   – сыночки. То есть в зависимости от сексуальности или асексуальности популяции   из неоплодотворенных яиц появляются либо самцы, либо самки. При этом самцы   содержат только половину генетического материала (гаплоидный набор хромосом),   а самки — полный комплект хромосом.

Девственные осы

    Кристоф Сандрок и Кристоф Ворбург занялись экспериментальным разведением   и генетическим анализом ос-паразитов. Ученые обнаружили одиночную нуклеотидную   последовательность (Lysi07), которая отличает ос-девственниц от тех, которые   приветствуют сексуальное размножение. Интересно, что последовательность Lysi07   – рецессивная. То есть для того, чтобы самка не только в душé, но и на деле   оставалась девственницей, в ее хромосомах должны присутствовать две одинаковых   последовательности. Другой вариант этого гена, прижившийся в гомологичной   хромосоме, мог бы просто «задушить» рецессивный признак и заставить самку   размножаться через секс. Ученые объясняют, что популяции непорочных ос сохряняют   целомудренность потому, что последовательность Lysi07 — одиночная: в   гомологичной хромосоме нет ни доминатного, ни рецессивного аллеля Lysi07.

    Ученые выяснили, что среди отпрысков ос-феминисток (они-то размножаются   только партеногенетически) очень редко, но все-таки появляются самцы: на 3000   «новорожденных» самок приходится один самец. Как и полагается, самцы обладают   непарным комплектом хромосом, то есть они сформировались из-за ошибки в процессе   деления материнской диплоидной клетки. Если самцов скрестить с сексуальными   самками, то следующее поколение снова может стать асексуальным. Можно сказать,   что девственность «заразна», и «разносчиками» такого поведения становятся самцы,   в хромосоме которых присутсвует аллель Lysi07.

    В ходе эксперимента в лабораторном улье сформировалось сорок три генетически   уникальных линии Lysiphlebus fabarum, которые ранее предпочитали сексуальное   размножение, но из-за появления девственного гена пересмотрели свои приоритеты.   «С биологической точки зрения «заразное» асексуальное половое размножение имеет   важное значение: популяции обновляются генетически, и генотипы асексуальных   самок отличаются друг от друга, — пишут авторы исследования в статье Single-locus recessive inheritance of asexual reproduction in a   parasitoid wasp, опубликованной в Cell Current Biology. – При этом   асексуальное размножение не исчезает вовсе, а генофонд ос-паразитов сохраняет   стабильность в последующих поколениях».

Источник:  Infox.ru

Партеногенез или так называемое девственное (или однополое) размножение является одной из форм полового размножения, когда яйцеклетки развиваются во взрослом организме без оплодотворения. Случаи партеногенеза имеют место у многих видов животных, таких как курицы, индейки, ящерицы, акулы, насекомые, и других.

Медноголовый щитомордник (Agkistrodon contortrix) фото wikipediaСреди позвоночных животных однополое воспроизводство особенно часто встречается в неволе. Учёные считают это отчаянной попыткой продолжения рода при отсутствии доступа к особям мужского пола. Случаи девственного размножения пока не известны только среди млекопитающих.

Недавно учёные зафиксировали однополое воспроизводство в дикой природе у представителей медноголового щитомордника (Agkistrodon contortrix) и водяного щитомордника (Agkistrodon piscivorus). Американские исследователи рассказали о своём открытии в статье в журнале Royal Society Biology Letters.

"В популяциях этих видов змей недостатка в самцах не наблюдается, то есть самки не ограничены в своём выборе партнёров. Тем более странным выглядит партеногенез для этих животных", — рассуждает ведущий автор исследования Уорен Бут (Warren Booth).

Для исследования феномена доктор Бут и его коллеги из университета Тулса собирали змей, незадолго до откладывания яиц. В общей сложности им удалось получить 59 выводков змей.

Два из них (с явными признаками партеногенеза) были отобраны для генетического анализа. Яйца обоих выводков содержали несколько желтков, а потомство состояло только из самцов.

Генетический анализ подтвердил подозрение об отсутствии отцовского вклада в ДНК молодого поколения. Исследователи поясняют, что в данном случае яйцеклетка сливалась с частью самой себя, и потомство получило две копии женского хромосомного набора.

"Это означает, что разнообразие генетических признаков существенно сократилось. По сути такое самооплодотворение – это крайняя форма инбридинга, близкородственного скрещивания в рамках одной популяции", — поясняет доктор Бут.

С одной стороны, потеря генетического разнообразия таит в себе опасность ухудшения способности потомства к выживанию. Но с другой стороны, для некоторых видов это неплохой способ очистки генофонда. Учёные отмечают, что изученное ими потомство змей было внешне здоровым и уже почти достигло половой зрелости.

По данным более раннего исследования популяций удава обыкновенного (Boa constrictor) и водяного щитомордника, от 2,5 до 5 процентов потомков змей появляются на свет в результате однополого оплодотворения.

Сейчас у учёных нет однозначного ответа на вопрос, почему так часты случаи партеногенеза и что является причиной однополого размножения. Одна из доминирующих теорий гласит, что самки производят только самцов для того, чтобы в дальнейшем увеличивать численность популяции через инбридинг. По ещё одной версии, определённую роль в процессе могут играть бактерии.

Одно можно сказать наверняка: млекопитающим подвиг партеногенеза не грозит. Доктор Бут поясняет, что для создания потомства им необходимо взаимодействие генов от обоих родителей, так называемый импринтинг.

Источник: Вести