Για πρώτη φορά, οι επιστήμονες χρησιμοποίησαν τη γενετική μηχανική για να προκαλέσουν «παρθενογένεση» σε θηλυκές μύγες, οι οποίες κανονικά χρειάζονται ένα αρσενικό για να αναπαραχθούν. Προηγουμένως, οι επιστήμονες είχαν δημιουργήσει νεαρά ποντίκια και βατράχους χωρίς γενετική συμβολή από κάποιο αρσενικό. Αλλά αυτοί οι απόγονοι δημιουργήθηκαν με την επεξεργασία των ωαρίων στο εργαστήριο και όχι δίνοντας στα θηλυκά ζώα την ικανότητα για παρθενογένεση.
Προηγούμενη έρευνα εντόπισε υποψήφια γονίδια για παρθενογένεση, λέει μία από τους συγγραφείς της μελέτης Alexis Sperling, αναπτυξιακή βιολόγος στο Πανεπιστήμιο του Cambridge, στο Ηνωμένο Βασίλειο. Όμως, η ομάδα της, τονίζει ότι όχι μόνο εντόπισε τέτοια γονίδια αλλά επιβεβαίωσε επίσης τη λειτουργία τους ενεργοποιώντας τα σε ένα άλλο είδος.
44 γονίδια που εμπλέκονται στην παρθενογένεση
Στα θηλαστικά, οι απόγονοι παράγονται όταν το αρσενικό σπέρμα γονιμοποιεί τα ωάρια των θηλυκών. Αλλά πολλά είδη εντόμων και σαυρών, καθώς και άλλα ζώα, έχουν επίσης εξελίξει την παρθενογένεση, η οποία δεν απαιτεί γενετική συμβολή από το αρσενικό.
Για να προσδιορίσουν τα γονίδια που αποτελούν τη βάση της παρθενογένεσης, η Sperling και οι συνεργάτες της ανέλυσαν την αλληλουχία των γονιδιωμάτων δύο στελεχών της μύγας Drosophila mercatorum: ένα που αναπαράγεται μέσω επαφής και ένα άλλο που αναπαράγεται μέσω της παρθενογένεσης. Στη συνέχεια, οι ερευνητές σύγκριναν τη γονιδιακή δραστηριότητα σε αυγά από μύγες ικανές για παρθενογένεση με αυτή σε αυγά από μύγες ικανές μόνο για αναπαραγωγή με επαφή για να αναγνωρίσουν τα γονίδια που λειτουργούν κατά τη μία διαδικασία αλλά όχι την άλλη.
Η σύγκριση επέτρεψε στους συγγραφείς να προσδιορίσουν 44 γονίδια που δυνητικά εμπλέκονται στην παρθενογένεση. Οι ερευνητές άλλαξαν τα ισοδύναμα γονίδια στη μύγα Drosophila melanogaster, η οποία συνήθως δεν μπορεί να αναπαραχθεί με την επαφή.
Αφού άλλαξαν διάφορους συνδυασμούς γονιδίων, οι επιστήμονες οδηγήθηκαν σε έναν συνδυασμό που προκάλεσε παρθενογένεση σε περίπου 11% των θηλυκών μυγών. Μερικοί από τους απογόνους αυτών των γενετικά τροποποιημένων μυγών ήταν επίσης ικανοί για παρθενογένεση.
Αν και οι μύγες που προέκυψαν με παρθενογένεση έλαβαν γονίδια μόνο από τις μητέρες τους, δεν ήταν πάντα κλώνοι του γονέα τους. Μερικές είχαν τρία σετ χρωμοσωμάτων, ενώ τα αυγά που γεννούν οι μητέρες που αναπαράγονται μέσω της παρθενογένεσης έχουν συνήθως μόνο δύο.
Η παρθενογένεση ως τρόπος αναπαραγωγής
«Η παρθενογένεση είναι ο πιο αποτελεσματικός τρόπος αναπαραγωγής. Στα ζώα η αναπαραγωγή με φυσική επαφή είναι πολύ περίπλοκη», λέει η Tanja Schwander, εξελικτική βιολόγος στο Πανεπιστήμιο της Λωζάνης στην Ελβετία, η οποία έχει μελετήσει την παρθενογένεση σε έντομα.
Η νέα εργασία θα μπορούσε επίσης να βοηθήσει τους βιολόγους να κατανοήσουν την εξέλιξη της ίδιας της παρθενογένεσης, λέει η Chau-Ti Ting, εξελικτική βιολόγος στο Εθνικό Πανεπιστήμιο της Ταϊβάν στην Ταϊπέι. Ελπίζει να προσδιορίσει εάν άλλα είδη μύγας έχουν γονίδια για παρθενογένεση παρόμοια με αυτά στο D. mercatorum.
Η Sperling σημειώνει ότι ορισμένα γεωργικά παράσιτα χρησιμοποιούν την παρθενογένεση για να πολλαπλασιαστούν γρήγορα, ενισχύοντας τη δύναμή τους να βλάψουν τις καλλιέργειες. Στο Ηνωμένο Βασίλειο, για παράδειγμα, ένα είδος σκόρου στράφηκε στην παρθενογένεση λόγω της ευρείας χρήσης φυτοφαρμάκων που διαταράσσουν την αναπαραγωγή του αρσενικού σκόρου. Τώρα οι σκώροι έχουν γίνει ένα σημαντικό παράσιτο, λέει η Sperling.
