Sinds de jaren zestig weten wetenschappers dat sommige soorten zweepstaarthagedissen een mannetje nog minder nodig hebben dan een vis een fiets nodig heeft. Deze vrouwelijke hagedissensoorten (van het geslacht Aspidoscelis) uit Mexico en het zuidwesten van de VS slagen erin goed opgevoede nakomelingen te produceren zonder de hulp van mannelijke bevruchting.
Maar hoe doen zij – en de andere 70 soorten gewervelde dieren die zich op deze manier voortplanten – dat zonder de genetische monotonie en de kwetsbaarheid voor ziekten die vaak het gevolg zijn van aseksuele voortplanting? “Het is onduidelijk gebleven en er is veel over gespeculeerd,” aldus een team van onderzoekers dat juist die vraag wilde beantwoorden. Hun resultaten werden op 21 februari online gepubliceerd in het tijdschrift Nature. (Scientific American is onderdeel van Nature Publishing Group.)
Deze hagedissen en andere “parthenogenetische soorten zijn genetisch geïsoleerd,” legt Peter Baumann, een geassocieerd onderzoeker aan het Stowers Institute for Medical Research in Kansas City, Mo., en co-auteur van de studie uit. Soorten zo divers als Komodovaranen en hamerhaaien doen het ongeslachtelijk als het nodig is, maar sommige soorten, zoals deze kleine hagedissen, hebben geen keus. “Zij kunnen geen genetisch materiaal uitwisselen, en dit verlies van genetische uitwisseling is een groot nadeel voor hen in een veranderende omgeving,” zegt hij. Tenzij een dier het DNA dat het al heeft kan recombineren, zal het een nageslacht voortbrengen met een identieke set chromosomen, waarin eventuele genetische zwaktes, zoals ziektegevoeligheid of fysieke mutatie, geen kans hebben om te worden overruled door genetisch materiaal van buitenaf van een partner.
Het nieuwe onderzoek van Baumann en zijn team onthult dat deze hagedissen de genetische rijkdom in stand houden door het voortplantingsproces te beginnen met twee keer zoveel chromosomen als hun zich seksueel voortplantende neven en nichten. Deze celibataire soorten zijn het resultaat van de hybridisatie van verschillende seksuele soorten, een proces dat de parthenogenetische hagedissen in het begin een grote genetische diversiteit geeft. En de onderzoekers ontdekten dat deze soorten de diversiteit in stand konden houden door nooit hun homologe chromosomen te koppelen (zoals seksuele soorten doen door een set chromosomen van elke ouder te nemen), maar door in plaats daarvan hun zusterchromosomen te combineren. “Recombinatie tussen paren van zusterchromosomen handhaaft heterozygositeit” in het hele chromosoom, merkten de auteurs van de studie op, die werd geleid door Aracely Lutes, een postdoctoraal onderzoeker in het lab van Baumann.
Deze ontdekking, die tot nu toe onbevestigd was in de reptielenwereld, betekent dat “deze hagedissen een manier hebben om onderscheid te maken tussen zusterchromosomen en homologe chromosomen,” zegt Baumann. Hoe doen ze dat? Dat is iets wat de groep nu aan het onderzoeken is.
Een andere grote onbekende is hoe de hagedissen precies aan het dubbele aantal chromosomen komen. Baumann vermoedt dat het kan gebeuren na twee replicatierondes of als twee geslachtscellen hun krachten bundelen voordat het delingsproces begint.
Hoewel ongeslachtelijke voortplanting saai lijkt – en een die twijfelachtige genetische resultaten kan hebben, tenzij het goed gebeurt – heeft het ook voordelen, merkt Baumann op. “Je vergroot de kans op het bevolken van een nieuwe habitat enorm als er maar één individu voor nodig is,” zegt hij, waarbij hij het voorbeeld aanhaalt van de brahmaanse blinde slang (Ramphotyphlops braminus), een andere parthenogenetische soort. “Als zij een manier heeft om zich voort te planten zonder de hulp van een mannetje, is dat een extreem voordeel.” Dat is het inderdaad: de brahmaan heeft al zes continenten gekoloniseerd.