Od lat sześćdziesiątych naukowcy wiedzą, że niektóre gatunki jaszczurek z ogonem biczowym potrzebują samca nawet mniej niż ryba potrzebuje roweru. Te wszystkie gatunki jaszczurek (z rodzaju Aspidoscelis) z Meksyku i południowo-zachodniej części Stanów Zjednoczonych są w stanie wyprodukować dobrze wychowane potomstwo bez pomocy męskiego zapłodnienia.
Ale jak one – i inne 70 gatunków kręgowców, które rozmnażają się w ten sposób – robią to bez genetycznej monotonii i podatności na choroby, które często wynikają z rozmnażania bezpłciowego? „To pozostało niejasne” i „był tematem wielu spekulacji”, raport zespołu badaczy, którzy mieli na celu odpowiedzieć właśnie na to pytanie. Ich wyniki zostały opublikowane online 21 lutego w czasopiśmie Nature. (Scientific American jest częścią Nature Publishing Group.)
Te jaszczurki i inne „partenogenetyczne gatunki są genetycznie odizolowane”, wyjaśnia Peter Baumann, badacz w Stowers Institute for Medical Research w Kansas City, Mo. i współautor badania. Gatunki tak różne jak smoki z Komodo i rekiny młoty rozmnażają się bezpłciowo, jeśli jest to konieczne, ale niektóre gatunki, jak te małe jaszczurki, nie mają wyboru. „Nie mogą wymieniać się materiałem genetycznym, a ta utrata możliwości wymiany genetycznej jest dla nich poważną wadą w zmieniającym się środowisku” – mówi. O ile zwierzę nie może rekombinować DNA, które już posiada, będzie produkować potomstwo z identycznym zestawem chromosomów, w którym jakakolwiek genetyczna słabość, taka jak podatność na choroby lub mutacje fizyczne, nie będzie miała szansy być obalona przez zewnętrzny materiał genetyczny pochodzący od partnera.
Nowe badania Baumanna i jego zespołu ujawniają, że jaszczurki te utrzymują bogactwo genetyczne, rozpoczynając proces reprodukcji z dwukrotnie większą liczbą chromosomów niż ich kuzyni rozmnażający się płciowo. Te celibatowe gatunki powstały w wyniku hybrydyzacji różnych gatunków płciowych, procesu, który zaszczepia partenogenetyczne jaszczurki z dużą ilością różnorodności genetycznej na początku. Naukowcy odkryli, że gatunki te mogą zachować różnorodność, nigdy nie łącząc w pary swoich homologicznych chromosomów (jak robią to gatunki seksualne, pobierając po jednym zestawie chromosomów od każdego z rodziców), ale raczej łącząc zamiast tego swoje chromosomy siostrzane. „Rekombinacja pomiędzy parami chromosomów siostrzanych utrzymuje heterozygotyczność” w całym chromosomie, zauważają autorzy badania, które prowadziła Aracely Lutes, badaczka podoktorska w laboratorium Baumanna.
To odkrycie, które do tej pory nie było potwierdzone w świecie gadów, oznacza, że „jaszczurki te mają sposób na odróżnienie chromosomów siostrzanych od homologicznych” – mówi Baumann. Jak to robią? Kolejną wielką niewiadomą jest to, w jaki sposób jaszczurki kończą z podwójną ilością chromosomów. Baumann podejrzewa, że może się to zdarzyć w ciągu dwóch rund replikacji lub jeśli dwie komórki płciowe połączą siły przed rozpoczęciem procesu podziału.
Ale rozmnażanie bezpłciowe może wydawać się nudne – i takie, które może mieć wątpliwe wyniki genetyczne, jeśli nie zostanie przeprowadzone prawidłowo – ma też swoje zalety, zauważa Baumann. „Znacznie zwiększasz szanse na zasiedlenie nowego siedliska, jeśli wystarczy tylko jeden osobnik” – mówi, podając przykład węża Brahminy (Ramphotyphlops braminus), innego gatunku partenogenetycznego. „Jeśli ma ona sposób na rozmnażanie się bez pomocy samca, jest to ogromna zaleta”. Rzeczywiście tak jest – brahminy skolonizowały już sześć kontynentów.