Примеры непорочного зачатия у животных (4 фото)
В природе однополое размножение — партеногенез, когда самки производят потомство без участия самцов — не редкость. Как правило, это происходит среди крошечных беспозвоночных животных, насекомых и паукообразных. Такое бывает лишь у 70 видов позвоночных, то есть у 0,1 процента. Но в том числе — у млекопитающих.
Неожиданный подарок к Рождеству
В декабре 2001 года в зоопарке штата Небраска (США) на свет появился детеныш молотоголовой акулы (Sphyrna tiburo). Эти живородящие рыбы приносят потомство раз в год и, как правило, сразу от 12 до 15 акулят. Однако в тот день был только один детеныш. Работники зоопарка, не ожидавшие прибавления, не успели вытащить его из аквариума — практически сразу акуленка убил живший там электрический скат.
Эта история мало чем отличалась бы от других случаев размножения рыб в неволе, если бы не один нюанс: на протяжении последних трех лет в аквариуме жили только самки молотоголовых акул.
Специалисты, ухаживающие за животными, решили, что неудачливая мать еще на воле вступила в половой контакт с мужской особью и сохранила его сперму про запас. В дикой природе подобное иногда случается. Однако данных о том, что сперма сохраняет фертильные свойства в течение столь длительного времени, не было.
Один из первых случаев партеногенеза среди акул зафиксировали в 2001 году. В зоопарке штата Небраска молотоголовая акула родила детеныша, у которого не было биологического отца. Иными словами, его ДНК содержала только материнские гены
Тело погибшего детеныша отправили в Институт океанологии Пью, входящий в Университет Майами. Там исследователи, проведя целую серию генетических тестов, выяснили: у акуленка не было отца вовсе, а его мать, судя по всему, зачала посредством партеногенеза.
Так называется способ размножения, при котором эмбрион развивается из женской половой клетки без оплодотворения. Обычно это присуще беспозвоночным животным, но бывают и исключения — например, чешуйчатые рептилии. А для молотоголовой акулы партеногенез мог стать последним средством спасти свой вид от вымирания, предполагают биологи.
Девственная самка слишком долго ждала самца для продолжения рода, и организм посчитал это угрозой всей популяции. В результате включился механизм сохранения минимального числа особей.
Когда все средства хороши
Пятнадцать лет спустя австралийские ученые зафиксировали второй случай партеногенеза у рыб — и снова в неволе. Зебровая акула (Stegostoma fasciatum) Леони, четыре года не общавшаяся с самцами, отложила 41 яйцо. Из трех вылупились здоровые детеныши.
Первым делом исследователи подумали о невероятной живучести спермы. Дело в том, что до 2012-го Леони жила в одном аквариуме с самцом, от которого несколько раз приносила потомство. Биологи предположили, что она хранила его сперму четыре года и, как только представилась возможность, использовала для оплодотворения яйцеклеток.
Однако генетический анализ показал: все детеныши несли только материнскую ДНК. А значит, Леони в отсутствие мужских особей перешла на однополое размножение. Как отмечают ученые, в процессе созревания половых клеток в организме рыбы сформировались полоциты — полярные тельца. Эти клетки содержат копию ДНК, но, как правило, не способны к оплодотворению. Иногда же по невыясненным пока причинам они начинают вести себя как сперматозоиды: оплодотворяют яйцеклетку и превращают ее в эмбрион.
При партеногенезе яйцеклетка оплодотворяется полярным тельцем. Оно образуется при созревании яйцеклетки и содержит копию ДНК
Согласно некоторым работам, такой способ размножения рыбы могут использовать и в дикой природе. По крайней мере, биологи из Университета штата Нью-Йорк в Стоуни-Брук (США), изучая генетическое разнообразие рыбы-пилы у юго-западного побережья Флориды, обнаружили семь особей, появившихся на свет в результате партеногенеза.
Исследователи считают, что животные использовали этот способ размножения из-за слишком малой плотности популяции. В последние годы количество особей постоянно уменьшается и самкам все сложнее найти самцов для спаривания. А значит, партеногенез вполне возможен среди видов, близких к вымиранию, отмечают ученые.
Исключительно мужское потомство
Помимо акул, биологи фиксировали единичные случаи однополого размножения у пятнистого орляка — это вид скатов — и обыкновенного удава. Причем самка последнего решила воспроизвести саму себя, даже имея возможность спариться с самцом. Хотя соитие произошло, двое детенышей в приплоде оказались результатом партеногенеза. Это удостоверил анализ ДНК.
На однополое размножение, пусть и искусственное, способны млекопитающие. Еще в 2004 году японские биологи получили мышат от двух матерей без отца. Для этого использовали незрелые яйцеклетки, в геномах которых «выключили» несколько важных участков. Одна самка, появившаяся на свет в результате партеногенеза, дожила до половозрелого возраста и родила собственных детенышей обычным способом.
Мышь, имеющая двух мам, и ее потомство
Четырнадцать лет спустя эти эксперименты повторили китайские ученые. Правда, они пошли немного дальше и получили потомство не только от двух самок-одиночек, но и от двух самцов (то есть у мышат были только отцы). Для этого задействовали эмбриональные стволовые клетки, в которых сохранялась ДНК одного из родителей. В ней блокировали активность генов, работающих по-разному в зависимости от того, кто их передал — самец или самка.
Ученые ввели такие стволовые клетки с подправленной ДНК в незрелые яйцеклетки. Получившиеся эмбрионы пересадили суррогатным матерям. В результате родились жизнеспособные мышата, у которых не было отца. Правда, у животных имелись дефекты развития. Они двигались медленнее и быстрее уставали. Но прожили дольше.
Чтобы получить детенышей от двух отцов, подготовленные эмбриональные стволовые клетки вводили в безъядерные яйцеклетки. Из тысячи эмбрионов выжили лишь 12. Экспериментальные мыши весили вдвое больше обычных, страдали водянкой, не могли нормально дышать, сосать молоко и быстро погибли.
Авторы работы отмечают, что дефекты развития можно подавить только в зародышах, полученных от двух матерей. А вот мужской партеногенез не очень жизнеспособен. Это объясняет, почему однополое размножение в дикой природе, как правило, свойственно самкам.