В зоопарке Кентукки два года назад произошел удивительный случай продолжения рода среди животных о котором стало известно только сейчас. 11-летний сетчатый питон отложил 61-яйцо не имея при этом контактов с мужскими особями. После длительных экспериментов и подсчетов ученые пришли к выводу, что столкнулись с первым случаем самоклонирования, сообщает Independent.
Змея по кличке Тельма, являющаяся самым большим питоном в своем виде, успешно отложила больше шести десятков яиц, из которых вывелось потомство. Удивительно, но все детеныши питона были женского пола и были практически идентичны своей матери.
Ученые долго разбирались в необъяснимом феномене, пока не разобрались и не констатировали, что, фактически, детеныши Тельмы были получены в результате непорочного зачатия, до этого имевшего место лишь в религии и мифологии. Змея оплодотворила сама себя с помощью клеток (полярных тельцов). Клетки прошли слияние с яйцеклеткой питона и дали толчок для зачатия.
В случившееся сложно поверить, но, фактически, змея клонировала сама себя, заявляют ученые. Самка обыкновенного удава (Boa constrictor) произвела на свет 22 детеныша без участия самца. Генетический анализ детенышей продемонстрировал уникальное сочетание половых хромосом, никогда ранее не наблюдавшееся у позвоночных животных.
Рождение потомства без оплодотворения мужской спермой, называемое бесполым размножением, не редкость среди животных. Многие беспозвоночные, например насекомые, могут размножаться, никогда не спариваясь. Это, по сути, клонирование себе подобных, получение генетически идентичных особей. Среди позвоночных животных бесполое размножение встречается значительно реже, оно зарегистрировано лишь для 0.1% известных видов.
В 2006 году ученые обнаружили, что два комодских варана (Varanus komodoensis, крупнейшие из ныне живущих ящериц), отложили яйца, которые развивались без оплодотворения (партеногенетически). Затем в 2007 году, другие исследователи продемонстрировали, что самки акулы-молота (Sphyrna tiburo) в неволе также могут размножаться без участия самца.
В большинстве случаев позвоночные все же размножаются половым путем. Наличие лишь одного биологического родителя, т.е. исключение генетического материала отца, уменьшает генетическое разнообразие потомства, снижает его адаптивные свойства, т.е. делает его менее устойчивым к неблагоприятным факторам, таким как резкие колебания климата или вспышки новых болезней.
Новые результаты
Недавно ученые-герпетологи из США выявили первый случай партеногенетического размножения обыкновенного удава. "Хотя случаи партеногенеза у змей были известны, наше исследование можно считать по-настоящему новым по ряду причин", – говорит д-р Уоррен Бут из Государственного университета Северной Каролины. Он возглавлял группу, которая исследовала феномен бесполого размножения у обыкновенного удава. Д-р Бут ранее также работал с учеными, изучавшими партеногенез у акулы-молота. "Самка удава произвела на свет даже не один, а два помета бесполым способом, несмотря на то, что она содержалась в одном садке с несколькими самцами, которые демонстрировали брачное поведение. Все потомство было представлено самками и обладало исключительно материнским генетическим материалом. Эта змея родила совершенно удивительных детенышей", – сказал Бут в интервью ВВС.
За два года самка обыкновенного удава, которая содержалась в одном вольере с четырьмя самцами, произвела на свет два здоровых помета. С первого взгляда было заметно, что детки родились необыкновенные: во-первых, все они были самками, во-вторых, имели специфическую окраску – рецессивный признак, наследуемый по материнской линии. Ни один из самцов не был окрашен подобным образом. Бут и его коллеги провели серию генетических тестов, чтобы выявить потенциальных родителей. Специальным методом "ДНК-дактилоскопии" (DNA fingerprinting) было показано, что генетические различия не позволяют считать ни одного самца отцом потомства. Таким образом, генетические исследования подтвердили факт "непорочного зачатия" у обыкновенного удава.
Наполовину клоны
Оказалось, что все потомство данного удава обладало необычным набором половых хромосом. Половые хромосомы содержат набор генов, который кодирует признаки пола, т.е. именно половые хромосомы определяют, является ли данная особь самцом или самкой. У человека половые хромосомы называются X- и Y-хромосомы. У женщин присутствует две Х-хромосомы, у мужчин Х- и Y-хромосомы. У змей и многих других рептилий половые хромосомы обозначаются как Z- и W-хромосомы. У всех змей сочетание ZZ определяет самца, ZW – самку. Все особи в потомстве нашей змеи имели сочетание половых хромосом WW. Это послужило еще одним доказательством, что весь генетический материал детенышей происходил от матери, т.к. только самки имеют W-хромосомы. Детеныши представляют собой "полуклоны" матери, так как унаследовали половину материнских хромосом, включая одну половую (W) хромосому.
Более удивительным, однако, является тот факт, что среди всех позвоночных, у которых самки имеют непарные половые хромосомы, до сих пор не было описано ни одного случая рождения жизнеспособного потомства с WW набором хромосом в результате партеногенеза. Партеногенетически появлялись на свет исключительно самцы с набором половых хромосом ZZ. Считалось, что животные с сочетанием половых хромосом WW, могут быть получены исключительно в лаборатории путем сложных манипуляций с генетическим материалом яйца на начальных стадиях развития. "По-сути, наше исследование, опровергает сложившуюся в течение последних десятилетий теорию размножения рептилий", – говорит Бут.
Еще одна загадка: что побудило самку обыкновенного удава рожать детенышей именно таким образом? "Эта змея в прошлом производила детенышей половым путем, спариваясь с самцами. В этот же раз она предпочла "непорочное зачатие", хотя содержалась с самцами, как обычно. По-видимому, какое-то взаимодействие с самцом было необходимо, однако почему сперма самцов не была использована для нормального оплодотворения на этот раз – непонятно. Обыкновенные удавы содержатся во всем мире как домашние питомцы и хорошо размножаются в неволе. Данное исследование демонстрирует, что нам еще многое предстоит узнать об особенностях размножения этих рептилий", – отмечают ученые.
