Évmilliók óta ivartalanul szaporodik egy különleges állatfaj

Az amerikai Tengerbiológiai Laboratórium (Marine Biological Laboratory) kutatói olyan mikroszkopikus méretű állatokat, Bdelloid rotifereket vizsgáltak meg nemrégiben, amelyek nem ivaros, hanem ivartalan szaporodással reprodukálják magukat.

Ezen állatok csoportjai több tízmillió éve a szexuális reprodukciót mellőzve maradtak fenn, ami azért keltett érdeklődést a szakértők között, mert korábban úgy gondolták, hogy önmaguk klónozása a többsejtűek esetében nem „versenyképes” hosszú távon, vagyis az evolúció során azok a többsejtűek maradnak fenn, amelyek szexuális úton szaporodnak, és ezáltal génállományuk a környezeti feltételek változásához igazodva módosulhat.

Mégsem evolúciós zsákutca az ivartalan szaporodás?

Mostanra azonban kiderült, hogy egyáltalán nem nevezhető evolúciós zsákutcának az ivartalan szaporodás. Hangsúlyozandó, hogy a mostani felfedezés nem azért nagy jelentőségű, mert olyan lényeket találtak, amelyek ivartalanul reprodukálják magukat, hiszen ez gyakori „módszer” a fajfenntartásra a természetben.

Az azonban, hogy egy állatfaj kizárólag ivartalan szaporodással tartja fenn magát évmilliók óta – nos, az kivételesnek tűnik. (Sok faj, az egysejtűek, a baktériumok egyébként ivarosan és ivartalanul is képesek szaporodni. A többsejtűeknél, a magasabb rendű állatoknál sem tűnik kivételesnek az ivartalan szaporodás kizárólagossága, csupán az egyedi, hogy ilyen sokáig fennmaradhattak ezek a most felfedezett állatkák.)

A tudósok szerint ugyanis rövid távon előnyt jelenthet a mitosis, vagyis egyfajta szűznemzés, amelynek révén egy sejt, vagy élőlény két utódsejtté alakulva szaporodik. Az evolúciós fejlődés során – az eddigi elméletek szerint legalábbis – viszont azok a fajok tűnnek alkalmazkodóképesebbeknek, amelyeknek variábilisabb, változtathatóbb a genetikai szerkezete, vagyis ivarosan szaporodnak. Hosszú távon tehát az ivarosok vannak előnyben, magasabb rendű szerveztek esetében egyre inkább ez a szaporodási forma dominál.

Az MBL kutatói most evolúciós időtávlatban vizsgálták a kérdést, és arra próbáltak magyarázatot találni, hogy ha az ivartalan szaporodás rövid távon előnyös, hogyan lehet az, hogy akadnak magasabb rendű lények, amelyek ennek ellenére ivarosan szaporodnak?

50 millió éve ivartalanul

A kutatók a Bdelloid rotifert, a mikroszkopikus állatkákat tanulmányozták. Ez a lény szinte minden vizes élőhelyen előfordul a Földön. A Bdelloidok körülbelül 50 millió évvel ezelőtt „feladták nemiségüket”, ennek ellenére az állatkáknak ma 370 különböző fajtáját tartják számon a biológusok.

A tudósok már korábban bebizonyították, hogy a bdelloidok genómja két vagy több divergens génmásolatból tevődik össze. Ez megfelel az ivartalan szaporodás elméletének, ilyen egymástól eltérő, párba nem állítható génmásolatok a hosszú távon is aszexuálisan szaporodó lényeknél fordulnak elő.

Mindezt fáradságos munkával igazolták is az amerikai tudósok: az állatkák egyik fajának, a Philodina roseolának a genetikai állományát, genómját vizsgálva, elvetették a homológ kromoszómapárok létezését, ezáltal pedig az ivaros szaporodást. A „kromoszóma-partnerek” hiánya ugyanis gyakorlatilag kizárja a szexuális úton való szaporodást. A kromoszóma-párok létezése egyébként arra utalt volna, hogy egymástól különböző szülőktől származnak a bdelloidok egyedei.

Mindegyik másolat más

A kutatók négy génmásolatot azonosítottak a P. roseola marker génjének segítségével. Ugyanakkor mindegyik gén más kromoszómán volt, és mindegyik különbözött egymástól egy kicsit. Ezek az eredmények konzisztensek az aszexuális reprodukcióval.

A nemiség, vagyis a szex, illetve a genetikai rekombináció nagyon fontos az élet szempontjából, ugyanakkor továbbra sem tudjuk, hogy miért. A kutatók most azt vizsgálják, hogyhogy elkerülte a kihalást a Bdelloidok csoportja. Az tehát a kérdés, miért jó a nemiség, és miért képeznek kivételt a Bdelloidok?

A Rotiferek és egyik osztályuk, a Bdelloidok A Rotiferek a világ legkisebb többsejtű állatai közé tartoznak. Mindössze ezer sejt alkotja őket. Mind édesvízben, mind pedig tengervízben előfordulnak. Vannak olyan rotiferek, amelyek a talajban élnek. Ezek az állatkák azt a vékony filmréteget használják ki, amelyet a víz alkot a föld szemcséi körül. Még az Antarktiszon is előfordulnak. Az összes ilyen faj számát több mint kétezerre teszik. Ezek három osztályba, 120 nembe tartoznak. (Nem alatt itt a rendszertani besorolást értjük, nem a „szexuális nemekről” van szó.) A Bdelloid rotifer-fajok száma 360-370 körüli. Ezek alkotják a Bdelloideák osztályát. Hím Bdelloid rotiferek nincsenek, csak nőstények. Ez nem ritka még a többsejtű állatok között sem: számos rovar hasonló sajátosságokkal bír, de még a gyíkok között is akad olyan (a Cnemidophorus tesselatus rendszertani elnevezést viselő állatról van szó), amelynek minden ismert példánya nőstény. A Bdelloid rotiferek a mitosis, vagyis a szűznemzés módszerével szaporodnak, ami az ő méretüknél fogva a sejtosztódáson alapul. Szűznemzés a fejlettebb, sokkal több sejtből álló állatok esetében is gyakori lehet, ezt parthenogenesisnek hívják tudományos nyelven. Szűznemzés előfordul például olyan jól ismert rovaroknál is, mint a botsáskák, levéltetvek, bizonyos hangyafajok. A levéltetveknél azonban az ivaros szaporodás is fontos, a hangyáknál pedig a megtermékenyítetlen petékből hímek és/vagy dolgozók lesznek, a megtermékenyítettekből pedig nőstények, például a királynő fejlődik ki.