Биологи выяснили, что позвоночные животные в дикой природе могут переходить к размножению партеногенезом. Этот феномен наблюдается в том случае, если численность популяции достигла критической отметки.
К такому выводу пришли американские ученые из Университета в Стоуни-Брук, чья статья опубликована в журнале Current Biology.
В естественной среде к «девственному размножению» (партеногенезу), когда самки оставляют потомство без участия самцов, при определенных условиях часто переходят беспозвоночные, например, тли и дафнии, при другом стечении обстоятельств размножающиеся половым путем.
Среди же позвоночных животных факты такого «переключения» на партеногенез были неизвестны. Немногие позвоночные, которые размножаются в природе партеногенезом, делают это всегда, как хлыстохвостые ящерицы, среди которых вообще никогда не бывает самцов.
Правда, в виде исключения в неволе партеногенез наблюдался у позвоночных животных с половым размножением - например, у акул, змей и индеек. Однако ученые считали данное явление патологией. Авторы статьи на примере малозубой рыбы-пилы (Pristis pectinata) показали, что это не так - в случае крайней необходимости позвоночные всё же могут приступать к «девственному размножению» и в дикой природе.
Рыбы-пилы устали ждать самцов
Открытие было сделано случайно, когда исследователи изучали популяцию Pristis pectinata у побережья Флориды. Малозубые рыбы-пилы, достигающие в длину 7 метров - это редкий вид, находящийся на грани вымирания. Чтобы оценить его разнообразие, ученые взяли генетический материал примерно у 150 представителей Pristis pectinata.
К своему удивлению, авторы работы обнаружили, что 7 самок этого вида гомозиготны сразу по 14 генам (то есть обе копии данных генов идентичны). Следовательно, эти 7 рыб произошли на свет от самок, неоплодотворенных самцом, поскольку вероятность такой гомозиготности в случае полового размножения составляет один к 100 миллиардам. Интересно, что все 7 самок выглядели здоровыми и не демонстрировали признаков вырождения.
По оценкам специалистов, за последние сто лет численность Pristis pectinata сократилась на 95%. Возможно, низкая плотность популяции и подтолкнула этих рыб к «девственному размножению» - в противном случае многие самки просто не дождались бы встречи с самцом. Следовательно, переход к партеногенезу естественен как минимум для некоторых видов позвоночных животных.
Впрочем, по мнению специалистов, в долгосрочной перспективе малозубым рыбам-пилам вряд ли удастся восстановить свою численность за счет партеногенеза.
10. Капские пчелы
В мире насчитываются 20 000 видов пчел, но только один вид способен оплодотворяться без участия самцов. Капские пчелы( лат. Apis mellifera capensis ) — это Южно Африканский вид пчел, который способен к репродукции через процесс который в Африке называют телутуки. Телотуки — это такой вид партеногенеза, который позволяет пчелам работникам откладывать диплоидные женские яйца. В результате, из таких яиц, всегда рождаются самки.
Но только не большое количество Капских пчел имеют способность к самооплодотворению, они так же могут сохранять популяцию гетерозигодно, это означает, что недавно вылупившиеся пчелы не являются прямыми клонами родителя. Они имеют различные наборы хромосом, что делает их новыми, уникальными особями. Пчелы часто откладывают яйца, когда нужны новые рабочие или когда нужна новая королева.
9. Водяная блоха
Наиболее распространенным видом водяной блохи который встречается во всем мире, является Да́фнии( лат. Daphnia pulex ). Этот подвид был первый из ракообразных, который обзавелся собственным геномом. Они так же имеют способность производить потомство с помощью процесса, который называется партеногенез. Данный процесс позволяет чередовать классическое оплодотворение и бесполое воспроизводство потомства.
Наблюдения за Daphnia pulex показали, что вид будет участвовать в циклическом партеногенезе, при благоприятных условиях в воде. Водяная блоха которая решила создать потомство, производит генетически идентичные яйца, состоящие полностью из самок. Генетический код остается тем же самым что у родителя, что способствует большей популяции самок для распространения своих генов. Это приводит к экспоненциальному росту общей популяции.
8.Пауки-Гоблины
Если ваши ночные кошмары не достаточно ужасные, то просто знайте, что есть подвид пауков которые способны к самовоспроизведению. Но не спешите покупать огнемет, пауки-оонопиды, так же известные как пауки-гоблины, имеют размер от 1 до 3 миллиметров. Партеногенезом обладают несколько подвидов, включая подвид, под названием Triaeris stenaspis , который обитает в Иране, но данный вид успел уже распространится по всей Европе. Они достигают всего 2 мм в длину и не представляют угрозы для людей. Среди них никогда не попадаются мужские особи, поэтому ученые считают что они размножаются исключительно с помощью партеногенеза.
Женские особи Triaeris stenaspis размножаются так же, как и Капские пчелы. Они откладывают диплоидное яйцо, которое порождает новую особь женского пола. Каждое последующее поколение демонстрирует более низкие коэффициенты рождаемости, но этот вид продолжает размножаться с достаточным генетическим разнообразием в популяции своих потомков.
7. Улитки Мелании
Владельцы аквариумов должно быть знакомы с маленькой улиткой Tarebia granifera , которая известна как мелания. Эти маленькие пресноводные улитки, обитают в основном в Юго-восточной Азии, но так же успели распространиться по всему миру. Они встречаются преимущественно в теплых водах, в таких местах как Гаваи, Куба, Доминиканская республика, Южная Африка, Техас, Айдахо, Флорида и другие Карибские острова.
Эти особи могут воспроизводить потомство двумя способами: партеногенетически и яйцевидным способом. Это означает, что их эмбрионы не покидают самку, пока они не будут готовы вылупиться. В результате получается улитка, которая воспроизводит потомка-клона. Это приводит к демографическим взрывам в небольших водоемах, например, в аквариумах. В популяциях встречаются самцы, но многие из них имеют не функциональные гениталии. Это говорит о том, что партеногенез является их основным средством размножения.
6.Мраморные раки
Самое интересное в мраморных раках, это не то что у них есть способность к самооплодотворению, а то что данный вид не существовал до 1990 года. Мраморные раки появились благодаря мутации родительского вида. Эти маленькие рачки, появились в 90-х на рынке германии, правда с ними появилась ещё одна проблема, они клонируют себя сотнями!
Одна самка мраморных раков может откладывать сотни яиц за один раз, поэтому через короткое время, помещенные в аквариум, мраморные раки заполоняют его полностью. В результате вид стал инвазивным, особенно участь коснулась острова Мадагаскар, где миллионы мраморных раков угрожают дикой природе и местной экосистеме.
5. Ящерица из Нью Мехико
В мире насчитываются примерно 1500 известных нам видов, которые могут размножатся с помощью партеногенеза, чаще всего это растения, насекомые и членистоногие. Способность к самовоспроизведению редко встречается у позвоночных, но несколько видов ящериц, обладают этим даром.
Ящерица из Нью Мехико Виптеил ( англ.Whiptail ), очень интересный экземпляр, т.к. весь вид данных ящериц может обходиться без самцов. Данный вид, является гибридом двух видов хлыстохвостых ящериц, у которых есть самцы в популяции. Гибридизация этих видов ящериц, не позволяет сформировать здоровое мужское потомство, но это не мешает новому виду оставлять новое поколение.
В сезон размножения самки начинают совокупляться, и одна из них берет на себя функции самца. Таким образом ящерицы могут откладывать около 4 яиц. А через два месяца рождается новое поколение самок данного гибрида.
4.Съедобные лягушки
Точное название лягушек Pelophylax esculentus , они является обычным европейским видом водяной и зеленой лягушки.
Это основной вид лягушек, чьи лапки используют в качестве еды во Франции. Данные лягушки размножаются путем гибридогенеза, который работает аналогично партеногенезу. Самки создают гибридогенетическое потомство, которое состоит наполовину из родительских генов, и второй половины генов, которые являются клониальными.
При этом процессе размножения берется генетический материал со стороны отца и рекомбинируется во что-то совершенно новое. Хотя этот процесс не совсем является партеногенезом или бесполым размножением, но он находится в этом списке из-за природы потомства. Каждое последующее поколение несет ДНК матери и гибридизированный геном отца. Следующее поколение может производить самцов, но их ДНК, в некотором смысле, является клоном их матери.
3.Вараны — Комодские Драконы
Комодские вараны очаровали людей своими невероятными размерами и схожестью с древними рептилиями, которые давно вымерли.
Они являются самыми крупными ящерицами и могут вырасти до 3 метров в длину и набирать до 70 кг веса. Эти ящерицы охотятся на крупных животных, таких, как олени, свиньи, и могут в исключительных случаях напасть и на человека. Их укус очень токсичен.
Эти рептилии, как известно, не размножались партеногенетически до 2005 года, пока в лондонском зоопарке, самка, которая 2 года не общалась с мужской особью, стала откладывать яйца. То же самое произошло и с другими варанами попавшими в неволю. Самое удивительное, что вылупившееся потомство состоит не только из женских, но и мужских особей.
2.Индейки
Индейки способны размножаться через партеногенез, когда самок отделяют от самцов. Интересно, что самка индейки, помещенная в пределах слышимости самцов, будет самовоспроизводиться намного чаще, чем когда её держат в дали от них. Этот процесс встречается чаще у домашних птиц, выращенных на фермах, нежели у диких индюков.
Что интересно, при партеногенезе всегда рождается мужское потомство. Данные птенцы являются генетическими клонами своей матери, за исключением пола. Производители индейки учли данный факт при селекционировании данного вида, и вывели новый вид индейки с более крупной грудью.