Ученые открыли секрет непорочного зачатия и активировали эту способность у самок мух
Ученые обнаружили секрет партеногенеза и включили эту способность у самок мух. Партеногенез — явление, когда животные размножаются без оплодотворения. Этот процесс называется партеногенезом и был зафиксирован у разных видов животных, таких как пчелы, гремучие змеи и драконы Комодо.
Партеногенез происходит от двух греческих корней, которые буквально означают «девственное творение». Как это работает? Сексуальное размножение включает в себя два основных элемента: яйцеклетку и сперматозоид. Каждый из них предоставляет половину генетической информации, необходимой для создания живого организма. Но при партеногенезе организм находит уникальный способ заполнить пробел за гены, обычно предоставляемые спермой.
Яичники производят яйцеклетки посредством сложного процесса, называемого мейозом, когда клетки реплицируются, переорганизовываются и разделяются. Эти яйцеклетки содержат только половину хромосом матери, по одной копии каждой хромосомы. (Это называется гаплоидными клетками; клетки, содержащие две хромосомные копии, называются диплоидными клетками.)
Процесс мейоза также создает побочный продукт: меньшие клетки, называемые полярными тельцами, отличные от плодовитой яйцеклетки. В одной из версий партеногенеза, называемой автомиксисом, животное может объединить полярное тельце с яйцеклеткой для производства потомства. При этом процессе, который уже был ранее задокументирован у акул, гены матери перемешиваются, чтобы создать потомство, которое похоже на мать, но не становится ее точными клонами.
В другой форме партеногенеза, апомиксисе, репродуктивные клетки реплицируются посредством митоза — процесса, при котором клетка дублируется, чтобы создать две диплоидные клетки — своего рода генетическое копирование и вставка. Поскольку эти клетки никогда не подвергаются перемешиванию генов в процессе мейоза, потомство, произведенное таким образом, является клонами своего родителя, генетически идентичными. Эта форма партеногенеза более распространена у растений.
Для большинства организмов, которые размножаются первым способом — через автомиксис — потомство обычно получает две X-хромосомы от своей матери. Это означает, что все потомки будут женского пола. Однако у некоторых животных, таких как пчелы, мейоз происходит по-другому. У пчел есть только одна хромосома, которая определяет пол: A. Если яйцеклетка содержит эту хромосому, то из нее вырастет женская пчела, если нет, то из нее вырастет пчела мужского пола. Таким образом, партеногенез у пчел приводит к рождению мужских особей.
Ученые, экспериментируя с генами мухи-дрозофилы, нашли гены, которые могут вызвать партеногенез у этого вида. Они генетически модифицировали мух, чтобы они могли рожать девственным образом без участия самцов. Эти мухи могли передавать свою способность к девственному рождению следующим поколениям, но это происходило только в отсутствие самцов для спаривания. Ученые предполагают, что такая способность может быть полезна для выживания вида в условиях стресса или изоляции.
— доктор Алексис Сперлинг, исследователь из Кембриджского университета, одна из авторов статьи.

Доктор Сперлинг (слева) в лаборатории со студентом.
Открытие может иметь значение для продовольственной безопасности, поскольку девственные рождения могут становиться более распространенными среди вредителей сельскохозяйственных культур, говорят исследователи. Например, тля — один из самых разрушительных вредителей растений — может размножаться партеногенетически и быстро наращивать численность. Понимание генетических механизмов партеногенеза может помочь разработать новые способы борьбы с такими вредителями.
Что такое партеногенез?
Партеногенез происходит от двух греческих корней, которые буквально означают «девственное творение». Как это работает? Сексуальное размножение включает в себя два основных элемента: яйцеклетку и сперматозоид. Каждый из них предоставляет половину генетической информации, необходимой для создания живого организма. Но при партеногенезе организм находит уникальный способ заполнить пробел за гены, обычно предоставляемые спермой.
Яичники производят яйцеклетки посредством сложного процесса, называемого мейозом, когда клетки реплицируются, переорганизовываются и разделяются. Эти яйцеклетки содержат только половину хромосом матери, по одной копии каждой хромосомы. (Это называется гаплоидными клетками; клетки, содержащие две хромосомные копии, называются диплоидными клетками.)
Процесс мейоза также создает побочный продукт: меньшие клетки, называемые полярными тельцами, отличные от плодовитой яйцеклетки. В одной из версий партеногенеза, называемой автомиксисом, животное может объединить полярное тельце с яйцеклеткой для производства потомства. При этом процессе, который уже был ранее задокументирован у акул, гены матери перемешиваются, чтобы создать потомство, которое похоже на мать, но не становится ее точными клонами.
В другой форме партеногенеза, апомиксисе, репродуктивные клетки реплицируются посредством митоза — процесса, при котором клетка дублируется, чтобы создать две диплоидные клетки — своего рода генетическое копирование и вставка. Поскольку эти клетки никогда не подвергаются перемешиванию генов в процессе мейоза, потомство, произведенное таким образом, является клонами своего родителя, генетически идентичными. Эта форма партеногенеза более распространена у растений.
Для большинства организмов, которые размножаются первым способом — через автомиксис — потомство обычно получает две X-хромосомы от своей матери. Это означает, что все потомки будут женского пола. Однако у некоторых животных, таких как пчелы, мейоз происходит по-другому. У пчел есть только одна хромосома, которая определяет пол: A. Если яйцеклетка содержит эту хромосому, то из нее вырастет женская пчела, если нет, то из нее вырастет пчела мужского пола. Таким образом, партеногенез у пчел приводит к рождению мужских особей.
Как ученым удалось воспроизвести процесс в лаборатории?
Ученые, экспериментируя с генами мухи-дрозофилы, нашли гены, которые могут вызвать партеногенез у этого вида. Они генетически модифицировали мух, чтобы они могли рожать девственным образом без участия самцов. Эти мухи могли передавать свою способность к девственному рождению следующим поколениям, но это происходило только в отсутствие самцов для спаривания. Ученые предполагают, что такая способность может быть полезна для выживания вида в условиях стресса или изоляции.
Мы первыми показали, что можно спроектировать партеногенез у животного — было очень интересно наблюдать, как девственная муха производит эмбрион, способный развиться до взрослой жизни, а затем повторить этот процесс
— доктор Алексис Сперлинг, исследователь из Кембриджского университета, одна из авторов статьи.

Доктор Сперлинг (слева) в лаборатории со студентом.
Открытие может иметь значение для продовольственной безопасности, поскольку девственные рождения могут становиться более распространенными среди вредителей сельскохозяйственных культур, говорят исследователи. Например, тля — один из самых разрушительных вредителей растений — может размножаться партеногенетически и быстро наращивать численность. Понимание генетических механизмов партеногенеза может помочь разработать новые способы борьбы с такими вредителями.
- Алексей Павлов
- Кембриджский университет.
Наши новостные каналы
Подписывайтесь и будьте в курсе свежих новостей и важнейших событиях дня.
Рекомендуем для вас
После чудовищного Эль-Ниньо наш мир, возможно, уже не будет прежним
Первой жертвой будет Амазония, но это, как говорят ученые, только начало...
«Мы научили медведей видеть в нас добычу»: биолог рассказал, почему хищники нападают на людей по всей России
По словам ученого, совпало сразу несколько факторов, поэтому решить проблему будет сложно...
«Мясной фарш» для Гитлера: как виртуозная операция в 1943 году решила ход битвы за Италию
Дерзко, остроумно и с огромной долей везения: британский план висел на волоске, но Лондону помогли… сами немцы...
Кто на самом деле сделал Терракотовую армию: историческую сенсацию рассмотрели в отпечатках на древней глине
Поразительно, но открытие китайских ученых перекликается с исследованиями по Древнему Египту и Ближнему Востоку...
Шуховскую башню в Москве начали разбирать: почему правнук великого русского инженера против такой «реконструкции»?
Где главный промах московских властей и чем восстановление отличается реконструкции?...
Крестик XII века показал, настолько ученые ошибались в истории древнего Смоленска
Скромный артефакт из редкого материала оказался для археологов дороже серебряного клада...
Пустая еда: почему за 60 лет наши продукты потеряли половину полезных веществ и микроэлементов
По словам исследователей, мир находится в состоянии скрытого голода: калорий, вроде бы, хватает, а витаминов и минералов нет...
Самое древнее кораблекрушение в истории: что нашли турецкие ученые на судне, которое утонуло 4600 лет назад?
Подобные артефакты в свое время находили не только в легендарной Трое, но и рядом с Великой пирамидой в Египте...
Монетный детектив: российский ученый 10 лет охотился за распроданными сокровищами и раскрыл тайну древнего царства на Боспоре
Пожалуй, это одна из самых интересных исторических загадок, раскрытых в последнее время...
Таинственные траншеи в Австралии помогут открыть скрытые пещеры на Марсе
Равнина, которая 14 миллионов лет без воды, подсказала ученым, как расшифровывать фотографии с Красной планеты...
Почему ледник Судного дня не перестанет таять, даже если остынут моря и океаны?
Новое исследование показало: у Антарктиды есть поразительные сценарии будущего, от которых зависит судьба всего мира...
Что массово убивало пингвинов в 2024-м: ученые подозревали птичий грипп, но они ошибались
Поразительно, но виновник массовой гибели птиц больше 20 лет находился под носом у исследователей, а они его не замечали...