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
Таинственная «дверь» обнаружена в Антарктиде
Теория заговора против официальной науки: кто окажется прав?...
15 000 американских городов станут призраками в ближайшие десятилетия
Ученые уверены, что «там просто некому будет жить»....
Не по вкусу: комары пьют кровь не у всех подряд
Полезно понимать для защиты от опасных насекомых....
НЛО управляют армией беспилотников, которые следят за военными базами США
Загадочные дроны буквально терроризируют американских военных летчиков....
Странный случай: укус змеи подействовал на австралийца спустя 15 часов
Только 10% укушенных на самом деле получают дозу яда....
Собаки поднялись на новую ступень эволюции
Третья стадия одомашнивания — что это значит?...
20 млн жителей США могут остаться без воды
Великие озера поразила небывалая засуха....
Первые оседлые люди в Европе: в Сербии обнаружили дом возрастом 8000 лет
Обгорелое жилище перевернуло представления о ранних поселенцах....
Вспененный гель быстро останавливает кровотечение и снижает риск заражения
Учёные изобрели спасающую жизнь «повязку»....
Кошки могут понимать многие слова
Но для экспериментов голос хозяина произносил бессмыслицу....
Google срочно переходит на атомную энергию
АЭС опасны, но у Америки просто нет выхода....
Первая частная космическая станция появится на орбите в 2025 году
Комплекс, созданный с учетом проблем астронавтов, потянул на миллиард долларов....
Американские ученые отрицают ускорение глобального потепления
Формально, так и есть, но это ещё не всё....
Окаменелости в Индии рассказали о самом раннем случае разделки слонов людьми
Это произошло не менее 300 тысяч лет назад....
Детекторы ИИ ложно обвинили студентов в плагиате
Ничто не ново на всё 100%....
Режиссер фильма «Я, робот» утверждает, что Илон Маск крадет его идеи
Смех смехом, но новые проекты Маска удивительно похожи на кадры из фильма....