Κόβεται το σεξ; Κι όμως, αυτό το ψαράκι αναπαράγεται με κλωνοποίηση εδώ και 100.000 χρόνια

Η σεξουαλική αναπαραγωγή, λέει ένας βασικός κανόνας της Εξέλιξης, συνδυάζει τα γονίδια του μπαμπά και της μαμάς για να δημιουργήσει νέα χαρακτηριστικά, τα οποία επιτρέπουν στα είδη να προσαρμόζονται σε μεταβολές του περιβάλλοντος και να απαλλάσσονται από τη συσσώρευση επικίνδυνων μεταλλάξεων.

Ο κανόνας ισχύει σχεδόν για όλα τα σπονδυλωτά ζώα –από τα ψάρια μέχρι τους ανθρώπους. Κι όμως, ένα ψαράκι που ζει σε ρυάκια του Μεξικού και του Τέξας φαίνεται να αψηφά τις σεξουαλικές συμβάσεις: γενετικές αναλύσεις έχουν δείξει το είδος ότι εγκατέλειψε το σεξ πριν από περίπου 100.000 χρόνια και έκτοτε αναπαράγεται αποκλειστικά με κλωνοποίηση. Όλα τα άτομα του είδους είναι θηλυκά, ακριβή αντίγραφα της μαμάς τους.

Μια νέα μελέτη που δημοσιεύεται στο Nature δείχνει τώρα να εξηγεί πώς το είδος επιβιώνει με ασεξουαλική αναπαραγωγή: χρησιμοποιεί έναν ασυνήθιστο μηχανισμό που διαγράφει τις επικίνδυνες μεταλλάξεις.

Ας πάρουμε όμως τα πράγματα από την αρχή.

Γόνιμο υβρίδιο

Η αρχή έγινε πριν δεκάδες χιλιάδες χρόνια, όταν ένα θηλυκό ψάρι του είδους Poecilia mexicana ζευγάρωσε σε κάποιο ρυάκι με ένα αρσενικό του συγγενικού είδους Poecilia latipinna.

Συνήθως, η διασταύρωση μεταξύ συγγενικών ειδών δίνει στείρους απογόνους, όπως συμβαίνει για παράδειγμα με τα μουλάρια που προκύπτουν από τη διασταύρωση αλόγου με γάιδαρο.

Κι όμως, ο συγκεκριμένος υβριδικός απόγονος απέκτησε άφθονα τέκνα, ένα νέο είδος (Poecilia formosa) που ζει μέχρι σήμερα. Για να παράγει αβγά πρέπει πρώτα να ζευγαρώσει με κάποιο αρσενικό συγγενικού είδους, όμως το DNA του αρσενικού δεν καταλήγει ποτέ στους απογόνους. Το ζευγάρωμα σε αυτή την περίπτωση απλά πυροδοτεί τη διαδικασία κλωνοποίησης -μια παραλλαγή της παρθενογένεσης που ονομάζεται γυνογένεση.

Θεωρητικά, τα ζώα που αναπαράγονται ασεξουαλικά βρίσκονται σε μειονεκτική θέση, αφού ο ανασυνδυασμός γονιδίων που συμβαίνει στη σεξουαλική αναπαραγωγή δημιουργεί ποικιλότητα στον πληθυσμό.

Η σεξουαλική αναπαραγή «είναι σαν το ανακάτεμα της τράπουλας» δήλωσε στον δικτυακό τόπο του Science o Έντουαρντ Ράισμεγιερ του Πανεπιστημίου Ludwig Maximilian στο Μόναχο, επικεφαλής της μελέτης. Μετά το ανακάτεμα, «η φυσική επιλογή αναλαμβάνει να απορρίψει τους κακούς συνδυασμούς και να διαιωνίσει τους επιτυχημένου» εξήγησε.

Θεωρητικά, τα είδη που αναπαράγονται ασεξουαλικά αναπόφευκρα συσσωρεύουν επιβλαβείς μεταλλάξεις και είναι καταδικασμένα να εξαφανιστούν το πολύ σε 10.000 χρόνια, σύμφωνα με προηγούμενες εκτιμήσεις.

Γονιδιακή μετατροπή

Η νέα, διεθνής μελέτη χρησιμοποίησε προηγμένες γενετικές αλληλούχησης για να εξετάσει μεγάλα τμήματα του γονιδιώματος του ψαριού και να τα συγκρίνει με τις αντίστοιχες αλληλουχίες των προγονικών ειδών.

Η ανάλυση έδειξε ότι το P.formosa πράγματι συσσωρεύει μεταλλάξεις ταχύτερα από ό,τι οι πρόγονοί του, χωρίς όμως να έχει οδηγηθεί σε γενετική εκφύλιση.

Όπως αποκαλύπτει η μελέτη, το μυστικό βρίσκεται σε έναν μηχανισμό επιδιόρθωσης του DNA που ονομάζεται «γονιδιακή μετατροπή». Σε αυτή τη διαδικασία, η οποία λειτουργεί και στα θηλαστικά για την επιδιόρθωση βλαβών, ένα γονίδιο αντικαθίσταται με την αλληλουχία του αντίστοιχου γονιδίου από ένα άλλο χρωμόσωμα.

Όπως συμβαίνει με τη σεξουαλική αναπαραγωγή, η μετατροπή γονιδίων δημιουργεί ποικιλότητα στην οποία μπορεί να δράσει η φυσική επιλογή, με αποτέλεσμα να απορρίπτονται σταδιακά οι επιβλαβείς μεταλλάξεις.

O μηχανισμός αυτός, λένε οι ερευνητές, πιθανότατα δεν είναι τόσο αποτελεσματικός όσο η σεξουαλική αναπαραγωγή, όπως φαίνεται όμως αρκεί για να αποφευχθεί το εξελικτικό αδιέξοδο.

Το ίδιο μπορεί να συμβαίνει και σε άλλα σπονδυλωτά ζώα, εκτιμά ο Ράισμεγιερ και οι συνεργάτες του.

Όταν το P.formosa ανακαλύφθηκε το 1932, ήταν το μόνο γνωστό σπονδυλωτό ζώο που αναπαράγεται ασεξουαλικά. Έκτοτε, η αναπαραγωγή μέσω κλωνοποίησης έχει καταγραφεί και σε άλλα ζώα, όπως οι δράκοι του Κομόντο και οι καρχαρίες, αν και σε αυτές οι περιπτώσεις συμβαίνει κατ’ εξαίρεση και όχι κατ΄ αποκλειστικότητα.

Μελλοντικές μελέτες, είπαν οι ερευνητές, μένει να δείξουν αν τα είδη αυτά βασίζονται στη μετατροπή γονιδίων ή σε άλλους, για την ώρα άγνωστους, μηχανισμούς.

Σε κάθε περίπτωση, πάντως, η μελέτη αποδεικνύει ότι η ζωή μπορεί να συνεχιστεί ακόμα και χωρίς πατέρες.