U rekama Meksika i južnog Teksasa pliva riba koja ne bi smela da postoji. Ona se kreće u isključivo ženskom jatu, dok se njena srebrna krljušt trlja o mužjake blisko srodne vrste. Ovde ona bira partnera. Ali u neobičnom evolutivnom obratu, njegovi geni ne igraju nikakvu ulogu u njenim potomcima, preneo je BBC.
Proces je poznat kao ginegeneza, u kojoj ona koristi spermu mužjaka samo da bi pokrenula razvoj jajnih ćelija, ali ubrzo potpuno odbacuje njegov DNK. Rađa samo ćerke, svaku klon sebe same.
Ta riba je amazonska moli, nazvana po isključivo ženskom ratničkom plemenu iz grčke mitologije, i već skoro čitav vek zbunjuje naučnike.
Evoluciona teorija sugeriše da bi aseksualne vrste trebalo brzo da izumru, jer se bez seksa vremenom u njihovom genomu nagomilavaju štetne mutacije. Ali ova čisto ženska vrsta opstaje već oko 100.000 godina. Kako je, dakle, amazonska moli preživela, kada bi prema teoriji trebalo da je odavno izumrla?
Zašto je seks važan?
Seks je veoma skup, kaže Edvard Rajsmajer, računski biolog sa Univerziteta Ludvig Maksimilijan u Minhenu, u Nemačkoj, i koautor nove studije o amazonskoj moli. Jedinke moraju da pronalaze partnera, da se bore za njega, a svaki roditelj doprinosi samo polovinom sopstvene DNK.
Razmnožavanje je često neravnopravno - ženke mnogih vrsta ulažu mnogo više energije od mužjaka u razmnožavanje, rađanje ili inkubaciju, kao i u odgajanje potomaka. Aseksualno razmnožavanje, nasuprot tome, zvuči kao mnogo bolja opcija.
Nema potrebe za pronalaženjem (i izlaženjem na kraj sa) partnerom, a možete da prosledite dalje 100% sopstvenih gena. Ipak, seks je dominantan gotovo svuda u stablu života.
"Ako pogledate celokupnu sliku, seks je prisutan u 99,9% slučajeva", kaže Dejv Speijer, evolutivni biolog sa Univerziteta u Amsterdamu u Holandiji.
Tokom seksualnog razmnožavanja DNK dva roditelja se meša poput špila karata kroz proces zvan rekombinacija, dajući svakom potomku jedinstvenu kombinaciju gena.
To znači da među seksualnim vrstama obično postoji više genetske varijabilnosti, jer svaki pojedinac ima drugačiju mešavinu gena, koja je obično korisna za opstanak vrste. Seks takođe nudi zaštitu.
Bez ovog genetskog mešanja, genomi se suočavaju sa sporom, ali neizbežnom pretnjom poznatom kao Milerov zupčanik. Kada se DNK kopira, objašnjava Speijer, "uvek postoje greške".
Kod seksualnih vrsta te greške mogu da se uklone iz genetskog fonda mešanjem, ali kod klonirajućih vrsta koje se uglavnom razmnožavaju aseksualno, one se iznova i iznova prenose dalje.
Vremenom se te štetne mutacije gomilaju poput zubaca na jednosmernom zupčaniku - degradirajući genom, klik po klik, sve dok na kraju vrsta ne izumre.
Napredak bez seksa
Prema ovoj ideji, aseksualne vrste bi trebalo da budu kratkog veka, osuđene na genetsko propadanje. Ipak, neke, poput amazonske moli, ne samo da preživljavaju, već i napreduju.
Speijer smatra da deo zabune potiče iz načina na koji se ova teorija tumači. Umesto da se radi samo o seksu, on tvrdi da se može razumeti kao šire ograničenje samog života. Bilo koji sistem mora da ima način da upravlja genetskim "greškama", a seks je samo jedna od tih strategija.
Posmatrano na taj način, dugovečne aseksualne vrste ne prkose evolutivnim pravilima, već pronalaze alternativne načine da ih zaobiđu.
U čitavom životinjskom carstvu postoji nekoliko aseksualnih organizama koji izgleda opstaju duže nego što teorija predviđa - od insekata grančica u šikarama, do "mikro-životinja" nalik mehurićima.
Amazonska moli spada u ekskluzivni klub vrsta koje imaju samo ženke posvećene, generaciju za generacijom, životu bez očeva. Kako ovi dugovečni aseksualni organizmi uspevaju da izbegnu sudbinu koju predviđa Milerov zupčanik, i dalje je predmet rasprave.
"Kopi-pejst" sistem
Rajsmajer kaže da nova studija razjašnjava ranije nedostajući deo slagalice. "A taj deo je genska konverzija." Genska konverzija je oblik genetske popravke i nije jedinstvena za amazonsku moli. Javlja se kod mnogih organizama, pa čak i kod ljudi.
Kod seksualnih vrsta poput naše, svaki pojedinac obično nosi dve kopije većine gena - jednu od majke i jednu od oca. Kada je DNK oštećen, na primer UV zračenjem, ćelije ponekad mogu da koriste jednu kopiju gena kao šablon za popravku druge.
Ovaj proces, poznat kao genska konverzija, može da dovede do toga da dve kopije gena postanu sličnije jedna drugoj. Kod ljudi i većine životinja, ovaj mehanizam uglavnom deluje kao pozadinski proces koji tiho popravlja DNK čim nastane oštećenje. Ali kod amazonske moli, izgleda da ima mnogo važniju ulogu u održavanju genoma.
Rajsmajer i njegov tim koristili su sekvenciranje celog genoma kako bi uporedili DNK amazonske moli kroz nekoliko generacija.
Primećeno je da delovi njenog genoma izgledaju kao da su iznova "presnimavani", ne kroz seksualno mešanje, već kroz češću gensku konverziju nego kod drugih životinja.
Ovde se čini da genska konverzija radi nešto slično za njen genom kao što seks radi za naš - pomaže da se ograniči akumulacija štetnih mutacija. Kao i većina aseksualnih životinja, amazonska moli nastala je iz jednog slučajnog susreta.
Istraživanje ukazuje da se to dogodilo pre oko 100.000 godina, kada se ženka atlantske moli uparila sa mužjakom sejlfin moli. Za razliku od većine hibrida, poput mazgi ili ligara, ovo uparivanje nije proizvelo neplodne potomke. Umesto toga, nastala je loza sposobna da se razmnožava bez seksa.
Zbog toga svaka amazonska moli nosi genetski materijal dve predačke vrste - što joj je u startu dalo visoku genetsku raznovrsnost i prednost u odnosu na Milerov zupčanik.
Ovo dvojno nasleđe verovatno je ključno za sposobnost tako intenzivne genske konverzije. Pošto su njene roditeljske vrste relativno blisko srodne, njihovi geni su dovoljno slični da obavljaju iste funkcije, ali i dovoljno različiti da nude širok spektar šablona za popravku.
Ono što je posebno iznenađujuće jeste da se čini da se genska konverzija dešava češće u nekim delovima genoma nego u drugim.
"One vrste mutacija za koje biste očekivali da su najgore i najopasnije - upravo su to mesta gde najčešće vidimo gensku konverziju", kaže Rajsmajer. Rezultat je vrsta koja deluje kao da ima izuzetno dobro genetsko zdravlje uprkos 100.000 godina bez seksa.
Implikacije po ljudsku biologiju
Razumevanje ovih alternativnih strategija za upravljanje genetskim "greškama" moglo bi imati implikacije i izvan amazonske moli, pa čak i za ljudsku biologiju. Štetne mutacije nisu jedinstvene za aseksualne vrste.
"Rak je bolest mutacija", kaže Rajsmajer.
ako on vodi računa da ne preuveliča implikacije sopstvenih otkrića, ističe da bi sve što poboljšava razumevanje genetskih mutacija i načina njihovog popravljanja moglo biti korisno na duže staze. Da li je amazonska moli razvila zaista stabilnu alternativu mešanju gena putem seksa ostaje otvoreno pitanje.
Naučnici još uvek ne znaju koliko dugo genska konverzija može da održi Milerov zupčanik pod kontrolom. Ali za ribu za koju je evoluciona teorija nekada tvrdila da ne bi ni smela da postoji, slika njenog genetskog zdravlja je iznenađujuće dobra.
"Mislili smo da je seksualna reprodukcija jedini ispravan način da se genom održi zdravim... ali sada znamo da nije - postoji i drugi način", kaže Rajsmajer.
BONUS VIDEO:
