Vrsta ribe koja je preživela 100 hiljada godina bez mužjaka: Trebalo je da izumre, ali i dalje napreduje

Tu bira partnera. Ali, u neobičnom evolutivnom obratu, njegovi geni ne igraju nikakvu ulogu u potomstvu.

Reč je o biološkoj „krađi“ poznatoj kao ginogeneza, pri kojoj ženka koristi spermu mužjaka samo da pokrene razvoj jajne ćelije, a zatim odbacuje njegovu DNK. Rađa isključivo ćerke, od kojih je svaka njen klon, piše BBC.

Ova riba zove se amazonska moli, nazvana po plemenu ratnica iz grčke mitologije, i već gotovo vek zbunjuje naučnike. Evolutivna teorija sugeriše da bi aseksualne vrste trebalo brzo da izumru, jer se bez polnog razmnožavanja štetne mutacije vremenom gomilaju u njihovom genomu. Međutim, ova vrsta sastavljena samo od ženki opstaje već oko 100.000 godina.

Prema uobičajenom shvatanju, trebalo je da bude tek kratkotrajna epizoda na stablu života. Ipak, ovo malo i neupadljivo stvorenje i dalje uspeva da opstane.

Kako je amazonska moli preživela kada teorija sugeriše da je odavno trebalo da nestane? Nova istraživanja počinju da rasvetljavaju ovu misteriju, a naučnici otkrivaju da bi aseksualne vrste mogle biti mnogo otpornije nego što se ranije mislilo, dovodeći u pitanje dugogodišnju pretpostavku da je život bez seksa osuđen na propast.

Zašto je seks važan

Da bismo razumeli zašto je opstanak amazonske moli bez seksa toliko izuzetan, prvo treba odgovoriti na pitanje: zašto seks uopšte postoji?

„Polno razmnožavanje je prilično čudan i komplikovan način razmnožavanja, zar ne?“, kaže Edvard Rajsmajer, računski biolog sa Univerziteta Ludvig Maksimilijan u Minhenu i koautor nove studije.

Seks je skup proces, objašnjava Rajsmajer. Jedinke moraju da pronađu partnera i da se za njega takmiče, a svaki roditelj prenosi samo polovinu svoje DNK. Razmnožavanje je često i neravnopravno, jer ženke mnogih vrsta ulažu mnogo više energije u stvaranje potomstva, trudnoću ili inkubaciju, kao i njegovo podizanje.

Nasuprot tome, aseksualno razmnožavanje deluje kao mnogo bolji posao. Nema potrebe za traženjem partnera, a potomstvu prenosite 100 odsto svojih gena. Ipak, u prirodi dominira upravo seks - mešanje i rekombinacija gena različitih jedinki.

„Kada pogledate širu sliku, 99,9 odsto života zasniva se na seksu“, kaže Dejv Spajer, evolutivni biolog sa Univerziteta u Amsterdamu.

Jedan od razloga za to, smatra on, jeste što seks omogućava populacijama da efikasnije istražuju genetski „prostor mogućnosti“.

Tokom polnog razmnožavanja DNK dva roditelja meša se kroz proces rekombinacije, pa svaki potomak dobija jedinstvenu kombinaciju gena. To je poput mešanja špila karata - svaki novi raspored stvara novu kombinaciju koju evolucija može da „testira“.

Zbog toga polne vrste uglavnom imaju veću genetsku raznovrsnost, što im pomaže da opstanu.

Seks pruža i zaštitu. Bez ovog mešanja gena, genomima preti proces poznat kao Milerova čegrtaljka.

Pri kopiranju DNK, objašnjava Spajer, „uvek dolazi do grešaka“. Kod polnih vrsta te greške mogu da se eliminišu iz populacije, dok se kod klonskih vrsta prenose iz generacije u generaciju. Vremenom se štetne mutacije gomilaju poput zupčanika na jednosmernoj čegrtaljki, postepeno narušavajući genom sve dok vrsta ne izumre.

Prema toj teoriji, aseksualne vrste trebalo bi da budu kratkog veka. Međutim, neke, poput amazonske moli, ne samo da opstaju već i napreduju.

„Evolutivni skandal“

Amazonska moli nije jedina. U životinjskom svetu postoji više aseksualnih vrsta koje traju mnogo duže nego što teorija predviđa - od određenih vrsta štapićastih insekata do sićušnih „mikroživotinja“.

Posebno zanimljiv primer je bdeloidni rotifer.

„Nazivali su ih evolutivnim skandalom“, kaže Kjara Bosketi, stručnjakinja za rotifere sa Univerziteta u Plimutu.

Ova sićušna stvorenja velika su poput zrna peska, ali imaju glavu, digestivni sistem i dva mala prsta. Žive širom sveta u slatkovodnim sredinama i spadaju u grupu poznatu kao „drevni aseksualci“ - životinje koje milionima godina opstaju bez polnog razmnožavanja.

U slučaju bdeloidnih rotifera, reč je o desetinama miliona godina bez mužjaka, što istoriju amazonske moli od oko 100.000 godina čini veoma kratkom.

„Iskreno, ne znamo kako su opstali toliko dugo“, kaže Bosketi.

Ipak, postoje tragovi. Jedan od najneobičnijih jeste njihova sposobnost da preuzimaju DNK iz okoline, proces poznat kao horizontalni transfer gena.

Za razliku od većine životinja koje gene nasleđuju samo od roditelja, bdeloidni rotiferi „kradu“ genetski materijal potpuno nepovezanih organizama - nešto što se obično viđa samo kod bakterija.

Neki od tih gena pomažu im da prežive dehidraciju, dok drugi povećavaju otpornost na patogene.

„Možete ih osušiti, možete ih kuvati“, kaže Bosketi, opisujući njihovu neverovatnu sposobnost da prežive ekstremne uslove, uključujući svemirske letove ili zamrzavanje tokom 24.000 godina u sibirskom permafrostu.

Sistem „kopiraj i nalepi“

Do nedavno je tajna dugovečnosti amazonske moli bila jednako misteriozna. Nova studija sada nudi moguće objašnjenje.

„Teoriji je nedostajao jedan deo“, kaže Rajsmajer. „A taj deo je genska konverzija.“

Genska konverzija je oblik genetske popravke koji postoji i kod ljudi.

Kada je DNK oštećena, ćelije ponekad koriste jednu kopiju gena kao šablon za popravku druge. Ovaj proces često se opisuje kao sistem „kopiraj i nalepi“.

Kod ljudi i većine životinja on uglavnom deluje u pozadini, popravljajući oštećenja DNK. Kod amazonske moli, međutim, čini se da ima mnogo važniju ulogu.

Rajsmajer i njegove kolege uporedili su genome amazonskih moli kroz više generacija i otkrili da su pojedini delovi njihove DNK više puta bili „prepisivani“, ne zahvaljujući seksu, već upravo putem genske konverzije.

Na taj način genom uspeva da ograniči nakupljanje štetnih mutacija.

Dodatna prednost potiče od porekla vrste. Amazonska moli nastala je pre oko 100.000 godina ukrštanjem ženke atlantske moli i mužjaka jedrenjaka moli.

Za razliku od većine hibrida, poput mula ili ligera, potomci nisu bili sterilni. Umesto toga, nastala je linija sposobna za aseksualno razmnožavanje.

Zbog toga svaka amazonska moli nosi genetski materijal dve različite vrste, što joj je od samog početka obezbedilo veliku genetsku raznovrsnost i određenu zaštitu od Milerove čegrtaljke.

„Mutacije za koje očekujete da budu najopasnije upravo su mesta u genomu gde najčešće vidimo gensku konverziju“, kaže Rajsmajer.

Rezultat je vrsta koja pokazuje iznenađujuće dobro genetsko zdravlje uprkos 100.000 godina bez seksa.

„Mislili smo da je polno razmnožavanje jedini pravi način da genom ostane zdrav... Ali sada smo otkrili da postoji i drugi način“, kaže Rajsmajer.

„To je drugačiji put do istog rezultata.“