Англійські та італійські зоологи повідомили про дивовижне відкриття. Виявляється, комодські варани (Varanus komodoensis) - рідкісні і найбільші в світі ящірки - здатні розмножуватися партеногенетично, тобто без участі самців. Дві самки комодського варана в зоопарках Великої Британії відклали яйця, з яких благополучно вилупилися нормальні дитинчата. На відміну від інших одностатевих ящірок, партеногенетичне потомство варанів - самці. Дискусія про еволюційне значенні двостатевого розмноження триває.
У 1957 році було виявлено, що скельні ящірки можуть розмножуватися без участі самців. У популяції самки цього виду благополучно відкладали яйця і виводили дитинчат. Скепсис навколо цього відкриття існував доти, поки не знайшлися інші види плазунів і земноводних, здатних до одностатевого розмноження.
На сьогоднішній день відомо не менше 70 видів риб, амфібій і плазунів, в популяціях яких самки здатні виробляти потомство без самців. Генетичні дослідження цих самок показали, що вони можуть мати подвійний, потрійний і навіть четверний набір хромосом, а у деяких риб навіть більший. У розмноженні можуть брати участь і самці, навіть самці іншого виду, але при цьому злиття материнської і батьківської гамет не відбувається, батьківська гамета тільки ініціює розвиток яйцеклітини з материнським набором хромосом.
Як з'явився такий витончений, але аж ніяк не унікальний спосіб розмноження у плазунів, зокрема нас цікавлять варани? Учені прийшли до висновку, що в основі лежали близькоспоріднені схрещування різних видів. Успіх цієї сумнівної затії завжди забезпечувався кратним збільшенням числа хромосом у гаметах матері і батька. Тут запропоновано три варіанти.
1. У яйцеклітині при дозріванні не відбувалося розділення диплоїдного набору хромосом, таким чином набір хромосом так і залишався подвійним. У батьківській гаметі не було необхідності і вона, навіть потрапивши в статеві шляхи самки, відмирала. Потомство отримувало диплоїдний материнський набір хромосом.
2. Матері з диплоїдним набором хромосом в яйцеклітині все ж таки схрещуються з нормальними самцями, що дають гаплоїдні гамети. В результаті потомство виходить триплоїдним. Далі триплоїдні самки дають одностатеве триплоїдне потомство.
3. Існують і тетраплоїдні самки, які виробляють тетраплоїдне потомство. Різноманітність поліплоїдних наборів хромосом у ящірок призводить до таких сильних зовнішніх відмінностей, що двостатеві і одностатеві популяції з подібним первинним набором хромосом вважалися різними видами.
На основі цього передбачається, що партеногенез є одним з механізмів появи нових видів. Два види схрещуються, подвоюючи при цьому свій хромосомний набір, і з'являється генетично і морфологічно новий вид. З іншого боку, першовідкривач цього явища у ящірок, припускав, що розмноження без самців - не спосіб видоутворення, а всього лише механізм виживання виду при великій розрідженості особин, завдяки якому самотня самка, не зустрівши у відповідний час самця, здатна продовжити свій рід. Одне зі звичайних заперечень полягає в тому, що при одностатевому розмноженні різко зменшується різноманітність генних варіантів і за рахунок цього знижується пристосованість популяції, у результаті популяція швидко вимре.
Новий виток дискусії про значення партеногенезу дало відкриття безстатевого розмноження у варанів. Близько п'яти років тому вчені виявили, що партеногенетично потомство вараном представляє собою самців, самки з'являються тільки при статевому розмноженні. У варанів є дві статеві хромосоми: Z і W. Самці мають генотип або ZZ, або WW, а самки повинні обов'язково мати дві різні хромосоми: ZW. У кожній яйцеклітині і в кожному сперматозоїді міститься або Z, або W-хромосома. При спарюванні гомозиготи (ZZ і WW) стають самцями, а гетерозиготи (ZW) самицями (у людини все навпаки). При одностатевому розмноженні набір хромосом в яйцеклітині просто подвоюється, і тоді в обов'язковому порядку розвивається гомозиготна особина, тобто самець. Навіщо потрібен партеногенез, якщо розвиваються тільки самці?
Відповіддю на це питання служить нещодавнє відкриття, яке стосується розмноження комодських варанів. Комодські варани - величезні ящери до 2,5 м в довжину, вагою до центнера, харчуються падаллю або нападають на великих ссавців. Зоологи з честерського (Chester Zoo) та Лондонського зоопарків (London Zoo), Школи біологічних наук Ліверпульського університету (School of Biological Sciences, University of Liverpool, Великобританія) та Відділення зоології і генетики тварин Флорентійського університету (Dipartimento di Biologia Animale e Genetica «Leo Pardi », Італія) спостерігали за поведінкою двох самок цього виду, що живуть в Честерському і Лондонському зоопарках. Взагалі, зоопарки, де живуть варани, охочіше приймають самок, ніж самців, у надії на майбутнє поповнення. А самців комодських варанів перевозять з одного місця в інше, щоб вони могли спаровуватися з самками. Але ось недавно вараниха з Лондонського зоопарку не дочекалася самця і відклала яйця, з яких благополучно вилупилися варанята, а потім і її самотня подруга з Честерського зоопарку зробила те ж саме.
Генетичні проби ембріонів, що не вижили, показали, що у виводку - суцільні материнські клони з тими чи іншими варіаціями. Правда, всі вони самці. Учені припускають, що така стратегія розмноження може мати сенс, коли популяція тварин розріджена або дуже мала. Тоді варани-самки виводять численне гомозиготне покоління, яке компенсує жалюгідний недобір батьків. На сьогоднішній день дику популяцію гігантських рептилій становить близько 4 тисяч особин, чверть з них зрілі самки. Самців більше ніж самок, і вони влаштовують криваві турнірні бої за право залишити потомство.
Нові дані про розмноження комодських варанів мають не тільки академічний інтерес, як повідомляють автори публікації, а й практичний. Тепер можна буде розробити нову стратегію утримання та розведення в неволі цих рідкісних тварин. Крім того, доведеться переглянути племінні книги комодських варанів, де записані родоводи всіх розміщених в неволі особин: всі ці записи не враховують можливість партеногенезу.
За матеріалами nature.com.
