Śniło mi się, że obudziliśmy się w świecie, gdzie nie było mężczyzn” – mówi Albert Starski. „Same baby?” – upewnia się Maksymilian Paradys. „I proszę sobie wyobrazić, rozmnażały się z probówek” – dodaje Albert.
Poznajecie? To dialog z kultowej „Seksmisji” Juliusza Machulskiego. Ale świat zdominowany przez kobiety istnieje nie tylko w scenariuszu tego filmu. Podobne sceny rozgrywają się w Polsce codziennie – w każdym jeziorze, stawie czy kałuży. W rolach głównych: dafnie, czyli rozwielitki.
Kiedy samiec się przydaje
„Przez większość czasu dafnie to same baby. W sprzyjających warunkach rozmnażają się przez dzieworództwo: składają jaja, z których wykluwają się samice genetycznie identyczne z matką. To przyspiesza proces reprodukcji, bo nie trzeba poszukiwać partnera i nowych genów” – mówi dr Barbara Pietrzak, zoolog z Zakładu Hydrobiologii Uniwersytetu Warszawskiego, która od kilku lat zajmuje się ekologią ewolucyjną tych skorupiaków.
W ten sposób kilka najlepiej przystosowanych klonów dafni może zmonopolizować cały akwen, ale nie jest to bezpieczna strategia. W trudniejszych czasach dafnie znów dopuszczają facetów do głosu. Dlaczego? Bo z ich pomocą łatwiej znaleźć kombinację genów, która zapewni lepsze przystosowanie potomstwa do zmieniających się warunków.
Hwang Woo-suk został uznany za oszusta, ale jego metoda namnażania ludzkich komórek przez partenogenezę jest chroniona patentem
„Kiedy dzień się skraca i robi się zimno albo populacja osiąga duże zagęszczenie i grozi głód, ze składanych jaj pod wpływem matczynych hormonów zaczynają wykluwać się chłopcy” – mówi dr Pietrzak. Z rozrodem płciowym u dafni związane jest też wytwarzanie jaj spoczynkowych, które mogą przetrwać w osadach niekorzystny okres. Dafnie nie są wyjątkiem w świecie zwierząt. Dzieworództwo, czyli partenogeneza, występuje u wielu owadów, m.in. u pszczół, os, niektórych chruścików czy jedwabników. Można ją zaobserwować też u nicieni czy roztoczy.
Wśród kręgowców bez samców obywają się kaukaskie jaszczurki z rodzaju Lacerta, gekony z wysp Pacyfiku czy warany z Komodo. Również indyki wykazują zdolność rozmnażania jednopłciowego, ale powstaje w ten sposób tylko jedno dzieworodne pokolenie. Powód? Układ chromosomów płciowych w komórkach rozrodczych ptaków sprawia, że przy dzieworodnym rozmnażaniu rodzą się wyłącznie samce i wszystko wraca do normy, bo one się już samodzielnie nie rozmnożą. Dodajmy, że są przy tym słabsze i mniej płodne od „tradycyjnie” poczętych indyków. Przyroda sama reguluje więc to, co na chwilę poszło innym torem.
Żarłacze i pożeracze DNA
W 2001 r. świat obiegła wiadomość o tym, że samica rekina młota żyjąca od trzech lat w niewoli w ogrodzie zoologicznym w Nebrasce zaszła w ciążę i urodziła młode bez kontaktu z samcem. Potwierdziły to potem badania genetyczne. Podobna sytuacja zdarzyła się w Virginia Aquarium w 2008 r. Kiedy przeprowadzano tam autopsję zmarłej samicy żarłacza czarnopłetwego o imieniu Tidbit, okazało się, że była ona w ciąży, choć od ośmiu lat nie stykała się z samcami swojego gatunku.
I znów analizy DNA potwierdziły, że zaszła tu partenogeneza. „To, że u Tidbit uformował się tylko jeden płód, może świadczyć o tym, że była to raczej wada rozwojowa niż fizjologiczna odpowiedź na brak partnera” – przypuszcza Robert Hueter, dyrektor Centrum Badań nad Rekinami w Sarasota na Florydzie (przeciętnie żarłacze z tego gatunku mają po 4–7 młodych w jednym miocie). Jednego potomka urodziła także siedem lat wcześniej samica rekina młota. Najbardziej fascynujący przypadek partenogenezy zaobserwowano u wrotków bdelloidalnych – wyglądających jak przecinki bezkręgowców, które obywanie się bez samców podniosły do rangi sztuki.
10 lat temu w Japonii przyszła na świat Kaguya – mysz, która nie miała ojca biologicznego, ponieważ powstała z połączenia dwóch komórek jajowych. Za „laboratoryjnego tatę” myszy Kaguya śmiało można uznać prof. Tomohiro Kono
Wrotki – wszystkie bez wyjątku baby – wiodą pustelniczy żywot w niemal każdym zbiorniku wodnym: od zamarzniętej kałuży po gorące źródła. Od 80 mln lat obywają się całkowicie bez seksu. Jak więc radzą sobie z brakiem dopływu świeżych genów? Ten problem doprowadził przecież wiele rozmnażających się aseksualnie zwierząt do zagłady, bo nie były w stanie przystosować się do zachodzących wokół zmian. Tymczasem wrotki mają się świetnie. Możliwe, że po prostu zjadają DNA innych gatunków – bakterii, grzybów i alg – i w ten sposób wzbogacają własną pulę genetyczną. Do 10 proc. ich aktywnych genów jest obcego pochodzenia – odkryli w 2012 r. naukowcy z University of Cambridge. W jaki sposób dokładnie zachodzi proces transferu genów, badacze jeszcze nie wiedzą.
Dzieworództwo komórkowe
Dlaczego wśród zwierząt mogących rozmnażać się poprzez dzieworództwo nie ma ssaków? Naukowcy zrozumieli to dopiero w latach 90. „Aby wszystkie geny ssaka – a więc i człowieka – uaktywniły się, w zygocie muszą spotkać się zarówno te pochodzące od matki, jak i te od ojca. W przeciwnym razie niektóre fragmenty DNA pozostałyby »wyłączone«, a płód nie mógłby się rozwinąć” – tłumaczy dr Pietrzak.
Właśnie dlatego brak przykładów naturalnej partenogenezy wśród ssaków. Co nie znaczy, że inżynieria genetyczna nie zdołała pokonać i tej bariery. W 2004 r. badacze z Tokijskiego Uniwersytetu Rolniczego wyhodowali mysz, która nie miała ojca, lecz dwie matki. Zespół prof. Tomohiro Kono wydobył z jajeczka zestaw chromosomów, które przeszczepił do komórki jajowej innej myszy. Był to bezprecedensowy sukces, bo wcześniejsze próby dzieworodnego rozmnażania ssaków kończyły się niepowodzeniem. Płody myszy i małp uzyskiwane tym sposobem nieprawidłowo się rozwijały i obumierały.
„Przy niemal 460 zarodkach, które próbowaliśmy hodować, tylko 10 myszy urodziło się żywych, a jedna dożyła wieku dojrzałego” – powiedział prof. Kono. Myszkę nazwano Kaguya, na cześć dziewczynki z legend japońskich, odnalezionej jako niemowlę w łodydze bambusa. Naukowcy od razu zaczęli się zastanawiać, czy dzieworództwo byłoby możliwe także u ludzi. „Dzięki narzędziom inżynierii genetycznej można dziś »włączać« i »wyłączać« geny, które dotychczas aktywowane były tylko dzięki obecności materiału genetycznego obojga rodziców. To jednak niesie ogromne wątpliwości natury etycznej. Jakie byłyby konsekwencje takiej manipulacji u ludzi? Myślę, że nie umiemy dziś odpowiedzieć na to pytanie” – mówi dr Pietrzak.
Do sedna tego problemu zbliżył się niesławny południowokoreański naukowiec Hwang Woo-suk, który 2004 r. ogłosił, że sklonował ludzki zarodek. Udowodniono mu co prawda, że klonowanie było kłamstwem, ale uwadze świata w dużej mierze umknął fakt, iż Koreańczyk dokonał mimo to przełomowego odkrycia. Udało mu się bowiem uzyskać embrion z niezapłodnionego jaja, a więc poprzez dzieworództwo.
Podobne dokonanie ma na koncie kalifornijska firma International Stem Cell Corporation, która od 2007 r. na drodze partenogenezy hoduje komórki macierzyste podobne do komórek embrionalnych. Mogą one pomóc m.in. przy regeneracji narządów czy leczeniu choroby Parkinsona. Są genetycznie zgodne z DNA kobiety, której komórka jajowa została wykorzystana, a więc ryzyko związane z ich stosowaniem jest minimalne. Wada tego rozwiązania jest taka, że skorzystać z niego nie może brzydsza część naszej populacji. A więc, drodzy panowie, to nie kobiety są tą „słabą płcią”!