How does this all-female species reproduce? - Susana Freitas and Darren Parker

المترجم: Shimaa Nabil المدقّق: gaith Takrity

In 2021, workers at a Sardinian aquarium were stunned by the birth

في عام 2021، ذهل العمال العاملين في حوض أسماك سردينيا بولادة

of a smoothhound shark, who they called Ispera.

سمكة قرش ملساء، أطلقوا عليها اسم إسبيرا.

What shocked them was that, for the last decade,

ما صدمهم أنه على مدار العقد الماضي،

Ispera’s mother had been living only with other females.

كانت والدة إسبيرا تعيش فقط مع إناث أخريات

But it’s actually entirely possible that Ispera had no father—

لكن في الواقع من الممكن تمامًا أن إسبيرا لم يكن لها أب،

and the reason why that is also explains other biological curiosities,

والسبب في أن هذا يفسر أيضًا الفضول البيولوجي الآخر،

like the existence of an all-female lizard species.

مثل وجود فصائل من السحالي من الإناث.

Usually sexual species have sex cells that contain

عادةً ما تحتوي الأنواع الجنسية على خلايا جنسية تشمل

half the number of chromosomes required to create a viable embryo.

نصف عدد الكروموسومات المطلوبة لتكوين جنين قابل للحياة.

So an egg cell must be fertilized by a sperm cell

لذلك يجب إخصاب البويضة بواسطة خلية منوية

to form two full sets of chromosomes.

لتكوين مجموعتين كاملتين من الكروموسومات.

But some species that have sex cells can undergo

لكن بعض الأنواع التي لديها خلايا جنسية يمكن أن تخضع

a type of asexual reproduction called parthenogenesis—

لنوع من التكاثر اللاجنسي يسمى التوالد العذري -

meaning “virgin origin” in Greek.

وهذا يعني “الأصل البكر” في اليونانية.

In parthenogenesis, an embryo develops from an unfertilized egg cell

في عملية التوالد العذري، يتطور الجنين من بويضة غير مخصبة

that doubles its own chromosome count.

تتضاعف عدد الكروموسومات الخاصة بها.

In fact, some animals only ever undergo parthenogenesis,

في الواقع، لا تخضع بعض الحيوانات إلا للتكاثر العذري،

while others can reproduce both sexually and parthenogenetically.

في حين أن البعض الآخر يمكن أن يتكاثر عن طريق الاتصال الجنسي والتكاثر العذري.

It's actually more common than previously thought.

إنه في الواقع أكثر شيوعًا مما كان يُعتقد سابقًا.

More than 80 different sexual vertebrate species—

لقد فاجأنا أكثر من 80 نوعًا مختلفًا من الفقاريات الجنسية -

including Komodo dragons and certain kinds of turkeys, pythons, and sharks—

بما في ذلك تنانين كومودو وأنواع معينة من الديوك الرومية والثعابين وأسماك القرش -

have surprised us by occasionally reproducing this way.

من خلال التكاثر بهذه الطريقة أحيانًا.

These discoveries were usually made when females

عادة ما تتم هذه الاكتشافات

عندما تلد الإناث بشكل غير متوقع في الأسر.

unexpectedly gave birth in captivity.

Ispera’s birth, for one, may have been the first account

ربما كانت ولادة إسبيرا، على سبيل المثال،

أول قصة للتكاثر العذري في أسماك القرش الملساء.

of parthenogenesis in smoothhound sharks.

Scientists also confirmed that parthenogenesis was taking place

أكد العلماء أيضًا أن التوالد العذري كان يحدث

in some wild snake populations.

في بعض أنواع الثعابين البرية.

But just how many fatherless creatures are running, slithering, and swimming

لكن كم عدد المخلوقات بلا أب التي تجري وتزحف وتسبح

around out there is unknown:

حولنا غير معروف:

it’s a tough thing to track without population-wide genetic analyses.

من الصعب تتبعها بدون التحليلات الجينية على مستوى الأنواع.

So, why is it happening at all?

إذن، لماذا يحدث أصلاً؟

Scientists think parthenogenesis could be evolutionarily beneficial

يعتقد العلماء أن التوالد العذري يمكن أن يكون مفيدًا تطوريًا

in some contexts because, well, sex can be a drag.

في بعض السياقات لأن الجنس يمكن أن يكون عائقًا.

Mating and its associated demands and rituals can be time- and energy-intensive,

يمكن أن يكون التزاوج وما يرتبط به من مطالب وطقوس كثيفة الوقت والطاقة،

leave individuals vulnerable to predators, and even be fatal.

مما يترك الأفراد عرضة للحيوانات المفترسة، بل وقد يكون قاتلاً.

Parthenogenesis, meanwhile, requires only one parent.

وفي الوقت نفسه، يتطلب التوالد العذري والدًا واحدًا فقط.

Mayflies can sometimes default to parthenogenesis

يمكن أن تلجأ ذبابة أيار في بعض الأحيان للتوالد العذري

if there are no males available,

إذا لم يكن هناك ذكور متاحة،

which is especially handy because they’ve only got a day or so

وهذا مفيد بشكل خاص لأن لديهم يوم واحد فقط أو نحو ذلك

to reproduce before dying.

للتكاثر قبل الموت.

It can also help rapidly expand a population.

يمكن أن يساعد هذا أيضًا في زيادة التعداد بسرعة.

In the summer, when food is abundant,

عندما يكون الطعام وفيرًا في الصيف،

pea aphids can rely on parthenogenesis,

يمكن لحشرات البازلاء الاعتماد على التوالد العذري،

allowing their population to explode under favorable conditions.

مما يسمح لتعدادها بالانفجار في ظل ظروف مواتية.

And in the autumn, they switch back to sex.

وفي الخريف، يعودون إلى ممارسة الجنس.

But some aphids, katydids, lizards, geckos, and snakes

لكن بعض حشرات المن والكاتيدات والسحالي والأبراص والثعابين

only ever reproduce via parthenogenesis.

تتكاثر فقط عن طريق التوالد العذري.

So, why do other animals bother with sex?

إذن، لماذا تهتم الحيوانات الأخرى بالجنس؟

Scientists hypothesize that sex makes up for its shortcomings with long-term gains.

يفترض العلماء أن الجنس يعوض عيوبه بمكاسب طويلة المدى.

It allows individuals to mix their genes, leading to greater genetic diversity.

يسمح للأفراد بخلط جيناتهم، مما يؤدي إلى تنوع جيني أكبر.

That way, when the going gets tough,

بهذه الطريقة، عندما تصبح الأمور صعبة،

beneficial mutations can be selected and harmful ones can be removed

يمكن اختيار الطفرات المفيدة والقضاء على الطفرات الضارة

without ending the entire population.

دون إنهاء النوع بالكامل.

In a parthenogenetic population, on the other hand,

من ناحية أخرى، في التوالد العذري،

individuals can only reproduce using their own genetic material.

لا يمكن للأفراد التكاثر إلا باستخدام موادهم الجينية الخاصة.

According to a theory called Muller’s ratchet,

وفقًا لنظرية تسمى سقاطة مولر،

that’s not good.

هذا ليس جيدًا.

The theory predicts that parthenogenetic lineages will accumulate harmful mutations

تتنبأ النظرية بأن السلالات الوراثية سوف تراكم الطفرات الضارة

over time and eventually, after thousands of generations,

بمرور الوقت، وبعد آلاف الأجيال في النهاية،

will reach a point of so-called mutational meltdown.

ستصل إلى نقطة تسمى الانهيار الطفري.

At this stage, individuals will be so compromised that they can't reproduce,

في هذه المرحلة، سيكون الأفراد معرضين للخطر لدرجة أنهم لا يستطيعون التكاثر،

so the population will nosedive, leading to extinction.

لذلك سينخفض عددهم، مما يؤدي إلى الانقراض.

We haven’t yet seen this entire process unfold in nature.

لم نشهد بعد هذه العملية برمتها تتكشف في الطبيعة.

But scientists have observed an accumulation of harmful mutations

لكن لاحظ العلماء تراكم الطفرات الضارة

in parthenogenetic stick insects that are absent in their sexual relatives.

في حشرات العصا التوالدية التي لا توجد في أقاربها الجنسيين.

Only time will tell whether this will cause their extinction.

فقط الوقت سيحدد ما إذا كان هذا سيؤدي إلى انقراضهم.

Otherwise, some parthenogenetic species appear to have ways of circumventing

خلاف ذلك، يبدو أن بعض الأنواع التوالدية الوراثية لديها طرق للتحايل

a mutational meltdown.

على الانهيار الطفري.

New Mexico whiptail lizards came about

ظهرت سحالي whiptail في نيو مكسيكو

when two different lizard species hybridized,

عندما تم تهجين نوعين مختلفين من السحالي،

creating this new all-female species.

أدى إلى وجود هذا النوع الجديد من الإناث.

As hybrids, their genome is a combination of the different sets of chromosomes

باعتبارها هجينة، فإن جينومها هو مزيج من مجموعات مختلفة

from their two parent species.

من الكروموسومات من النوعين.

This gives them a high level of genetic diversity,

يمنحهم هذا مستوى عالٍ من التنوع الجيني،

which may allow them to survive long into the future.

مما قد يسمح لهم بالبقاء لفترة طويلة في المستقبل.

Bdelloid rotifers, meanwhile, have been reproducing parthenogenetically

في هذه الأثناء، تتكاثر الروتيفيرات الشبيهة بالعلق بشكل التوالد العذري

for 60 million years.

لمدة 60 مليون سنة.

They might have managed this by taking in foreign genetic material.

ربما تمكنوا من ذلك عن طريق أخذ مادة وراثية أجنبية.

Indeed, about 10% of their genes comes from other organisms,

في الواقع، يأتي حوالي 10٪ من جيناتهم من كائنات حية أخرى،

like fungi, bacteria, and algae.

مثل الفطريات والبكتيريا والطحالب.

How exactly they do this is unclear,

كيف يفعلون ذلك بالضبط غير واضح،

but whatever the trick is, it seems to be working.

ولكن مهما كانت الحيلة، يبدو أنها تنجح.

To totally untangle the mysteries of reproduction,

لفك لغز التكاثر كليًا،

we’ll need more research—

سنحتاج إلى مزيد من البحث -

and probably a few more surprises like Ispera.

وربما بعض المفاجآت الأخرى مثل إسبيرا.