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

Fordító: Nora Levay Lektor: Zsófia Herczeg

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

2021-ben egy szardíniai akvárium dolgozói döbbenten vették észre,

hogy nyestcápa született, melynek az Ispera, Remény nevet adták.

of a smoothhound shark, who they called Ispera.

What shocked them was that, for the last decade,

A meglepetést az a tény okozta, hogy Ispera anyja az elmúlt évtizedben

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

kizárólag nőstény fajtársakkal élt együtt.

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

Azonban az, hogy Isperának nincs apja, teljességgel lehetséges.

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

Ennek oka más biológiai érdekességekre is rávilágít,

like the existence of an all-female lizard species.

olyanokra például, mint egy csak nőstényekből álló gyíkfaj létezése.

Usually sexual species have sex cells that contain

Az ivarosan szaporodó fajoknak általában ivarsejtjeik vannak,

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

melyek egy életképes embrió létrejöttéhez szükséges kromoszómák felét hordozzák.

So an egg cell must be fertilized by a sperm cell

Így tehát egy petesejtet egy spermiumnak kell megtermékenyítenie ahhoz,

to form two full sets of chromosomes.

hogy két teljes kromoszómakészlet kialakuljon.

But some species that have sex cells can undergo

Egyes ivarosan szaporodó fajok azonban

képesek egy partenogenezisnek nevezett ivartalan szaporodási módra.

a type of asexual reproduction called parthenogenesis—

meaning “virgin origin” in Greek.

A görög eredetű kifejezés jelentése “szűz származás”.

In parthenogenesis, an embryo develops from an unfertilized egg cell

A partenogenezis során az embrió egy megtermékenyítetlen petesejtből alakul ki,

that doubles its own chromosome count.

mely megduplázza önmaga kromoszómaszámát.

In fact, some animals only ever undergo parthenogenesis,

Míg egyes fajok kizárólag partenogenezis útján szaporodnak,

while others can reproduce both sexually and parthenogenetically.

mások képesek mind az ivaros, mind az ivartalan szaporodásra.

It's actually more common than previously thought.

Ez valójában sokkal gyakoribb, mint előzőleg hittük.

More than 80 different sexual vertebrate species—

Több mint 80 különböző ivarosan szaporodó gerinces faj,

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

beleértve a komodói sárkányt, valamint egyes pulyka-, piton- és cápafajokat,

have surprised us by occasionally reproducing this way.

lepett már meg minket azzal, hogy időről-időre így szaporodik.

These discoveries were usually made when females

Ezekre legtöbbször úgy derült fény, hogy fogságban tartott nőstények

unexpectedly gave birth in captivity.

váratlanul utódot hoztak a világra.

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

A beszámoló szerint Ispera születése feltehetően az első leírt eset,

of parthenogenesis in smoothhound sharks.

amikor egy nyestcápa ivartalanul szaporodott.

Scientists also confirmed that parthenogenesis was taking place

Tudósok egyes vadon élő kígyófajoknál is megerősítették a partenogenezis létezését.

in some wild snake populations.

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

Azt, hogy hány apátlan jószág fut, csúszik vagy úszik a nagyvilágban, nem tudjuk:

around out there is unknown:

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

populációszintű genetikai elemzés hiányában ezt nehéz megállapítani.

So, why is it happening at all?

De egyáltalán miért történik mindez?

Scientists think parthenogenesis could be evolutionarily beneficial

Kutatók szerint a partenogenezis bizonyos körülmények között

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

evolúciós előnyt jelenthet, hiszen a szex, nos, macerás dolog.

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

A párzás, valamint a hozzá kapcsolódó teendők és rituálék,

sok energiát és időt követelnek.

leave individuals vulnerable to predators, and even be fatal.

Az egyedeket a ragadozóikkal szemben is sebezhetővé teszik,

sőt, akár végzetesek is lehetnek.

Parthenogenesis, meanwhile, requires only one parent.

Mindeközben a partenogenezis csak egy szülőt igényel.

Mayflies can sometimes default to parthenogenesis

A kérészek, ha nincs elegendő hím, időnként ivartalanul szaporodnak,

if there are no males available,

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

ami felettébb hasznos,

mivel csak egy napjuk van a szaporodásra, mielőtt elpusztulnak.

to reproduce before dying.

It can also help rapidly expand a population.

Abban is segítség lehet, hogy egy populáció gyorsan felszaporodjon.

In the summer, when food is abundant,

A zöldborsó-levéltetű nyáron, amikor bőven van táplálék, ivartalanul szaporodik,

pea aphids can rely on parthenogenesis,

allowing their population to explode under favorable conditions.

és ez lehetővé teszi, hogy a kedvező körülmények között

az egyedszáma robbanásszerűen megnőjön.

And in the autumn, they switch back to sex.

Ősszel visszatérnek az ivaros szaporodáshoz.

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

Ugyanakkor egyes levéltetű-, szöcske-, gyík-, gekkó- és kígyófajok

only ever reproduce via parthenogenesis.

kizárólag partenogenezis útján szaporodnak.

So, why do other animals bother with sex?

Akkor más állatfajok miért bajlódnak a szexszel?

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

Kutatók szerint a hosszú távú előnyökért.

A szex teszi lehetővé ugyanis, hogy az egyedek génkészlete keveredjen,

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

biztosítva ezzel a nagyobb genetikai sokféleséget.

That way, when the going gets tough,

Ha a szükség úgy hozza, így a kedvező mutációk kiválasztódása

beneficial mutations can be selected and harmful ones can be removed

és a kedvezőtlenek eltűntetése is lehetséges

without ending the entire population.

anélkül, hogy a teljes populáció összeomlana.

In a parthenogenetic population, on the other hand,

Ezzel szemben egy ivartalan úton szaporodó populációban

individuals can only reproduce using their own genetic material.

az egyedek csak saját génkészletüket képesek sokszorosítani.

According to a theory called Muller’s ratchet,

A Müller-racsni néven ismert elv alapján ez káros.

that’s not good.

The theory predicts that parthenogenetic lineages will accumulate harmful mutations

Az elv szerint ugyanis, a partenogenetikusan szaporodó vonalakban

idővel, több ezernyi generáció után, elérkezik egy pont,

over time and eventually, after thousands of generations,

will reach a point of so-called mutational meltdown.

amikor a káros mutációk felszaporodása úgynevezett mutációs összeomlást okoz.

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

Ekkorra az egyedek már annyira leromlott állapotba kerülnek,

hogy nem képesek szaporodni,

so the population will nosedive, leading to extinction.

ami először a populáció gyengülését, majd végül a faj kihalását okozza.

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

Egyelőre még nem láttuk, hogyan zajlik le a természetben ez a folyamat.

But scientists have observed an accumulation of harmful mutations

Ugyanakkor kutatók feljegyezték olyan káros mutációk felhalmozódását

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

partenogenezissel szaporodó botsáskákban,

amely az ivarosan szaporodó rokon fajokban nincs jelen.

Only time will tell whether this will cause their extinction.

Az idő fogja megmutatni, hogy ezek valóban a kipusztulásukat fogják-e okozni.

Otherwise, some parthenogenetic species appear to have ways of circumventing

Mindemellett úgy tűnik, léteznek olyan partenogenezissel szaporodó fajok,

melyek képesek kijátszani a mutációs összeomlást.

a mutational meltdown.

New Mexico whiptail lizards came about

Az új-mexikói ostorfarkú gyík két eltérő gyíkfaj hibridizációjával jött létre,

when two different lizard species hybridized,

creating this new all-female species.

ami egy kizárólag nőstényekből álló új fajt eredményezett.

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

Hibridek lévén, génállományuk

két különböző fajtól származó kromoszómakészlet kombinációja.

from their two parent species.

This gives them a high level of genetic diversity,

Ez nagy genetikai diverzitással ruházza fel őket,

which may allow them to survive long into the future.

ami lehetővé teszi, hogy a faj még sokáig fennmaradjon.

Bdelloid rotifers, meanwhile, have been reproducing parthenogenetically

Mindeközben a kerekesférgek egy csoportja már 60 millió éve ivartalanul szaporodik.

for 60 million years.

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

Módszerük, hogy saját genomjukba idegen genetikai anyagot fogadnak be.

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

Kimutatható, hogy génállományuk körülbelül 10%-a idegen eredetű:

like fungi, bacteria, and algae.

gombákból, baktériumokból és algákból származik.

How exactly they do this is unclear,

Azt, hogy ezt pontosan hogyan csinálják, nem tudjuk,

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

de akármi is legyen a módszerük, úgy tűnik, jól működik.

To totally untangle the mysteries of reproduction,

Ahhoz, hogy a szaporodás csodáját teljesen megértsük, további kutatások kellenek,

we’ll need more research—

and probably a few more surprises like Ispera.

és valószínű még néhány Isperához hasonló meglepetés.