Stejně jako lidé potřebují některé ovocné mušky k rozmnožování dva – samce a samičku. Existují však také ovocné mušky, které mohou přirozeně porodit potomky bez účasti „silnějšího pohlaví“. Vědci se rozhodli, že totéž zkusí udělat uměle, a uspěli. Pojďme si říct, jak navrhli speciální chromozom.
Hlavní testovací předmět
Ovocná muška, popř Drosophila melanogaster, je oblíbeným modelovým organismem vědců z celého světa. Extrémně rychle se rozmnožuje, jeho genom je z 60 % podobný lidskému a použití tohoto hmyzu v experimentech nevyvolává vzrušené debaty o etice. Co se neudělalo ubohé ovocné mušce. Poslali ji do vesmíru, ozařovali rentgenovými paprsky, testovali na ní četné léky a dokonce některé mouchy přinutili, aby se dívaly, jak ostatní umírají.
Proč vědci nutili některé mouchy, aby sledovaly, jak jiné umírají?
A tady je nový odvážný experiment. Drosophila je jedním z nejvíce studovaných živočišných druhů a již dlouho je známo, že některé z jejích kmenů se mohou množit pomocí partenogeneze. Jedná se o způsob plození, kterého se účastní pouze samice. Ale ne všechny mouchy to používají; některé stále lákají samce k rozmnožování. Z pohledu genetika je klíčovou charakteristikou partenogeneze nedostatek diverzity, což znamená, že děti jsou v podstatě klony svých matek.
Ovocná muška a Nobelova cena
Experimenty s Drosophila umožnily Morganovu týmu vytvořit mapy umístění určitých genů na chromozomech Foto: © Nobelova nadace
Jeden ze zakladatelů genetiky Thomas Morgan studoval základy dědičnosti řadu let. Většina experimentů ve vědecké praxi amerického vědce probíhala za přímé účasti Drosophila melanogaster . Je pravda, že nakonec byla ovocná muška „zbavena“ Nobelovy ceny, která byla udělena Morganovi za studium mechanismů přenosu chromozomů z rodičů na děti.
Vědci z University of Cambridge sekvenovali genomy dvou kmenů Drosophila mercatorum . Jeden z nich se rozmnožoval normálním pohlavním stykem a druhý partenogenezí. Vědci se rozhodli najít geny, které jsou za to zodpovědné. Za tímto účelem porovnali genovou aktivitu u much s oběma typy reprodukce a našli ty, které byly aktivní u těch, které produkovaly potomky prostřednictvím partenogeneze.
Vědci objevili 44 genů, jejichž aktivita byla spojena s partenogenezí. Pak proběhly experimenty, ve kterých ji výzkumníci měnili v různých kombinacích, dokud nezjistili takovou, která by vedla ke vzniku partenogeneze. Schopnost pro tento typ rozmnožování získali i někteří potomci modifikovaných mušek. Ne všechny však byly klony svých matek, některé získaly další sadu chromozomů.
Tato fotografie ukazuje chromozom ovocné mušky modifikovaný vědci. Foto: © Robert Markus / SPL
Vědci nejen identifikovali geny zodpovědné za partenogenezi, ale také je dokázali aktivovat u těch much, které ji nemají. Pomocí bioinženýrství byl vytvořen umělý chromozom, který umožnil ovocným muškám otěhotnět bez pomoci samce.
Nejen mouchy
Někteří vědci považují partenogenezi za nejúčinnější způsob reprodukce, který se vyhýbá obtížím spojeným s obvyklým přístupem. Takto produkují potomstvo nejen mouchy, ale i další hmyz, jako jsou mravenci, ale i tardigrady, vířníci, plži a ještěrky.
Ještěrka Cnemidophorus neomexicanus se rozmnožuje partenogenezí Foto: © Sean Lema / Shutterstock / FOTODOM
Partenogeneze je často volena zemědělskými škůdci, protože je to rychlý způsob pokračování závodu, který umožňuje nejúčinnější využití mladých výhonků plodin pro růst potomstva. Existují příklady posunu k jinému přístupu k rozmnožování u hmyzu v důsledku rozšířeného používání pesticidů.
„Závody ve zbrojení“: jak je příroda napřed před vývojáři pesticidů
Dříve vědci dosáhli narození myší a žab bez účasti samců. Je pravda, že potomci byli získáni zpracováním vajíček v laboratorních miskách, a nikoli tím, že by samice byly vybaveny schopností partenogeneze.
5 
0
