Nepohlavní rozmnožování posiluje škodlivé mutace vodních breberek

05.09. 16:54 | Autor: Radek John

Korýš hrotnatka obecná se může rozmnožovat buďto pohlavně nebo tzv. partenogenezí. Při druhé možnosti se noví jedinci líhnou z neoplozených vajíček. Geny spouštějící nepohlavní rozmnožování se podle vědců šíří mezi hrotnatkami podobně jako nakažlivá nemoc.

Kdyby sex neexistoval, byla by spousta věcí daleko snazších. Na první pohled je totiž nepohlavní rozmnožování výhodnější. Přesto se podstatná část živého světa rozmnožuje sexuálně. Vědci vymysleli několik teorií, k čemu by jim to mohlo být. S jedním z vysvětlení přišel v minulém století americký genetik Hermann Muller. Sex by podle něj působit jako ochrana před hromaděním škodlivých mutací. Teorie se označuje jako Mullerova rohatka. Jelikož většina lidí neví, co to rohatka je, stalo se zvykem její funkci pokaždé znovu popisovat.

Rohatka je zařízení, které slouží třeba k upevňování volejbalových sítí. Je to takové to ozubené kolo, spojené se zobanem, který zapadá do zubů kola. Pokud zoban ručně nezvednete, může se kolo otáčet jen na jednu stranu. Stejně je to v pojetí Mullerovy rohatky. Při asexuálním rozmnožování se genomy přenášejí z rodiče na potomka jako celek. Pokud se v nich objeví nějaká škodlivá mutace, přechází do další generace.

Hrotnatky žijí na celém světě.

Kromě velice nepravděpodobných případů, v nichž se chyba náhodou opraví sama od sebe, nemá nepohlavně se rozmnožující organizmus příliš možností se jí zbavit. Sex tento problém řeší. Zvedne zoban rohatky a umožní kolu točit se v protisměru. Během pohlavního rozmnožování vznikají nové kombinace genů. Potomek z něj vzešlý může nést méně škodlivých mutací než jeho rodiče.

Skrytá porucha

Skupina vědců, vedená Michaelem Lynchem z Indianské univerzity v Bloomingtonu, teď přišla se zajímavými novými poznatky, co se problému asexuality týče. V časopise Proceedings of the National Academy of Sciences seznamují odbornou veřejnost s výsledky svého výzkumu sladkovodního korýše hrotnatky obecné. Zhruba tři měsíce žijící drobní živočichové se mohou rozmnožovat oběma způsoby: pohlavně nebo nepohlavně. Z neoplozených vajíček některých samiček hrotnatek se mohou vyvinout plnohodnotná dospělá zvířata.

Hrotnatkám se zároveň dostalo cti být prvními korýši, jejichž genom byl celý přečten. Obsahuje přibližně 31 tisíc genů, což je o osm tisíc víc než člověk. Neobvykle přebujelá genetická výbava je výsledkem četných zdvojení částí DNA v historii druhu. Jakmile je genom nějakého druhu celý přečtený, je pro vědce jednodušší přečíst genom konkrétního jedince, který do něj spadá.

Lynch a jeho spolupracovníci přečetli jedenáct genomů asexuálně se rozmnožujících hrotnatek a jedenáct genomů sexuálně se rozmnožujících jedinců ze stejného druhu. Podle jejich analýzy se škodlivé mutace v genomu hrotnatek nemusí hromadit. Jsou tam přítomny v recesivních verzích. Pohlavně se rozmnožující organizmy mají obvykle každý gen ve dvou variantách - v jedné od matky a ve druhé od otce.

Tohle zvíře není z Marsu, i když tak vypadá.

Koloběh zrození

Recesivní verze genu se projevuje jen, pokud ji jedinec zdědil po obou rodičích. Naopak dominantní verzi stačí být v genomu jen jednou, aby se projevila. V genomu asexuálně se množících hrotnatek recesivní alely přepisují ty dominantní. Ještě zajímavější je další zjištění výzkumníků. Geny pro asexualitu by se v populacích hrotnatek mohly šířit jako nakažlivá nemoc.

Asexuální samičky se rozmnožují, aniž by k tomu potřebovaly samce. Z jejich vajíček ale občas mohou nějací vyrůst a šířit sklon k asexualitě v populacích sexuálně se rozmnožujících populacích.

Nepohlavní rozmnožování je rychlejší než pohlavní, takže asexuální hrotnatky převládnou, dokud je nezastaví už zmíněné škodlivé mutace. Pak populace vyhyne. Zbyde ale pár vajíček, které, pokud se dostanu do příznivých podmínek, mohou infikovat další pohlavně se množící populaci a spustit celý koloběh znovu.

Foto: Indiana University.

Autor: Radek John