Как самка ската забеременела без самца? Ответ биологов на загадку Шарлотты

На днях американские ихтиологи озадачили весь ихтиологический мир сообщением о том, что в аквариуме Северной Каролины забеременела одинокая самка ската. По одной из версий, отцом мог стать самец бамбуковой акулы, проживающий по соседству. Но более детальное исследование показало, что они не при делах.

Проведя исследование, которое по совместительству стало еще и расследованием, эксперты аквариума в Северной Каролине признали, что для ската Шарлотты было бы невозможно спариться с одной из акул, живущих в том же аквариуме. Вместо этого, по их словам, она проявила чудеса факультативного партеногенеза — редкого запасного способа размножения у двуполых, при котором потомство развивается из неоплодотворенных яиц.

Дети — клоны матери

В дикой природе животные таким образом обычно не размножаются, однако некоторые исследования показывают, что у тех, кто находится под угрозой исчезновения, все же случаются «непорочные зачатия», поскольку им слишком трудно найти себе пару.

Во время факультативного партеногенеза потомство получает полный набор генов от матери. От нее же — так называемая полярная клетка на замену сперматозоидам. Связываясь с яйцеклеткой, она запускает деление, что приводит к созданию полностью развитого эмбриона. Поскольку полярная клетка содержит половину набора генов матери, потомство является почти идеальным клоном своего родителя. Конечно, с учетом мутаций и ошибок копирования.

Наиболее распространено такое явление у поденок, индеек, питонов и удавов, а вот история Шарлотты пока единственный подтвержденный случай партеногенеза у круглых скатов. Впрочем, ихтиологов такое событие само по себе не удивляет.

Например, научный сотрудник Аквариума Джорджии в Атланте Кэди Лайонс, где обитает Шарлотта, сказала, что, хотя никто до конца не знает, почему это происходит, «это действительно изящный феномен», и винить акулу в беременности самки ската точно не стоит.

Смогут ли люди так же?

Вместе с тем случай Шарлотты наталкивает ихтиологов на вопрос о вероятности размножения людей бесполым путем. Но загвоздка в том, что млекопитающим для непорочного зачатия надо освоить немного другой тип партеногенеза. В частности, яйцеклетке необходимо удвоить свое генетическое содержимое, разделить его, а затем снова объединить.

В ходе этого процесса, который ученые называют автомиксисом (это одна из форм самооплодотворения, состоящая в слиянии половых клеток, принадлежащих одной и той же особи), яйцеклетка обретает нормальное количество хромосом без необходимости использования какого-либо дополнительного генетического материала. Однако даже в этом случае вероятность того, что яйцеклетка начнет развиваться в эмбрион, будет равняться одному случаю на миллиард.

Млекопитающие как будто специально эволюционировали так, чтобы такой вид размножения стал невозможным. По словам исследователей, в противном случае развитие яиц в эмбрионы внутри яичников было бы смертельно для самок.

Но в целом опыты по непорочному зачатию не останавливаются. Относительно недавно генетики «научили» этому способу плодовых мушек.