Článek
Proč drtivá většina vyšších organismů potřebuje ztrácet čas a energii plozením samců, je jedno z velkých nevysvětlených tajemství evoluce.
Biologové mají celou řadu možných vysvětlení, která prakticky všechna souvisejí s tím, že pohlavní rozmnožování zvyšuje genetickou rozmanitost druhu. Při pohlavním rozmnožování jsou si prostě jednotliví členové druhu méně podobní. Což poskytuje výhody například v odolnosti proti parazitům či patogenům. Ale abychom zjistili, která z nich byla pro vznik samců rozhodující, na to bychom potřebovali stroj času, abychom se mohli vrátit do časů, kdy k tomu došlo.
I když tedy není přesně jasné, které výhody sexu vlastně stojí za jeho evolučním úspěchem, jistě víme, že pohlavní rozmnožování není rozhodně nejefektivnější. Organismy, u kterých samice rovnou vytvářejí oplodněná vajíčka, a množí se tedy tzv. partenogenezí, se mohou množit doslova dvakrát rychleji, pokud mají vhodné podmínky.
Někteří pozemští tvorové se postupně naučili využívat výhod obou světů. Některé druhy, třeba hmyzu, ale i plazů, se mohou rozmnožovat jak pohlavně, tak nepohlavně. V některých případech se u nich vyskytují jak samice, které se de facto „klonují“, tak i samice, které vyhledávají samce. V jiných případech jsou zřejmě schopné se „přepnout“ na nepohlavní rozmnožování, například pokud samci nejsou k mání.
Ale co přesně je třeba přepnout, aby se samice obešly bez samců? Na tuto otázku odpovídá práce skupiny z univerzity v Cambridge, která vyšla tento týden v odborném časopise Current Biology.
Mouchy pod obojí
Aby Sperlingová a její kolegové mohli přesně určit, které geny odpovídají za tento znak, věnovali se studiu jednoho druhu mušek octomilek. Drosophila mercatorum se rozmnožuje jak pohlavně, tak nepohlavně: některé samičky se „klonují“, jiné nikoliv.
Vědci porovnali aktivitu genů ve vajíčkách mušek schopných partenogeneze s aktivitou genů ve vajíčkách mušek schopných pouze pohlavního rozmnožování. Hledali geny, které pracují během jednoho typu rozmnožování, ale ne během druhého. Během srovnávání identifikovali celkem 44 genů, které se potenciálně podílejí na partenogenezi. Aby si potvrdili, že jejich hledání nebylo marné, výzkumníci pak upravili stejné geny u jiného druhu octomilky.
Výzkumníci tak změnili ekvivalentní geny u jiného druhu octomilek (Drosophila melanogaster, což je v laboratořích velmi oblíbený druh), který se obvykle nemůže rozmnožovat nepohlavně. Po řadě pokusů a omylů vědci odhalili kombinaci genetických změn, která vyvolala schopnost partenogeneze u zhruba 11 % samic mušek. Někteří potomci těchto geneticky upravených mušek byli rovněž schopni partenogeneze.
Proces nebyl dokonalou nápodobou jevu, který se vyskytuje v přírodě – koneckonců šlo o první případ takové úpravy. Účinnost nebyla vysoká a partenogenezí se rozmnožující mušky sice podědily geny pouze od matek, nebyly to vždy dokonalé klony svých rodiček. Některé měly tři sady chromozomů, zatímco vajíčka nakladená matkami rozmnožujícími se partenogenezí mají obvykle pouze dvě.
U savců by to tak snadné nebylo
Cílem vědců není pochopitelně vypustit do přírody nějaké „supermouchy“, které by se množily rychleji než běžné octomilky. Ale skutečně by teoreticky mohly vzniknout různé „modelové organismy“, na kterých by se dalo přesněji zkoumat, jaké výhody sex přesně vlastně poskytuje. Nová práce by také mohla biologům pomoci pochopit, jak se vlastně během evoluce partenogeneze vyvíjela.
Časem by to mohlo mít i praktičtější význam například pro zemědělce. Někteří škůdci využívají partenogenezi k tomu, aby se dokázali maximálně rychle množit ve chvíli, kdy mají nejvíce potravy. Některé druhy škodlivého hmyzu se pak uchýlily k partenogenezi poté, co proti nim lidé začali využívat látky narušující jejich sexuální rozmnožování. Výzkum by pak mohl pomoci odhalit možné způsoby obrany proti takovým druhům.
Zároveň ale práce rozhodně neznamená, že by bylo nyní možné vytvářet „na požádání“ druhy, které se rozmnožují jen nepohlavně. U savců probíhá z biochemického hlediska proces dosti odlišně, objevují se v něm kroky, které u hmyzu chybí. To znamená, že tahle metoda třeba u myši – nebo pochopitelně u člověka – použít nejde.
Na druhou stranu, savčí rozmnožování pochopitelně lze také dnes zkoumat do ohromujících detailů. Jiné týmy už tak v minulosti dokázaly v laboratoři dovést neoplodněné myší vajíčko až ke zdárnému porodu zdravých mláďat.
Rozdíl byl v tom, že tyto „neposkvrněným početím“ zrození hlodavci vznikli spíše úpravou samotných vajíček. Nešlo tedy o to, že by jejich matky nějak získaly schopnost partenogeneze.
Je ale také celkem jasné, že věda v tomto ohledu rozhodně neřekla poslední slovo. Není důvodu, aby neexistoval způsob, jak nějakým podobným způsobem dovést k dozrání i lidské vajíčko. Těžko si představit, že by to mělo nějaké zásadní výhody, ale je možné, že časem taková možnost bude k dispozici.
