Såkaldte jomfrufødsler, altså hvor der ikke har været en mandlig del af den pågældende art til stede, kan i relativ sjældne tilstande ses naturligt hos fx fugle, firben og slanger, når der ikke er en han til stede, men nu er det lykkedes forskere fra Cambridge Universitet at få det til ske hos en bananflue-art; Drosophila melanogaster.
Det tog dog sin tid, både for den enkelte banaflue og forsøget som helhed.
Bananfluens liv er ikke langt – maksimalt op til 80 dage. I 40 dage, altså halvdelen af levetiden, ventede hunfluen på en hanflue, før en jomfrufødsel gik i gang.
– Vi er de første til at vise, at man kan konstruere jomfrufødsler i et dyr – det var meget spændende at se en jomfruflue producere et embryo, der er i stand til at udvikle sig til voksenalderen, og derefter gentage processen, sagde Dr. Alexis Sperling, en forsker ved University of Cambridge og førsteforfatter til papiret, til Scitechdaily.
Trods der ikke har været en hanflue ind over, er afkommet ikke en tro kopi af sin mor – omend de genestisk er meget ens. Derudover er de alle hunfluer, og en lille procentdel, 1-2 %, arver ydermere muligheden for jomfrufødsler. Egenskaben kommer dog kun til udtryk i tilfælde af, at der ikke er en hanflue tilstede.
For at opnå deres resultater sekventerede forskere først genomerne af to stammer af en anden art af frugtflue, kaldet Drosophila mercatorum. Den ene stamme har brug for hanner for at formere sig, den anden formerer sig kun ved jomfrufødsel. De identificerede de gener, der blev tændt eller slukket, når fluerne reproducerede sig uden fædre.
Med kandidatgenerne for jomfrufødselsevne identificeret i Drosophila mercatoru , ændrede forskerne, hvad de troede var de tilsvarende gener i modellen frugtflue, Drosophila melanogaster. Det virkede: Drosophila melanogaster fik pludselig evnen til jomfrufødsel.
Forskningen involverede over 220.000 bananfluer og tog seks år at gennemføre.
Kilde: Scitechdaily
I forsøgene fik kun 1-2 % af anden generation af hunfluer med evnen til jomfrufødsel afkom, og det skete kun, når der ikke var hanfluer omkring. Når hanner var tilgængelige, parrede hunnerne sig og reproducerede sig på normal vis.
Afkommet fra en jomfrufødsel er ikke nøjagtige kloner af deres mor, men er genetisk meget ens og er altid kvinder.
Forskere opdager den genetiske hemmelighed bag jomfrufødsel
EMNER:ÆgGenetikInsektReproduktionReproduktionsbiologiUniversity Of Cambridge
Af UNIVERSITY OF CAMBRIDGE 8. AUGUST 2023
Jomfru fødsel
Mens begrebet jomfrufødsel historisk har været forbundet med religiøse fortællinger som Jesu Kristi fødsel til Jomfru Maria, har forskere nu opdaget en genetisk trigger for jomfrufødsler hos frugtfluer. Når den er aktiveret, kan denne evne videregives til efterfølgende kvindegenerationer. Når de er blottet for hanner, vælger disse fluer jomfrufødsel, en overlevelsestaktik, der sikrer artens fortsættelse.
For første gang har videnskabsmænd identificeret en genetisk årsag til jomfrufødsel, og når den først er aktiveret, arves denne evne af efterfølgende generationer af hunner.
Forskere har formået at fremkalde jomfrufødsel hos et dyr, der normalt formerer sig seksuelt: frugtfluen Drosophila melanogaster .
Når først den er induceret i denne frugtflue, overføres denne evne gennem generationerne: afkommet kan formere sig enten seksuelt, hvis der er hanner i nærheden, eller ved jomfrufødsel, hvis der ikke er.
For de fleste dyr er reproduktionen seksuel – det indebærer, at en huns æg befrugtes af en hans sæd. Jomfrufødsel, eller ‘parthenogenese’, er den proces, hvorved et æg udvikler sig til et embryo uden befrugtning med sæd – en han er ikke nødvendig.
Afkommet fra en jomfrufødsel er ikke nøjagtige kloner af deres mor, men er genetisk meget ens og er altid kvinder.
Frugtflue Drosophila mercatorum nærbillede
Forskere har identificeret de gener, der tændes eller slukkes, når disse fluer formerer sig uden fædre. Kredit: Jose Casal og Peter Lawrence
“Vi er de første til at vise, at man kan konstruere jomfrufødsler til at ske i et dyr – det var meget spændende at se en jomfruflue producere et embryo, der er i stand til at udvikle sig til voksenalderen, og derefter gentage processen,” sagde Dr. Alexis Sperling, en forsker ved University of Cambridge og første forfatter til papiret.
Hun tilføjede: “I vores genetisk manipulerede fluer ventede hunnerne på at finde en han i halvdelen af deres liv – omkring 40 dage – men gav så op og fortsatte med at få en jomfrufødsel.”
I forsøgene fik kun 1-2 % af anden generation af hunfluer med evnen til jomfrufødsel afkom, og det skete kun, når der ikke var hanfluer omkring. Når hanner var tilgængelige, parrede hunnerne sig og reproducerede sig på normal vis.
At skifte til jomfrufødsel kan være en overlevelsesstrategi: En engangsgeneration af jomfrufødsler kan være med til at holde arten i gang.
Alexis Sperling
Dr. Sperling (til venstre) i laboratoriet med en elev. Kredit: University of Cambridge
Undersøgelsen blev for nylig offentliggjort i tidsskriftet Current Biology .
For at opnå deres resultater sekventerede forskere først genomerne af to stammer af en anden art af frugtflue, kaldet Drosophila mercatorum. Den ene stamme har brug for hanner for at formere sig, den anden formerer sig kun ved jomfrufødsel. De identificerede de gener, der blev tændt eller slukket, når fluerne reproducerede sig uden fædre.
Med kandidatgenerne for jomfrufødselsevne identificeret i Drosophila mercatorum , ændrede forskerne, hvad de troede var de tilsvarende gener i modellen frugtflue, Drosophila melanogaster . Det virkede: Drosophila melanogaster fik pludselig evnen til jomfrufødsel.
Forskningen involverede over 220.000 jomfrufrugtfluer og tog seks år at gennemføre.
Frugtflue Drosophila mercatorum på blad
En stamme af denne flue formerer sig kun gennem jomfrufødsel. Kredit: Jose Casal og Peter Lawrence
Nøglen til opdagelsen var det faktum, at dette arbejde blev udført i Drosophila melanogaster – forskerne siger, at det ville have været utroligt svært i ethvert andet dyr. Denne flue har været ‘modelorganismen’ for forskning i genetik i over 100 år, og dens gener er meget velkendte.
Sperling, som udførte dette arbejde i Institut for Genetik, er for nylig flyttet til Cambridge Crop Science Center for at arbejde med afgrødeskadedyr og håber til sidst at undersøge, hvorfor jomfrufødsel hos insekter kan blive mere almindelig, især hos skadedyrsarter.
”Hvis der er et fortsat selektionspres for jomfrufødsler hos skadedyr, som der ser ud til at være, vil det i sidste ende føre til, at de kun formerer sig på denne måde. Det kan blive et reelt problem for landbruget, fordi hunnerne kun producerer hunner, så deres evne til at sprede sig fordobles,” sagde Sperling.
Hunnerne hos nogle æglæggende dyr – inklusive fugle, firben og slanger, kan skifte naturligt til at føde uden hanner. Men jomfrufødsel hos dyr, der normalt formerer sig seksuelt, er sjælden, den observeres ofte kun hos dyr i zoologiske haver, og den sker normalt, når hunnen har været isoleret i lang tid og har ringe håb om at finde en mage.
Reference: “A genetic basis for facultative parthenogenesis in Drosophila” af Alexis L. Sperling, Daniel K. Fabian, Erik Garrison og David M. Glover, 28. juli 2023, Current Biology .
