ตัวอย่างการปฏิสนธินิรมลในสัตว์

2024 ผู้เขียน: Seth Attwood | [email protected]. แก้ไขล่าสุด: 2023-12-16 16:17

โดยธรรมชาติแล้ว การสืบพันธุ์ของเพศเดียวกัน - parthenogenesis เมื่อตัวเมียให้กำเนิดลูกโดยไม่ต้องมีส่วนร่วมของผู้ชาย - ไม่ใช่เรื่องแปลก สิ่งนี้มักเกิดขึ้นในหมู่สัตว์ไม่มีกระดูกสันหลังขนาดเล็ก แมลง และแมง สิ่งนี้เกิดขึ้นเฉพาะในสัตว์มีกระดูกสันหลัง 70 สายพันธุ์ นั่นคือ 0.1 เปอร์เซ็นต์ แต่รวมถึงสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนม

ของขวัญที่ไม่คาดคิดสำหรับคริสต์มาส

ในเดือนธันวาคม 2544 ลูกฉลามหัวค้อน (Sphyrna tiburo) เกิดที่สวนสัตว์เนแบรสกา (สหรัฐอเมริกา) ปลาที่มีชีวิตชีวาเหล่านี้จะออกลูกปีละครั้งและตามกฎแล้วจะมีฉลาม 12 ถึง 15 ตัวทันที อย่างไรก็ตาม มีเพียงลูกเดียวในวันนั้น เจ้าหน้าที่สวนสัตว์ซึ่งไม่ได้คาดหวังการเพิ่มเติม ไม่สามารถพาเขาออกจากพิพิธภัณฑ์สัตว์น้ำได้ - เกือบจะในทันทีที่ฉลามถูกฆ่าโดยปลากระเบนไฟฟ้าที่อาศัยอยู่ที่นั่น

เรื่องนี้จะไม่แตกต่างไปจากกรณีอื่นๆ ของการเพาะพันธุ์ปลาในกรงขังมากนัก หากไม่ใช่ด้วยข้อแม้เพียงประการเดียว: ในช่วงสามปีที่ผ่านมา มีฉลามหัวค้อนเพศเมียเพียงตัวเดียวเท่านั้นที่อาศัยอยู่ในพิพิธภัณฑ์สัตว์น้ำ

ผู้เชี่ยวชาญที่ดูแลสัตว์เหล่านี้ตัดสินใจว่าแม่ที่โชคร้ายมีเพศสัมพันธ์กับผู้ชายเมื่อเธอยังอยู่ในป่าและเก็บสเปิร์มไว้สำรอง ในป่าบางครั้งสิ่งนี้เกิดขึ้น อย่างไรก็ตาม ไม่มีหลักฐานว่าสเปิร์มสามารถคงภาวะเจริญพันธุ์ไว้ได้นานขนาดนั้น

ร่างของน่องที่เสียชีวิตถูกส่งไปยังสถาบัน Pew Institute of Oceanology ซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของมหาวิทยาลัยไมอามี ที่นั่น นักวิจัยหลังจากทำการทดสอบทางพันธุกรรมหลายครั้ง พบว่าปลาฉลามไม่มีพ่อเลย และดูเหมือนว่าแม่ของมันจะตั้งครรภ์ผ่านกระบวนการ parthenogenesis

นี่คือชื่อของวิธีการสืบพันธุ์ที่ตัวอ่อนพัฒนาจากเซลล์สืบพันธุ์เพศหญิงโดยไม่มีการปฏิสนธิ โดยปกติสิ่งนี้มีอยู่ในสัตว์ไม่มีกระดูกสันหลัง แต่มีข้อยกเว้น - ตัวอย่างเช่นสัตว์เลื้อยคลานมีเกล็ด และสำหรับฉลามหัวค้อน การเกิด parthenogenesis อาจเป็นทางเลือกสุดท้ายในการกอบกู้สายพันธุ์ของมันจากการสูญพันธุ์ นักชีววิทยาแนะนำ

หญิงพรหมจารีรอนานเกินไปสำหรับเพศชายที่จะอยู่ในสกุลต่อไป และร่างกายถือว่าสิ่งนี้เป็นภัยคุกคามต่อประชากรทั้งหมด เป็นผลให้มีการเปิดใช้งานกลไกการรักษาจำนวนบุคคลขั้นต่ำ

เมื่อทุกวิถีทางดี

สิบห้าปีต่อมา นักวิทยาศาสตร์ชาวออสเตรเลียได้บันทึกกรณีที่สองของการเกิด parthenogenesis ในปลา และอีกครั้งในกรงขัง ฉลามม้าลายของลีโอนี (Stegostoma fasciatum) ซึ่งไม่ได้ติดต่อกับผู้ชายเป็นเวลาสี่ปี ได้วางไข่ 41 ฟอง ลูกที่แข็งแรงทั้งสามตัวฟักออกมาแล้ว

สิ่งแรกที่นักวิจัยนึกถึงคือความมีชีวิตชีวาของตัวอสุจิอย่างไม่น่าเชื่อ ความจริงก็คือจนถึงปี 2012 ลีโอนี่อาศัยอยู่ในพิพิธภัณฑ์สัตว์น้ำเดียวกันกับผู้ชายคนหนึ่งซึ่งเธอนำลูกหลานมาหลายครั้ง นักชีววิทยาแนะนำว่าเธอเก็บอสุจิของเขาไว้เป็นเวลาสี่ปี และทันทีที่มีโอกาสนำเสนอ เธอก็ใช้มันเพื่อทำปุ๋ยไข่

อย่างไรก็ตาม การวิเคราะห์ทางพันธุกรรมพบว่าลูกทั้งหมดมี DNA ของแม่เท่านั้น ดังนั้นลีโอนี่จึงเปลี่ยนไปใช้การสืบพันธุ์ของเพศเดียวกันในกรณีที่ไม่มีผู้ชาย ดังที่นักวิทยาศาสตร์ทราบ ในกระบวนการของการเจริญเติบโตของเซลล์เพศในร่างกายของปลา polocytes - ร่างกายมีขั้ว - ได้ก่อตัวขึ้น เซลล์เหล่านี้มีสำเนาของ DNA แต่มักจะไม่สามารถปฏิสนธิได้ บางครั้ง ด้วยเหตุผลที่ยังไม่เป็นที่ชี้แจง พวกเขาเริ่มทำตัวเหมือนสเปิร์ม พวกเขาปฏิสนธิกับไข่และเปลี่ยนเป็นตัวอ่อน

ตามผลงานบางส่วน วิธีการเพาะพันธุ์ปลานี้สามารถนำไปใช้ได้ในป่า อย่างน้อยนักชีววิทยาจาก State University of New York ที่ Stony Brook (USA) ได้ศึกษาความหลากหลายทางพันธุกรรมของปลาขี้เลื่อยนอกชายฝั่งตะวันตกเฉียงใต้ของฟลอริดา พบว่ามีบุคคล 7 รายที่เกิดมาจากการเกิด parthenogenesis

นักวิจัยเชื่อว่าสัตว์เหล่านี้ใช้วิธีการผสมพันธุ์เนื่องจากความหนาแน่นของประชากรต่ำเกินไป ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา จำนวนบุคคลลดลงอย่างต่อเนื่อง และเป็นการยากขึ้นสำหรับผู้หญิงที่จะหาผู้ชายเพื่อผสมพันธุ์ ซึ่งหมายความว่ามีความเป็นไปได้ค่อนข้างมากในการเกิด parthenogenesis ในสปีชีส์ที่ใกล้จะสูญพันธุ์

เฉพาะลูกผู้ชาย

นอกจากปลาฉลามแล้ว นักชีววิทยายังได้บันทึกกรณีที่มีการแพร่พันธุ์ระหว่างเพศเดียวกันในนกอินทรีด่าง ซึ่งก็คือปลากระเบนสายพันธุ์หนึ่ง และงูเหลือมทั่วไป ยิ่งกว่านั้นผู้หญิงในสมัยหลังตัดสินใจที่จะสืบพันธุ์ด้วยตัวเองแม้จะมีโอกาสแต่งงานกับผู้ชายก็ตาม แม้ว่าการมีเพศสัมพันธ์จะเกิดขึ้น แต่ลูกสุนัขสองตัวในครอกนั้นเป็นผลมาจากการแบ่งส่วน สิ่งนี้ได้รับการยืนยันโดยการวิเคราะห์ดีเอ็นเอ

สัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมมีความสามารถในการสืบพันธุ์เพศเดียวกันแม้ว่าจะเป็นสัตว์เทียมก็ตาม ย้อนกลับไปในปี 2547 นักชีววิทยาชาวญี่ปุ่นได้รับหนูจากแม่สองคนที่ไม่มีพ่อ ด้วยเหตุนี้จึงใช้ไข่ที่ยังไม่บรรลุนิติภาวะในจีโนมซึ่งภูมิภาคที่สำคัญหลายแห่งถูก "ปิด" ผู้หญิงคนหนึ่งซึ่งเกิดมาจากกระบวนการ parthenogenesis มีชีวิตอยู่จนครบกำหนดและให้กำเนิดลูกของเธอตามปกติ

สิบสี่ปีต่อมา การทดลองเหล่านี้ถูกทำซ้ำโดยนักวิทยาศาสตร์ชาวจีน จริงอยู่พวกเขาไปไกลกว่านั้นอีกเล็กน้อยและได้ลูกหลานไม่เพียง แต่จากตัวเมียสองตัวเท่านั้น แต่ยังมาจากตัวผู้สองตัวด้วย (นั่นคือหนูมีพ่อเพียงคนเดียว) ด้วยเหตุนี้จึงใช้เซลล์ต้นกำเนิดจากตัวอ่อนซึ่งเก็บรักษา DNA ของผู้ปกครองคนใดคนหนึ่งไว้ มันปิดกั้นกิจกรรมของยีนที่ทำงานแตกต่างกันขึ้นอยู่กับว่าใครส่งผ่าน - ชายหรือหญิง

นักวิทยาศาสตร์ได้ฉีดสเต็มเซลล์ด้วย DNA ที่แก้ไขแล้วลงในไข่ที่ยังไม่บรรลุนิติภาวะ ย้ายเอ็มบริโอที่เป็นผลลัพธ์ไปเป็นมารดาที่ตั้งครรภ์แทน เป็นผลให้เกิดหนูที่ทำงานได้ซึ่งไม่มีพ่อ จริงอยู่ สัตว์เหล่านี้มีพัฒนาการบกพร่อง พวกเขาเคลื่อนไหวช้าลงและเหนื่อยเร็วขึ้น แต่พวกเขามีอายุยืนยาวขึ้น

เพื่อให้ได้ลูกจากพ่อสองคน เซลล์ต้นกำเนิดจากตัวอ่อนที่เตรียมไว้จะถูกฉีดเข้าไปในไข่ที่ไม่มีนิวเคลียส จากตัวอ่อนพันตัว มีเพียง 12 ตัวเท่านั้นที่รอดชีวิต หนูทดลองมีน้ำหนักเป็นสองเท่าของปกติ มีอาการท้องมาน หายใจไม่ออก ดูดนม และเสียชีวิตอย่างรวดเร็ว

ผู้เขียนงานทราบว่าข้อบกพร่องในการพัฒนาสามารถระงับได้ในตัวอ่อนที่ได้รับจากมารดาสองคนเท่านั้น แต่การเกิด parthenogenesis ของผู้ชายนั้นไม่สามารถทำได้ สิ่งนี้อธิบายได้ว่าทำไมการสืบพันธุ์แบบอาศัยเพศเดียวกันในป่าจึงมักเกิดขึ้นในตัวเมีย