https://frosthead.com

National Zoo's kvindelige asiatiske vanddrak er gengivet med succes uden en mand

Redaktørens note, 5. juli 2019 : Den kvindelige asiatiske vanddrage født af fakultativ parthenogenese er død af blodkræft, ifølge en pressemeddelelse fra National Zoo. Den 14. juni blev hun fundet at være "sløv" og havde problemer med at trække vejret om eftermiddagen. Hun fik øjeblikkelig lægehjælp, herunder ilt, væsker, varme og antibiotika, men brugere kunne ikke identificere en åbenbar årsag. Hun fik fortsat pleje om aftenen, men blev senere fundet død i hendes indhegning kl. 21.45

Asiatiske vanddrager er typisk 10 til 15 år gamle, så døden kommer som et chok. Især denne firben er blevet undersøgt nøje, siden hun blev født, og forskere håbede at kunne studere hende nærmere, da hun nåede yngletiden, som for hendes art er omkring tre år gammel. Hendes mor, der er 13 år gammel, er stadig i live og sund.

En kvindelig asiatisk vanddrage, der ligger i Smithsonian's National Zoo, har med succes produceret sunde afkom uden hjælp fra en avlshane. Som forskere ledet af Kyle Miller, en dyreholder ved Zoo's Reptile Discovery Center, rapporterer i tidsskriftet PLoS ONE, markerer den usædvanlige forekomst - officielt kendt som fakultativ parthenogenese - første gang denne adfærd er blevet registreret i både Physignathus cocincinus- arterne og reptilian Agamidae-familien.

I lægmandsbetegnelser henviser parthenogenese til kvindelig reproduktion udført uden genetisk bidrag fra en mand. I henhold til Science Direct sker obligatorisk parthenogenese, når organismer kun kan reproducere aseksuelt, mens fakultativ parthenogenese finder sted, når arter, der er i stand til seksuel reproduktion, anvender solo-metoder. Selvom sidstnævnte variation ofte forekommer blandt isolerede eksemplarer, har nyere undersøgelser vist, at den også ses i vilde bestande.

Hidtil har man været kendt for dyr, herunder pythoner, hestehajer, Komodo-drager og endda fugle, der udøver parthenogenese. Som Heather Bateman, en bevaringsbiolog ved Arizona State University, der ikke var involveret i forskningen, fortæller Smithsonian.com, er reproduktionsmetoden almindelig blandt visse reptilfamilier; kun i Arizona er seks ud af 12 kendte whiptail-firbenarter parthenogene.

I en tale med Smithsonian.com siger Anuradha Batabyal, en forsker ved Indian Institute of Science Center for Økologiske Videnskaber, som heller ikke var involveret i undersøgelsen, at studering af parthenogenese er nøglen til ”at forstå den evolutionære betydning af seksuel og aseksuel reproduktion, og hvordan og hvorfor nogle arter har bevaret begge formeringsformer. ”

Det er muligt, tilføjer Batabyal, at parthenogenese kan give en chance for arterne at trives under barske miljøforhold, "da enhver kvindelig har potentialet til at starte en ny bestand."

WD-10, den lysegrønne firben i centrum af undersøgelsen, har opholdt sig i zoologisk have siden november 2006, ifølge en pressemeddelelse. Født i St. Louis Zoo fire måneder før hendes ankomst til Washington, DC, var eksemplet oprindeligt forventet at fungere som en dyreambassadør snarere end en avlskvind. Men i 2009 begyndte vanddrakten at producere æg, selvom den aldrig kom i kontakt med et mandligt medlem af hendes art. Disse æg, som antages at være befrugtede, blev kasseret regelmæssigt indtil 2015, da bærere begyndte at inkubere dem til et forskningsprojekt med fokus på krybdyrfrugtbarhed.

Overraskende viste inkubation, at firbenens æg faktisk var frugtbare. Ifølge undersøgelsen mislykkedes en kobling af syv æg, der blev lagt i november 2015, levende afkom, men gav to fuldt udviklede rugeholdere, der døde i deres skaller. Det næste sæt bød på mere lovende resultater: Selvom størstedelen af ​​æggene ikke nåede de sidste udviklingsstadier, blev en kvind med succes rukket i juni 2016. En anden sund klækning fulgte i november 2018, men døde senere af blokeringen af ​​mave-tarmkanalen efter indtagelse af en større genstand end den kunne ordentligt fordøje.

Den asiatiske vanddrads eneste overlevende afkom (Skip Brown / Smithsonian's National Zoo) Den 12-årige asiatiske vanddrage (Skip Brown / Smithsonian's National Zoo)

I et interview med Smithsonian.com forklarer medforfatter Robert Fleischer, leder af Smithsonian Conservation Biology Institute's Center for Conservation Genomics, at Zoo-personale overvejede to hovedforklaringer til vanddragonens ægproduktion: “Er kvinden der producerer disse frugtbare æg alene, uden hjælp eller input fra en mand, eller [blev] hun insemineret mange år før? ”

I sidstnævnte scenario ville kvinden have opbevaret sæd fra en tidligere parring - måske forekommende før hun ankom i zoologisk have - indtil det var nødvendigt at befrugte æg. Selv om denne adfærd ikke er ude af tvivl, blev den betragtet som "meget usandsynlig" i betragtning af krybdyrets langvarige isolering fra mænd.

For at vurdere, om kvinden faktisk praktiserede parthenogenese, ekstraherede Fleischer og hans kolleger en DNA-prøve og sekventerede en del af dyrets genom. Først forsøgte forskerne at sammenligne dette genom med DNA-markører fra den australske vanddrage, men efter at have lært, at de to arter kun var fjernt beslægtede, valgte de i stedet at udvikle deres eget sæt genetiske markører.

Ifølge undersøgelsen fokuserede teamet på 14 mikrosatellitgrundpar, eller kanaler med gentaget DNA. Seks af disse par indeholdt to alleler eller genvarianter, der blev båret af vanddrakten. Denne ældre kvinde modtog på sin side en af ​​allelerne fra sin mor og den anden fra sin far.

Analyse viste, at WD-10s afkom havde arvet kun en allel snarere end de to, der typisk blev produceret ved fusion af æg og sæd. Denne eneste allel stemte overens med en af ​​de to, som blev båret af moderen - et forventet resultat i betragtning af, at afkom ville have modtaget et, ikke begge, af sin mors alleler.

Fremover planlægger forskerne at overvåge, om den eneste overlevende afkom også gennemgår parthenogenese Fremover planlægger forskerne at overvåge, om det eneste overlevende afkom også gennemgår parthenogenese (Skip Brown / Smithsonian's National Zoo)

Miller, undersøgelsens hovedforfatter, fortæller Smithsonian.com, at holdet mener, at den reproduktive begivenhed blev udløst af WD-10s isolering fra andre medlemmer af hendes art, især hanner.

Som undersøgelsen forklarer, var mindst 47 procent af de 64 æg, der blev udvundet fra WD-10, frugtbare, men kun to klekkede ud i sunde afkom. I betragtning af denne lave succesrate teoretiserer forskerne, at vanddraken måske blot har oplevet utilsigtet parthenogenese. Det er imidlertid muligt, at faktorer som ufuldkomne inkubationsbetingelser kan være bag ægens forkrøblede udvikling.

Hvis vanddraken faktisk gennemgik en utilsiktet parthenogenese, siger Earyn Nycole McGee, en ph.d.-kandidat ved University of Arizona, der ikke var involveret i undersøgelsen, at hun ville være interesseret i kønet til afkom fra disse æg, og om deres kan være et iboende mønster.

”Jeg spekulerer på, om det ville få kønsprocenten til at favorisere mænd, så kvinder kunne parre sig seksuelt i fremtiden, ” forklarer McGee til Smithsonian.com .

Fremover planlægger forskerne at overvåge det eneste overlevende afkom for at se, om hun ligesom sin mor lægger befrugtede æg. Som Miller bemærker, vil dyreparkpersonalet inkubere æg, der er lagt af enten moren eller hendes datter. Selvom der i øjeblikket ikke er planer om at bringe en mandlig vanddrage ind for at vurdere, hvordan den interagerer med hunnerne, forbliver muligheden i spil.

Hvis både mor og datter med succes gennemgår parthenogenese, siger Miller, at det “næsten vil være som om de har evnen til at skabe flere generationer via parthenogenese, og dette var ikke kun en tilfældig engangsart.”

I en tale med Smithsonian.com konkluderer Miller, "Et eller andet sted i deres evolutionshistorie kunne [de] have denne egenskab, hvor de kan genbefolke ... fuldstændigt i fravær af kammerater."

Rachael Lallensack bidrog med rapportering til denne artikel.

National Zoo's kvindelige asiatiske vanddrak er gengivet med succes uden en mand