Nyolcvanmillió év szex nélkül

Brit kutatók választ találtak arra, hogyan volt képes egy kizárólag ivartalanul szaporodó kerekesféreg faj nyolcvanmillió éven keresztül fennmaradni. Ezzel megoldották az evolúcióbiológia egyik nagy rejtélyét, amelyet a nemrég elhunyt angol biológus, John Maynard Smith az evolúció szexbotrányának nevezett.

De nem mindegyik. Egy kerekesféreg faj, a kis pocsolyákban élő Adineta ricciae kizárólag ivartalanul szaporodik, és valószínűleg nem is létezik hím alakja. A pocsolyák gyakran kiszáradnak, ilyenkor a kerekesféreg is kiszárad, de ebben az állapotban is képes túlélni, és amint újra megfelelő lesz számára a környezet, feléled. Az aszexualitás hátrányairól alkotott elméletekre rácáfolva ez az állat már nyolcvanmillió éve is élt, így nem tekinthető sikertelennek.

Az evolúcióbiológusok évtizedeken keresztül találgatták, hogy mi lehet az oka fennmaradásának, mígnem 2000-ben Matthew Meselson és munkatársai az amerikai Harvard Egyetemről megvizsgálták az Adineta ricciae genomját, és úgy találták, hogy sejtjeiben jobban különbözik egymástól néhány gén két példánya, mint az általában egy gén változatainál jellemző: a különbség itt sokkal nagyobbnak bizonyult, összehasonlítva az ivarosan szaporodó állatok génjeivel.

A kutatók szerint ez csak az ivartalanul szaporodó fajok esetében fordulhat elő, hiszen a szexuális állatok génjei minden generációban összekeverednek, ez pedig azt eredményezi, hogy a gének apai és anyai változatai szinte teljesen azonosak. Ennek az az oka, hogy az ivaros szaporodást megelőző ivarsejtképző osztódás (meiózis) során az apai és az anyai homológ (tehát azonos géneket tartalmazó) kromoszómák összekapcsolódnak, és bizonyos génjeik - pontosabban azok változatai - kicserélődnek. Így az ivarsejtbe, és majdan az utódba kerülő génkészlet részben olyan géneket (génváltozatokat) tartalmaz, amelyek a szülők testi sejtjeiben részben az apától öröklött kromoszómákon, részben az anyai kromoszómákon helyezkedtek el.

Az ivartalan állatok génjei azonban nem keverednek össze minden nemzedékváltáskor, így nem cserélődnek ki az anyai, illetve az apai kromoszómák bizonyos szakaszai. Ez azt okozza, hogy ugyanazon gén két másolatában bekövetkező mutációk változatlan formában fennmaradhatnak, és a két DNS-szakasz evolúciós időtávlatban akár teljesen eltérő változásokon mehet keresztül. Ennek eredményeképpen, évmilliók múltán a két génváltozat annyira különbözővé válhat, hogy fehérjetermékeik is más funkciót láthatnak el.

Alan Tunnacliffe és munkatársai az angliai Cambridge Egyetemen Meselson elméletét felhasználva nemrégiben felfedezték, hogy az Adineta ricciae egyik génjének (amely a lea kódnevet kapta) változatai valóban jelentősen különböznek, és fehérjetermékeik eltérő, egymást kiegészítő feladatot látnak el. Mindkét fehérje a kiszáradási mechanizmusban játszik szerepet. Egyikük feladata az, hogy meggátolja a létfontosságú fehérjék egymáshoz tapadását a kiszáradás során, a másik pedig segít abban, hogy a sejthártya sérülés nélkül vészelje át a kiszáradást. Ez az első eset, amikor a biológusok két olyan együttműködő fehérjét fedeztek fel, amelyek egyazon gén két alléljének termékei, de különböző funkciót látnak el. Tunnacliffe szerint ily módon az aszexualitás a biológiai sokféleség egyik forrása is lehet, és hasonló mechanizmusok magyarázhatják más, kizárólag ivartalanul szaporodó faj fennmaradását is.