Партеногенез: может ли человечество размножаться без участия мужчин
Одна из форм полового размножения организмов, при которой яйцеклетка развивается во взрослую особь без оплодотворения, называется партеногенез. В природе существует несколько видов растений, насекомых и даже животных, которые появляется на свет именно таким образом.
Но человек – высшее, разумное существо, не может быть воспроизведен без участия мужских половых клеток. Однако ученые считают, что такое утверждение не совсем корректно, мир изменился, современная наука способна на многое.
Древний способ размножения
Зоологи всего мира считают, что партеногенез редок у позвоночных животных и встречается примерно у 70 видов из всех, ныне существующих. В большинстве своем это – ящерицы, например, комодские вараны. Археологи уверяют, что они обитали на островах Океании еще около 3,8 миллионов лет назад, когда эти скалы составляли единый материк. Тогда, в крайне сложных геологически-климатических условиях жизни на Земле, партеногенез являлся важным и относительно простым способом сохранения популяции животных.
Возможно поэтому партеногенетический способ воспроизводства до сих пор встречается у некоторых рыб. Например, серебристый карась, живущий в озерах Кавказа, не имеет в своем виде мужского пола вообще. Все до единой рыбы мечут икру и потомство, из нее развившееся, тоже является женскими особями.
В домашнем хозяйстве появление у кур яиц без участия петухов, тоже не самое редкое явление, правда полноценные цыплята в таких случаях развиваются крайне редко. Но высшие животные на подобное не способны.
Резервная возможность воспроизводства
Однако в последние годы описаны несколько удивительных случаев партеногенеза у акул, а ведь для них такой способ размножения совсем не свойственен.
В 2001 году в зоопарке «Henry Doorly», расположенном в городе Омаха, штат Небраска, США, малоголовая рыба-молот произвела на свет детеныша после длительного пребывания в резервуаре с водой, где не было самцов. В организации работает группа зоологов и ихтиологов, занимающихся не только сохранением животных, но и их исследованием, и поначалу они решили, что произошел крайне редкий случай: длительное сохранение спермы от давнего полового контакта.
Однако вскоре уже подросший детеныш рыбы-молота, находясь в общем аквариуме, случайно накололся на шип ската и погиб. Результат ДНК-анализа однозначно показал, что в клетках молодой акулы-самки не было никакого генетического материала, кроме материнского. То есть, у малоголовой рыбы-молота, в виду отсутствия самцов, неожиданно включился резервный механизм сохранения вида — партеногенез и размножение произошло именно таким образом.
Клонирование, как неудачный партеногенез
И хотя случаев партеногенеза у таких животных на сегодня зафиксировано немало, млекопитающие в подобном все-таки замечены не были. Сам партеногенез от природы является своего рода вариантом клонирования материнского образца. Ведь многие растения и сегодня размножаются почкованием.
Между тем, клонирование млекопитающего, в качестве научного эксперимента, впервые произошло еще в 1996 году в Рослинском институте, Эдинбург, группой исследователей под руководством британского профессора эмбриологии Иэна Уилмута. На данный момент таких экспериментов в мире проведено уже множество, в Южной Корее официально разрешено клонирование собак. Создание таким образом человека, причем любого пола, вполне возможно.
К 2015 году около 70 стран мира законодательно запретили клонирование человека, как по этическим, так и физиологическим причинам. Одна из них – крайне низкая продолжительность жизни подобного организма и это – весьма неудачно для эволюции.
Однако, партеногенез, задуманный природой, такую патологическую особенность успешно игнорирует.
«Биматернальная» особь возможна
В 2004 году группа исследователей Токийского сельскохозяйственного университета под руководством доктора Томохиро Коно, использовав яйцеклетки двух мышей-самок смогли вырастить из бластоцисты, полученной партеногенетическим способом, жизнеспособную взрослую особь.
В лабораторных условиях им удалось добиться слияния женских половых клеток мыши, «обманув» при помощи особых технологий геномный импринтинг. И уже в материнском организме обычной взрослой мыши, из этой клетки начал развиваться зародыш.
До рождения этого «биматернального» мышонка-самки и японские ученые, и специалисты-зоологи всего мира были уверены, что у млекопитающих подобный партеногенез невозможен из-за геномного импринтинга. Он требует, чтобы в ДНК плода присутствовали и женские, и мужские гены, ведь без последних невозможно нормального развития плаценты.
Но данный эксперимент доказал, что это не так. Мышка, которую назвали Кагуя, прожила 793 дня, в то время как продолжительность жизни этих обычных млекопитающих составляет 600 - 700 дней. А еще она успешно принесла потомство, созданное обычным образом. Впоследствии та же группа японских исследователей вывела еще 13 таких «биматернальных» мышей, которые пережили своих обычных сородичей при идентичных условиях содержания, в среднем на 186 дней.
В 2010 году японские исследователи в научном журнале «Human Reproduction» опубликовали свои выводы, в которых доказали, что млекопитающие, сформировавшиеся аналогично естественному пути, но только с «материнским» генным материалом, имеют значительно меньшие размеры, вес и более длительный период жизни. В то время, как мужские гены увеличивают потенциал роста организма потомка, но при этом сокращают его жизнь.
2 женщины – одна «биматернальная» дочь
Женщины в отличие от мужчин генетически могут воспроизводиться без оплодотворения — это заявил журналистам ведущий научный сотрудник Института общей генетики им. Н.И. Вавилова РАН, профессор Техасского университета, США, и Геттингенского университета, Германия, Константин Крутовский.
Такое воспроизводство у женщин возможно потому, что они генетически обладают полноценным набором хромосом. Две Х-хромосомы, определяющие пол, они получили от папы и от мамы. При этом в каждой примерно 1,4 тысячи генов, всего их 2,8 тысячи и этого вполне достаточно для передачи генетической информации потомку. При этом мужчины имеют Х-хромосому от мамы и Y — от папы, но в ней, всего лишь около 200 генов, из которых только 72 белок-кодирующие. Итого, примерно 1,6 тысячи генов.
Возможно, что для формирования зародыша этого и хватит, но будет ли достаточно для развития полноценного ребенка, особенно в виду отсутствия у мужчин репродуктивных структур для его вынашивания. Исходя из этого профессор Крутовский считает, что у женщин гипотетически возможно партеногенетическое размножение. Они могут использовать яйцеклетки, которые не прошли редукционное деление при формировании гаплоидных гамет. И такая диплоидная яйцеклетка теоретически может развиться в точную копию мамы. То есть при человеческом партеногенезе будут рождаться только девочки.
У мужчин, в случае вымирания всех женщин на планете, аналогичной возможности нет. Однако главный двигатель эволюции высших видов всех млекопитающих– генетическое разнообразие. В ситуации постоянного точного генетического копирования одного и того же родителя человечество на небольшом историческом отрезке неминуемо погибнет.
Однако недавно открытый «биматернальный» способ воспроизводства дает возможность женским половым клеткам одной особи получить дополнительный генетический материал от другой. В таком случае будет рождаться дочь от двух матерей, имеющая гены обоих родительниц. Это практически такое же генетическое разнообразие, как и в ситуации оплодотворения женской яйцеклетки — мужской. Вот только «биматернальный» лабораторный процесс технически очень сложен. Но возможно, что только пока.
© Светлана Королева
Зоологи всего мира считают, что партеногенез редок у позвоночных животных и встречается примерно у 70 видов из всех, ныне существующих. В большинстве своем это – ящерицы, например, комодские вараны. Археологи уверяют, что они обитали на островах Океании еще около 3,8 миллионов лет назад, когда эти скалы составляли единый материк. Тогда, в крайне сложных геологически-климатических условиях жизни на Земле, партеногенез являлся важным и относительно простым способом сохранения популяции животных.
Возможно поэтому партеногенетический способ воспроизводства до сих пор встречается у некоторых рыб. Например, серебристый карась, живущий в озерах Кавказа, не имеет в своем виде мужского пола вообще. Все до единой рыбы мечут икру и потомство, из нее развившееся, тоже является женскими особями.
В домашнем хозяйстве появление у кур яиц без участия петухов, тоже не самое редкое явление, правда полноценные цыплята в таких случаях развиваются крайне редко. Но высшие животные на подобное не способны.
Резервная возможность воспроизводства
Однако в последние годы описаны несколько удивительных случаев партеногенеза у акул, а ведь для них такой способ размножения совсем не свойственен.
В 2001 году в зоопарке «Henry Doorly», расположенном в городе Омаха, штат Небраска, США, малоголовая рыба-молот произвела на свет детеныша после длительного пребывания в резервуаре с водой, где не было самцов. В организации работает группа зоологов и ихтиологов, занимающихся не только сохранением животных, но и их исследованием, и поначалу они решили, что произошел крайне редкий случай: длительное сохранение спермы от давнего полового контакта.
Однако вскоре уже подросший детеныш рыбы-молота, находясь в общем аквариуме, случайно накололся на шип ската и погиб. Результат ДНК-анализа однозначно показал, что в клетках молодой акулы-самки не было никакого генетического материала, кроме материнского. То есть, у малоголовой рыбы-молота, в виду отсутствия самцов, неожиданно включился резервный механизм сохранения вида — партеногенез и размножение произошло именно таким образом.
Клонирование, как неудачный партеногенез
И хотя случаев партеногенеза у таких животных на сегодня зафиксировано немало, млекопитающие в подобном все-таки замечены не были. Сам партеногенез от природы является своего рода вариантом клонирования материнского образца. Ведь многие растения и сегодня размножаются почкованием.
Между тем, клонирование млекопитающего, в качестве научного эксперимента, впервые произошло еще в 1996 году в Рослинском институте, Эдинбург, группой исследователей под руководством британского профессора эмбриологии Иэна Уилмута. На данный момент таких экспериментов в мире проведено уже множество, в Южной Корее официально разрешено клонирование собак. Создание таким образом человека, причем любого пола, вполне возможно.
К 2015 году около 70 стран мира законодательно запретили клонирование человека, как по этическим, так и физиологическим причинам. Одна из них – крайне низкая продолжительность жизни подобного организма и это – весьма неудачно для эволюции.
Однако, партеногенез, задуманный природой, такую патологическую особенность успешно игнорирует.
«Биматернальная» особь возможна
В 2004 году группа исследователей Токийского сельскохозяйственного университета под руководством доктора Томохиро Коно, использовав яйцеклетки двух мышей-самок смогли вырастить из бластоцисты, полученной партеногенетическим способом, жизнеспособную взрослую особь.
В лабораторных условиях им удалось добиться слияния женских половых клеток мыши, «обманув» при помощи особых технологий геномный импринтинг. И уже в материнском организме обычной взрослой мыши, из этой клетки начал развиваться зародыш.
До рождения этого «биматернального» мышонка-самки и японские ученые, и специалисты-зоологи всего мира были уверены, что у млекопитающих подобный партеногенез невозможен из-за геномного импринтинга. Он требует, чтобы в ДНК плода присутствовали и женские, и мужские гены, ведь без последних невозможно нормального развития плаценты.
Но данный эксперимент доказал, что это не так. Мышка, которую назвали Кагуя, прожила 793 дня, в то время как продолжительность жизни этих обычных млекопитающих составляет 600 - 700 дней. А еще она успешно принесла потомство, созданное обычным образом. Впоследствии та же группа японских исследователей вывела еще 13 таких «биматернальных» мышей, которые пережили своих обычных сородичей при идентичных условиях содержания, в среднем на 186 дней.
В 2010 году японские исследователи в научном журнале «Human Reproduction» опубликовали свои выводы, в которых доказали, что млекопитающие, сформировавшиеся аналогично естественному пути, но только с «материнским» генным материалом, имеют значительно меньшие размеры, вес и более длительный период жизни. В то время, как мужские гены увеличивают потенциал роста организма потомка, но при этом сокращают его жизнь.
2 женщины – одна «биматернальная» дочь
Женщины в отличие от мужчин генетически могут воспроизводиться без оплодотворения — это заявил журналистам ведущий научный сотрудник Института общей генетики им. Н.И. Вавилова РАН, профессор Техасского университета, США, и Геттингенского университета, Германия, Константин Крутовский.
Такое воспроизводство у женщин возможно потому, что они генетически обладают полноценным набором хромосом. Две Х-хромосомы, определяющие пол, они получили от папы и от мамы. При этом в каждой примерно 1,4 тысячи генов, всего их 2,8 тысячи и этого вполне достаточно для передачи генетической информации потомку. При этом мужчины имеют Х-хромосому от мамы и Y — от папы, но в ней, всего лишь около 200 генов, из которых только 72 белок-кодирующие. Итого, примерно 1,6 тысячи генов.
Возможно, что для формирования зародыша этого и хватит, но будет ли достаточно для развития полноценного ребенка, особенно в виду отсутствия у мужчин репродуктивных структур для его вынашивания. Исходя из этого профессор Крутовский считает, что у женщин гипотетически возможно партеногенетическое размножение. Они могут использовать яйцеклетки, которые не прошли редукционное деление при формировании гаплоидных гамет. И такая диплоидная яйцеклетка теоретически может развиться в точную копию мамы. То есть при человеческом партеногенезе будут рождаться только девочки.
У мужчин, в случае вымирания всех женщин на планете, аналогичной возможности нет. Однако главный двигатель эволюции высших видов всех млекопитающих– генетическое разнообразие. В ситуации постоянного точного генетического копирования одного и того же родителя человечество на небольшом историческом отрезке неминуемо погибнет.
Однако недавно открытый «биматернальный» способ воспроизводства дает возможность женским половым клеткам одной особи получить дополнительный генетический материал от другой. В таком случае будет рождаться дочь от двух матерей, имеющая гены обоих родительниц. Это практически такое же генетическое разнообразие, как и в ситуации оплодотворения женской яйцеклетки — мужской. Вот только «биматернальный» лабораторный процесс технически очень сложен. Но возможно, что только пока.
© Светлана Королева
Комментарии1
