Život v jednom pohlaví: Je třeba být trochu zloděj a umět klonovat

K úspěšné reprodukci je většinou potřeba samců i samiček. Tým vědců z Ústavu živočišné fyziologie a genetiky AV ČR a Ostravské univerzity však objevil, že veškeří skokani zelení v povodí řeky Odry jsou jen samci. Takové populace nejsou u jiných čtyřnohých obratlovců známy nikde jinde na světě. Vajíčka „kradou“ u skokanů skřehotavých. Na přelomu dubna a května ožívají stojaté vody žabími chóry a tento zajímavý proces rozmnožování tak bude po roce opět možné pozorovat.

„Po dvacetiletém sledování populací v povodí řeky Odry můžeme potvrdit, že veškeří skokani zelení zde žijící jsou výhradně samčího pohlaví, zatímco samičky zde úplně chybějí,“ popisuje zcela výjimečné výsledky Lukáš Choleva, vedoucí týmu z Ústavu živočišné fyziologie a genetiky AV ČR. „Při tomto objevu nás samozřejmě zajímalo, jak takové populace tvořené jen samečky vznikly a jak se dokážou bez svých samiček rozmnožit,“ doplňuje.

Tajemství tkví v pozoruhodném způsobu rozmnožování, které se nazývá hybridogeneze. Využívají ho některé organismy mezidruhového původu, mezi něž patří i skokan zelený, který je sám vlastně křížencem. „Při tvorbě pohlavních buněk nedochází k výměně genetické informace mezi chromozomy otce a matky, jako tomu je například u nás lidí, avšak vzniklé pohlavní buňky jsou svou povahou klony, tedy genetické kopie jen jednoho z rodičů,“ vysvětluje zajímavý způsob rozmnožování Marie Kaštánková, spoluautorka publikace.

Dva typy spermií a ukradené vajíčko

Samečci skokanů zelených z povodí Odry jsou současně unikátní tím, že netvoří jeden typ klonálních spermií, ale rovnou dva typy – jedny pohlavní buňky nesou DNA jednoho rodičovského druhu a druhé DNA druhého rodičovského druhu. A odkud že vezmou samečci chybějící vajíčko pro vznik nové generace skokanů zelených? „Tím, že nemají vlastní samičky, žijí pohromadě s jedním z rodičovských druhů,“ uvádí Marie Kaštánková.

Samečci skokanů zelených plodí i cizí samičky

V Poodří je tímto druhem skokan skřehotavý. Hybridní samečci skokana zeleného zde musí soupeřit o samičku skokana skřehotavého se samečky jejího vlastního druhu. Výčet pozoruhodných schopností skokanů zelených tím ale nekončí. Studium chromozomů a genomů těchto obojživelníků ukázalo, že z křížení mezi samečkem skokana zeleného a samičkou skokana skřehotavého vznikají nejen samotní samčí potomci skokana zeleného, ale také samičky. Ty však nejsou geneticky skokanem zeleným, ale skokanem skřehotavým.

„Domníváme se, že z pohledu evoluce může jít o reprodukční strategii skokanů zelených zvýšit ve smíšené populaci počet samiček, a tím šanci hybridních samečků najít si partnerku a rozmnožit se,“ dodává Lukáš Choleva. Biologové v tomto výzkumu nepoukazují pouze na rozmanitost života obojživelníků, ale popisují způsoby, jakým se dokážou rozmnožit živočichové na úrovni obratlovců, tedy skupiny, kam patříme i my lidé.

Přirozené klonování

V liběchovském pracovišti se vědci dlouhodobě zabývají výzkumem alternativních reprodukčních strategií u obratlovců, zejména biologickými procesy, jakými umí tělo živočicha vytvořit klonální buňku. Poznatky o přirozeném klonování u obratlovců mohou v budoucnu využít další obory, včetně humánní medicíny.

Kontakt:

RNDr. Lukáš Choleva, Ph.D.
Ústav živočišné fyziologie a genetiky AV ČR
choleva@iapg.cas.cz

RNDr. Marie Kaštánková, Ph.D.
Ústav živočišné fyziologie a genetiky AV ČR
dolezalkova@iapg.cas.cz

Publikace online přístup: https://www.nature.com/articles/s41598-021-81240-5.pdf

Fotografie ke stažení ZDE.

Videosekvence ke stažení ZDE.

Vodní skokani jsou nazelenale až zelenohnědě zbarvení obojživelníci, se kterými se můžeme setkat u různých typů stojatých vod od rybníků až po slepá ramena řek prakticky po celé jaro a léto. Po celou tuto dobu jsou typičtí projevy svých hlasitých chórů. Právě svou vazbou na vodu se odlišují od skupiny tzv. hnědých skokanů. Tito vodní skokani patří ke třem odlišným druhům: skokana skřehotavého, skokana krátkonohého a skokana zeleného. Skokan zelený však není druhem v pravém slova smyslu, ale křížencem dvou rodičovských druhů: skokana skřehotavého a skokana krátkonohého a v přírodě se většinou vyskytuje ve společnosti jednoho z rodičovských druhů. Právě díky svému hybridnímu původu jsou skokani zelení zcela jedineční pro výzkum a pochopení procesů vedoucích ke vzniku nových druhů a alternativních reprodukčních strategií.

Read also

• Standardized metadata for biological samples to unlock the potential
• IOCB Prague is expanding the possibilities of using RNA in gene medicine
• Czech physicist Vícha's method helps to determine what cosmic rays consist of
• Julius Lukeš elected to the US National Academy of Sciences
• We need a new European institute for AI in science, academies advise
• Czech Republic has a new weapon against dangerous viruses and infections
• Searching for mammals in the mountains of Papua New Guinea
• Opening the door to the development of molecular chips
• The first humans came to Europe 1.4 million years ago
• Frozen behaviors in amber fossils