دانشمندان توانایی تولیدمثل حیوانات بدون نیاز به جنس نر را ممکن کردند

برای اولین بار در جهان، دانشمندان از مهندسی ژنتیک استفاده کردند تا در حیوانات ماده‌ای که در حالت طبیعی برای تولیدمثل به جفت نر نیاز دارند، بکرزایی (پارتنوژنز) را القا کنند. پیش‌از‌این، دانشمندان موش‌ها و قورباغه‌هایی را تولید کرده بودند که در ایجاد آن‌ها از ژنوم والد نر استفاده نشده بود. اما آن فرزندان با تغییر سلول‌های تخمک در ظرف آزمایشگاه ایجاد شده بودند و نه از راه دادن توانایی بکرزایی به حیوانات ماده.

به نوشته‌ی ساینتیفیک آمریکن، در پژوهش‌های گذشته ژن‌هایی که احتمالاً در بکرزایی نقش دارند، شناسایی شده بودند اما پژوهشگران مطالعه جدید عملکرد ژن‌های مذکور را نیز با فعال کردن آن‌ها در گونه‌های دیگر تأیید کردند.

در پستانداران فرزندان زمانی تولید می‌شوند که اسپرم نر تخمک‌های ماده را بارور کند. اما بسیاری از گونه‌های حشرات و مارمولک‌ها و حیوانات دیگر بکرزایی را به‌عنوان روش دیگری برای تولیدمثل تکامل داده‌اند که به مشارکت ژنتیکی جنس نر نیازی ندارد.

پژوهشگران مطالعه جدید برای شناسایی ژن‌های دخیل در بکرزایی ژنوم دو سویه از مگس سرکه (گونه Drosophila mercatorum) را توالی‌یابی کردند: یکی از آن‌ها به روش جنسی و دیگری ازطریق بکرزایی تولیدمثل می‌کرد. آن‌ها سپس فعالیت ژنی درون تخمک‌های مگس‌های دارای توانایی پارتنوژنز را با فعالیت ژنی درون تخم‌های مگس‌هایی مقایسه کردند که توانایی تولیدمثل جنسی داشتند. هدف شناسایی ژن‌هایی بود که در طول بکرزایی فعال هستند.

پس از تغییر ترکیبات مختلفی از ژن‌ها، دانشمندان به ترکیبی دست پیدا کردند که در حدود ۱۱ درصد از مگس‌های میوه ماده موجب بکرزایی شد. برخی از فرزندان این مگس‌ها نیز توانایی بکرزایی را داشتند.

مگس‌های حاصل از بکرزایی ژن‌ها را فقط از مادرشان دریافت می‌کردند، اما از نظر ژنتیکی دقیقاً همانند مادر خود نبودند. برخی از آن‌ها دارای سه مجموعه کروموزوم بودند. این در حالی است که تخمک‌های مادرانی که ازطریق بکرزایی تولیدمثل می‌کنند، معمولاً فقط دو مجموعه کروموزوم دارند.

در حیوانات، تولیدمثل به روش جنسی، پیچیده است. مطالعه بکرزایی به زیست‌شناسان کمک می‌کند مزیت‌ها و معایب تولیدمثل جنسی را درک کنند. مطالعه جدید همچنین به زیست‌شناسان کمک می‌کند تکامل خود بکرزایی را درک کنند.

برخی از آفات کشاورزی برای تکثیر سریع خود از بکرزایی استفاده می‌کنند و قدرت خود را برای تخریب محصولات افزایش می‌دهند. برای مثال، در بریتانیا گونه‌ای شب‌پره به‌خاطر استفاده گسترده از آفت‌کش‌هایی که در تولیدمثل شب‌پره‌های نر اختلال ایجاد می‌کنند، به بکرزایی روی آورده‌اند. اکنون این شب‌پره‌ها به آفت مهمی تبدیل شده‌اند. پژوهشگران امیدوارند با مطالعه این موضوع که کدام استراتژی‌های مدیریت آفات می‌تواند موجب تکیه آفات بر بکرزایی شود، به کنترل آفات کشاورزی کمک کنند.