Wissenschaftler verzeichnen den weltweit ersten Fall von Parthenogenese bei Krokodilen. Experten: Parthenogenese ist keine ungeschlechtliche Fortpflanzung

Kürzlich registrierten Wissenschaftler der Virginia Tech in den USA den ersten Fall von Parthenogenese bei Krokodilen: In einem Zoo in Costa Rica legte ein weibliches Krokodil, der Amerikanische Schmalschnäuzer-Alligator, das 16 Jahre lang allein gelebt hatte, plötzlich 14 Eier. Wissenschaftler wählten sieben Eier aus, aus denen eine Chance zum Schlüpfen bestand, brüteten sie künstlich aus und erhielten schließlich einen vollständig ausgebildeten Krokodilnachwuchs. Dieses einzige geschlüpfte Krokodil überlebte jedoch nicht. Die entsprechenden Forschungsergebnisse wurden in Biology Letters veröffentlicht.

Forscher sezierten das weibliche Krokodilbaby, das zum erwarteten Zeitpunkt starb, und sequenzierten sein gesamtes Genom. Zu ihrer Überraschung stellten sie fest, dass es genetisch zu über 99,9 % mit seiner Mutter identisch war. Dies bedeutet auch, dass es sich bei diesem Krokodilbaby definitiv um ein Parthenogenetikum handelt.

Parthenogenese, auch ungeschlechtliche Fortpflanzung genannt, ist eine Fortpflanzungsmethode, bei der ausschließlich Weibchen vollständige Nachkommen zeugen, ohne dass Männchen genetisch dazu beitragen. Dieses Phänomen ist äußerst selten und trat bereits bei Eidechsen und Schlangen auf. Es ist ein Beweis für die Existenz von Parthenogenese in einer anderen evolutionären Linie der Reptilien. Nie Liuwang, Professor an der School of Life Sciences der Anhui Normal University, sagte gegenüber Science Times.

Gehört zur sexuellen Fortpflanzung

Nie Liuwang sagte, dass Parthenogenese zwar „Liebesprobleme“ verabschieden könne, aber nicht zur ungeschlechtlichen Fortpflanzung gehöre. Unter ungeschlechtlicher Fortpflanzung versteht man eine Fortpflanzungsmethode, bei der keine Kombination von Spermien und Eizellen erforderlich ist, während sich Parthenogenese auf eine spezielle Fortpflanzungsmethode bezieht, bei der nur Eier, aber keine Spermien erforderlich sind.

Obwohl Parthenogenese nicht den Prozess der Paarung zwischen weiblichen und männlichen Individuen beinhaltet, entstanden diese Organismen unter normalen Umständen durch sexuelle Hybridisierung. Da die Hybridisierung den normalen Prozess der Meiose stört, muss die Entwicklung der Eier einen anderen Weg wählen, nämlich die Fortführung der Population durch Parthenogenese. Nie Liuwang erklärte weiter, dass ungeschlechtliche Fortpflanzung oft als Klonen bezeichnet wird, wie beispielsweise bei Hydras und Quallen. Sie können durch Teilung, Knospung und Bruch neue Individuen hervorbringen und das genetische Material ihrer Nachkommen ist genau dasselbe wie das ihrer Eltern.

Wie wird Parthenogenese erreicht?

Bei der sexuellen Fortpflanzung liefern sowohl die Ei- als auch die Samenzellen die Hälfte der genetischen Informationen, die zur Entstehung eines Organismus erforderlich sind. Eine primäre Eizelle durchläuft die erste meiotische Teilung, um eine sekundäre Eizelle und einen ersten Polkörper zu erzeugen; Die sekundäre Eizelle durchläuft die zweite meiotische Teilung, um eine Eizelle und einen zweiten Polkörper zu produzieren, und der erste Polkörper durchläuft die zweite meiotische Teilung, um zwei Polkörper zu produzieren. Aus einer Eizelle entsteht letztendlich eine reife haploide Eizelle (d. h. eine Eizelle) und drei Polkörper.

„Bei der Parthenogenese haben einige Tiere einzigartige Wege gefunden, die Gene zu füllen, die normalerweise von Spermien bereitgestellt werden.“ Nie Liuwang sagte, dass Arten, die sich durch Parthenogenese fortpflanzen, über zwei Mechanismen verfügen: den terminalen Selbstfusionsmechanismus und den intranukleären Mitosemechanismus. Bei ersterem handelt es sich um die Verschmelzung einer reifen haploiden Eizelle mit dem zweiten Polkörper, wodurch ein Nachkomme mit nahezu homozygoten Genen entsteht, der somit ein Halbklon der Mutter ist; Während sich der endomitotische Mechanismus darauf bezieht, dass die Eizelle ihr Genom vor der Meiose einmal verdoppelt und dann in zwei aufeinanderfolgenden meiotischen Prozessen eine Zelle mit diploidem Genom produziert. Das Ergebnis der endonukleären Duplikation ist, dass der Genotyp der Nachkommen weitgehend mit dem der Mutter übereinstimmt und es sich um einen vollständigen „Klon“ handelt.

Bedeutet die Parthenogenese das Ende der Evolution?

Die sexuelle Fortpflanzung ist die wichtigste Fortpflanzungsart bei Wirbeltieren. Es kann zu einer Rekombination des Genoms führen, wodurch die Nachkommen über heterogenere Gene und vielfältigere genetische Informationen verfügen, wodurch die genetische Vielfalt der Arten zunimmt und ihre Fähigkeit zur Anpassung an veränderte Umgebungen verbessert wird.

„Parthenogenese hat offensichtliche Nachteile: fehlende Rekombination des genetischen Materials, Unfähigkeit, defekte DNA zu reparieren, Unfähigkeit, schädliche Mutationen zu beseitigen, was dazu führt, dass sich schädliche Mutationen im Genpool ansammeln, und Unfähigkeit, sich an eine sich verändernde Umwelt anzupassen, was zu einem schnellen Aussterben der Art führt. Daher glauben viele Forscher, dass Parthenogenese das Ende der Evolution und eine Sackgasse der Evolution darstellt“, sagte Nie Liuwang.

In den letzten 20 Jahren gab es ein phänomenales Wachstum in der Forschungsliteratur zur Parthenogenese von Wirbeltieren. Als Grund dafür glaubt Nie Liuwang, dass Wissenschaftler einerseits ein tieferes Verständnis für die Natur dieses Phänomens haben; Andererseits profitiert es von der rasanten Entwicklung der Molekulargenetik, Genomik und bioinformatischen Analysetechnologie.

Heute haben Forscher die Parthenogenese oder ihre Varianten bei über 100 Wirbeltierarten entdeckt, darunter bei Fischen, Amphibien, Reptilien und Vögeln. Dies deutet darauf hin, dass die Parthenogenese weit verbreitet ist. „Molekularbiologische Forschungen zeigen, dass die Nachkommen der Parthenogenese ihre Anpassungsfähigkeit verbessern und den Fortbestand der Art durch schnelle Mutation und Neubildung von Polyploidie sichern können. Einige Arten können ihre Nachkommen auch durch die Umwandlung in eine geschlechtliche Fortpflanzung weiter reproduzieren. Daher kommt der Parthenogenese eine gewisse Bedeutung in der Evolution zu“, sagte Nie Liuwang.