İlk kez, meyve sineği genlerinde oynama yapan bilim insanları, normalde cinsel olarak üreyen bir hayvanda bakire doğumu (partenogenez) başardı. Araştırmacılara göre bulgular, tarım zararlıları arasında bakire doğumların daha yaygın hale gelebileceği gıda güvenliği açısından önem taşıyor.
Partenogenez, dişilerde görülen eşeysiz bir üreme yöntemidir ve Yunancada “bakire yaratılış” anlamına gelir. Şaşırtıcı bir şekilde, bu doğa olayı birçok organizmada yaygın bir şekilde bulunur. Bitkiler, böcekler, balıklar, sürüngenler ve hatta kuşlar arasında bile rastlanır.
Araştırmacılar, Drosophila melanogaster adı verilen bir meyve sineği türünde bakire doğumu, diğer adıyla partenogenez’i tetikledi. Yeni çalışmanın bulgularına göre, genetik olarak değiştirilmiş meyve sinekleri, çiftleşme için erkeklerin bulunmadığı durumlarda, bakire doğum yeteneklerini sonraki nesillere aktarabiliyor.
University of Cambridge’deki bir araştırmacı ve makalenin birinci yazarı Alexis Sperling, “Meyve sinekleri son derece özeldir çünkü temel olarak ilk model organizmadırlar ve üzerlerinde 100 yılı aşkın süredir çalışmalar yapılmaktadır” dedi. “Biyolojide, model organizmalar, belirli biyolojik olayları anlamak için kapsamlı bir şekilde çalışılan insan dışı türlerdir. Diğer herhangi bir hayvanda, bu çalışmayı yapmak çok daha zor olurdu diye düşünüyorum.”
Büyük çoğunluğu üremek için çiftleşmeye ihtiyaç duyan hayvanların aksine, küçük bir azınlık tamamen flört ve eşleşme olmadan üreyebiliyor. Bakire doğum, bir yumurtanın erkek döllendirmesi olmaksızın embriyoya dönüşmesiyle gerçekleşir. Partenogenez gerçekleştiğinde, yavrular her zaman dişidir. Ve annelerinin genleriyle benzer olsalar da, tam klonlar değillerdir.
Daha önce bilim insanları yılanlar, kuşlar, balıklar, kertenkeleler ve daha yakın zamanda timsahlarda da partenogenez tespit etmişlerdi. Ancak Cuma günü Current Biology’de yayınlanan yeni çalışma, bu olayın genetik temelini açıklayan ilk çalışmadır.
“Temelde, özellikle hayvanlarda partenogenezde yer alan genler hakkında hiçbir fikrimiz yok.” diyen Bangor Üniversitesi’nden evrimsel biyolog Darren Parker, “Bu çalışma, gerçekten de işin içinde olan bazı genlere odaklanmaya başlıyor ve bu oldukça harika,” dedi.
Babasız sinekler hayatta kalmak için bir yol sunuyor
Tek başına üreme sürecinin genetik temelini anlamak için araştırmacılar, Drosophila mercatorum adlı başka bir meyve sineği türüne başvurdu. Bu türde dişi birey, bir eşle ya da eşsiz bir şekilde üreyebilmektedir. Araştırmacılar, cinsel ve eşeysiz D. mercatorum bireylerinin genomlarını sıraladı ve aralarında farklı olan üç geni belirledi.
Bunlar, bakire doğumu sağlayan sorumlu aday genleri belirledikten sonra, araştırmacılar bu genlerin model meyve sineği D. melanogaster‘da değiştirilmesini sağladı. Altı yıl boyunca 220.000 meyve sineği incelendikten sonra araştırmacılar başarılarını ilan etti: Bu üç genin değiştirilmesiyle D. melanogaster, eşleşme olmadan üreme yeteneği kazandı.
Sperling: “Bunu inanamadım. Embriyoların gelişimini gördük ve başlangıçta pek güven verici görünmüyorlardı, ama sonunda düzeldiler ve yetişkin sineklere dönüştüler.”
Erkekler etrafta olduğunda, bakire doğum yeteneğine sahip dişi meyve sinekleri normal şekilde çiftleşti ve üremeye devam etti. Ancak erkekler mevcut olmadığında, bu yeteneğe sahip ikinci nesil dişi sineklerin %1 – %2’si eşeysiz olarak yavruladı.
Bu tür partenogenez, bir türün olumsuz koşullarla karşılaştığında, örneğin eş bulma zorluğu yaşadığında ortaya çıktığı düşünülmektedir. Bakire doğuma geçmek, türün hayatta kalması için bir hayatta kalma stratejisi olabilir.
Sperling, modern tarım uygulamalarının, tarım ürünlerini hedef alan böceklerde bakire doğuma yol açacak türden baskılara neden olduğunu düşünüyor. Bu da zararlıların yok edilmesini daha zor hale getirebilir. “Partenogenetik olan birçok zararlı tür var.” diyor ve insanların böcek ilacı (pestisit) kullanımı veya çok homojen tarım ürünlerinin kullanımının buna katkıda bulunabileceğini belirtiyor.
Kaynak
https://doi.org/10.1016/j.cub.2023.07.006
https://www.washingtonpost.com/science/2023/07/28/animals-asexual-reproduction-genetic-discovery/
