Ví dụ về sự thụ thai vô nhiễm nguyên tội ở động vật

2024 Tác giả: Seth Attwood | [email protected]. Sửa đổi lần cuối: 2023-12-16 16:20

Trong tự nhiên, sinh sản đồng tính - sinh sản, khi con cái sinh ra con cái mà không có sự tham gia của con đực - không phải là hiếm. Điều này thường xảy ra ở các động vật không xương sống nhỏ, côn trùng và loài nhện. Điều này chỉ xảy ra ở 70 loài động vật có xương sống, tức là 0,1%. Nhưng bao gồm cả động vật có vú.

Một món quà bất ngờ cho Giáng sinh

Vào tháng 12 năm 2001, một con cá mập đầu búa con (Sphyrna tiburo) được sinh ra tại vườn thú Nebraska (Mỹ). Những con cá ăn thịt này sinh con mỗi năm một lần và theo quy luật, ngay lập tức từ 12 đến 15 con cá mập. Tuy nhiên, ngày hôm đó chỉ có một đàn con duy nhất. Các nhân viên vườn thú, những người không mong đợi sự bổ sung, đã không quản lý để đưa nó ra khỏi bể cá - gần như ngay lập tức con cá mập bị giết bởi con cá đuối điện sống ở đó.

Câu chuyện này sẽ không khác nhiều so với những trường hợp nuôi cá khác trong điều kiện nuôi nhốt, nếu không có một lưu ý: trong ba năm qua, chỉ có cá mập đầu búa cái sống trong bể cá.

Các chuyên gia chăm sóc động vật đã quyết định rằng con mẹ không may mắn đã quan hệ tình dục với con đực khi nó vẫn còn trong tự nhiên và giữ tinh trùng của nó để dự trữ. Trong tự nhiên, điều này đôi khi xảy ra. Tuy nhiên, không có bằng chứng nào cho thấy tinh trùng giữ được khả năng sinh sản trong thời gian dài như vậy.

Xác của con bê đã chết được gửi đến Viện Đại dương học Pew, thuộc Đại học Miami. Tại đó, các nhà nghiên cứu, sau khi tiến hành một loạt các xét nghiệm di truyền, phát hiện ra rằng con cá mập hoàn toàn không có cha, và mẹ của nó, dường như, được thụ thai thông qua quá trình sinh sản.

Đây là tên của phương pháp sinh sản mà phôi thai phát triển từ tế bào sinh sản cái mà không cần thụ tinh. Thông thường điều này vốn có ở động vật không xương sống, nhưng vẫn có những trường hợp ngoại lệ - ví dụ như loài bò sát có vảy. Và đối với cá mập đầu búa, quá trình sinh sản có thể là biện pháp cuối cùng để cứu loài của nó khỏi nguy cơ tuyệt chủng, các nhà sinh vật học gợi ý.

Con cái còn trinh đã chờ đợi quá lâu để con đực tiếp tục loài, và cơ thể coi đây là một mối đe dọa cho toàn bộ quần thể. Kết quả là, cơ chế bảo tồn số lượng cá thể tối thiểu đã được kích hoạt.

Khi mọi phương tiện đều tốt

Mười lăm năm sau, các nhà khoa học Úc đã ghi nhận trường hợp thứ hai về quá trình sinh sản ở cá - và một lần nữa trong điều kiện nuôi nhốt. Cá mập vằn Leoni (Stegostoma fasatum), không giao tiếp với con đực trong 4 năm, đã đẻ 41 quả trứng. Trong số ba con, đàn con khỏe mạnh đã nở.

Điều đầu tiên các nhà nghiên cứu nghĩ đến là sức sống đáng kinh ngạc của tinh trùng. Thực tế là cho đến năm 2012, Leonie đã sống trong cùng một bể cá với một con đực, từ đó cô đã nhiều lần mang theo con cái. Các nhà sinh vật học gợi ý rằng cô ấy đã lưu trữ tinh trùng của anh ấy trong 4 năm và ngay khi có cơ hội, cô ấy đã sử dụng nó để thụ tinh với trứng.

Tuy nhiên, phân tích di truyền cho thấy rằng tất cả các hổ con chỉ mang DNA của mẹ. Vì vậy, Leonie, trong trường hợp không có con đực, đã chuyển sang sinh sản đồng giới. Như các nhà khoa học lưu ý, trong quá trình trưởng thành của các tế bào sinh dục trong cơ thể cá, các tế bào phân cực - thể phân cực - đã hình thành. Những tế bào này chứa một bản sao của DNA, nhưng thường không có khả năng thụ tinh. Đôi khi, vì những lý do vẫn chưa được làm rõ, chúng bắt đầu hoạt động giống như tinh trùng: chúng thụ tinh với trứng và biến nó thành phôi thai.

Theo một số công trình, phương pháp nuôi cá này có thể được sử dụng trong tự nhiên. Ít nhất các nhà sinh vật học từ Đại học Bang New York tại Stony Brook (Mỹ), khi nghiên cứu sự đa dạng di truyền của cá cưa ngoài khơi bờ biển phía tây nam Florida, đã tìm thấy 7 cá thể sinh ra là kết quả của quá trình sinh sản.

Các nhà nghiên cứu cho rằng những con vật đã sử dụng phương pháp chăn nuôi này do mật độ dân số quá thấp. Trong những năm gần đây, số lượng cá thể đang giảm dần và ngày càng khó tìm thấy con đực để giao phối. Các nhà khoa học cho biết, điều này có nghĩa là sự phát sinh của các loài gần như tuyệt chủng là hoàn toàn có thể xảy ra.

Con đực độc quyền

Ngoài cá mập, các nhà sinh vật học đã ghi nhận những trường hợp cá biệt về sinh sản đồng giới ở đại bàng đốm - đây là một loài thuộc họ cá đuối gai độc - và loài thắt lưng thông thường. Hơn nữa, con cái sau này quyết định tự sinh sản, thậm chí có cơ hội giao phối với con đực. Mặc dù giao hợp đã xảy ra, hai con trong lứa là kết quả của quá trình sinh sản. Điều này đã được xác nhận bằng phân tích DNA.

Động vật có vú có khả năng sinh sản đồng giới, mặc dù là nhân tạo. Quay trở lại năm 2004, các nhà sinh vật học Nhật Bản đã nhận chuột từ hai con chuột mẹ không có cha. Vì vậy, những quả trứng chưa trưởng thành đã được sử dụng, trong đó bộ gen của một số vùng quan trọng đã bị "tắt". Một con cái, được sinh ra là kết quả của quá trình sinh sản, sống đến khi trưởng thành và sinh ra con non của chính mình theo cách thông thường.

Mười bốn năm sau, những thí nghiệm này được các nhà khoa học Trung Quốc lặp lại. Đúng vậy, chúng đã đi xa hơn một chút và sinh ra con cái không chỉ từ hai con cái duy nhất, mà còn từ hai con đực (tức là những con chuột chỉ có bố). Để làm được điều này, các tế bào gốc phôi đã được sử dụng, trong đó DNA của một trong các cặp cha mẹ được bảo tồn. Nó ngăn chặn hoạt động của các gen hoạt động khác nhau tùy thuộc vào người đã truyền chúng - nam hay nữ.

Các nhà khoa học đã tiêm các tế bào gốc như vậy với DNA đã được sửa chữa vào những quả trứng chưa trưởng thành. Các phôi kết quả được cấy vào các bà mẹ thay thế. Kết quả là, những con chuột khả thi đã được sinh ra, vốn không có cha. Đúng vậy, những con vật có khuyết tật về phát triển. Họ di chuyển chậm hơn và mệt nhanh hơn. Nhưng họ đã sống lâu hơn.

Để có con từ hai người cha, các tế bào gốc phôi đã chuẩn bị được tiêm vào trứng không có nhân. Trong số một nghìn phôi, chỉ có 12 con sống sót, chuột thí nghiệm nặng gấp đôi bình thường, bị cổ chướng, không thở bình thường, không bú được sữa và nhanh chóng chết.

Các tác giả của công trình lưu ý rằng các khuyết tật phát triển chỉ có thể được ngăn chặn ở các phôi lấy từ hai người mẹ. Nhưng quá trình sinh sản nam không khả thi lắm. Điều này giải thích tại sao sinh sản đồng giới trong tự nhiên có xu hướng xảy ra ở con cái.