California Condor 'Virgin Birth' สามารถช่วยชีวิตสายพันธุ์ได้หรือไม่?

2021-11-05
แร้งแคลิฟอร์เนีย (Gymnogyps californianus) อาศัยอยู่ในป่าในรัฐแอริโซนา รูปภาพการศึกษา/รูปภาพสากลกลุ่ม/เก็ตตี้อิมเมจ

การเกิดของเวอร์จิน - ซึ่งเกี่ยวข้องกับการพัฒนาของไข่ที่ไม่ได้รับการผสม - ได้หมกมุ่นอยู่กับมนุษย์มานานหลายชั่วอายุคน และถึงแม้ว่ามันไม่สามารถเกิดขึ้นได้ในสัตว์เลี้ยงลูกด้วยก็ไม่ดูเหมือนจะเป็นไปได้ในสัตว์อื่น ๆ ที่มีกระดูกสันหลัง (กระดูกสันหลัง) เช่นนกและสัตว์เลื้อยคลาน

กระดาษที่ผ่านมานำโดยนักวิจัยจากดิเอโกสวนสัตว์ซานรายงานสองลูกไก่ชายพ่อยกขึ้นในโปรแกรมที่จะบันทึกแร้งแคลิฟอร์เนียจากการสูญพันธุ์สามารถฟื้นฟูสายพันธุ์โดยผู้หญิงที่รอดชีวิตเพียงคนเดียวได้หรือไม่?

การสืบพันธุ์แบบอาศัยเพศเป็นพื้นฐานในสัตว์มีกระดูกสันหลังทุกชนิด โดยปกติแล้วจะต้องใช้ไข่จากตัวเมียในการปฏิสนธิโดยอสุจิจากตัวผู้ ดังนั้นผู้ปกครองแต่ละคนจึงสร้างสำเนาของจีโนมหนึ่งชุด

การละเมิดกฎข้อนี้ สำหรับลูกนกแร้งกำพร้า บอกเรามากมายว่าทำไมการสืบพันธุ์แบบอาศัยเพศจึงเป็นกลยุทธ์ทางชีววิทยาที่ดี เช่นเดียวกับการมีเพศสัมพันธ์ในสัตว์ทุกชนิด รวมทั้งมนุษย์ด้วย

วิธีระบุลูกไก่ที่ไม่มีพ่อ

แร้งแคลิฟอร์เนียอันงดงามซึ่งเป็นนกแร้งชนิดหนึ่งเป็นนกบินที่ใหญ่ที่สุดในอเมริกาเหนือ ในปีพ.ศ. 2525 สัตว์ชนิดนี้ได้ลดจำนวนลงเหลือเพียง22 คนทำให้เกิดโครงการขยายพันธุ์โดยอาศัยความทะเยอทะยานซึ่งนำโดยสวนสัตว์ซานดิเอโก ซึ่งมีจำนวนเพิ่มขึ้นเรื่อยๆ

เมื่อมีนกเพียงไม่กี่ตัว ทีมงานต้องระวังไม่เลือกพ่อแม่ที่มีความสัมพันธ์ใกล้ชิดกัน เนื่องจากการขาดความหลากหลายทางพันธุกรรมจะทำให้เกิดลูกหลานที่แข็งแรงน้อยลงและทำให้การสูญพันธุ์เพิ่มมากขึ้น

นักวิจัยได้ทำการศึกษาทางพันธุกรรมโดยละเอียดของนกเพื่อหลีกเลี่ยงปัญหานี้ โดยใช้เครื่องหมายดีเอ็นเอเฉพาะสำหรับแร้งและนกแต่ละตัวที่แตกต่างกัน พวกเขาเก็บขน เลือด และเปลือกไข่จากนกเกือบ 1,000 ตัวในระยะเวลา 30 ปี

จากการวิเคราะห์ข้อมูลเหล่านี้ พวกเขาสร้างความเป็นพ่อแม่ โดยยืนยันว่าเครื่องหมายดีเอ็นเอในลูกไก่แต่ละตัวครึ่งหนึ่งมาจากผู้หญิงและอีกครึ่งหนึ่งมาจากผู้ชาย ตามที่คุณคาดหวัง พวกเขายังคงติดตามชะตากรรมของลูกไก่พันธุ์เชลยหลายร้อยตัวในอาณานิคม และหลังจากปล่อยพวกมันเข้าไปในป่า

แต่มีบางอย่างผิดปกติเกี่ยวกับลูกไก่ตัวผู้สองตัวตามรายละเอียดในรายงานฉบับล่าสุด ลูกไก่เหล่านี้ซึ่งฟักออกจากไข่โดยตัวเมียหลายตัวหลายปีมีเครื่องหมายดีเอ็นเอที่มาจากพ่อแม่ของเพศหญิง ไม่มีร่องรอยของเครื่องหมายจากชายที่เธอเคยจับคู่ด้วย

เวอร์จินเกิด

การพัฒนาของไข่ที่ไม่ได้รับการผสมพันธุ์เรียกว่า "parthenogenesis" (จากคำภาษากรีกที่แปลว่า "การสร้างพรหมจารี") พบได้บ่อยในแมลงและสัตว์ไม่มีกระดูกสันหลังอื่นๆเช่น เพลี้ยและปลาดาว และสามารถทำได้โดยกลไกต่างๆ แต่มันก็มากหายากในสัตว์มีกระดูกสันหลัง

มีรายงานการเกิด parthenogenesis ในปลาและสัตว์เลื้อยคลานที่ไม่มีตัวผู้ ในรัฐเทนเนสซี มังกรโคโมโดเพศเมียผู้โดดเดี่ยวซึ่งถูกกักขังไว้หลายปีจึงเลิกราในการหาคู่ครองและให้กำเนิดลูกสามตัวด้วยตัวมันเอง ดังนั้นได้หลามเพศหญิงและงูเหลือมเหล่านี้แม้ลูกหลาน parthenogenic ทั้งหมดเสียชีวิตในช่วงต้น

แร้งแคลิฟอร์เนียตัวหนึ่งบินตามแนวชายฝั่งมหาสมุทรแปซิฟิกในบิกซูร์ รัฐแคลิฟอร์เนีย ปัจจุบันมีแร้งประมาณ 500 ตัวในโลก

อย่างไรก็ตาม กิ้งก่าบางตัวได้นำ parthenogenesis มาใช้เป็นวิถีชีวิต มีสปีชีส์สำหรับผู้หญิงเท่านั้นในออสเตรเลียและสหรัฐอเมริกาที่ตัวเมียวางไข่ซึ่งมียีนของตัวเองผสมกันเท่านั้น

Parthenogenesis ยังเกิดขึ้นในไก่และไก่งวงที่เลี้ยงโดยที่ไม่มีตัวผู้ แต่ตัวอ่อนมักจะตาย มีรายงานเพียงไม่กี่ฉบับเกี่ยวกับไก่งวงตัวผู้กำพร้าที่ทำให้มันโตเต็มที่ และมีเพียงหนึ่งหรือสองตัวที่ผลิตอสุจิ

มันเกิดขึ้นได้อย่างไร?

ในนก การเกิด parthenogenesis มักเป็นผลมาจากเซลล์ไข่ที่มีจีโนม (haploid) เพียงสำเนาเดียว ไข่ถูกสร้างขึ้นในรังไข่ของเพศหญิงโดยการแบ่งเซลล์แบบพิเศษที่เรียกว่าไมโอซิส ซึ่งจะสับเปลี่ยนจีโนมและลดจำนวนโครโมโซมลงครึ่งหนึ่ง เซลล์อสุจิถูกสร้างขึ้นด้วยกระบวนการเดียวกันในอัณฑะของผู้ชาย

โดยปกติเซลล์ไข่และเซลล์สเปิร์มฟิวส์ (การปฏิสนธิ) ซึ่งรวมจีโนมของพ่อแม่และฟื้นฟูจำนวนโครโมโซมตามปกติ (ซ้ำ)

แต่ในการเกิด parthenogenesis เซลล์ไข่จะไม่ได้รับการปฏิสนธิ แต่จะบรรลุสถานะซ้ำโดยการหลอมรวมกับเซลล์อื่นจากส่วนเดียวกันซึ่งปกติจะถูกทิ้ง - หรือโดยการจำลองจีโนมโดยไม่แบ่งเซลล์

ดังนั้น แทนที่จะได้จีโนมหนึ่งจากแม่และอีกอันจากพ่อ ไข่ที่ได้จะมีเพียงชุดย่อยของยีนของมารดาในปริมาณสองเท่า

นกไร้พ่อจะเป็นตัวผู้เสมอ

แร้งเช่นเดียวกับนกอื่นๆ กำหนดเพศโดยโครโมโซมเพศ Z และ W สิ่งเหล่านี้ทำงานตรงกันข้ามกับระบบ XX (เพศหญิง) และ XY (เพศชาย) ของมนุษย์ ซึ่งยีน SRY บนโครโมโซม Y เป็นตัวกำหนดความเป็นชาย

อย่างไรก็ตามในนกตัวผู้คือ ZZ และตัวเมียคือ ZW เพศถูกกำหนดโดยปริมาณของยีน (DMRT1) บนโครโมโซม Z ชุดค่าผสม ZZ มียีน DMRT1 สองชุดและทำให้เป็นเพศชาย ในขณะที่ชุดค่าผสม ZW มีสำเนาเพียงชุดเดียวและทำให้เป็นเพศหญิง

เซลล์ไข่เดี่ยวได้รับ Z หรือ W จากแม่ ZW อนุพันธ์ดิพลอยด์ของพวกเขาจะเป็น ZZ (ชายปกติ) หรือ WW (ตาย) เหตุผลที่ตัวอ่อนของ WW ไม่สามารถพัฒนาได้เนื่องจากโครโมโซม W แทบไม่มียีนใดๆ ในขณะที่โครโมโซม Z มี 900 ยีนที่มีความสำคัญต่อการพัฒนา

ลูกไก่ที่ไม่มีพ่อจึงต้องเป็นเพศผู้ ZZ ตามที่สังเกตพบ

ทำไม Virgin Birth ถึงล้มเหลว

เป็นไปได้ไหมที่นกที่ใกล้สูญพันธุ์เช่นนกแร้งสามารถฟื้นคืนชีพจากผู้รอดชีวิตหญิงคนเดียวโดยการฟักไข่ลูกไก่ที่ไม่มีพ่อและผสมพันธุ์กับมัน?

ก็ไม่เชิงหรอก ปรากฎว่า parthenogens (สัตว์กำพร้าพ่อ) ทำได้ไม่ดี แร้งกำพร้าพ่อสองตัวไม่มีลูกของตัวเอง คนหนึ่งเสียชีวิตก่อนถึงวุฒิภาวะทางเพศ อีกคนอ่อนแอและยอมจำนน ทำให้โอกาสการเป็นพ่อไม่ดี

ในไก่และไก่งวง parthenogenesis จะสร้างตัวอ่อนที่ตายแล้วหรือลูกอ่อนที่ฟักเป็นตัวอ่อน แม้แต่จิ้งจกสายพันธุ์เดียวที่เป็นผู้หญิง แม้จะดูแข็งแรง แต่โดยทั่วไปแล้วเป็นผลจากการผสมผสานระหว่างสองสปีชีส์เมื่อเร็วๆ นี้ ซึ่งทำให้เกิดโรคไมโอซิส และไม่เหลือทางเลือกอื่นให้พวกมัน สายพันธุ์เหล่านี้ดูเหมือนจะอยู่ได้ไม่นาน

ทำไม parthenogens ทำได้ไม่ดี? คำตอบไปที่แก่นของคำถามทางชีววิทยาขั้นพื้นฐาน นั่นคือ: ทำไมเราถึงมีเพศสัมพันธ์เลย? คุณคิดว่ามันจะมีประสิทธิภาพมากกว่าสำหรับจีโนมของมารดาที่จะส่งต่อไปยังลูกหลานที่เป็นโคลนัลของเธอโดยไม่ต้องกังวลเกี่ยวกับไมโอซิส

ตัวแปรสำคัญ

แต่หลักฐานระบุว่าไม่ดีต่อสุขภาพที่จะมีจีโนมที่ประกอบด้วยยีนของมารดาทั้งหมด ความแปรปรวนทางพันธุกรรมมีความสำคัญต่อสุขภาพของแต่ละบุคคลและสายพันธุ์ การผสมผสานสายพันธุ์ของยีนจากพ่อแม่ชายและหญิงเป็นสิ่งสำคัญ

ในลูกหลานแบบดิพลอยด์ที่มีจีโนมของผู้ปกครองสองจีโนม สายพันธุ์ที่ดีสามารถครอบคลุมสำหรับการกลายพันธุ์ได้ บุคคลที่สืบทอดยีนจากแม่เท่านั้นอาจมียีนกลายพันธุ์ของมารดาสองชุดที่ทำให้พวกเขาอ่อนแอลงโดยไม่ต้องมีรุ่นที่มีสุขภาพดีจากพ่อแม่ชายเพื่อชดเชย

การแปรผันยังช่วยปกป้องประชากรจากไวรัส แบคทีเรีย และปรสิตที่ร้ายแรง ไมโอซิสและการปฏิสนธิทำให้เกิดการจัดเรียงตัวใหม่ของยีนที่แตกต่างกันหลายแบบ ซึ่งสามารถก่อโรคได้ หากไม่มีการป้องกันเพิ่มเติม เชื้อโรคจะอาละวาดในกลุ่มประชากรโคลนนิ่ง และประชากรที่มีลักษณะทางพันธุกรรมใกล้เคียงกันจะไม่มีสัตว์ดื้อยา

ดังนั้นความสามารถของแร้งตัวเมียในการฟักไข่โดยไม่มีพ่อจึงไม่น่าจะช่วยสายพันธุ์นี้ได้ ในแง่ดี ความพยายามของมนุษย์ทำให้ผู้หญิงและผู้ชายหลายร้อยคนบินไปบนท้องฟ้าแคลิฟอร์เนีย

Jenny Gravesเป็นศาสตราจารย์ด้านพันธุศาสตร์และรองอธิการบดีที่มหาวิทยาลัย La Trobe ในเมืองเมลเบิร์น ประเทศออสเตรเลีย

บทความนี้เผยแพร่ซ้ำจากThe Conversationภายใต้สัญญาอนุญาตครีเอทีฟคอมมอนส์ คุณสามารถค้นหาบทความต้นฉบับได้ที่นี่

Suggested posts

ในบรรดาสิ่งมีชีวิตที่น่าทึ่งอื่นๆ อเมซอนมีโลมาสีชมพู

ในบรรดาสิ่งมีชีวิตที่น่าทึ่งอื่นๆ อเมซอนมีโลมาสีชมพู

โลมาแม่น้ำอเมซอนสีชมพู เช่นเดียวกับสัตว์ในตำนานจากอีกโลกหนึ่ง เป็นสีที่สวยงามจนน่าตกใจ แต่ก็ใกล้สูญพันธุ์อย่างยิ่งเช่นกัน

ฉลาม Porbeagle ล่าด้วยความมุ่งมั่น

ฉลาม Porbeagle ล่าด้วยความมุ่งมั่น

Porbeagles เกี่ยวข้องกับคนผิวขาวที่ดี แต่ในขณะที่พวกเขายังเป็นนักฆ่าที่แข็งแรง แต่ก็มีขนาดเล็กกว่าและดุร้ายน้อยกว่ามาก แล้วชื่อสุนัขตลกล่ะ?

Related posts

ปลาหมึกวงแหวนสีน้ำเงินตัวจิ๋วที่อันตรายที่สุดในมหาสมุทร

ปลาหมึกวงแหวนสีน้ำเงินตัวจิ๋วที่อันตรายที่สุดในมหาสมุทร

รูปลักษณ์สามารถหลอกลวงได้ นั่นเป็นความจริงสำหรับปลาหมึกวงแหวนสีน้ำเงินอย่างแน่นอน มันเล็ก สวยน่าทึ่ง และดูไม่เป็นอันตราย ทว่าพิษของมันสามารถฆ่าคนได้ 26 คนในไม่กี่นาที

Joro Spider 'หมอดู' ที่รุกรานกำลังเริ่มอุ่นเครื่องในสหรัฐอเมริกา

Joro Spider 'หมอดู' ที่รุกรานกำลังเริ่มอุ่นเครื่องในสหรัฐอเมริกา

มีถิ่นกำเนิดในเอเชียตะวันออก แมงมุม Joro ปรับตัวให้เข้ากับชีวิตทางตอนใต้ของสหรัฐฯ และเท่าที่เราทราบ แมงมุม Joro มีประโยชน์ต่อระบบนิเวศ

จิงโจ้เป็นกล่องจริงหรือ?

จิงโจ้เป็นกล่องจริงหรือ?

จิงโจ้ชกมวยซึ่งเป็นสัญลักษณ์ของจิตวิญญาณการต่อสู้ของออสเตรเลียมีขึ้นในทศวรรษที่ 1890 แต่ความจริงคืออะไร? จิงโจ้เป็นกล่องจริงหรือ?

Armyworms กำลังเคี้ยวผ่านสนามหญ้าทั่วสหรัฐอเมริกา

Armyworms กำลังเคี้ยวผ่านสนามหญ้าทั่วสหรัฐอเมริกา

พวกมันชอบสนามหญ้าของคุณ และในปี 2021 พวกมันก็อยู่ทุกหนทุกแห่ง ต่อไปนี้คือสิ่งที่ต้องทำเกี่ยวกับ Armyworms และวิธีสังเกต critters ตัวน้อย

Top Topics

Language