Расшифровав генетический процесс, ответственный за бесполое размножение, исследователи впервые индуцировали девственное зарождение у нормальных половых видов плодовых мушек дрозофил.
Затем было обнаружено, что эта удивительная черта передалась всем дочерям мух. Открытие может помочь ученым найти новые способы защиты сельскохозяйственных культур от насекомых-вредителей, которые все чаще способны размножаться без партнеров.
Исследователи из Кембриджского университета работали с более чем 220 000 плодовых мушек в течение шести лет. Чтобы отследить гены, ответственные за непорочное зачатие у насекомых, команда биологов-генетиков изучила два подвида плодовой мухи, известной как Drosophila mercatorum.
Один из этих подвидов способен размножаться только половым путем, а другой способен к девственному зарождению, признаку, известному как партеногенез. Сравнив генетический код обоих подвидов, ученые смогли выяснить, какие гены участвуют в девственном зарождении.
Затем они включали или выключали соответствующие гены у мух-самок и добились успеха. Подопытные мухи могли внезапно размножаться бесполовым путем, хотя в потомстве могли быть только самки, которые были почти клонами своих матерей.
В исследованиях мухи ждали около 40 дней, что составляет около половины их жизни, чтобы найти себе пару, а когда никого не было рядом, они размножались бесполовым путем.
Интересно, что все дочери от генетически модифицированных насекомых также сохранили способность иметь девственное зарождение, хотя только от 1 до 2% из них проявляли такое поведение и только после отсутствия самцов. В противном случае они спаривались и рожали, как обычно.
«Мы впервые показали, что можно спроектировать девственное зарождение у животного — было очень интересно наблюдать, как девственная муха производит эмбрион, способный развиваться до взрослой жизни, а затем этот процесс повторяется», — сказал доктор Алексис Сперлинг, первый автор статьи.
Ученые говорят, что крайне редко можно увидеть девственное зарождение у животных, которые могут размножаться половым путем, отметив, что подобное иногда наблюдается у самок животных в зоопарках, которых оставляли в изоляции в течение длительных периодов времени.
Однако, когда некоторые виды вынуждены выживать, они могут развить бесполый способ размножения. Ученые планируют использовать эту работу, чтобы продолжить исследование того, почему девственное зарождение у насекомых, особенно у видов вредителей, начинает увеличиваться во всем мире.
«Если у насекомых-вредителей будет продолжаться давление отбора в отношении девственного зарождения, которое, похоже, существует, это в конечном итоге приведет к тому, что они будут размножаться только таким образом», — сказал Алексис Сперлинг.
«Это может стать настоящей проблемой для сельского хозяйства, потому что самки производят только самок, поэтому их способность к распространению удваивается».
Результаты исследования опубликованы в журнале Current Biology.