Un animal trăiește de 100.000 de mii de ani fără să aibă nevoie de masculi. Secretul lor genetic abia a fost descoperit

Molly amazoniană, un pește exclusiv feminin care trăiește în apele dulci din Mexic și sudul Texasului, se reproduce asexuat, creând clone identice ale sale. Cercetătorii au descoperit mecanisme genetice rare care îi permit să elimine mutațiile nocive și să prospere timp de zeci de mii de ani, contrar teoriilor evoluționiste despre reproducerea asexuată.

Reproducerea asexuată la vertebrate este extrem de rară și, teoretic, predispusă la extincție rapidă din cauza acumulării de mutații. Cu toate acestea, molly amazoniană au supraviețuit timp de 100.000 de ani.

Studiul publicat în Nature oferă primele dovezi că aceste pești efectuează un proces intern de „curățenie genetică”, permițând speciei să elimine mutațiile dăunătoare și să mențină sănătatea genetică pe termen lung, scrie National Geographic. Descoperirea schimbă modul în care oamenii de știință înțeleg evoluția speciilor asexuate.

Amazon mollies sunt un exemplu rar de vertebrate care se reproduc exclusiv prin clonare. Fiecare individ este feminin și poate naște copii identici genetic fără aportul unui mascul din aceeași specie. Totuși, procesul de reproducere necesită stimularea de către masculi din specii înrudite – un fenomen cunoscut sub numele de ginegeneză.

Ginegeneza implică „trucul” biologic prin care spermatozoizii masculilor declanșează diviziunea celulară a oului, dar ADN-ul masculin nu este moștenit.

Rezultatul este un nou molly amazoniană care este o clonă exactă a mamei. Această metodă le permite să evite recombinarea genetică tipică reproducției sexuale, păstrând totodată fertilitatea.

Descoperite în 1932, Amazon mollies au fost primele vertebrate cunoscute capabile de reproducere asexuată. În prezent, câteva alte vertebrate, precum dragonii Komodo sau rechinii ciocan, prezintă reproducere asexuată, însă Amazon mollies sunt printre puținele specii care fac acest lucru exclusiv.

Conform teoriilor evoluției, reproducerea asexuată pe termen lung ar trebui să conducă la acumularea mutațiilor dăunătoare și la extincția rapidă a speciei. Estimările sugerează că Amazon mollies ar fi trebuit să dispară după aproximativ 10.000 de ani. Totuși, aceste pești au supraviețuit timp de 100.000 de ani, ridicând un paradox evolutiv.

Edward Ricemeyer, biolog computațional la Universitatea Ludwig Maximilian din München și coautor al studiului, explică faptul că natura nu oferă întotdeauna reguli absolute: „Faptul că au supraviețuit atât de mult timp sugerează existența unui mecanism intern care previne acumularea de mutații, o strategie care nu fusese documentată anterior la vertebrate complexe.”

Pentru a înțelege secretul longevitații acestor pești, Ricemeyer și echipa sa au analizat genomul mai multor indivizi. Studiul a arătat că Amazon mollies folosesc un proces numit conversie genetică pentru a purga mutațiile dăunătoare.

Conversia genetică presupune înlocuirea unui segment de ADN cu o secvență corespunzătoare de pe alt cromozom similar. În mamifere, inclusiv la oameni, acest mecanism este utilizat în principal pentru repararea ADN-ului deteriorat. La Amazon mollies, conversia genetică are rolul de a genera variabilitate genetică similară recombinării sexuale, oferind selecției naturale materialul necesar pentru eliminarea mutațiilor.

Prin acest proces, peștii obțin un avantaj unic: pot continua să se reproducă clonat fără să sufere degradarea genetică tipică altor specii asexuate. Este prima dovadă directă că un vertebrat complex utilizează conversia genetică ca substitut pentru recombinarea sexuală.

Micah Dunthorn, microbiolog la Universitatea din Oslo, consideră că mecanismul descoperit la Amazon mollies ar putea fi prezent și la alte specii asexuate, dar încă nedocumentat. „Este important să vedem dacă plante, fungi sau alte animale utilizează metode similare pentru a preveni acumularea mutațiilor. Aceasta ar putea fi o strategie evolutivă mult mai răspândită decât ne-am imaginat.”

Până acum, genomul a fost studiat detaliat doar la câteva specii clonale. Este posibil ca natura să fi dezvoltat mai multe metode pentru a evita costurile reproducției asexuate, însă acestea vor rămâne necunoscute până când cercetătorii vor efectua studii amănunțite.

Descoperirea are și aplicații potențiale în domeniul uman și agricol. Ricemeyer sugerează că înțelegerea conversiei genetice la Amazon mollies ar putea contribui la tratarea cancerului, o boală caracterizată prin acumularea mutațiilor într-o linie clonată de celule.

De asemenea, procesul ar putea fi folosit pentru dezvoltarea de culturi agricole mai rezistente la mutațiile genetice sau pentru terapii genetice care repară ADN-ul deteriorat. Amazon mollies oferă astfel nu doar un caz biologic fascinant, ci și un model pentru aplicații practice în medicină și biotehnologie.

Amazon mollies demonstrează că reproducerea asexuată nu trebuie să fie sinonimă cu extincția. Conversia genetică le permite să mențină sănătatea genetică, să evite acumularea mutațiilor și să prospere timp de sute de mii de ani. Studiul lor oferă indicii despre cum natura rezolvă probleme genetice complexe fără implicarea reproducerii sexuale.

Pe lângă interesul științific, aceste pești reprezintă un model de supraviețuire și adaptare care ar putea inspira cercetări în genetică, medicină și agricultură. În viitor, studiul altor specii asexuate ar putea dezvălui strategii evolutive similare și ne-ar putea ajuta să înțelegem mai bine mecanismele naturale de protecție a genomului.