Die „jungfräuliche Geburt“ eines Krokodils ist eine Premiere in den Geschichtsbüchern der Wissenschaft

Es gibt Geschichten über Jungfrauengeburten, bei denen Junge ohne Befruchtung zur Welt kommen im Laufe der Geschichte. Mars, der antike römische Gott, Horus, der altägyptische Gott, und Qi aus der antiken chinesischen Mythologie wurden alle als Kinder von Jungfrauen geboren. Aber Jungfrauengeburten kommen in der Natur tatsächlich vor.

Der erste Beweis für a Jungfrauengeburt bei Krokodilen wurde bei einem in Gefangenschaft gehaltenen amerikanischen Krokodil berichtet, Crocodylus acutus, die 16 Jahre lang allein in einem Zoo in Costa Rica untergebracht war. Sie legte ein Gelege mit 14 Eiern, von denen sieben lebensfähig schienen und künstlich ausgebrütet wurden. Die Eier schlüpften nicht und der Inhalt von sechs von ihnen war nicht erkennbar. Eines enthielt jedoch einen vollständig ausgebildeten Fötus, der genetisch mit seiner Mutter identisch war und keine Hinweise auf eine Einwirkung von Männchen aufwies.

Dies ist nicht der erste Fall einer Jungfrauengeburt im Tierreich. Baby-Eidechsen, Schlangen, Haie und Vögel, darunter die Kalifornischer KondorEs wurde dokumentiert, dass alle aus unbefruchteten Eiern schlüpfen.

Wie erklären wir Jungfrauengeburten?

Arten können sich entweder sexuell vermehren, indem sie genetisches Material von zwei Elternteilen kombinieren, oder asexuell. Unsere alten Vorfahren waren asexuell und haben im Wesentlichen Klone von sich selbst gemacht. Pflanzen auf ähnliche Weise reproduziereneinschließlich Spaltung, Knospenbildung und Fragmentierung.

Dadurch entstehen jedoch viele Organismen, die genetisch identisch sind, und ein Mangel an genetischer Variation bedeutet, dass sich Individuen nicht an veränderte Bedingungen anpassen können. Wenn die Umwelt für ein Mitglied einer Art schlecht ist, ist das für alle schlecht und könnte zum Aussterben führen.

Die sexuelle Fortpflanzung bei Arten wie dem Menschen benötigt Spermien, um Eier zu befruchten und einen Embryo zu erzeugen. Im Hinblick auf die Evolution gelten Arten, die sich sexuell fortpflanzen, als fortgeschrittener, da ihre Nachkommen genetisch vielfältig sind und einzigartige Genkombinationen ihrer Eltern aufweisen.

Diese Vielfalt kann für eine Art wichtig sein muss sich anpassen. Es reduziert auch nachteilige genetische Mutationendie oft mit Inzucht (wenn sich nahe Verwandte paaren) verbunden sind.

Jungfrauengeburten sind eine Form der asexuellen Fortpflanzung, da sie keine genetischen Informationen von Spermien erfordern. Aber im Gegensatz zu anderen Formen der asexuellen Fortpflanzung benötigen sie eine Eizelle. Unbefruchtete Eier werden oft von Weibchen produziert – vielleicht haben Sie heute Morgen zum Frühstück unbefruchtete Eier von einer Haushenne gegessen – und wenn unbefruchtete Eier nicht gefressen werden, gehen sie schließlich zugrunde. Aber es gibt eine Ausnahme. Jungfrauengeburten, bekannt als Parthenogeneseentstehen, wenn sich aus einer unbefruchteten Eizelle ein Embryo entwickelt.

Allerdings muss sie genetisch nicht unbedingt mit der Mutter identisch sein – das hängt davon ab, wie sich die Eizelle entwickelt. Parthenogene Junge können entweder vollständige oder halbe Klone der Mutter sein. Halbklone entstehen, wenn sich embryonale Zellen vor der Vermehrung in zwei Hälften teilen. Vollständige Klone entstehen, wenn ein Embryo ganze Zellen vervielfacht.

Daher weisen Halbklone eine noch geringere genetische Vielfalt auf als Vollklone. Ihnen fehlt nicht nur die genetische Vielfalt von Organismen, die bei der sexuellen Fortpflanzung entstehen, sondern sie erben auch nur die Hälfte der genetischen Vielfalt ihrer Mutter.

Einige Arten, sogenannte fakultative Parthenogene, wechseln zwischen sexueller und asexueller Fortpflanzung. Sie sind hauptsächlich auf die sexuelle Fortpflanzung angewiesen, können aber bei Bedarf auch auf asexuelle Fortpflanzung zurückgreifen.

Es wird angenommen, dass eine Jungfrauengeburt, die in der Regel zu weiblichen Nachkommen führt, in mehreren Situationen ausgelöst wird. Zum Beispiel, wenn nicht viele Männer da sind. Dies wird häufig bei in Gefangenschaft gehaltenen Tieren berichtet, einschließlich der Haubenhaiwo Tiere in nach Geschlechtern getrennten Gehegen gehalten werden.

Gene weitergeben

Selbst wenn Männchen in der Nähe sind, können Weibchen dennoch auf Parthenogenese zurückgreifen. Letztes Jahr brachte beispielsweise ein Zebrahai-Weibchen mehrere Junge hervor mit DNA, die mit keinem der Männchen übereinstimmte im Chicagoer Aquarium, in dem sie lebte, verblüffte die Forscher. Vielleicht hatte das Weibchen einfach keine Lust auf die Männchen, mit denen es zusammenlebte.

Wenn die Umweltbedingungen schlecht sind, erfordert die asexuelle Fortpflanzung weniger Aufwand als die sexuelle Fortpflanzung, da das Weibchen keine Zeit und Energie auf die Suche nach einem Partner verschwenden muss. Zum Beispiel, viele Fälle von Parthenogenese wurden bei Geckos, Schlangen und Eidechsen entdeckt, die in trockenen und rauen Klimazonen wie großen Höhen leben.

Weibliche Tiere können sich auch ungeschlechtlich vermehren, um eine günstige Veränderung der Bedingungen auszunutzen. Der Stachelwangenkrebs stammt ursprünglich aus den USA, wurde aber nach Europa eingeführt, wo das Klima gemäßigter ist. Es drang durch ungeschlechtliche Fortpflanzung in viele europäische Wasserstraßen ein. Obwohl viele invasive Arten größer und stärker sind als die einheimischen, Parthenogenese ist ein weiterer Faktor die zu ihrem Erfolg beitragen können.

Mithilfe genetischer Testtechnologien, die die Parthenogenese leichter identifizieren können, können Forscher herausfinden, dass immer mehr Arten zu Jungferngeburten fähig sind. Die Entdeckung der Parthenogenese beim amerikanischen Krokodil legt nahe, dass zwischen ihnen eine gemeinsame Ahnenverbindung besteht Archosaurieroder herrschende Reptilien, zu denen Dinosaurier, Flugsaurier (fliegende Reptilien), Vögel und Krokodile gehören. Da bei Vögeln und Krokodilen Parthenogenese stattfindet, ist es möglich, dass auch Dinosaurier Jungferngeburten hatten.

Das jungfräuliche Mutterkrokodil erinnert unheimlich an eine Szene im Jurassic Park, in der Wissenschaftler behaupten, es gäbe keinen Grund zur Sorge, sie könnten die Bevölkerung des Parks kontrollieren, indem sie dafür sorgen, dass alle Dinosaurier weiblich geboren werden, so dass es auf natürliche Weise keine Jungen gibt.

Aber um es mit den Worten des Chaostheorie-Experten des Films, Dr. Ian Malcolm (gespielt von Jeff Goldblum), zu sagen: „Das Leben findet einen Weg.“

Mehr Informationen:
Warren Booth et al., Entdeckung der fakultativen Parthenogenese bei einem Krokodil der neuen Welt, Biologiebriefe (2023). DOI: 10.1098/rsbl.2023.0129

Bereitgestellt von The Conversation

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