Obiecujące potwory: samozapładniająca się ryba

14 czerwca 2026
Blog szalonych naukowców
Pundamilia pundamilia (O Selz, Wikimedia Commons, CC BY-SA 3.0)

Hipoteza obiecujących potworów, postulująca powstawanie nowych gatunków skokowo w jednym pokoleniu, należy do wielu niedoszłych teorii ewolucji. Udowodniono, że specjacja nie zachodzi w ten sposób. Przynajmniej u zwierząt. Aczkolwiek nieraz takie potwory odkrywano.

Ola Svensson i współpracownicy opisali swój niespodziewany eksperyment na rybie z rodziny pielęgnicowatych.

To bardzo liczna w gatunki rodzina ryb (obejmuje ich ponad półtora tysiąca, u ryb rodziny zasobne w kilkaset gatunków to nic nadzwyczajnego). Znana jest z nietypowego sposobu opieki nad młodymi, przechowywanymi w jamie ustnej, i z szybkiej ewolucji. Prawdopodobnie ich liczne gatunki pojawiły się w afrykańskich jeziorach w ciągu ostatnich kilkuset tysięcy lat.

Badacze skrzyżowali przedstawicieli dwóch blisko spokrewnionych ze sobą gatunków: Pundamilia (Haplochromis) pundamilia i Pundamilia (Haplochromis) nyererei. Tak, w szkole uczyli, że osobniki z różnych gatunków nie krzyżują się ze sobą, a jeśli już, to nie mogą dawać płodnego potomstwa. Cytowane badanie temu przeczy. (Najwyraźniej tak krytykowany obecnie czerwony pasek nie jest jedynym problemem szkół.) W każdym razie zazwyczaj gatunki blisko spokrewnione ewolucyjnie można z powodzeniem krzyżować, otrzymuje się z nich płodne potomstwo, a często krzyżówki takie spotyka się w naturze. Nas też to dotyczy. Wszyscy ludzie spoza Afryki noszą w sobie geny neandertalczyków i denisowian.

Użyte w badaniu gatunki rozdzieliły się między 100 a 350 tysięcy lat temu. Bariera rozrodcza nie zdążyła się więc jeszcze do końca wykształcić. Osobniki pierwszego pokolenia mieszańców, tak zwanego pokolenia F1, trzymano pojedynczo w osobnych zbiornikach.

Ku zaskoczeniu badaczy jedna z – wydawałoby się – samiczek złożyła jaja. Nie byłoby nic w tym dziwnego (codziennie zjadamy niezapłodnione jaja kur), gdyby nie to, że złożona ikra była zapłodniona.

Zjawisko takie może tłumaczyć kilka mechanizmów. Najczęstszym jest partenogeneza, obserwowana u licznych owadów (klasyczny przykład to mszyce), ryb i jaszczurek, w tym olbrzymiego warana z Komodo. Nowe osobniki rozwijają się z niezapłodnionych jaj. Niekiedy, w przypadku automiksji, powstają z komórek jajowych połączonych z tak zwanym ciałkiem kierunkowym. Gamety powstają w trakcie podziału mejotycznego komórki, w którym z jednej komórki pierwotnej powstaje komórka jajowa i ciałka kierunkowe. U człowieka pełnią one głównie funkcję hormonalną. Możliwości te w opisywanym przypadku jednak wykluczono.

Sekcja nieszczęsnej matki wykazała obecność anatomicznie prawidłowych jajników, zajmujących dużą części jamy otrzewnej. Jednak dokładniejsze badanie ujawniło ciemniejsze kropki na tle jaśniejszej tkanki zwykłego jajnika. Badania mikroskopowe pozwoliły rozpoznać coś w rodzaju spermatocytów. Ciemne kropki tworzyły plemniki. Potomstwo ryby powstało na skutek bardzo rzadkiego procesu samozapłodnienia (selfing).

Pundamilia nyererei, samiec (K Bauman, Wikimedia Commons, CC BY 1.0)

Potomstwo tego dziwnego osobnika, tak zwane pokolenie F2, cechowało się dużą śmiertelnością. Obejmowało głównie samice. Na kilkanaście samic przypadały zaledwie trzy samce. Zgodnie z tak zwaną regułą Haldane’a, wielkiego biologa ewolucyjnego, w takich warunkach przeżywają głównie znacznie lepiej wyposażone genetycznie samice, a w ogólnym przypadku płeć posiadająca dwa duże, sprawne, podobne do siebie chromosomy. W przypadku wadliwego chromosomu X samica ssaków żyworodnych, w tym ludzka kobieta, ma jeszcze drugi chromosom, stąd liczne choroby występujące tylko u posiadających pojedynczy chromosom X mężczyzn.

Tymczasem częstość chorób genetycznych ogólnie rośnie w przypadku spokrewnionych ze sobą rodziców. Im bliżsi sobie genetycznie matka i ojciec, tym większe ryzyko, że odziedziczyli po wspólnym przodku tą samą wersję (allel) lipnych genów. Każdy z nas ma około 5 grożących chorobą genetyczną alleli recesywnych, czyli nie ujawniających się z powodu obecności na drugim chromosomie prawidłowej wersji genu. Gorzej, jeśli oba odziedziczone po rodzicach allele są do niczego.

Choroby genetyczne są w populacji dość rzadkie, ponieważ krzyżując się z obcym genetycznie osobnikiem rzadko udaje nam się trafić w posiadającego zepsutą wersję dokładnie tego samego genu. Chyba że odziedziczyliśmy obie po tym samym przodku. Nieetyczne byłoby przeprowadzać potwierdzające ten fakt badania na ludziach, ale swego czasu Habsburgowie nieświadomie wykonywali takie eksperymenty na sobie samych przez pokolenia – z wiadomym skutkiem.

Ryzyko takie tym bardziej wzrasta, jeśli matka i ojciec są tym samym osobnikiem. Stąd kilkudziesięcioprocentowa śmiertelność potomstwa.

Czy w ten sposób możliwe jest powstanie nowego gatunku? Autorzy cytowanej pracy zachowują daleko idący sceptycyzm: jest to możliwe, ale zazwyczaj tak się nie dzieje. Wysoka śmiertelność znacznie ogranicza taką możliwość, a umiarkowana rozrodczość nie pozwala na szybkie pozbycie się felernych alleli z puli genowej.

Niemniej teoretycznie gdyby taki osobnik trafił do nie zamieszkałego jeszcze przez jego krewnych sprzyjającego jego cechom środowiska, mógłby sam doprowadzić do powstania nowej populacji. Część potomstwa nieszczęsnej krzyżówki była przecież płodna. W przypadku waranów zdarzało się zasiedlanie nowej wyspy przez jedną partenogenetycznie rozmażającą się samicę.

U roślin powstawanie nowych gatunków na skutek krzyżówek jest znacznie częstsze. U zwierząt wydaje się jednak, że obiecujące potwory (hopeful monsters) stanowią wyjątek. Autorzy zwracają uwagę, że samozapłodnienie może być jednak częstsze, niż myślimy. W obecnym badaniu zaobserwowano je przypadkiem. Zazwyczaj nie zostawia się każdej badanej ryby w oddzielnym pomieszczeniu i nie oczekuje na pojawienie się potomstwa. Wydaje się też, że pełni ono raczej rolę planu B na wypadek braku dostępnych innych osobników, rozród z którymi zdaje się znacznie bardziej opłacalny ewolucyjnie.

Marcin Nowak

Bibliografia

Reklama