بکرزایی چیست و چرا برخی از حیوانات به این روش تولیدمثل می‌کنند؟

بکزرایی یا پارتنوژنز پدیده‌ای است که به‌نظر می‌رسد قوانین طبیعت را به چالش می‌کشد. به گزارش بی‌بی‌سی، در فوریه ۲۰۲۴ لقمه ماهی ماده‌ای به نام شارلوت در آکواریوم کوچکی در هندرسنویل در کارولینای شمالی ایالات متحده با اینکه بیش از هشت سال بود با هیچ لقمه‌ماهی نری برخورد نکرده بود، باردار شد. این امر حیرت دانشمندان را در پی داشت.

اینکه شارلوت درحالی‌که بدون جفت در مخزن خود شناور بود، چگونه چهار بچه ماهی به دنیا آورد، معما بود. شاید بتوان کوسه بمبو را مقصر دانست که که همراه شارلوت در مخزن زندگی می‌کرد، زیرا آثار گازگرفتگی روی بدن لقمه ماهی دیده می‌شد که می‌تواند نشانه رفتار جفت‌گیری در کوسه‌ها باشد. اما این رویداد به آمیخته‌ی غیرمعمول کوسه-لقمه ماهی منجر می‌شود. درعوض، دانشمندان معتقدند این بارداری می‌تواند نتیجه پدیده نادری به نام پارتنوژنز یا بکرزایی باشد. بکرزایی زمانی رخ می‌دهد که تخمک بدون بارور شدن با اسپرم نر به رویان تبدیل می شود.

شارلوت اولین جانوری نیست که به تنهایی باردار می‌شود. بکرزایی در میان حشراتی مانند یک روزه‌ها بسیار رایج است اگرچه در مهره‌داران نادرتر است.

از سال ۲۰۰۱ که کوسه بیل‌کله‌ای در اسارت بچه به دنیا آورد، موارد بیشتری در کوسه‌ها و خزندگان گزارش شده است. اعتقاد بر این است که شارلوت اولین مورد ثبت‌شده از بکرزایی در لقمه ماهی‌ها است.

اینکه دقیقا چگونه بکرزایی اتفاق می‌افتد، معما است. برخی از دانشمندان می‌گویند این آخرین تلاش ماده‌ها برای انتقال ژنتیک خود به فرزندانشان است.

کوین فلدهایم، زیست‌شناسی که در موزه فیلد شیکاگو از ژنتیک برای مطالعه جمعیت کوسه‌ها و رفتار جفت‌گیری آن‌ها استفاده می‌کند، می‌گوید: «هدف تکامل انتقال ژن‌ها به نسل بعد است. ماده‌ای که از نرها جدا افتاده است و در حالت معمول به روش جنسی تولیدمثل می‌کند، این فرصت را ندارد که ژن‌های خود را به نسل بعد منتقل کند.»

فلدهایم برای شناسایی والد از نشانگرهای ژنتیکی خاصی معروف به ریزماهواره‌ها استفاده کرد. این نشانگرها در انسان‌ها برای اثبات رابطه والدی به کار می‌روند. نتایج تایید کرد فرزندان کوسه گورخری هیچ دی‌ان‌ای پدری نداشتند و فقط دی‌ان‌ای مادری را به ارث برده بودند و فلدهایم به این نتیجه رسید که کوسه گورخری از طریق بکرزایی تولیدمثل کرده است.

کدی لیونز، دانشمندی که در آکواریوم جورجیا کوسه‌ها، چارگوش‌ماهی‌ها و پرتوماهیان را مطالعه می‌کند، می‌افزاید پارتنوژنز فرایندی متفاوت از کلونینگ (شبیه‌سازی) است و معایبی دارد. او می‌گوید: «سلول‌هایی که استفاده می‌شوند، کپی کاملی از مادر نیستند. اگرچه از آنجا که هم تخمک و هم جسم قطبی فقط حاوی بخش‌هایی از ژنوم مادر هستند، فرزندان نسبت به مادرشان تنوع ژنتیکی کمتری دارند.»

مارمولک‌های دم شلاقی راه غیرمعمولی برای حفظ تنوع ژنتیکی خود ازطریق بکرزایی تکامل داده‌اند: ازطریق دو برابر کردن تعداد کروموزوم‌ها در تخمک‌های ماده‌هایی که به‌طور غیرجنسی تولیدمثل می‌کنند. این قابلیت مزیت‌هایی دارد و به گونه این امکان را می‌دهد که در مناطق جدید ساکن شود و از مشکلاتی مانند بیماری‌هایی که از راه رابطه جنسی منتقل می‌شوند، اجتناب کند. اگرچه این روش هزینه‌هایی نیز دارد: دی‌ان‌ای در فرایند تولیدمثل به روش بکرزایی در مقایسه با تولیدمثل جنسی جهش‌های ژنتیکی مضر بیشتری در خود جمع می‌کند، زیرا انتخاب طبیعی در کار نیست.

همه گونه‌ها به اندازه مارمولک‌های دم شلاقی با بکرزایی سازگاری ندارند. فرزندان حاصل از بکرزایی در کوسه‌ها معمولا عمر کوتاهی دارند و به ندرت به بلوغ جنسی می‌رسند. فقدان تنوع ژنتیکی در فرزندان می‌تواند به بیان الل‌های مغلوب مضر منجر شود و مهره‌دارانی که طی بکرزایی متولد می‌شوند، ممکن است عمر کوتاهی داشته باشند.

لیونز یکی از اعضای گروهی بود که آزمایش لقاح مصنوعی را در کوسه‌های گورخری انجام دادند و شانس زنده ماندن بین فرزندان تولید شده از راه جنسی و بکرزایی را با هم مقایسه کردند. مطالعه نشان داد فرزندانی که ازطریق پارتوژنز به دنیا می‌آیند، به‌طور معمول یک سال کمتر عمر می‌کنند و بسیاری از آن‌ها رفتارهایی را از خود نشان می‌دهند که شانس زنده ماندن آن‌ها را کاهش می‌دهد.

لیونز می‌گوید از مشاهده شواهد بکرزایی در لقمه ماهی تعجب نکرد، اگرچه مورد شارلوت تمام معماهای مرتبط با این پدیده را حل نکرده است. یکی از موضوعاتی که درباره آن نمی‌دانیم، این است که چه عاملی موجب می‌شود جانوران دست به بکرزایی بزنند.