Amazon-mollyer har ikke brug for en han, og det får de aldrig. En ny undersøgelse viser, at de kan udskille og reparere genetiske mutationer, der ellers ville plage en art, der kloner sig selv.
Alle Amazon-mollyer (Poecilia formosa) er hunner og formerer sig udelukkende ukønnet ved at føde levende kloner af sig selv.
Når en Amazon-molly siger, at hun ikke har brug for en mand, så tro hende. Hver eneste af disse små fisk, der findes i ferskvandsfloder i Mexico og det sydlige Texas, er hunner og formerer sig udelukkende ukønnet – ved at føde kloner af sig selv.
Selvom det er misundelsesværdigt, udgør fisken et evolutionært paradoks. Ifølge evolutionsteorien er i det mindste en vis seksuel reproduktion nødvendig for at bevare en arts genetiske mangfoldighed og dermed mindske risikoen for udryddelse. Så hvordan har disse fisk formået at trives i årtusinder?
Ifølge en ny undersøgelse offentliggjort i tidsskriftet Nature har Amazon-mollyer ikke lidt under de forudsagte negative virkninger af aseksuel reproduktion. Hvad mere er, de synes at have et hemmeligt våben til at modvirke ulemperne ved aseksualitet. Resultaterne kaster nyt lys over, hvordan Amazon-mollyer og andre aseksuelle arter undgår udryddelse.
Pigekraft
Amazon-mollyer er små, rundfinnede fisk, der ikke er større end en tommelfinger. Opkaldt efter den kvindelige krigerrace fra den græske mytologi dukkede disse fisk først op for omkring 100.000 år siden, efter at en kvindelig atlantisk molly fandt smag for en mandlig sejlfinne-molly. Mens parring mellem medlemmer af forskellige arter normalt resulterer i ufrugtbare afkom, gav denne parring anledning til en art, der er i stand til at føde levende kopier af sig selv.
Disse fisk er nødt til at have sex med hanmollyer af andre arter for at udløse deres selvkloning, en proces kendt som gynogenese, men deres afkom bærer aldrig disse hanes DNA.
Da Amazon-mollyer blev opdaget i 1932, var de de første hvirveldyr, man vidste var i stand til aseksuel reproduktion. Selvom man siden har opdaget, at snesevis af hvirveldyr besidder den samme evne, herunder komodovaraner og hammerhajer, er Amazon-mollyer et af de eneste hvirveldyr, der udelukkende gør det.
Hvordan de har formået at gøre det, har længe været et mysterium. Ifølge de nuværende modeller for, hvordan genetiske mutationer akkumuleres over tid ved aseksuel reproduktion, burde Amazonas-mollyer “være uddøde efter omkring 10.000 år,” siger Edward Ricemeyer, beregningsbiolog ved Ludwig Maximilian-universitetet i München og medforfatter til den nye undersøgelse.
“Det faktum, at de har eksisteret i meget længere tid end det, udgør dette paradoks.”
Ricemeyer, der var forsker ved University of Missouri, da han begyndte at studere Amazonas-mollyer i 2019, siger, at forskerne stadig ikke ved, hvordan aseksuelle arter, især komplekse arter som hvirveldyr, undgår at akkumulere skadelige mutationer, når naturlig selektion ikke konstant udvælger dem.
For at finde ud af det undersøgte Ricemeyer og hans kolleger genomerne hos flere Amazonas-mollyer og opdagede, at de har stået for deres egen genetiske oprydning i titusinder af år.
Ifølge deres genetiske analyse opstår der lige så mange skadelige mutationer hos Amazonas-mollyer som hos deres seksuelt reproducerende slægtninge. Amazonas-mollyer ser dog ud til at gøre brug af en lidt kendt genetisk proces for at sikre, at sådanne mutationer renses ud eller korrigeres.
Denne proces, kendt som genkonvertering, fungerer ved at erstatte et segment af kromosomalt DNA med en tilsvarende sekvens kopieret fra en lignende sekvens på et andet kromosom. Pattedyr, herunder mennesker, har denne evne, primært til at reparere DNA-skader.
Men for Amazonas-mollyer synes genkonvertering at spille samme rolle som et fænomen kaldet krydsrekombination, den metode, hvorved gener fra en mor og en far blandes hos seksuelt reproducerende arter. Genkonvertering skaber, ligesom krydsrekombination, genetisk variation hos Amazonas-mollyer, som naturlig selektion kan virke på, hvilket resulterer i fjernelse og reparation af uønskede mutationer.
Forskere havde mistanke om, at aseksuelle arter måske havde en sådan løsning, “men dette er første gang, det faktisk er blevet påvist,” siger Ricemeyer.
Hemmeligheden bag aseksualitet
Det, Ricemeyer og hans kolleger fandt i Amazonas-molliernes genomer, “er sandsynligvis det, der foregår [hos andre aseksuelle arter], de har bare ikke vist det endnu,” siger Micah Dunthorn, mikrobiolog og professor ved Universitetet i Oslo.
Dunthorn, der ikke var involveret i undersøgelsen, siger, at han gerne vil se lignende undersøgelser udført på andre aseksuelle arter.
“Det ville være interessant at se, hvor udbredt dette er blandt andre dyr, planter og svampe, og også om det forekommer hos mikrobielle eukaryoter eller protister.”
Det er uklart, om alle aseksuelle arter anvender lignende genetiske værktøjer, og både Ricemeyer og Dunthorn håber, at fremtidig forskning vil besvare det spørgsmål. Af de tusinder af arter, der vides at formere sig gennem kloning, har forskerne kun gennemført detaljerede undersøgelser af en håndfuld på genomniveau. Det er muligt, siger Ricemeyer, at naturen har fundet på flere måder at håndtere omkostningerne ved aseksuel reproduktion på, men vi ved ikke, hvad de er, før vi tager os tid til at undersøge dem.
At forstå disse genetiske kræfter “kunne have mange anvendelser”, siger Ricemeyer, lige fra genetisk modificering af afgrøder til behandling af kræft. Ricemeyer bemærker, at “kræft er en sygdom, hvor en klonal cellelinje akkumulerer mutationer, der får den til at vokse sig større og udkonkurrere umuterede linjer.” Mens Amazon-mollier er fascinerende i sig selv, kan deres kloningsdygtighed måske lære os noget om bekæmpelse af en vigtig trussel mod menneskers sundhed.
