La concepció virginal de dues dracs de Komodo en zoos britànics

Biologia del desenvolupament: En aquesta nit de Nadal podem llegir en el darrer número de la revista Nature un article on es presenten les primeres proves concloents de la possibilitat de la partenogènesi en el drac de Komodo (Varanus komodoensis). La partenogènesi, que vol dir en grec concepció virginal, es refereix al fet que una femella pugui donar lloc a embrions viables sense participació de mascle. Certament, el gàmeta femení, l'òvul sense fecundar, té capacitat en gairebé totes les espècies de vertebrats d'iniciar un desenvolupament embrionari davant determinats estímuls artificials. Però aquests embrions no solen anar més enllà d'unes quantes divisions cel·lulars fins a perdre's irremeiablement. Hi ha algunes espècies de sargantanes, però, de les quals és coneguda de fa dècades el caràcter facultativament partenogenètic, i fins i tot hi ha llinatges sencers, formats exclusivament per femelles, que es reprodueixen únicament d'aquesta forma. Ningú no s'esperava, però, trobar-se amb el fet que la partenogènesi fos un procés espontani i viable en V. komodoensis. Però com explicar si no que dues femelles mantingudes sense contactes masculins als zoos britànics de Chester i de Londres hagin criat? En tot cas, la recerca científica exigeix l'atitud de l'apòstol Tomàs, i l'equip coordinat per Phillip C. Watts, que signa l'article, de la Universitat de Liverpool, ha comprovat el caràcter partenogenètic de les cries ja nascudes mitjançant proves genètiques.[@more@]

I. Stephen retratava així el naixement d'una cria partenogenètica al zoo de Londres a principis del 2006

El drac de Komodo

Els varànids són una família de llangardaixos coneguts genèricament com a varans, monitors o goannes. Les grans dimensions d'alguns exemplars, i una llengua d'un roig ben viu, els fan mereixedors de l'apel·latiu de dracs. Caçadors actius, gaudeixen d'una sèrie d'adaptacions cardiorespiratòries i metabòliques que els fan excel·lir entre els altres llangardaixos.

El més gran de tots els varànids i, de fet, el més gran de tots els llangardaixos actuals és el drac de Komodo (Varanus komodoensis). En els exemplars adults no solen aturar el seu creixement fins que no arriben a una llargada mitjana de 2-3 metres. Tenen el seu centre a l'illa de Komodo, però també hi ha poblacions a d'altres de les illes menors de la Sonda: Rinca, Padar, Flores, Gili Motang, Owadi i Samiin. Com que són bons nedadors aquestes poblacions han mantingut un flux genètic al llarg de la història. En la majoria de les seves àrees de distribució eren el depredador suprem, si més no fins a l'arribada dels pobladors humans. Malgrat la seva mala fama, al llarg del segle XX tan sols s'ha reportat una dotzena de morts directes degudes a atacs d'aquests dracs. Des del 1980 existeix el Parc Nacional de Komodo, si bé la situació de l'espècie continua a considerar-se "vulnerable", amb 6.000 exemplars en llibertat.

Dos dracs de l'illa de Rinca, la segona més poblada per aquesta espècie (1.200 exemplars)

L'aparellament té lloc entre maig i agost. És el moment de màxima sociabilitat de l'espècie, amb baralles entre mascles per territori i femelles, coronades amb còpules un xic violentes. Els ous es posen majoritàriament el setembre, a raó d'una vintena en cada posta. Aquests ous són covats durant uns set mesos. Les cries de seguida fan la seva i durants els primers tres anys de vida (on hi ha la màxima mortalitat) viuen preferentment als arbres (fet i fet, els avantpassats dels varànids eren tots arborícoles)

Dues mares sense participació masculina

Fa cent anys, la "ciència europea" ignorava l'existència del drac de Komodo. No seria reportada fins el 1910, i la descripció zoològica, del 1912, anà a càrrec de Peter Ouwens, director del Museu Zoològic de Bogor (Java). Des de pràcticament llavors, molts zoològics han acollit dracs.

Aquest darrer és el cas de Flora, una femella del zoo de Chester. Tot i no haver tingut mai contacte conegut amb cap mascle, Flora va posar el mes de maig del 2006 onze ous. Els responsables del zoo els van col·locar en incubadors. En el procés tres dels ous, amb la closca massa feble, s'han obert prematurament: per sorpresa de tots contenien embrions. Els altres vuit s'han mantingut sense problemes i segurament eclosionaran cap a finals d'aquest mes o començaments de l'any vinent

Un dels embrions dels tres ous perduts de la posta inicial de Flora al zoo de Chester

El cas de Flora tenia un precedent al Zoo de Londres. Sungaï, una de les dracs d'aquest Zoo, havia fet una posta també inesperada l'agost del 2005. Inesperada per una raó ben senzilla: Sungaï, que havia arribat a Londres a principis d'any, no havia tingut cap contacte sexual des de l'època que s'estava amb Kimaan en el zoo de Thoiry. I d'allò feia més de dos anys, mentre que la gestació dels ous dins la femella dura tan sols d'un a quatre mesos (la major part del desenvolupament embrionari es fa quan l'ou ja ha sigut posat). Es va pensar en la possibilitat, registrada en d'altres llangardaixos, del manteniment d'una bossa d'esperma viable de Kimaan dins els conductes genitals de Sungaï. Però aquesta espècie d'autoinseminació no li semblava plausible a l'herpetòleg Richard Gibson, un dels responsables del Zoo

Fos com fos, dels ous posats per Sungaï, quatre arribaren a donar lloc a quatre cries perfectament normals

Un dels quatre fills de Sungaï nascuts a Londres fa prop d'un any. Aquestes cries foren concebudes quan Sungaï feia dos anys que no havia tingut contacte amb Kimaan, del zoo de Thoiry, i quan encara no havia estat aparellada amb Raja. Per explicar-ho, es va pensar en la possibilitat que part de l'esperma de Kimaan hagués estat mantingut en estat de latència en els conductes genitals de Sungaï durant aquells dos anys. En realitat, però, Sungaï va concebre partenogenèticament

Wayne Boardman i Richard Gibson volien saber què havia passat amb Sungaï. Amb ells contactaren Kevin R. Buley i Stephanie Anderson, del zoo de Chester. El suport genètic per dur a terme els seus estudis el trobarien en Phillip C. Watts, de la Universitat de Liverpool, i en Claudio Ciofi, de la Universitat de Florència. El material d'estudi consistí en mostres de sang de Sungaï i dels fills nascuts de la posta d'agost del 2005, així com de Raja i de la posta que Sungaï havia fet després d'aparellar-se amb aquest mascle. A més es comptava amb mostres de Flora i dels tres embrions que havien mort prematurament, a més de mostres de Kimaan

L'anàlisi genètica descartà que Kimaan fos pare de cap de les quatre cries de Sungaï nascudes a principis d'any. Alhora es mostrava que les cries posteriors de Sungaï eren filles de Raja. Tot indicava que Sungaï i Flora havien estat mares per un procés de partenogènesi

Això no significa pas que les cries partenogenètiques de Sungaï i Flora siguin genèticament idèntiques a les seves mares, ni que tampoc siguin genèticament idèntiques als seus germans. Ara bé, no presenten cap tret genètic que no fos present en les mares respectives.

Això també explicava per què tots quatre fills partenogenètics de Sungaï eren mascles, i per què també eren masculins els tres embrions fills de Flora. Entre els varànids la determinació del sexe és cromosòmica. Però si en mamífers el sistema de determinació cromosòmica és XY, de forma que el sexe homogamètic (XX) és femení, i l'heterogamètic (XY) és masculí, en els varànids (així com en les aus) el sistema és ZW. En aquest sistema portar dos cromosomes Z (configura ZZ) comporta el desenvolupament del sexe masculí, mentre que les femelles són ZW.

D'aquesta forma, una femella de varànid pot generar òvuls amb el cromosoma Z o òvuls amb el cromosoma W. En el cas de la fecundació creuada amb un mascle (ZZ), els primers òvuls donaran lloc a mascles (ZZ) i els segons a femelles (ZW). Però en la partenogènesi la cosa va diferent:

En la partenogènesi, l'òvul passa per una duplicació de tots els cromosomes rebuts. Aquesta duplicació en la fecundació creuada no té lloc, perquè s'assumeixen els cromosomes procedents de l'espermatozoide. En espècies amb determinació cromosòmica del sexe, però, únicament hi podran aparèixer per partenogènesi embrions amb sexe homogamètic. Això ja va bé pels varans: si una femella arriba a una illa deserta sempre podria donar lloc a uns fills mascles per partenogènesi, amb els quals tindre quan fossin grans, per fecundació creuada, nous mascles i noves femelles. Hi ha una contrapartida: les cries supervivents són homozigòtiques per tots els gens

La descoberta de Watts et al. no té únicament un interès genetista, com és demostrar la partenogènesi en un grup de llangardaixos on no era coneguda. També podria il·luminar aspectes biogeogràfics com la colonització d'illes relativament remotes de la mar de la Sonda per part de diferents espècies de varànids. N'hi hauria prou amb una femella, encara que no fos fecundada, per fundar una colònia. I, des d'un punt de mira més pràctic, pot fer replantejar els programes de cria en captivitat dels varans i les estratègies de conservació d'aquestes espècies en general. La majoria de zoològics que tenen varans s'estimen més mantindre femelles, mentre que els mascles "circulen" d'institució en institució com a sementals. No obstant, la partenogènesi suposa una reducció dràstica de la diversitat genètica, equivalent al creuament entre germans durant successives generacions. Els fills partenogenètics de Sungaï i Flora són homozigòtics per tots els gens: és a dir que allà on Sungaï i Flora tenien dues versions (una materna i una paterna) per cada gen, les cries tenen simplement una de les dues copiada dues vegades.

La partenogènesi dins de la reproducció sexual

La recerca de Watts et al. esperonarà sens dubte els estudis genètics en poblacions salvatges i en animals mantinguts en captivitat d'aquesta espècie. Així hom podrà saber si la partenogènesi en el drac de Komodo és una anècdota o sí té un paper veritable en la reproducció de l'espècie. Una pista per començar: en les poblacions salvatges un 75% dels individus són mascles, i això podria indicar que la partenogènesi podria ser responsable de fins a un 50% de la natalitat total

Per definició, la partenogènesi té lloc únicament en espècies de reproducció sexual. En aquest punt val a dir que en els organismes primigenis, reproducció i sexualitat anaven a banda: la reproducció consistia en la proliferació clonal d'un genoma i la sexualitat consistia en la incorporació de material exterior a aquest genoma. En la reproducció sexual, el bescanvi de material genètic s'associa indestriablement al propi procés de reproducció, en el benentès que algunes espècies de reproducció sexual poden recòrrer a la reproducció asexual (p.ex., els cucs de terra que, fragmentats, poden donar lloc a nous individus complets). Hi ha casos de reproducció sexual, com el de l'alga Chlamydomonas on els dos sexes són morfològicament i citològicament idèntics. Però en la majoria de casos la reproducció sexual suposa un repartiment de papers entre un sexe que genera un macrogàmeta i un altre que genera un microgàmeta. En el cas extrem, com s'esdevé en vertebrats, els macrogàmeta o òvul forneix tot el material cel·lular al futur embrió, mentre que el microgàmeta o espermatozoide es limita a cedir-ne un conjunt de cromosomes que complementaran els de l'òvul. El més habitual és que cada individu generi únicament macrogàmetes (i sigui de sexe femení) o generi únicament microgàmetes (i sigui de sexe masculí): però d'altres combinacions són possibles, com ara l'hermafroditisme (un individu genera macrogàmetes o microgàmetes indistintament, i pot arribar, segons els casos, a autofecundar-se) i la successió tiresiana de dos sexes al llarg de la vida d'un mateix individu (com és el cas de molts peixos).

En diferents plantes verdes i en animals pluricel·lulars trobem casos de partenogènesi. Ja hem dit que en aquests organismes el macrogàmeta conté tots els elements necessaris pel futur embrió: únicament li cal l'estímul i el material genètic d'un espermatozoide per començar a dividir-se. Fet i fet, si la partenogènesi no es dóna més sovint és perquè una sèrie de mecanismes moleculars impedeixen que l'òvul no-fecundat comenci a dividir-se. Ja en la primera meitat del segle XX es demostrà que hom podia provocar la generació d'embrions no-viables a partir d'òvuls no-fecundats si es donaven determinats estímuls químics. En algunes espècies, aquests mecanismes de control són més laxes i la partenogènesi pot ser possible en condicions extremes. En d'altres espècies la partenogènesi forma part de la reproducció normal de l'espècie o, fins i tot, és l'única forma de reproducció:

– la puça d'aigua dolça, Daphnia, un crustaci, es reprodueix per partenogènesi a començaments de la primavera. Això permet una ràpida proliferació de l'espècie. Avançada l'estació, passa a reproduir-se sexualment, la qual cosa contraresta les possibles pèrdues de diversitat genètica.

– el llangardaix Cnemidophorus, de Nou Mèxic, presenta 15 espècies que es reprodueixen exclusivament per partenogènesi. Aquestes espècies no tenen més remei que recòrrer a la partenogènesi perquè són descedents d'híbrids interespecífics. Encara que tots els individus d'aquestes 15 espècies són femelles, s'hi manté el comportament de còpula, gràcies a la qual una femella estimula la fecundació autògena de la seva companya.

Entre els insectes himenòpters (vespes, formigues, abelles) la partenogènesi també és important. De fet tots els mascles són el resultat del desenvolupament partenogènic d'òvuls no-fecundats. En aquest cas no hi ha duplicació genètica associada a la partenogènesi, i els mascles han de viure amb la meitat de cromosomes que les seves companyes.

Pel que fa la partenogènesi en mamífers sembla que hi ha obstacles que tan sols l'enginyeria genètica podria superar. En aquest sentit, Kono et al. (2004) han aconseguit ratolins partenogenètics amb la prèvia disrupció del gen H19. Però allò que es pot fer en el laboratori de Kono segur que la natura ho haurà pogut fer: que ho hagi fet o no i que hi hagi o no algun cas de mamífer partenogenètic és una cosa que ningú no gosaria assegurar.

Lligams:

Parthenogenesis in Komodo dragons. Phillip C. Watts, Kevin R. Buley, Stephanie Sanderson, Wayne Boardman, Claudio Ciofi and Richard Gibson. Nature 444, 1021-1022 (21 December 2006) | doi:10.1038/4441021a; Received 4 October 2006; Accepted 16 November 2006; Published online 21 December 2006

Dragon virgin births startle zoo keepers. Kerri Smith. Nature News

Imminent virgin birth for world's largest lizard (notícia del Zoo de Chester)

Virgin births at London Zoo

Aquesta entrada ha esta publicada en General. Afegeix a les adreces d'interès l'enllaç permanent.

Deixa un comentari

L'adreça electrònica no es publicarà. Els camps necessaris estan marcats amb *

This site uses Akismet to reduce spam. Learn how your comment data is processed.