科学者らが世界初のワニの単為生殖の事例を記録した。専門家：単為生殖は無性生殖ではない

最近、米国バージニア工科大学の科学者らが、ワニにおける初めての単為生殖の事例を記録した。コスタリカの動物園で、16年間一匹で暮らしていたメスのワニ（アメリカナミワニ）が、突然14個の卵を産んだのだ。科学者たちは孵化する可能性のある卵7個を選び、人工的に孵化させ、ついに完全に形成されたワニの子孫を得た。しかし、孵化したこのワニは生き残れなかった。関連する研究結果はBiology Lettersに掲載されました。

研究者らは、出産予定日で死亡したメスのワニの赤ちゃんを解剖し、その全ゲノム配列を解析した。遺伝子の面では母親と99.9％以上同一であることがわかり、研究者たちは驚きました。これはまた、この赤ちゃんワニが間違いなく単為生殖であることを意味します。

「単為生殖は無性生殖とも呼ばれ、オスの遺伝的関与なしにメスだけが完全な子孫を産む生殖方法です。この現象は非常に稀で、これまでトカゲやヘビで見られてきました。これは爬虫類の別の進化系統に単為生殖が存在する証拠です。」安徽師範大学生命科学学院の聶柳王教授はサイエンスタイムズに語った。

有性生殖に属する

聶柳王氏は、単為生殖は「恋の悩み」とはおさらばできるが、無性生殖には属さないと述べた。無性生殖とは、精子と卵子の結合を必要としない生殖方法を指し、単為生殖とは、精子を必要とせず卵子のみを必要とする特別な生殖方法を指します。

「単為生殖は雌雄の個体間の交配の過程を伴わないが、通常の状況下では、これらの生物の初期の起源は有性交雑によって生じた。交雑は減数分裂の通常の過程を妨害するため、卵子の発達は別の方法、つまり単為生殖を通じて個体群が存続できるようにする方法を選択せざるを得ない。」聶柳王氏はさらに、ヒドラやクラゲなどの無性生殖はクローンと呼ばれることが多いと説明した。分裂、出芽、破断を通じて新しい個体を生み出すことができ、子孫の遺伝物質は親のものとまったく同じです。

単為生殖はどのようにして達成されるのでしょうか?

有性生殖の際には、卵子と精子の両方の細胞が、生物を形成するために必要な遺伝情報の半分を提供します。一次卵母細胞は最初の減数分裂を経て二次卵母細胞と第一極体を生成します。二次卵母細胞は第 2 減数分裂を経て卵細胞と第 2 極体を形成し、第 1 極体は第 2 減数分裂を経て 2 つの極体を形成します。したがって、卵母細胞は最終的に成熟した半数体卵細胞（つまり卵子）と 3 つの極体を生成します。

「単為生殖において、一部の動物は、通常は精子細胞によって提供される遺伝子を補充する独自の方法を発見した。」聶柳王氏は、単為生殖によって繁殖する種には、末端自己融合機構と核内有糸分裂機構という2つの機構があると述べた。前者は、成熟した半数体卵細胞と第二極体の融合を指し、ほぼホモ接合遺伝子を持つ子孫が形成され、したがって母親の半クローンとなります。一方、細胞内分裂機構は、卵母細胞が減数分裂の前にゲノムを一度倍増し、その後 2 回の連続した減数分裂プロセスで二倍体ゲノム細胞を生成することを指します。核内重複の結果、子孫の遺伝子型は母親の遺伝子型と非常に一致し、完全な「クローン」となります。

単為生殖は進化の終わりを意味するのでしょうか？

有性生殖は脊椎動物の主な生殖方法です。ゲノムの組み換えを引き起こし、子孫がより異質な遺伝子と多様な遺伝情報を持つようになり、種の遺伝的多様性が増加し、変化する環境に適応する種の能力が向上します。

「単為生殖には明らかな欠点がある。遺伝物質の組み換えが欠如し、欠陥のあるDNAを修復できず、有害な突然変異を浄化できず、有害な突然変異が遺伝子プールに蓄積し、変化する環境に適応できず、その結果種が急速に絶滅する。そのため、多くの研究者は単為生殖が進化の終焉であり、進化の行き止まりであると考えている」とニエ・リウワン氏は述べた。

過去 20 年間で、脊椎動物の単為生殖に関する研究文献は驚異的な成長を遂げてきました。その理由について、Nie Liuwang 氏は、一方では科学者たちがこの現象の本質をより深く理解しているからだと考えています。一方、分子遺伝学、ゲノミクス、バイオインフォマティクス解析技術の急速な発展の恩恵も受けています。

現在、研究者らは魚類、両生類、爬虫類、鳥類を含む 100 種以上の脊椎動物で単為生殖またはその変異体を発見しており、単為生殖が広く普及していることを示しています。 「分子生物学の研究により、単為生殖の子孫は急速な突然変異と倍数性の再形成を通じて適応力を高め、種の存続を維持できることがわかっています。一部の種は有性生殖に移行することで子孫をさらに増やすこともできます。したがって、単為生殖は進化において一定の意義を持っています」と聶柳王氏は述べた。