Aktuální číslo:

2017/12

Téma měsíce:

Kontakty

Jak zplodit vlastního synovce

Lekce z reprodukční biologie v podání kosmanů Kuhliových
 |  8. 11. 2007
 |  Vesmír 86, 694, 2007/11

Kosmani vychovávají potomstvo kolektivně. Tlapku k dílu přikládají i samci. U kosmanů Kuhliových (Callithrix kuhlii) k tomu zřejmě přispívá unikátní fenomén, na který víceméně náhodou narazila Corinna Rossová z University of Texas Health Science Center v San Antoniu. Rossová studovala chování kosmanů držených v zajetí v kolonii při Nebraské univerzitě v Lincolnu. Dospělé samice tam sdílely klec s dvěma dospělými samci a mladou bioložku zajímalo, který ze samců je tatínkem narozených mláďat. Provedla proto analýzy DNA izolované ze srsti zvířat. Jenže z výsledků nebyla moc moudrá. Rodinné vztahy kosmanů tvořily komplikovaný propletenec. Výsledky rozplétání tohoto gordického uzlu představila Rossová na stránkách Proceedings of the National Academy of Sciences, 1) a tím nasadila brouka do hlavy nejednomu reprodukčnímu biologovi.

Kosmani rodí v drtivé většině dvojvaječná dvojčata. Už od šedesátých let je známo, že během březosti splývají placenty obou plodů a ty si mezi sebou vyměňují krvetvorné buňky. V důsledku toho se mláďata často rodí se „smíšenou“ krví, tvořenou buňkami obou sourozenců. Podezření, že by si plody kosmanů mohly vyměňovat mnohem více typů buněk, vzklíčilo u kosmana bělovousého (Callithrix jacchus), ale nepotvrdilo se. Kosmani Kuhliovi se ale v tomto ohledu ukázali jako hotoví přeborníci. Rossová prověřila nejen vzorky kůže a srsti, ale i čtrnáct dalších typů tkání (např. plíce, srdce, ledviny, játra, svaly nebo slezinu), a to u 36 párů dvojčat z 15 rodin. V každé zkoumané tkáni zjistila alespoň u některých dvojčat smíšení buněk. Zvířata nesla vedle svých buněk i buňky sourozenců. V chlupech měl buňky sourozence každý čtvrtý kosman. Proto měla Rossová v určování otcovství kosmanů takové problémy.

Je zajímavé, že otcové pečují o potomky s „pomíchanou“ kůží mnohem intenzivněji než o mláďata, jejichž kůže je tvořena jen jedním typem buněk. Věnují „pomíchancům“ dvakrát až třikrát více času. Podle Corinny Rossové rozeznávají otcové své potomky podle čichu a řídí se pachem, který se uvolňuje z kůže a kožních žláz. U mláďat s kůží tvořenou buňkami dvou sourozenců může samec narazit na více známek, jež mu signalizují otcovství. Mládě s „pomíchanou“ kůží se zdá otci „vlastnější“ než potomek, který má kůži tvořenou jen jedním typem buněk. Matky se mláďatům s „pomíchanou“ kůží věnují méně, do péče o ně investují o čtvrtinu až třetinu méně času. Příčina samičí nechuti k „pomíchancům“ není jasná.

Pomíchání buněk kůže (chimérizmus) vysvětlovalo jen některé zmatky při určování otcovství analýzou DNA ze srsti mláďat. Spletitá situace se vyjasnila, teprve když se ukázalo, že kosmani Kuhliovi mají pomíchané také buňky v pohlavních žlázách. Opice mohou produkovat pohlavní buňky pocházející od jejich dvojčete. Kosman tak nemusí plodit jen vlastní dcery a syny, ale i potomky svého sourozence, tedy synovce a neteře. V řadě případů k tomu skutečně dochází.

Chimérizmus pohlavních žláz je líhní mnoha situací, jež odporují nejen „zdravému selskému rozumu“, ale i tomu, co se traduje v učebnicích biologie. Dvojčata kosmanů se mohou lišit pohlavím. 2) To znamená, že samec může mít ve varlatech samičí buňky své sestry. Za normálních okolností produkují samci dva typy spermií. Jedny nesou samčí pohlavní chromozom Y, a pokud oplodní vajíčko, narodí se syn. Druhý typ spermií nese samičí pohlavní chromozom X. Pokud je vajíčko oplodněno takovou spermií, narodí se ze vzniklého zárodku dcera. Kdyby měl samec ve varlatech drtivou převahu buněk od své sestry, mohl by na plození synů zapomenout. V jeho varlatech by se tvořily prakticky jen spermie s chromozomem X. Takový posun v pohlaví Rossová u sledovaných kosmanů nezaznamenala. Odhalila však ještě podivuhodnější případ. Samička, jejímž dvojčetem byl samec, porodila syna. Malému kosmanovi předala „matka“ dědičnou informaci svého bratra, a to včetně samčího pohlavního chromozomu Y. Vajíčko nesoucí samčí dědičnou informaci bylo oplozeno spermií nesoucí samičí chromozom X. Vznikl syn s pohlavními chromozomy X a Y, který tak popřel jednu z „pravd“, o nichž se mezi slušně vychovanými reprodukčními biology nepochybuje. Vznik vajíček ze samčích buněk by měly provázet těžké defekty, které po oplození takového vajíčka brání zdárnému vývoji embrya. 3) Případ kosmana z Nebrasky to vyvrací. Samice toto mládě porodila a je tak jeho matkou. Z ryze genetického hlediska je však jeho tetou. S ohledem na dědění pohlavních chromozomů se celkem úspěšně zhostila role otce, který předává synovi pohlavní chromozom Y.

Poznámky

1) Ross C. N., French J. A., Orti G.: Germ-line chimerism and paternal care in marmosets (Calithrix kuhlii). PNAS Early Edition, www.pnas.org/cgi/doi/10.1073/pnas.060742610....
2) Podobně jako u většiny ostatních savců je u kosmanů určeno pohlaví dvojicí pohlavních chromozomů. Samice nesou v každé buňce těla dvojici samičích chromozomů X. Samci nesou v buňkách těla jeden samičí pohlavní chromozom X a jeden samčí pohlavní chromozom Y. Pohlavní buňky mají poloviční počet chromozomů a nesou jen jeden pohlavní chromozom. Samice proto produkuje vajíčka výhradně s pohlavním chromozomem X. Samci mohou vytvářet spermie s různými pohlavními chromozomy. Některé nesou chromozom X, jiné obsahují chromozom Y.
3) Vilemure M., Chen H.-Y., Kurokawa M., Fissore R. A., Taketo T.: The presence of X- and Y-chromosomes in oocytes leads to impairment in the progression of the second meiotic division, Developmental Biology 301, 10ľ13, 2007, doi: 10.1016/j.ydbio.2006.10.034.

Ke stažení

OBORY A KLÍČOVÁ SLOVA: Genetika

O autorovi

Jaroslav Petr

Prof. Ing. Jaroslav Petr, DrSc., (*1958) vystudoval Vysokou školu zemědělskou v Praze. Ve Výzkumném ústavu živočišné výroby v Uhříněvsi se zabývá regulací zrání savčích oocytů a přednáší na České zemědělské univerzitě v Praze. Je členem redakční rady Vesmíru.
Petr Jaroslav

Doporučujeme

Jak si delfíni ucpávají uši

Jak si delfíni ucpávají uši audio

Jaroslav Petr  |  17. 12. 2017
Hluk v mořích a oceánech produkovaný člověkem ohrožuje kytovce. Může je dočasně ohlušit nebo jim trvale poškodit sluch. Nově objevený fenomén by...
Tajemná sůva šumavská

Tajemná sůva šumavská

Jan Andreska  |  17. 12. 2017
Byl vyhuben a vrátil se. Na Šumavu lidskou snahou a do Beskyd vlastním přičiněním. Puštík bělavý teď žije opět s námi, ale ohrožení trvá.
Hmyz jako dokonalý létací stroj

Hmyz jako dokonalý létací stroj

Rudolf Dvořák  |  4. 12. 2017
Hmyz patří k nejdokonalejším a nejstarším letcům naší planety. Jeho letové schopnosti se vyvíjely přes 300 milionů let a předčí dovednosti všech...

Předplatným pomůžete zajistit budoucnost Vesmíru

Tištěná i elektronická
verze časopisu
Digitální archiv
od roku 1994
Speciální nabídka
pro školy a studenty

 

Objednat předplatné