Záhada varanů bez tatínka

Varan komodský je největší žijící ještěr na světě. Když jeho samice nemůže dlouho potkat samce, naklade vajíčka, z nichž se – přestože nejsou oplodněná – vylíhnou malí varani. Jak je to možné? To zkoumá i česká genetička Martina Johnson Pokorná z Akademie věd ČR a Přírodovědecké fakulty Univerzity Karlovy.

 

Rozmnožování, při němž se jedinec vyvine z neoplodněného samičího vajíčka, se nazývá partenogeneze, vyskytuje se třeba u hmyzu, ale u obratlovců je velmi vzácné. Že je možné u varanů komodských, se ví teprve deset let.
„Všechny pozorované případy se odehrály v zoologických zahradách, zatím vlastně ještě ani nevíme, jestli se varani bez otců rodí i v přírodě. Je to pořád velice záhadný příběh,“ říká Martina Johnson Pokorná.

Draci z tajuplných ostrovů

Tito ještěři, dlouzí více než tři metry a vážící i přes půl druhého metráku, nazývaní také komodští draci, žijí na několika indonéských ostrovech. Například na ostrově Komodo, po němž dostali jméno, anebo na ostrově Flores, kde v posledních letech archeologové vykopávají kostry, o nichž soudí, že patřily vymřelému, dosud neznámému a tajuplnému druhu lidí, kterým se neoficiálně říká kvůli jejich malému vzrůstu hobiti.
Ale vraťme se k varanům. Logické by se mohlo zdát, že v případě problémů s rozmnožováním se budou z neoplozených vajíček líhnout samičky, protože ty jsou schopny zase naklást vajíčka, takže druh může přežít, i kdyby zůstala jen jediná samice. Ale u varanů se z neoplozených vajíček líhnou samci!
„Je na to hypotéza. Podle ní varani žijí ve volné přírodě v poměrně malých skupinách, takže se může snadno stát, že některá samice zůstane izolovaná od ostatních. Snese tedy partenogenetickou snůšku, narodí se samci a mohou pak oplodnit tu původní samici, vlastně svoji matku. Z jejích vajíček se pak narodí samci i samičky, a pohlavní složení nové skupiny se tak zase srovná. Ale je to jen hypotéza, nedokážeme ji zatím potvrdit ani vyvrátit,“ připouští doktorka Johnson Pokorná.

Význam pro ochranu zvířat

Ostatně utváření pohlaví je pozoruhodné i u krokodýlů, mnoha druhů želv a také u některých ještěrů: ovlivňuje je venkovní teplota. Například když je v místě snůšky vajec teplo, rodí se samice, když je chladno, rodí se samci. U některých druhů to může být opačně a u jiných se rodí ve vysoké i v nízké teplotě samice a v teplotě mezi tím samci.
A právě nezodpovězené otázky u varanů i dalších ještěrů Martinu Johnson Pokornou zajímají. Chce lépe pochopit, jak se u živočichů utváří pohlaví a proč se vlastně rodí samičky a samečkové ve vyrovnaném poměru, který je z přírodního hlediska výhodný. To je pro přežití celé populace nezbytné, protože kdyby se poměr pohlaví příliš vychýlil, neboli nebylo by dost samců nebo samic, je tím druh ohrožen vyhynutím.
„Vůbec je divné, že něco tak důležitého se neřídí jedním procesem, který se za miliony let vyvinul k dokonalosti, ale místo toho se u různých druhů živočichů liší,“ zamýšlí se vědkyně. „ Doufám, že výsledky mého současného bádání přinesou nejen vědecké poznání, ale snad budou mít i úplně praktický význam při ochraně varanů,“ doufá.

Opačně než u savců

Doktorka Johnson Pokorná pracuje v Ústavu živočišné fyziologie a genetiky Akademie věd v Liběchově u Mělníka a také přednáší na Přírodovědecké fakultě Univerzity Karlovy v Praze. „Výzkumy dělám ve výborně zařízené laboratoři v Liběchově,“ popisuje.
Trochu smutně dodává, že za varany nejezdí do jejich přirozeného prostředí do Indonésie. Vzorky jejich buněk získává v pražské zoo, vzorky ostatních plazů, jimž se věnuje, jezdí odebírat také do dalších zoologických zahrad v České republice (například do Plzně nebo do zooparku Zájezd) i v Evropě nebo k privátním chovatelům. V jádře buněk pak zkoumá chromozomy, zejména ty pohlavní.
U některých ještěrů je totiž jejich pohlaví určováno přesně opačně než u lidí a vůbec u savců. Savci, jak známo, mají dva typy pohlavních chromozomů – X a Y. Samičky mají dva chromozomy X, samci jeden X a jeden Y. Podle toho, jestli samčí spermie vnese do samičího vajíčka chromozom X nebo Y, se narodí samička (s chromozomy XX), nebo sameček (s chromozomy XY).
U ptáků či hadů, ale i u řady ještěrů včetně varanů komodských vědci označují pohlavní chromozomy jako Z a W. Samci mají dva chromozomy Z, kdežto samička jeden chromozom Z a jeden W. Na samičím vajíčku tedy záleží, jaké pohlaví bude mít narozené mládě.
Což nás zase vrací k záhadě, proč se v případě varaních mláďat narozených z neoplozeného vajíčka rodí jen samečkové, když genetický materiál vajíčka by umožnil i narození samičky? A nemůže jít ani o variantu klonování (známé od ovečky Dolly) – při něm by se samičce musela narodit zase samička.
Martina Johnson Pokorná proto nyní zkoumá, jaké geny leží na kterém varaním chromozomu, aby poznání zrodu života ještěrů posunula zase dál. Za svůj dosavadní výzkum letos dostala české ocenění L'Oréal-UNESCO určené pro ženy, které dosahují špičkových úspěchů ve vědě.

Martina Johnson Pokorná


Vystudovala zoologii na Přírodovědecké fakultě Univerzity Karlovy v Praze. Během svého postgraduálního studia absolvovala opakovaně dlouhodobější stáže na prestižní Cambridgeské univerzitě ve Velké Británii, kde se mimo jiné seznámila se svým manželem z Nového Zélandu. Nyní pracuje v Ústavu živočišné fyziologie a genetiky Akademie věd v Liběchově a přednáší na Přírodovědecké fakultě Univerzity Karlovy v Praze.
Zabývá se výzkumem evoluce určení pohlaví u obratlovců. Zaměřuje se zejména na genetické prozkoumání pohlavních chromosomů u ještěrů.

Martina Johnson Pokorná zkoumá záhady rozmnožování varanů a dalších plazů.
Foto: L'Oréal



Varan komodský, největší žijící ještěr na světě, měří i přes tři metry a váží přes 150 kilogramů.
Foto: Archiv


V případě, že samička varana nepotká samce, dokáže snést vajíčka, z nichž se vylíhnou mláďata i bez oplození.
Foto: Archiv


U varanů jsou pohlavní chromozomy rozmístěny opačně než u savců: samec má dva stejné, samice dva různé. Pohlaví narozeného mláděte tedy určují chromozomy v samičím vajíčku.
Foto: Archiv

 

24. 10. 2016