זבובת תסיסנית עברה עריכה גנטית שאפשרה לה לייצר ביצים ללא בן זוג. הבנת תהליך רביית הבתולים עשויה לסייע במאבק נגד חרקים מזיקים
לא כל תהליך של רבייה מצריך מפגש של ביצית וזרע. תהליך הרבייה המינית, המוכר לנו היטב אצל בני אדם ויונקים אחרים, הוא אומנם דרך פופולרית להביא צאצאים בטבע, אבל ממש לא היחידה. לא מעט מינים של בעלי חיים משתמשים בתנאים מסוימים בשיטת רבייה לא מינית שנקראת פרתנוגנזה (Parthenogenesis), או רביית בתולים. במחקר חדש הצליחו חוקרים לאתר את הגֵנים שמאפשרים את התהליך הזה אצל זבובי תסיסנית (דרוזופילה) מסוימים. הם מצאו כי שינוי פעילותם של שלושה גֵנים יכול להקנות לנקבות שמתרבות רק בצורה מינית את היכולת להפיק ביצים פוריות בלי צורך בזכר.
בתהליך רביית הבתולים, הנקבה יוצרת את העובר בעצמה ללא צורך בחומר גנטי מהזכר, כלומר הרבייה היא א-מינית. עם זאת, הצאצאים אינם העתקים זהים של האם, אף שכולן נקבות. התהליך תועד עד כה אצל יותר משמונים מינים של דגים, דו-חיים וזוחלים. יש מקרים שבהם נקבות שיכולות מבחינה פיזיולוגית להתרבות ברבייה מינית, שמחייבת הזדווגות עם זכר, מסוגלות בתנאים מסוימים להתרבות בכוחות עצמן, בתהליך שנקרא רביית בתולים ברירתית (Facultative parthenogenesis). בדרך כלל זה קורה בסביבת מחיה נטולת זכרים, או כשיש קושי אחר במציאת זכר לצורכי רבייה.
השוואה בין רצפי DNA של תסיסניות עם יכולת רבייה א-מינית ובין תסיסניות ללא יכולת כזו. שני זבובי תסיסנית על גבעול | Dimijana, Shutterstock
רביית בתולים מהונדסת
במחקר חדש בחנו ביולוגים מבריטניה ומארצות הברית מהם הגֵנים שמאפשרים את תהליך רביית הבתולים אצל נקבות של זבובי תסיסנית. כדי לזהות את הגֵנים הרלוונטיים לתהליך רביית הבתולים, הם השוו את רצפי ה-DNA של תסיסניות מהמין Drosophila mercatorum שמתרבים רק בצורה מינית, לרצפים של זבובים מאותו מין שמתרבים רק בצורה א-מינית. לאחר מכן הם בדקו אם יש פערים באופן הפעילות של הגֵנים הללו בביצים שהטילו הנקבות, כדי לברור מתוכם את אלה שפועלים בתהליך רבייה אחד, אך לא באחר.
אחרי ההשוואה הזאת נותרו לחוקרים 44 גֵנים "חשודים", שעשויים להיות מעורבים ברביית בתולים. בשלב הבא הם נעזרו בהנדסה גנטית כדי לשנות את הפעילות של אותם גֵנים אצל זבובי תסיסנית המחקר (Drosophila melanogaster), מין אחר של תסיסניות שנקרא כך עקב השימוש הרב שנעשה בו במחקרים מדעיים ושאינו מתרבה ברביית בתולים. כך צמצמו את הרשימה לחמישה גֵנים אפשריים.
כעת נותר לחוקרים למצוא את צירוף הגֵנים הספציפי ששינוי דפוס הפעולה שלהם יקנה לנקבות את היכולת להביא צאצאים גם בצורה מינית וגם בצורה א-מינית. בחינה של שילובי גֵנים שונים זיהתה לבסוף שלושה גֵנים שצירוף השינויים שנעשו בהם העניק לתסיסניות המחקר יכולת לבצע רביית בתולים ברירתית. יתר על כן, הנקבות המהונדסות אף העבירו את התכונה גם לנקבות בדור הבא.
להבנת תהליך רביית הבתולים יכולה להיות גם משמעות מעשית. בבריטניה למשל, חומרי הדברה פגעו ביכולת ההתרבות של עשים זכרים. בתגובה למחסור בבני זוג לרבייה מינית, הנקבות הביאו לעולם צאצאיות רבות ברביית בתולים, כך שהנזק שגרמו ליבול החקלאי התעצם במקום להצטמצם.
החוקרת אלכסיס ספרלינג (Sperling) מסבירה כי "אם חרקים מזיקים סובלים ממצוקה ממושכת שמעודדת אותם להעדיף רביית בתולים, כפי שאכן קורה, הם יתרבו בסופו של דבר רק בדרך הזו. זה עלול לפגוע מאוד בחקלאות, מאחר שהנקבות מביאות נקבות נוספות, ולכן היכולת שלהן להתפשט מוכפלת". לפיכך, אפשר לקוות שהידע שנצבר במחקר הנוכחי, לצד הבנת ההשלכות של פעולות שנעשות להרחקת חרקים מזיקים, יסייעו בעתיד לשפר את דרכי ההתמודדות שלנו איתם.
