- Tham gia
- 25/11/2012
- Bài viết
- 351
(kenhsinhvien.vn) Một số loài động vật có thể sinh sản mà không cần giao phối. Sau đây là lý giải.
Rồng Komodo mới nở đang leo cây ở Vườn Quốc gia Komodo, Indonesia. Rồng Komodo là một trong số ít động vật có xương sống có thể “trinh sản” nhờ quá trình sinh sản đơn tính. Ảnh: Stefano Unterthiner, Nat Geo Image Collection.
Đa phần động vật cần giao phối để sinh sản. Nhưng một số ít động vật có thể sinh con mà không cần giao phối.
Quá trình này gọi là sinh sản đơn tính, cho phép động vật từ ong mật đến rắn chuông có được khả năng “trinh sản”.
Những sự kiện như vậy có thể khiến người quan tâm động vật bị sốc. Ví dụ như một con cá mập vằn tên là Leonie, ở cùng với những con cá mập cái khác tại Thuỷ cung Reef HQ của Australia đã khiến người quản chuồng sửng sốt năm 2016 khi 3 quả trứng của nó nở thành con non.
Vài năm trước ở Vườn thú Louisville, một con trăn lưới có tên Thelma còn chưa từng gặp một con trăn đực nào, đã đẻ 6 quả trứng và trứng nở thành trăn con khoẻ mạnh. Năm 2006, tại Vườn thú Chester ở Anh, một con rồng Komodo tên là Flora đã làm được kì tích tương tự, khiến người quản chuồng bối rối.
Sinh sản đơn tính – Parthenogenesis – xuất phát từ hai gốc từ Hi Lạp có nghĩa đen là “tạo sinh đồng trinh”.
Lý giải
Sinh sản hữu tính có sự tham gia của hai loại tế bào: một tế bào trứng và một tế bào t.inh tr.ùng. Mỗi loại cung cấp một nửa thông tin di truyền cần thiết cho việc tạo ra một cơ thể sống. Nhưng ở sinh sản đơn tính, cơ thể sẽ tìm một cách riêng để bổ sung những gen vốn thường được t.inh tr.ùng cung cấp.
Buồng trứng tạo ra trứng thông qua một quá trình giảm phân phức tạp. Trong đó tế bào nhân đôi, tái tổ chức và phân chia. Trứng này chỉ chứa một nửa nhiễm sắc thể của mẹ, với một bản sao của mỗi nhiễm sắc thể. (Chúng được gọi là tế bào đơn bội; những tế bào chứa hai bản sao nhiễm sắc thể được gọi là tế bào lưỡng bội.)
Quá trình giảm phân cũng tạo ra một phụ phẩm: những tế bào nhỏ hơn gọi là thể cực, khác với trứng khả sinh. Ở sinh sản tự phối trong sinh sản đơn tính, một con vật có thể hợp nhất thể cực với một trứng để tạo ra con non. Quá trình này xáo trộn các gen của con mẹ một chút để tạo ra đời sau giống với mẹ nhưng không phải là bản sao y hệt. Hiện tượng đó đã được ghi nhận ở cá mập.
Ở một dạng khác của sinh sản đơn tính, sinh sản vô phối, các tế bào sinh sản nhân đôi qua nguyên phân, là quá trình mà tế bào nhân đôi để tạo ra hai tế bào lưỡng bội – một dạng ‘copy & paste’ của gen. Vì những tế bào này không trải qua quá trình trộn gen của giảm phân, nên đời sau được sinh ra theo cách này là những bản sao của mẹ chúng, giống hệt nhau về mặt di truyền. Dạng này của sinh sản đơn tính thường gặp ở thực vật hơn.
Đối với hầu hết động vật sinh sản theo cách thứ nhất thông qua sinh sản tự phối, đời sau thường có hai nhiễm sắc thể X từ mẹ. Hai nhiễm sắc thể X (kho di truyền liên kết giới tính sơ cấp) chỉ tạo ra đời sau là con cái.
Nhưng trong các trường hợp hiếm hoi, những loài như rệp có thể tạo ra đời sau là con đực khả sinh giống với con mẹ về mặt di truyền trừ việc thiếu nhiễm sắc thể X thứ hai. Con đực ấy thường khả sinh, nhưng vì chúng chỉ có thể tạo ra t.inh tr.ùng chứa nhiễm sắc thể X nên con của chúng sẽ đều là con cái.
Động vật lớn và nhỏ
Hàng triệu năm qua, động vật đã sinh sản thông qua quá trình sinh sản đơn tính, xuất hiện lần đầu tiên ở một số loài động vật nhỏ nhất và đơn giản nhất. Đối với những động vật bậc cao hơn như động vật có xương sống, các nhà khoa học cho rằng khả năng sinh sản vô tính xuất hiện như một cái phao cứu sinh cuối cùng cho những loài đang phải đối mặt với những điều khiện bất lợi. Điều đó có thể giải thích tại sao sinh sản vô tính khả thi ở rất nhiều loài sống trên sa mạc và hải đảo.
Hầu hết động vật sinh sản đơn tính là những loài không xương sống nhỏ như ong, ong bắp cày, kiến và rệp, những loài có thể luân chuyển giữa sinh sản hữu tính và vô tính.
Sinh sản đơn tính đã được quan sát ở hơn 80 loài có xương sống, khoảng một nửa trong số này là cá và thằn lằn. Rất hiếm động vật có xương sống phức tạp như cá mập, rắn và cự đà dựa vào sinh sản vô tính, đó là nguyên nhân tại sao Leonie và những loài khác ban đầu đã khiến các nhà khoa học bối rối.
Vì theo dõi tần suất sinh sản đơn tính xảy ra trong tự nhiên là rất khó, nên nhiều “lần đầu tiên” sinh sản vô tính được thấy ở động vật đều dưới sự chăm sóc của con người. Đối với động vật có xương sống, dù là ngoài tự nhiên hay trong nuôi nhốt, “trinh sản”, vốn do các điều kiện bất thường gây ra, vẫn là sự kiện hiếm gặp.
Cho đến nay không có động vật có vú nào sinh sản theo cách này, vì khác với động vật đơn giản, động vật có vú dựa vào một quá trình gọi là in dấu hệ gen. Giống như một con tem phân tử, in dấu các nhãn gen từ bố và mẹ. Đối với động vật có vú như con người, điều đó nghĩa là những gen nhất định sẽ được bật hoặc tắt phụ thuộc vào sự đóng góp của bố mẹ. Nếu chỉ có một bố/mẹ duy nhất, một số gen sẽ bất hoạt hoàn toàn, khiến đời con không thể sống được.
Tuy nhiên thực nghiệm cho thấy, sinh sản đơn tính đã xảy ra ở một số loài có vú như thỏ.
Chiến lược sinh tồn đơn thương độc mã
Trong một số trường hợp rất hiếm hoi động vật mới sinh sản đơn tính. Một trong số đó là thằn lằn đuôi roi đồng cỏ sa mạc, tất cả đều là con cái.
Ở một số loài côn trùng, kỳ nhông và giun dẹp, sự hiện diện của t.inh tr.ùng có tác dụng kích hoạt sinh sản đơn tính. Tế bào t.inh tr.ùng khởi động quá trình này bằng cách thâm nhập vào trứng, nhưng sau đó t.inh tr.ùng sẽ thoái hoá, chỉ để lại nhiễm sắc thể từ mẹ. Trong trường hợp này, t.inh tr.ùng chỉ kích thích sự phát triển của trứng, chứ nó không đóng góp gì về di truyền.
Khả năng sinh sản vô tính cho phép động vật truyền lại gen mà không cần tiêu tốn năng lượng để tìm bạn đời, nên có thể giúp duy trì loài trong những điều khiện khó khăn. Ví dụ nếu một con rồng Komodo đến một hòn đảo không có ai sinh sống, một mình nó có thể tạo ra một quần thể thông qua sinh sản đơn tính.
Tuy nhiên vì mỗi cá thể sẽ giống nhau về mặt di truyền, nên những con rồng Komodo mẹ và những ‘con gái’ của nó sẽ dễ nhiễm bệnh và dễ bị những thay đổi của môi trường tác động hơn so với một nhóm đa dạng gen. Chẳng hạn, ở những khu vực như New Mexico, một số quần thể thằn lằn đuôi roi cái có hồ sơ di truyền gần giống hệt nhau.
Rồng Komodo mới nở đang leo cây ở Vườn Quốc gia Komodo, Indonesia. Rồng Komodo là một trong số ít động vật có xương sống có thể “trinh sản” nhờ quá trình sinh sản đơn tính. Ảnh: Stefano Unterthiner, Nat Geo Image Collection.
Đa phần động vật cần giao phối để sinh sản. Nhưng một số ít động vật có thể sinh con mà không cần giao phối.
Quá trình này gọi là sinh sản đơn tính, cho phép động vật từ ong mật đến rắn chuông có được khả năng “trinh sản”.
Những sự kiện như vậy có thể khiến người quan tâm động vật bị sốc. Ví dụ như một con cá mập vằn tên là Leonie, ở cùng với những con cá mập cái khác tại Thuỷ cung Reef HQ của Australia đã khiến người quản chuồng sửng sốt năm 2016 khi 3 quả trứng của nó nở thành con non.
Vài năm trước ở Vườn thú Louisville, một con trăn lưới có tên Thelma còn chưa từng gặp một con trăn đực nào, đã đẻ 6 quả trứng và trứng nở thành trăn con khoẻ mạnh. Năm 2006, tại Vườn thú Chester ở Anh, một con rồng Komodo tên là Flora đã làm được kì tích tương tự, khiến người quản chuồng bối rối.
Sinh sản đơn tính – Parthenogenesis – xuất phát từ hai gốc từ Hi Lạp có nghĩa đen là “tạo sinh đồng trinh”.
Lý giải
Sinh sản hữu tính có sự tham gia của hai loại tế bào: một tế bào trứng và một tế bào t.inh tr.ùng. Mỗi loại cung cấp một nửa thông tin di truyền cần thiết cho việc tạo ra một cơ thể sống. Nhưng ở sinh sản đơn tính, cơ thể sẽ tìm một cách riêng để bổ sung những gen vốn thường được t.inh tr.ùng cung cấp.
Buồng trứng tạo ra trứng thông qua một quá trình giảm phân phức tạp. Trong đó tế bào nhân đôi, tái tổ chức và phân chia. Trứng này chỉ chứa một nửa nhiễm sắc thể của mẹ, với một bản sao của mỗi nhiễm sắc thể. (Chúng được gọi là tế bào đơn bội; những tế bào chứa hai bản sao nhiễm sắc thể được gọi là tế bào lưỡng bội.)
Quá trình giảm phân cũng tạo ra một phụ phẩm: những tế bào nhỏ hơn gọi là thể cực, khác với trứng khả sinh. Ở sinh sản tự phối trong sinh sản đơn tính, một con vật có thể hợp nhất thể cực với một trứng để tạo ra con non. Quá trình này xáo trộn các gen của con mẹ một chút để tạo ra đời sau giống với mẹ nhưng không phải là bản sao y hệt. Hiện tượng đó đã được ghi nhận ở cá mập.
Ở một dạng khác của sinh sản đơn tính, sinh sản vô phối, các tế bào sinh sản nhân đôi qua nguyên phân, là quá trình mà tế bào nhân đôi để tạo ra hai tế bào lưỡng bội – một dạng ‘copy & paste’ của gen. Vì những tế bào này không trải qua quá trình trộn gen của giảm phân, nên đời sau được sinh ra theo cách này là những bản sao của mẹ chúng, giống hệt nhau về mặt di truyền. Dạng này của sinh sản đơn tính thường gặp ở thực vật hơn.
Đối với hầu hết động vật sinh sản theo cách thứ nhất thông qua sinh sản tự phối, đời sau thường có hai nhiễm sắc thể X từ mẹ. Hai nhiễm sắc thể X (kho di truyền liên kết giới tính sơ cấp) chỉ tạo ra đời sau là con cái.
Nhưng trong các trường hợp hiếm hoi, những loài như rệp có thể tạo ra đời sau là con đực khả sinh giống với con mẹ về mặt di truyền trừ việc thiếu nhiễm sắc thể X thứ hai. Con đực ấy thường khả sinh, nhưng vì chúng chỉ có thể tạo ra t.inh tr.ùng chứa nhiễm sắc thể X nên con của chúng sẽ đều là con cái.
Động vật lớn và nhỏ
Hàng triệu năm qua, động vật đã sinh sản thông qua quá trình sinh sản đơn tính, xuất hiện lần đầu tiên ở một số loài động vật nhỏ nhất và đơn giản nhất. Đối với những động vật bậc cao hơn như động vật có xương sống, các nhà khoa học cho rằng khả năng sinh sản vô tính xuất hiện như một cái phao cứu sinh cuối cùng cho những loài đang phải đối mặt với những điều khiện bất lợi. Điều đó có thể giải thích tại sao sinh sản vô tính khả thi ở rất nhiều loài sống trên sa mạc và hải đảo.
Hầu hết động vật sinh sản đơn tính là những loài không xương sống nhỏ như ong, ong bắp cày, kiến và rệp, những loài có thể luân chuyển giữa sinh sản hữu tính và vô tính.
Sinh sản đơn tính đã được quan sát ở hơn 80 loài có xương sống, khoảng một nửa trong số này là cá và thằn lằn. Rất hiếm động vật có xương sống phức tạp như cá mập, rắn và cự đà dựa vào sinh sản vô tính, đó là nguyên nhân tại sao Leonie và những loài khác ban đầu đã khiến các nhà khoa học bối rối.
Vì theo dõi tần suất sinh sản đơn tính xảy ra trong tự nhiên là rất khó, nên nhiều “lần đầu tiên” sinh sản vô tính được thấy ở động vật đều dưới sự chăm sóc của con người. Đối với động vật có xương sống, dù là ngoài tự nhiên hay trong nuôi nhốt, “trinh sản”, vốn do các điều kiện bất thường gây ra, vẫn là sự kiện hiếm gặp.
Cho đến nay không có động vật có vú nào sinh sản theo cách này, vì khác với động vật đơn giản, động vật có vú dựa vào một quá trình gọi là in dấu hệ gen. Giống như một con tem phân tử, in dấu các nhãn gen từ bố và mẹ. Đối với động vật có vú như con người, điều đó nghĩa là những gen nhất định sẽ được bật hoặc tắt phụ thuộc vào sự đóng góp của bố mẹ. Nếu chỉ có một bố/mẹ duy nhất, một số gen sẽ bất hoạt hoàn toàn, khiến đời con không thể sống được.
Tuy nhiên thực nghiệm cho thấy, sinh sản đơn tính đã xảy ra ở một số loài có vú như thỏ.
Chiến lược sinh tồn đơn thương độc mã
Trong một số trường hợp rất hiếm hoi động vật mới sinh sản đơn tính. Một trong số đó là thằn lằn đuôi roi đồng cỏ sa mạc, tất cả đều là con cái.
Ở một số loài côn trùng, kỳ nhông và giun dẹp, sự hiện diện của t.inh tr.ùng có tác dụng kích hoạt sinh sản đơn tính. Tế bào t.inh tr.ùng khởi động quá trình này bằng cách thâm nhập vào trứng, nhưng sau đó t.inh tr.ùng sẽ thoái hoá, chỉ để lại nhiễm sắc thể từ mẹ. Trong trường hợp này, t.inh tr.ùng chỉ kích thích sự phát triển của trứng, chứ nó không đóng góp gì về di truyền.
Khả năng sinh sản vô tính cho phép động vật truyền lại gen mà không cần tiêu tốn năng lượng để tìm bạn đời, nên có thể giúp duy trì loài trong những điều khiện khó khăn. Ví dụ nếu một con rồng Komodo đến một hòn đảo không có ai sinh sống, một mình nó có thể tạo ra một quần thể thông qua sinh sản đơn tính.
Tuy nhiên vì mỗi cá thể sẽ giống nhau về mặt di truyền, nên những con rồng Komodo mẹ và những ‘con gái’ của nó sẽ dễ nhiễm bệnh và dễ bị những thay đổi của môi trường tác động hơn so với một nhóm đa dạng gen. Chẳng hạn, ở những khu vực như New Mexico, một số quần thể thằn lằn đuôi roi cái có hồ sơ di truyền gần giống hệt nhau.
Dịch bởi Kenhsinhvien.vn
(Theo National Geographic)
(Theo National Geographic)
