Partenogeneza (dzieworództwo), czyli produkcja potomstwa bez udziału samców, nie jest w świecie zwierząt niczym rzadkim. U ssaków zapobiega mu zjawisko imprintingu, które w procesie powstawania komórek rozrodczych wyłącza niektóre rodzicielskie geny z rozwoju zarodka. Dzieworództwo występuje jednak u niektórych gatunków ryb, płazów i gadów, a częściej wśród owadów. Powszechne jest u pszczół, choć ich sposób rozmnażania jest skomplikowany. 

Trutnie i królowe 

Samice rodzą się z zapłodnionych przez samce jaj i mają dwa zestawy genów (są diploidalne). Jednak samce rodzą się w wyniku partenogenezy, bo z jaj niezapłodnionych, i mają tylko jeden zestaw genów (są haploidalne). Jest to nawiasem mówiąc zjawisko dość rzadkie, zwane arrenotokią; zwykle w wyniku partenogenezy powstaje potomstwo płci żeńskiej. 

Nie ma to wiele wspólnego z klonowaniem, rozumianym jako produkcja identycznych kopii – samice pszczół mają dwa zestawy genów (od trutnia i królowej), samce jeden (od królowej lub rzadziej od robotnicy, larwy takich samców są jednak szybko zjadane).  

Jak opisali badacze w „Genetics” już w 2004 roku, pszczoły z podgatunku Apis mellifera capensis żyjące na samym południu Afryki (prowincji Przylądkowej Zachodniej RPA) nabyły zdolność telitokii, czyli rozmnażania się zupełnie bez udziału samców. Ich robotnice powstają z jaj niezapłodnionych przez trutnie. 

Jak u mszyc 

Zjawisko to, zwane telitokią, jest rzadkie (odnotowano je u raptem półtora tysiąca gatunków, a wśród kręgowców tylko u jaszczurek z rodzaju tejowatych). Występuje powszechnie u mszyc, zdarza się u wielu gatunków mrówek, ale u pszczół zarejestrowano je tylko w jednym przypadku. Potomstwo, które w ten sposób powstaje, nie jest jednak identyczną kopią matek, bo w procesie rozmnażania dochodzi do rekombinacji – pary chromosomów wymieniają się częścią materiału genetycznego. 

Jednak, donoszą badacze w pracy opublikowanej w „Proceedings of the Royal Society B”, robotnice pszczół z podgatunku Apis mellifera capensis ze wspomnianej części RPA w jakiś sposób ograniczyły taką rekombinację. Jednym słowem, tworzą identyczne kopie siebie samych, czyli klonują się. 

Milion kopii 

Jak zbadano, część obecnej populacji tych pszczół pochodzi od pojedynczej pszczoły, które w przeciągu ostatnich trzydziestu lat musiała sklonować się miliony razy. Zjawisko zachodzi u robotnic, co naukowcy potwierdzili badając genom pszczół. Stwierdzili też, że identyczne są królowe – choć te nadal rozmnażają się płciowo, składając jaja, które zapładniane są przez trutnie. 

Dla pszczół jest to pewien problem – jeśli robotnice nie mogą składać jaj tworzących płodne potomstwo (a robotnice innych gatunków pszczół mogą składać jaja, z których wykluwają się tylko trutnie), to troszczą się o swoje siostry i królową. Jeśli zaś mogą składać, nic więcej w sumie ich nie interesuje. Ul może więc przestać dobrze funkcjonować. 

„Kończy się to tym, że robotnice po prostu siedzą, składają jaja i nie wykonują żadnej pracy. Kolonia wymiera, a robotnice szukają sobie następnej”, tłumaczy Benjamin Oldroyd z Uniwersytetu w Sydney, jeden z autorów pracy.  

Niestety, gdy pszczoły-klony już nową rodzinę pszczół znajdą, nadal nie robią nic poza składaniem jaj i historia się powtarza. Odlroyd dodaje, że takie klonujące się robotnice co roku doprowadzają do wymarcia około 10 procent wszystkich południowoafrykańskich kolonii pszczół. „To jak zakaźny, społeczny nowotwór”, mówi. 

Droga do wymarcia? 

Kip Lacy z nowojorskiego Rockefeller University podobne zjawisko badał u tropikalnych mrówek z rodzaju Solenopsis. Odkrycie uważa za niezwykłe, bo u mrówek „sklonować się” może tylko królowa. Nie jest to zresztą identyczne klonowanie, tylko telitokia, a wskutek rekombinacji po kilku takich sklonowaniach kolejna jej córka staje się zresztą bezpłodna. 

W przypadku południowoafrykańskich pszczół wszystko zachodzi jednak zgodnie z przewidywaniami teorii ewolucji, jak komentuje dla tygodnika „New Scientist” Laurent Keller z Uniwersytetu w Lozannie. „Ewolucja wybiera po prostu to, co dobrze sobie radzi w danej chwili. A pszczoły klony dobrze sobie radzą takie, jakie są.” 

Partenogeneza zapewnia przede wszystkim wysoką płodność, więc pozwala szybko opanować dostępne źródła pożywienia. Tyle że wymiana genów i zróżnicowanie populacji są dla gatunku korzystne, bo pozwalają reagować na zmiany w środowisku. Tymczasem posiadanie tego samego zestawu genów w kolejnych pokoleniach sprawia, że gatunek nie może się zmienić, a niedostosowany – z czasem wyginie.

Najwyraźniej południowoafrykańskim pszczołom ze swoim klonowaniem jest po prostu dobrze. 

Źródło: New Scientist; Proceeding of Royal Society B