En jungfrulig haj gav födelse till tre valpar

Den biologiska världen pryddes med ett bibelvärt mirakel i början av juli när en jungfrulig haj - en som inte hade hunnit sig med män i år - födde tre valpar i ett australiskt akvarium. Trots att händelsen störde hajarhållarna - var Leonie, den jungfruhaj som hängde på DL? - Forskare runt om i världen var mer oroliga: Denna prestation av biologisk magi var en ensam hajs sista dunkelsträvan att vidarebefordra sina gener. Tvingas till celibat med konstgjorda medel, det fanns inget annat sätt för henne att lämna sitt märke på evolutionär historia än att genomgå den vetenskapligt osannolika processen som kallas parthenogenes. Vad kommer att hända om klimatförändringar tvingar hajar att vara ensam som standard?

Hajar har tur att de är genetiskt flexibla, säger George Burgess, programchef för Florida-programmet för hajforskning Omvänd. Deras förmåga att framkalla parthenogenes, som han kallar ett "sista gasp-tillvägagångssätt" för att reproducera, hjälper dem att strida mot de sexuellt drakoniska miljöer där de ofta hålls i fångenskap. "De hålls utan kompis," säger han och förklarar att samma process också har observerats i fångar och insekter. "Det är ett evolutionärt hörn." Men det finns bevis, som denna 2012-studie om oskuldsfödselar i vilda sågtandfiskpopulationer i Nuvarande biologi, att detta fenomen också händer utanför akvariet. Om klimatförändringen slutar med att bygga de biologiska dödsändarna har människor skapat konstgjort, kan arter som är kapabla till oskuldsfödda ha överhanden.

Warren Booth, Ph.D., en molekylär ekolog och parthenogenesexpert vid University of Tulsa, har också funderat på den övergående åldern för den födda födelsen. "Vi är precis vid toppen av isberget när det gäller studier av parthenogenes hos ryggradsdjur," sa han i ett mail till Omvänd, förklarar att det finns två klimatrelaterade scenarier som kan leda till en framtid där sådana mirakel blir vanligare.

Den första är en där något i miljön, det vill säga en plötslig ökning i temperaturen eller en förändring i matförrådet, driver en kvinna för att ta på sig moderskapssolen. Det är ett trovärdigt scenario, men Booth är benägen att slänga den, eftersom så många oskuldsbarn förekommer i fångenskap, där förhållandena optimeras.

Han lutar mot en hypotes där oskulden är styrd av genetik. Om klimatförändringen ledde till att en delmängd av befolkningen dör, förklarar han, då är det troligt att fler hajar som bär jungfödelsegenen (eller generna) skulle mäta, vilket ökar antalet hajar som bär två kopior av denna gen. (Snabb biologiuppdatering här: Mycket ofta i genetiken krävs två kopior av en gen en från mamma och en från pappa för att ett drag ska träda i kraft.) Den genetiska grunden för parthenogenes har ännu inte fastställts, utan en liten handfull studier, inklusive en 1970-talet som Booth nämner, knyter till födelsefödda och kycklingfamiljer, antyder att det kan vara fallet. Avkommor födda till jungfruliga mödrar har också varit kända för att genomgå parthenogenes själva, tillägger Burgess, vilket ytterligare bekräftar idén att genetik är den bakomliggande orsaken till dessa biologiska mirakel.

I slutändan förklarar Burgess, det scenario som Virgin Shark tvingar oss att föreställa oss är en lektion i överlevnad: Under hela evolutionär historia har de arter som har gjort det alltid varit de som kunde anpassa, hitta vägar - dock bisarra - att hålla sina blodlinjer på väg. Parthenogenes är bara en annan mekanism som vissa arter har utvecklat som ett sätt att hålla sig flexibla när världen runt dem förändras. Burgess och Booth är båda djurspecialister, men samma lektioner om mångfald gäller för oss.Personer som har anpassningsförmåga som är inbyggda i sina gener, som jungfruliga hajar, kommer att ha mer av en stridschans, särskilt när miljön runt oss förändras på grund av global uppvärmning. "Människor har bättre flexibilitet," skämt han. "Vi kan göra luftkonditionering."

Ändå upprepar han det är viktigt att komma ihåg att parthenogenesen är en desperation och inte en långsiktig strategi för överlevnad. I det långa loppet kommer det inte vara bra för någon art att ha fler födda födelser: Med varje grupp faderlösa individer, genetisk mångfald - det vill säga garantin för att det finns tillräckligt med genetiska avvikelser hos en art för att motstå någon form av storm - blir dunkla eftersom avkommorna är i huvudsak kloner hos sina mammor. "Ökad parthenogenes skulle resultera i en situation med mindre genmångfald", säger Burgess. "Populationerna skulle vara mer sårbara längs linjen."

För tillfället är det inte klart om fortsatt global uppvärmning orsakar parthenogenes att ske oftare i naturen. Dess sällsynthet gör det naturligtvis en särskilt svår sak att studera. Men det är ingen tvekan om att klimatförändringen förändrar naturliga livsmiljöer, och det finns litet tvivel vilddjurspopulationer krypterar för att strida mot dessa förändringar. Burgess tror inte att det är osannolikt att det händer. "Under de närmaste 100 åren kommer vi förmodligen att se det mycket mer än vi ser nu," spekulerar Burgess. "Vi står på korset av detta fenomen."