Wie nah sind wir der asexuellen Fortpflanzung beim Menschen?

In einem jüngsten und historischen Durchbruch gelang es Wissenschaftlern, Ratten ohne männliche Spermien zu reproduzieren. Dies ist ein wichtiger Meilenstein, der die Frage nach der Zukunft der Genetik und der Reproduktion der Menschheit aufwirft.

1932 veröffentlichte der britische Schriftsteller und Philosoph Aldous Huxley seinen Roman „A Happy World“ (Brave New World), eine dystopische Vorahnung, die eine Welt beschreibt, in der Menschen nicht mehr geboren werden, sondern in Labors mit einem bestimmten genetischen Design geschaffen werden, das sie dazu veranlasst, ihre gehört zu einer der Kasten, in denen sich ihre Gesellschaft teilt, auch wenn es die niedrigste und am meisten unterdrückte war.

In dieser Welt wurde das Konzept der Familie annulliert und die Gottheit war „Ford“, weil sein Modell der Kettenproduktion die Regel war, nach der sich Menschen heute fortpflanzen.

Obwohl Huxleys Vision eine dunkle und dunkle Vision ist, die uns zeigt, wo die Welt aufhören könnte, wenn die wissenschaftliche und technologische Entwicklung die Ethik vergisst, entdecken wir heute, fast 100 Jahre nach dem Schreiben dieser Arbeit, immer mehr Dinge über die Entwicklung und Reproduktion von Arten. Das öffnet Türen für Fragen über die Zukunft der Menschheit.

Der jüngste Durchbruch kam erst vor wenigen Wochen, als eine Gruppe chinesischer Wissenschaftler der Welt die Ergebnisse ihrer Experimente vorstellte, die zum ersten Mal in der Geschichte eine Maus mithilfe einer genetischen Manipulationstechnik asexuell aus einem einzigen Ei reproduzieren konnten.

Dieser Meilenstein öffnet die Tür zu einer geschlechtslosen Fortpflanzung bei Säugetieren, die für unmöglich gehalten wurde, und ebnete den Weg für mögliche Experimente an Menschen.

Sexuelle vs. asexuelle Fortpflanzung

Die Fortpflanzung, wie wir sie allgemein vorstellen, nicht nur beim Menschen, sondern bei allen Arten, erfolgt sexuell, dh aus der Kombination des genetischen Materials zweier männlicher und weiblicher Individuen, die durch Befruchtung ein neues Individuum mit einzigartigen Eigenschaften hervorbringen.

In der Tierwelt gibt es jedoch viele Beispiele für „jungfräuliche“ oder asexuelle Fortpflanzung, bei denen nur ein Individuum, notwendigerweise weiblich, beteiligt ist, um ein anderes Individuum zu reproduzieren, dessen genetisches Material eine exakte Kopie des ersten ist.

Mehrere Studien, die in den letzten zehn Jahren durchgeführt wurden, haben gezeigt, dass diese „Jungfrauengeburten“ häufiger vorkommen als bisher angenommen, da sie Teil einer Überlebensstrategie für einige Arten sind, um sich in Situationen zu erhalten, in denen Männer knapp sind.

Die Weibchen vieler komplexer und großer Tiere wie Eidechsen, Haie oder Komodo-Drachen können sich ohne Männchen vermehren, was als „Parthenogenese“ bezeichnet wird.

Der Begriff stammt aus dem Griechischen und bezieht sich auf „jungfräuliche Schöpfung“ und bezieht sich auf die Fähigkeit von Tieren oder Pflanzen, sich ohne genetisches Material einer anderen Person zu vermehren.

Wenn dies in der Natur geschieht, gehen extreme Umstände voraus. Es wurde beispielsweise dokumentiert, wie eine Kolonie weiblicher Komodo-Drachen auf einer einsamen Insel isoliert wurde und durch Parthenogenese männliche Individuen zur Welt brachte, um eine neue Kolonie zu gründen.

Auch Fälle von weiblichen Haien, die schwanger werden und in Aquarien gebären, wo sie vollständig von Männern entfernt werden.

Aber, erklärt Allan Pacey, der Reproduktionsbiologe der University of Sheffield, vermehren sich die meisten großen Tiere nicht ungeschlechtlich, selbst wenn sie könnten, da dies kein evolutionäres Interesse hat.

Was meinst du damit? Weil diese Jungfrauengeburten Individuen mit genetischen Belastungen hervorbringen, die denen der Mutter entsprechen, führt dies im Laufe der Zeit dazu, dass die genetische Vielfalt und damit die Fähigkeit zur evolutionären Anpassungsfähigkeit der Art ihr eigenes Überleben verringert und gefährdet.

Dies ist der große Vorteil der sexuellen Fortpflanzung, die es ermöglicht, die Gene zweier Individuen und ihre jeweiligen Mutationen zu kombinieren, um schließlich Individuen hervorzubringen, die besser an die Bedingungen ihrer Umgebung angepasst sind.

Mit anderen Worten, Sex hilft uns, als Spezies am Leben zu bleiben.

Parthenogenese

Über die evolutionäre Erklärung hinaus bleibt die Frage offen: Ist es möglich, dass sich alle Arten ungeschlechtlich vermehren, einschließlich Menschen? Vor kurzem kamen wir kurz vor einer Antwort.

Wie wir bereits sagten, waren Säugetiere von der Möglichkeit einer asexuellen Fortpflanzung ausgeschlossen worden. Es gibt keinen Fall in der Natur einer Säugetierart, die sich asexuell vermehrt, selbst in Extremsituationen, wie sie für Haie und Eidechsen zitiert werden.

Es gibt jedoch einen Präzedenzfall für die geschlechtslose Fortpflanzung mittels laborinduzierter Parthenogenese, den der Ratte „Kaguya“, die im April 2004 von japanischen Wissenschaftlern an der Tokyo Agricultural University veröffentlicht wurde.

Kaguya, benannt nach einem japanischen Volksmärchen, in dem eine Prinzessin-Tochter des Mondes als Baby in einem Bambusstamm gefunden wird, war eine Ratte, die in einem Labor aus zwei Eiern hergestellt wurde, das heißt, sie hatte zwei Mütter.

In seinem Fall begann die Parthenogenese mit einem Prozess, der als „Haploidisierung“ bezeichnet wird, bei dem einer der beiden Chromosomensätze aus einigen Zellen entfernt wird und nur noch einer übrig bleibt. Da hier zwei Eier verwendet wurden, bestand die Herausforderung darin, eines davon genetisch so zu modifizieren, dass es einem Sperma ähnelt, insbesondere um das Igf2-Gen nachzuahmen, das normalerweise nur durch die väterliche Kopie des Gens exprimiert wird.

„Das Ziel unserer Studie war es herauszufinden, warum Spermien und Eier für die Entwicklung junger Säugetiere benötigt werden“, sagte Tomohiro Kono, Leiter des Experiments, zu dieser Zeit.

Obwohl Kaguya ein großer Fortschritt war, wurde das genetische Material von zwei Individuen für seine Entstehung benötigt, was sich von den Fällen der asexuellen Fortpflanzung unterschied, die in der Natur bei Nicht-Säugetierarten auftreten.

Dies änderte sich erst vor wenigen Wochen dank eines Artikels, der im PNAS-Magazin veröffentlicht und von den chinesischen Wissenschaftlern Yanchang Wei, Cai-Rong Tang und Zhen-Ao Zhao unterzeichnet wurde.

Sie beschreiben eine genetische Technik ähnlich CriPR-Cas9, die im Volksmund als „Schneiden und Kleben von DNA“ bekannt ist, damit eine Maus allein jung wird, ausgehend von einem unbefruchteten Ei.

„Bei Säugetieren ist die Parthenogenese aufgrund der Probleme, die sich aus der genomischen Prägung ergeben, begrenzt“, erklären die Forscher in ihrem Artikel, wo sie darauf hinweisen, dass der Prozess dieser Prozess „durch spezifisches epigenetisches Umschreiben mehrerer kritischer Bereiche der Prägungskontrolle erreicht werden kann“.

Wissenschaftler verwendeten CRIPR-Cas9, um bestimmte weibliche Gene künstlich zu bearbeiten, bis sie so waren, als stammten sie von einem männlichen Exemplar. Insbesondere wandelten sie das Ei von einer einzelnen Zelle in eine Blastozyste mit 140 Zellen um. Dann nahmen sie 192 Embryonen, die mit demselben Verfahren gebildet wurden, und implantierten sie in mehrere Mäuse.

Nur einer von ihnen schaffte es, das embryonale und fetale Stadium zu durchlaufen und drei Mäuse zur Welt zu bringen, obwohl zwei während der Geburt starben. Schließlich lebte eine der Jungen, es war eine Frau, die weniger als normal wog, aber gesund wurde und als sie das Erwachsenenalter erreichte, konnte sie sich auf natürliche Weise vermehren.

Die Forscher kommen zu dem Schluss, dass eine Parthenogenese bei Säugetieren machbar ist, obwohl sie erkennen, dass viel mehr Arbeit erforderlich ist, bevor sie in realen Anwendungen eingesetzt werden kann. Sie sagen, dass das Verfahren für Entwicklungen in der Landwirtschaft und der Herstellung von Arzneimitteln genutzt werden könnte.

Parthenogenese des Menschen?

Obwohl die Entdeckung chinesischer Wissenschaftler die Tür für die asexuelle Fortpflanzung bei Säugetieren öffnete, ist die einfache Antwort darauf, ob dies beim Menschen möglich ist, immer noch ein Nein.

Obwohl man theoretisch das Ei einer menschlichen Frau im Labor so verändern könnte, dass es einem ähnlichen Prozess wie der Maus unterzogen wird und von einer einzigen Person eine Schwangerschaft erreicht, wissen wir nicht genau, ob dies möglich wäre, und die Durchführung solcher Tests ist mit recht komplexen ethischen Dilemmata verbunden.

Eine weitere interessantere Frage wäre, ob dies praktisch ist: Menschen aus asexueller Fortpflanzung hervorzubringen, ähnlich wie bei Huxleys Dystopie.

Auch hier wäre die Antwort nein, aber nicht so sehr aufgrund eines ethischen oder moralischen Dilemmas, sondern aufgrund eines Überlebensdilemmas.

Wir wissen bereits, dass eine Art umso anfälliger ist, je geringer die genetische Vielfalt ist, und im Laufe der Geschichte können wir Beispiele finden, die zeigen, warum es für uns nicht angemessen ist, uns durch die Produktion homogener Gene zu vermehren. Wie die Geschichte von Krankheiten und Missbildungen unter europäischen Königsfamilien waren die meisten von ihnen verwandt.

Letztendlich gibt es einen langen wissenschaftlichen und ethischen Weg, um die Möglichkeit einer asexuellen Fortpflanzung beim Menschen zu verwirklichen, aber wie bei so vielen anderen undenkbaren Fortschritten in der Wissenschaft haben wir bereits den ersten Schritt getan.

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