Reproducerea sexuată amestecă genele părinților, așa că descendenții nu sunt copii ale niciunuia. O plantă mică din Brazilia se reproduce sexuat, dar a pierdut mecanismul care face acest amestec, iar descendenții care supraviețuiesc au aceleași gene ca mama.

Planta se numește Rhynchospora tenuis și crește în pajiști și savane cu umiditate sezonieră din America tropicală și subtropicală. E o specie mică, perenă, din familia ciperaceelor (în engleză, „sedges”). Are cel mai mic număr cunoscut de cromozomi dintre plantele cu flori: doi într-un set, deci patru în celulele obișnuite. Pe 16 septembrie, în revista Nature, o echipă condusă de André Marques, de la Institutul Max Planck de Cercetare a Ameliorării Plantelor din Köln, a descris cum se reproduce.

Ce ar trebui să facă meioza

La majoritatea plantelor și animalelor, celulele sexuale se formează prin meioză. În timpul ei, cromozomii moșteniți de la cei doi părinți se împerechează și fac schimb de segmente de ADN, numite încrucișări. Schimburile ajută la împărțirea corectă a cromozomilor și amestecă genele, așa că un descendent nu e copia niciunuia dintre părinți.

Lipsa totală a încrucișărilor ar trebui să încurce distribuția cromozomilor, să reducă diversitatea genetică și să accelereze acumularea de mutații. Cazuri parțiale se cunoșteau, de exemplu la masculii de Drosophila sau la femelele de vierme de mătase. Dispariția lor la ambele sexe ale unei specii care se reproduce sexuat nu fusese documentată.

Fără nicio încrucișare

Echipa a asamblat genomurile a nouă exemplare colectate în locuri diferite din Brazilia și a urmărit meioza la microscop. Cromozomii nu se împerechează, iar la finalul profazei celulele arată mereu patru cromozomi separați. Proteinele care marchează de obicei locurile de încrucișare nu formează nicio pată. Secvențierea a 10.997 de nuclei de polen, din cinci exemplare, n-a găsit nicio încrucișare confirmată.

Meioza feminină e greu de observat: echipa a găsit doar trei celule potrivite. De aceea a verificat genetic, secvențiind genomul a 49 și 62 de descendenți din două exemplare-mamă. Niciunul nu avea vreo încrucișare, iar toți purtau, intacte, cele două seturi de cromozomi (haplotipuri) ale mamei.

Sex real, descendenți identici

O explicație ar fi apomixia, formarea semințelor fără fecundare. Cercetătorii au exclus-o. Semințele s-au format doar când ambii părinți aveau același tip de translocație, adică un schimb de segmente între capetele a doi cromozomi. Trei încrucișări au dat semințe, iar alte 21 nu. Embrionii sunt diploizi, iar endospermul, țesutul care hrănește embrionul, este triploid, semn de dublă fecundare.

Descendenții identici cu mama rezultă din selecție. Din cele patru produse ale meiozei masculine, numai unul devine polen funcțional, și cel favorizat este de regulă haplotipul mai mare, bogat în transpozoni, secvențe de ADN care se pot multiplica prin genom. Diferența dintre cele două seturi de cromozomi ai unui exemplar ajunge la până la 32 de milioane de perechi de baze. Apoi, la un exemplar analizat, 145 din 167 de semințe au fost avortate. Se dezvoltă doar zigoții heterozigoți, cu combinația potrivită de cromozomi, iar genotipul matern se reface în fiecare generație.

Ce nu se știe încă

Cauza pierderii încrucișărilor rămâne neclară. O genă necesară formării lor la plante și mamifere, SHOC1, pare redusă la tăcere la R. tenuis: nu i se detectează activitate, iar ADN-ul ei e puternic metilat. Autorii spun că ar putea fi vorba de o inactivare epigenetică, dar nu o arată direct. O alternativă este că diferențele structurale dintre cele două seturi de cromozomi împiedică recunoașterea lor reciprocă.

Nici alte piese nu sunt fixate. Sensul în care e favorizat un haplotip diferă între exemplare, iar rolul derivei genetice nu poate fi exclus. Estimările pentru momentul în care cele două seturi au început să evolueze separat variază după metodă, de la circa 220.000 de ani la 1,7 milioane. Autorii consideră că starea actuală ar putea fi o etapă spre reproducerea complet asexuată, dar nu o demonstrează. Rezultatele lor, scriu ei, „estompează granița dintre sex și clonare”.

Rhynchospora tenuis se reproduce sexuat, fără încrucișări între cromozomi, și totuși descendenții analizați au genele mamei. Cauza este o selecție severă: se dezvoltă doar semințele cu combinația potrivită de cromozomi. De ce a dispărut schimbul de gene rămâne neclar.

---

Sursă: Meng Zhang, Marco Castellani, Stefan Steckenborn, Maciej Majka, Georgios Tsipas, Thiago Nascimento, Ulla Neumann, Gokilavani Thangavel, Laura A. Robledillo, Thomas Lux, Lorraine Deberón, Ursula Pfordt, José A. Campoy, Athul Vijayan, Ton Timmers, Nafiseh Sargheini, Magdalena Marek, Hequan Sun, Paulo G. Hofstatter, Bruno Huettel, Steven Dreissig, Klaus F. X. Mayer, Duarte D. Figueiredo, André L. L. Vanzela, Korbinian Schneeberger, André Marques, „Sex without crossovers mimics clonal reproduction in Rhynchospora tenuis”, Nature, 16 septembrie 2026, Max Planck Institute for Plant Breeding Research (Köln) și alte instituții, DOI: 10.1038/s41586-026-11057-7