Sciencemag.cz
Doporučujeme
Když se zkoumalo, zda jsou děti Lydie Fairchildové opravdu dětmi muže, s nímž se soudila o alimenty, dospělo se k nečekanému výsledku: jeho děti to jsou, ale její ne.
Zatím jsme pořád vycházeli z představy, že zvíře či rostlina vznikají klonálním dělením jediné „zakladatelské“ buňky (obvykle oplozeného vajíčka) a že všechny buňky mnohobuněčného těla jsou geneticky totožné, a tudíž stejně příbuzné jak mezi sebou (100 %), tak i s buňkami v příbuzných jedincích (takže vaše pokožková buňka je 50% genetickou kopií jaterní buňky vašeho rodiče či sourozence; imprinting teď pro zjednodušení pomiňme). Našly by se výjimky (některé buňky, třeba červené krvinky savců, během života ztrácejí DNA úplně, takže nemají vůbec žádné geny a žádnou příbuznost s kýmkoli), ale obecně to takhle nějak platí.
Problém je, že ne každý mnohobuněčný organismus je skutečná kolonie geneticky totožných buněk. Sejdou-li se v děloze dvě embrya, mohou v raných fázích vývoje splynout, takže vznikne jedinec, jehož jednotlivé buňky si nejsou příbuzné víc než na 50 %. Takovému jedinci říkáme chiméra (v řecké mytologii nestvůra složená vepředu ze lva, uprostřed z kozy a vzadu z draka): je tvořen geneticky různými buňkami, což znamená, že se na jeho vzniku podíleli různí jedinci (pocházející z různých zakladatelských buněk), a přesto jde z funkčního hlediska o jednoho jedince.
Děje se to i u člověka, ale dokud nebyly aplikovány molekulární metody, přišli jsme na chimérismus jen velmi vzácně, a to v případech, kdy matka víceméně synchronně otěhotněla s dvěma partnery velmi fenotypově odlišnými: má-li například jedno embryo za otce bělocha a druhé černocha a tato dvě embrya splynou, může vzniknout mimino líbivě proužkované, čehož si člověk všimne. To je ovšem případ spíše vzácný; obvykle tyto podivnosti zůstávají skryty. Když se roku 2002 zkoumalo, zda jsou děti Lydie Fairchildové opravdu dětmi muže, s nímž se soudila o alimenty, dospělo se k nečekanému výsledku: jeho děti to jsou, ale její ne.
Šlo o důsledek pozoruhodného typu chimérismu, kterému říkáme gonadální parazitismus: jeden z „partnerů“ obsazuje přednostně pohlavní žlázy chimérického organismu a produkuje jeho zárodečné buňky (vajíčka paní Fairchildové tedy pocházela od jejího dávno pohlceného sourozence). Také vaše spermie, milí čtenáři, mohou být ve skutečnosti spermie vašeho bratra splynuvšího s vámi, který mohl mít ještě ke všemu jiného otce než vy, takže váš syn může být ve skutečnosti váš nevlastní synovec, ačkoli se vaše manželka ničeho nemravného nedopustila (problematické chování v takovém případě vykazovala kdysi dávno vaše matka, ale co si na ní dneska vezmete) – nicméně se obáváme, že tu bude mít manželka co vysvětlovat.
Chimérismus je v přírodě zřejmě docela běžný; zvláště u přisedlých koloniálních živočichů a rostlin (například kmeny některých fíkovníků, které na první pohled vypadají jako jednotná rostlina, vznikají propletením a srůstem tkání několika rostlin – tyto rostliny vyrůstají ze semen, která se na hostitelský strom dostanou trusem ptáků; taková „spolupráce“ více jedinců umožňuje fíkovníku vyšplhat po hostitelském kmeni rychleji ke světlu). Občas nicméně chimérismus vyprodukuje velmi pozoruhodné tvory.
Červci (Coccomorpha) jsou podivný hmyz blízce příbuzný mšicím. Stejně jako mšice, i červci sají obvykle šťávu z cévních svazků rostlin, takže mají zásadní problém: výživu plnou vody a cukrů, ale s malým množstvím různých vitaminů a konkrétních aminokyselin. Tento problém je vyřešen pomocí vnitrobuněčných bakteriálních symbiontů obývajících buňky (které tvoří v těle červce zvláštní orgán bakteriom) a dodávajících svým hostitelům nezbytné molekuly. Buňky bakteriomu ovšem nejsou totožné s ostatními buňkami červcova těla. Tři pólová tělíska (pólocyty), která se vytvářejí v průběhu vývoje vajíčka, tu nezanikají, ale splývají a vytvářejí triploidní (3n) buňku s třemi kopiemi každého chromozomu své matky.
Protože matka byla diploidní (2n), můžeme zjednodušeně shrnout, že v této triploidní buňce je geneticky obsažena matka celá a ještě půl. Tato triploidní buňka vleze do vyvíjejícího se embrya (které vzniká tak, jak se patří, tedy klonálním dělením diploidní zygoty) a tam splyne s jednou z jeho buněk. Vzniká tak buňka pentaploidní (5n), která má od každého chromozomu pět kopií – čtyři od matky (získané přes vajíčko a tři pólová tělíska) a jednu od otce (získanou ze spermie); a právě tato buňka se dělí a vytváří bakteriom, osidlovaný symbiotickými bakteriemi. Buňka bakteriomu („dvě matky a půl otce“) je tedy příbuznější buňkám červcovy matky než ostatním buňkám jeho těla („půl matky a půl otce“).
Není asi těžké si představit, že vzájemné chování takto geneticky odlišných buněk nebude v těle červce tak neochvějně loajální, jak to známe z našich těl. Vzpomeňme si na konflikty genů mezi matkou a embryem během těhotenství – tam vlastně vidíme obdobnou situaci: buňky se dvěma odlišnými genomy (buňky matky se dvěma kopiemi mateřských chromozomů a buňky embrya a placenty s jednou mateřskou a jednou otcovskou kopií), ale žijící v těsné kooperaci.
U červců je to vlastně naopak: zatímco savčí placenta je chapadlo, jímž embryo (s otcovskými geny) vysává svou matku, bakteriom červců je mateřská tkáň v těle potomka, kontrolující jeho výživu. Kdyby tedy chtěl vzpurný mladý červec nějak ohrožovat zájmy své matky, bakteriom by mu to mohl rázně zatrhnout. Samice červců jsou přisedlé, ani larvy toho moc nenaběhají, dokud nepřisednou (pouze samci létají), a navíc tato zvířata obývají vytrvalé rostliny, obvykle dřeviny. Matka tedy se svým potomstvem dlouhodobě koexistuje a opravdu vůči němu může mít nějaké zájmy. Červci jsou známí tím, že si dokážou pečlivě vybírat, kde se usadí – a zdá se, že vyhledávají spíše místa, kde sedí nepříbuzní jedinci, jako by tím chtěli omezit konkurenci s příbuzenstvem (Normark, 2004). Přikazuje jim to bakteriom, anebo jde o něco jiného?
Nezapomínejme, co všechno dokážou bakteriální symbionti přenášení výhradně mateřskou linií provádět, aby se nedostali do samců, a jak zle se k samcům dokážou chovat, když se do nich dostanou. Těžko odhadnout, kolik druhů už vymřelo kvůli nezvládnutému boji mezi jadernými a cytoplazmatickými geny (či symbionty). Co když je celé to genetické šílenství kolem bakteriomu prostě jenom způsob, jak znemožnit symbiontům, aby poznali, v jedinci jakého pohlaví se ocitli? Samci se geneticky liší od samic (u těchto červců ještě mnohem víc než třeba u nás, protože jejich samci jsou ke všemu druhotně haploidní), ale to symbionti nevědí, žijíce oslepeni v bizarně „nepohlavním“, pentaploidním bakteriomu. Možná… o molekulární podstatě toho, co se v červcích děje, bohužel nic nevíme (Ross a spol., 2010).
Až 75 % matek obsahuje klony imunitních buněk z embrya, které v nich žijí často až desítky let (zhruba o polovinu vzácnější je opačný jev: mateřské buňky v potomkovi); také u 8 % dvojvaječných dvojčat a u 21 % trojčat nacházíme krevní buňky jejich sourozenců. Běžnost fétomaternálního mikrochimérismu u primátů (nejčastěji u jihoamerických drápkatých opiček, které obvykle rodí dvojčata) budí jisté rozpaky: není ono to nakonec k něčemu dobré?
Tak třeba: nevracejí se buňky plodu z matčina těla zpátky do vyvíjejícího se plodu, obohacené o imunologické informace z již vyvinutého matčina těla? Nedostávají se takhle do nás buňky předchozích plodů téže matky, ale možná jiných otců, které nějakou dobu pobývaly v těle matky? Nezískává matka nějaké imunitní výhody z přítomnosti buněk s otcovskými geny? A nenastávají snad spontánní potraty prostě ve chvíli, kdy už matka požadovaného imunitního zisku dosáhla? Je nápadné, že vzbouření imunitního systému, „autoimunitní choroby“ (třeba revmatoidní artritida a lupus erythematodes), se vyskytují nejčastější u žen, a to u žen středního věku s předchozími reprodukčními problémy, jako jsou třeba spontánní potraty. Nemohou za to otcovské geny v chimérických buňkách, řídící imunitní odpověď matky proti spermiím a plodům jiných otců? A zase z jiného soudku: ženy s nádorem prsu mají méně fetálních buněk – nefungují tyto buňky prostě jako mladší „kmenové buňky“ s léčivými účinky? (A nejsou tedy nakonec potraty zdravé?)
Samé otázky… Čím dál častěji se nacházejí mužské buňky (tedy buňky s chromozomem Y) v ženských tkáních, často i v mozkových. Netušíme, co tam dělají, a netušíme, kde se tam vzaly. Jsou to buňky mužského plodu (třeba i potraceného, protože mnohé ženy s mužskými buňkami nikdy neměly syna, jehož existence si byly vědomy), takže chromozomy Y pocházejí od sexuálního partnera ženy (anebo přišly přímo z jeho ejakulátu)? Anebo je to složitější a do hry vstupují i další generace, a mužské buňky se do těla ženy dostaly z těla její matky, kde dlouhou dobu žily, původem tedy z matčina sexuálního partnera, nebo z matčina mužského plodu, neboli vlastně z bratra. Nevíme, ale je toho nějak nápadně mnoho (Apari a Rozsa, 2009).
Tento text je úryvkem z knihy:
Jan Zrzavý, Hynek Burda, David Storch, Sabine Begallová, Stanislav Mihulka
Jak se dělá evoluce
Labyrintem evoluční biologie
Argo a Dokořán 2017
O knize na stránkách vydavatele
„Když se zkoumalo, zda jsou děti Lydie Fairchildové opravdu dětmi
muže, s nímž se soudila o alimenty, dospělo se k nečekanému výsledku:
jeho děti to jsou, ale její ne.“ samozrejme hezke vysvetleni by bylo i jine – zamena v porodnici na malem meste. mistni playboy, polovina deti v te dobe rozenych byla jeho? 🙂
Velmi zajímavý článek.. Další informace o této problematice najdete také zde – https://www.genomia.cz/cz/chimerismus