‘Paradoks seksa’ se odnosi na zagonetku zašto je seksualni način reprodukcije češći među živim bićima nego aseksualni način.
Seksualna reprodukcija zahteva najmanje dva partnera, izlaže jedinke većem riziku od bolesti i energetski je intenzivnija. Nasuprot tome, aseksualna reprodukcija nadoknađuje sve ove nedostatke tako što zahteva samo jednog roditelja, a istovremeno omogućava brzo stvaranje potomstva. Sada, ovaj ‘paradoks’ je potkrijepljen nalazima iz nove studije u vezi sa vrstom patogenih gljiva koje inficiraju različite vrste žitarica, kao što su pirinač, pšenica, ječam i proso.
Piricularia (Magnaporthe) orizae, vrsta patogenih filamentoznih gljivica, izaziva pustoš u globalnoj proizvodnji pirinča jer izaziva bolest pirinča, koja joj je donela nadimak ‘gljivica pirinča’. Ciklus infekcije počinje aseksualnom reprodukcijom, gde se aseksualne spore zvane ‘konidija’ vezuju za površinu listova biljke pirinča.
Ovo proizvodi strukturu specifičnu za infekciju koja se zove apresorijum, koja počinje da prodire u najudaljeniji ćelijski sloj lista, što dovodi do vidljivih lezija na površini lista. Kada su uslovi povoljni, pojavljuju se specijalizovane strukture zvane konidiofori i proizvode više konidija, koje se raspršuju kroz vetar ili atmosferske kapljice do više biljaka pirinča.
Dok je ovaj aseksualni način reprodukcije glavna pokretačka snaga životnog ciklusa P. orizae, naučnici su demonstrirali uspešnu seksualnu reprodukciju ove gljive u laboratorijskim uslovima. Čini se da gljiva ima sojeve ekvivalentne biološkim mužjacima i biološkim ženkama. Međutim, većina primeraka prikupljenih sa polja pokazuje gubitak plodnosti kod žena. Osnovni geni i mehanizmi odgovorni za gubitak seksualne reprodukcije kod P. orizae ostali su misterija.
Istraživači sa Univerziteta nauke u Tokiju, Nacionalne organizacije za istraživanje poljoprivrede i hrane i Tokijskog univerziteta za poljoprivredu i tehnologiju, Japan, nedavno su otkrili dokaze za ovaj koristan gubitak seksualne reprodukcije kod gljivice pirinča.
Istraživački tim predvodili su profesor Takashi Kamakura i mlađi vanredni profesor Takaiuki Arazoe, sa Odeljenja za primenjene biološke nauke na Univerzitetu nauke u Tokiju. Njihova studija je objavljena u iScience.
Što se tiče premise studije, prof. Kamakura objašnjava: „Mnoge vrste gljivica su napustile seksualnu reprodukciju, što nije u skladu sa evolucionim prednostima seksa i podstiče paradoks seksa. U budućnosti, ovo istraživanje će takođe pomoći u uzgoju korisnih industrijskih sojeva ili razumevanju kako patogeni reaguju na mutacije gljiva objašnjavajući kako u gljivama mutacije.“
Istraživači su koristili višestruke genetske eksperimente da identifikuju koji su geni povezani sa ženskim sterilitetom. Roditeljski sojevi iz poljskih izolata P. orizae su uzgajani kako bi se dobilo žensko sterilno i žensko plodno potomstvo P. orizae.
Dalje genetske analize su otkrile da su mutacije koje su dovele do disfunkcionalnog Pro1 proteina (uključenog u ekspresiju gena povezanih sa parenjem u filamentoznim gljivama) izazvale ženski sterilitet kod gljivica pirinča.
Dr Arazoe dodaje: „Na naše iznenađenje, disfunkcionalni Pro1 je povećao oslobađanje konidije, ali nije uticao na patogenost P. orizae. Takođe smo pronašli mutacije Pro1 u izolatima koji inficiraju pšenicu, za koje se strahuje da će se proširiti širom sveta (pandemija) – nalaz koji sugeriše da se slična evolucija (gubitak) pojavila u seksualnoj reprodukciji.“ Nadovezujući se na ove rezultate, istraživačka grupa već predvodi identifikaciju i karakterizaciju drugih gena koji uzrokuju ženski sterilitet kod gljivičnih vrsta.
Objašnjavajući šire implikacije ovog rada, prof. Kamakura zaključuje: „Pružili smo prve dokaze da gubitak plodnosti ženke može biti adaptivna prednost za ovaj biljni patogen. Oslobađanje aseksualnih konidija favorizuje širenje u divljini. Ovaj rad takođe otvara vrata za proučavanje načina na koji se stiče raznolikost, još jedan važan aspekt seksualne kondicije.“
