Jomfrufødsel – slik fungerer det

Juleevangeliet handler om en høyst mirakuløs fødsel. For drøye to tusen år siden fødte en ugift kvinne et guttebarn som fikk navnet Jesus. Den lille gutten var angivelig Guds egen sønn. Hvis vi ser bort ifra den teologiske siden av denne historien, er jomfrufødsel et tema som fortjener å belyses. Det er ingen andre kjente tilfeller av naturlig forekommende jomfrufødsel i pattedyr – før nå. 

I mars 2022 ble det født et kull med museunger uten at eggene var befruktet. Dette er et stort labteknisk gjennombrudd, men fenomenet jomfrufødsel forekommer også naturlig. Det har til og med sitt eget vitenskapelige navn: partenogenese.

– Teoretisk sett, om Jesus hadde vært en kvinne ville det ha vært en hypotetisk mulighet, sier professor emeritus ved Universitetet i Oslo, Klaus Høiland. Men hvor kommer y-kromosomet fra? 

Fenomenet Høiland forteller om er en form for jomfrufødsel hvor en hunn kan gi opphav til nye hunner (se faktaboks). Siden hun bare kan ta av sitt eget arvemateriale vil alle barna også være hunner. Ifølge Høiland er det svært lite sannsynlig at Juleevangeliget var en naturvitenskapelig jomfrufødsel slik det gjerne blir fremstilt. 

– Forklaringen er rent teologisk, og vi driver ikke med teologi, sier han til Titan.uio.no.

Under gunstige perioder av året kan jomfrufødsel være en fordel

Høiland forteller at noen arter, under gitte forhold, kan ha store fordeler av jomfrufødsel. Arter som er spesialtilpasset enkelte forhold, bør forsøke å bli så mange som mulig når forholdene er gode. Et eksempel som Høiland trekker frem er vannlopper. 

– Om sommeren klekker eggene. Da har de en gunstig periode hvor de blir mange. Dette går fortere med partenogenese. Det går ut på at hunnene føder nye hunner som er helt like genetisk, sier Høiland. Under bestemte miljøforhold kan det være greit å ha samme genom fordi du da er tilpasset det miljøet du skal erobre. 

Når høsten kommer, blir forholdene for vannloppene tøffere. Da klekkes hannene. 

– Sex gir alltid variasjon. Når forholdene blir tøffere er det greit å få mer variasjon slik at det er ulike varianter som møter nye forhold neste år, forteller Høiland. 

Mange parasitter har jomfrufødsel som en strategi

Høiland forteller videre at dette kan være en vanlig strategi blant parasitter. Hvis de finner en vert, er det om å gjøre å bli så mange som mulig – og det fort. Så kan de spare seksuell reproduksjon til hardere tider når det er behov for størst mulig variasjon. Høiland forteller at hunnene hos bladlus klekker nymfer fra egg som ikke er befruktet, nettopp for å bli mange så raskt som mulig.

– Vi kan si at innenfor planter er jomfrufødsel ganske vanlig. I zoologi er det mindre vanlig, men flere eksempler finnes, først og fremst blant virvelløse dyr, sier Høiland. 

Dette har forvirret botanikerne

Høiland forteller at noen planter kan ha lange perioder med apomixis, altså jomfrufødsel . Deretter kan de gå tilbake til å ha sex for å få mer genetisk variasjon. 

– Dette er svært vanlig blant annet hos svever. Frøene utvikles i blomsten og trenger ikke befruktning, men noen trenger kanskje et insektbesøk for å sette i gang prosessen, forteller han. 

En sjelden gang går disse plantene tilbake til seksuell paring, og da blir det avkom som er litt forskjellig fra opphavsplanten. Så formerer disse plantene seg på nytt ved jomfrufødsel. Fra hver av disse nye plantene oppstår det grupper med mikroarter som er både forskjellige innbyrdes og fra opphavsplanten.

– Da får man den merkelige konstellasjonen med mikroarter som har forvirret botanikere, forteller han. 

Blant svevene er det beskrevet over 2000 arter som er basert på helt ørsmå trekk hos plantene. Det er fordi de ulike linjene er tilpasset på sitt område. 

– Det kan være en fordel å ikke ha så stor genetisk variasjon hvis de er godt tilpasset området. Faren er at hvis miljøet endrer seg har de mindre variasjon å spille på, forklarer Høiland. Da har de en sjelden kjønnet formerig som løsning.

Selv om jomfrufødsel er vanlig blant planter, og forekommer hos en del virvelløse dyr, hai og noen reptiler, er det ingen eksempler på dette blant pattedyr. Juleevangeliet er og blir et unntak. 

Mirakelet på lab

Våren 2022 skjedde det et mirakel, ifølge en artikkel i forskningstidsskriftet Proceedings from the National Academy of Sciences (PNAS). Da ble en mus mor til avkom fra sine egne ubefruktede egg. Ved å skru av eller på en rekke gener ble det mulig for musen å fullføre svangerskapet. Pattedyr har nemlig en epigenetisk kontrollmekanisme for å unngå jomfrufødsel. Mirakelet ligger i at forskerne har greidd å ta kontroll over denne mekanismen.

Allerede på 80-tallet ble det oppdaget at noen egenskaper er parentalt imprintede. Det vil si at egenskapen kun styres av genkopien som kommer fra mor eller fra far. 

– Opprinnelig var det bare en håndfull gener som ble identifisert som parentalt imprintede, og man tenkte at dette er et eksotisk fenomen og det fikk beskjeden oppmerksomhet untatt hos de mest ivrige genetikere. Etter hvert er det identifisert mer enn 200 gener hos menneske som er parentalt imprintede, og fenomenet er for lengst anerkjent som akseptert og viktig, forteller professor ved Universitetet i Oslo, Rein Aasland til Titan.uio.no.

Foreldrenes genetiske tautrekking

Han forteller videre at både mor og far må gi et genetisk bidrag for å få levedyktige barn hos pattedyr. Dette førte til at genetikeren David Haig lanserte teorien om en genomisk tautrekking mellom mor og far. 

– Utgangspunktet for denne hypotesen er at mor ikke vil bruke mer av egne ressurser på vekst på sitt avkom enn strengt tatt nødvendig, fordi hun vil spare noe til sine fremtidige barn med nye fedre.  Derfor vil mor, det vil si det maternale genomet, undertrykke gener som stimulerer embryonal og neonatal vekst, forklarer Aasland.

Videre forteller han at far investerer lite i embryoets vekst og uansett vil at avkommet hans skal blir så sterke som mulig. Det paternale genomet holder derfor gener for embryonal og neonatal vekst aktive. En del av genene som er funnet å være parentalt imprintede har vist seg å bidra til egenskaper som har med ressursbruk å gjøre.

Kort fortalt vil mor spare på sine egne ressurser, mens far gir barnet gener for å ta mest mulig ressurser så lenge det er i mors liv. 

Nesten for godt til å være sant

Musen som fødte musunger fra sine egne ubefruktede egg hadde fått sju gener skrudd av eller på. I eksperimentet er eggene blitt behandlet på en måte som setter i gang prosessen med å danne et embryo uten at en spermie har vært involvert. 

– Så langt jeg vet, er dette første gang det er rapportert en teknologisk farbar vei for å oppnå partenogenese, eller jomfrufødsel, hos pattedyr ved epigenetisk redigering, forteller Aasland; nesten for godt til å være sant. 

– Er det noen sjanse for at dette kan ha skjedd av seg selv for to tusen år siden?

– Nei, det er det ikke, sier Aasland, med et glimt i øyet.

Les forskningsartikkelen her: 

Yanchang Wei, Cai-Rong Yang, og Zhen-Ao Zhao, Viable offspring derived from single unfertilized mammalian oocytes, PNAS, 7. mars 2022