Aziatische waterdraken worden meestal 10 tot 15 jaar oud, dus de dood komt als een schok. Deze hagedis in het bijzonder is nauw bestudeerd sinds haar geboorte en onderzoekers hoopten haar verder te bestuderen toen ze de broed leeftijd bereikte, die voor haar soort ongeveer drie jaar oud is. Haar moeder, die 13 jaar oud is, leeft nog steeds en is gezond.
Een vrouwelijke Aziatische waterdraak in de Smithsonian's National Zoo heeft met succes gezonde nakomelingen voortgebracht zonder de hulp van een fokdier. Zoals onderzoekers onder leiding van Kyle Miller, een dierenverzorger in het Reptile Discovery Centre van de dierentuin, in het tijdschrift PLoS ONE rapporteren, is het ongewone voorval - officieel bekend als facultatieve parthenogenese - de eerste keer dat dit gedrag is vastgelegd in zowel de Physignathus cocincinus- soort als de reptielachtige familie Agamidae.
In termen van leken verwijst parthenogenese naar vrouwelijke reproductie zonder enige genetische bijdrage van een man. Volgens Science Direct gebeurt obligate parthenogenese wanneer organismen zich alleen aseksueel kunnen voortplanten, terwijl facultatieve parthenogenese plaatsvindt wanneer soorten die in staat zijn tot seksuele reproductie hun toevlucht nemen tot solomethoden. Hoewel de laatste variatie het meest voorkomt bij geïsoleerde exemplaren in gevangenschap, heeft recent onderzoek aangetoond dat het ook voorkomt in wilde populaties.
Tot op heden is bekend dat dieren zoals pythons, Bonnethead-haaien, Komodo-draken en zelfs vogels parthenogenese beoefenen. Zoals Heather Bateman, een natuurbeschermingswetenschapper aan de Arizona State University die niet betrokken was bij het onderzoek, vertelt Smithsonian.com dat de reproductieve methode gebruikelijk is bij bepaalde reptielenfamilies; alleen al in Arizona zijn zes van de 12 bekende whiptail-hagedissoorten parthenogeen.
Anuradha Batabyal, afgestudeerd onderzoeker aan het Centre for Ecological Sciences van het Indian Institute of Science, die ook niet betrokken was bij Smithsonian.com, zegt dat het bestuderen van parthenogenese de sleutel is tot "inzicht in de evolutionaire betekenis van seksuele en aseksuele reproductie en hoe en waarom sommige soorten beide voortplantingswijzen hebben behouden. "
Het is mogelijk, voegt Batabyal eraan toe, dat parthenogenese soorten een kans zou kunnen bieden om te gedijen in barre omgevingscondities, "omdat elk vrouwtje het potentieel heeft om een nieuwe populatie te beginnen."
WD-10, de felgroene hagedis in het midden van de studie, woont sinds november 2006 in de dierentuin, volgens een persbericht. Geboren in de St. Louis Zoo vier maanden voorafgaand aan haar aankomst in Washington, DC, werd oorspronkelijk verwacht dat het exemplaar zou fungeren als een ambassadeur voor dieren in plaats van een vrouwelijke fokkerij. Maar in 2009 begon de waterdraak eieren te produceren, ondanks dat hij nooit in contact kwam met een mannelijk lid van haar soort. Deze eieren, waarvan wordt aangenomen dat ze onbevrucht zijn, werden regelmatig weggegooid tot 2015, toen houders ze begonnen uit te broeden voor een onderzoeksproject gericht op de vruchtbaarheid van reptielen.
Verrassend genoeg onthulde incubatie dat de eieren van de hagedis eigenlijk vruchtbaar waren. Volgens de studie leverde een koppeling van zeven eieren die in november 2015 waren gelegd geen levende nakomelingen op, maar leverde twee volledig ontwikkelde kuikens op die in hun schelp stierven. De volgende set bood meer veelbelovende resultaten: hoewel het merendeel van de eieren de laatste ontwikkelingsstadia niet kon bereiken, werd één vrouw met succes uitgebroed in juni 2016. Een tweede gezonde jongen volgde in november 2018, maar stierf later aan verstopping van het maagdarmkanaal na inname van een groter object dan het goed zou kunnen verteren.
De enige overlevende nakomelingen van de Aziatische waterdraak (Skip Brown / Smithsonian's National Zoo) 
De 12-jarige Aziatische waterdraak (Skip Brown / Smithsonian's National Zoo) In een interview met Smithsonian.com legt co-auteur Robert Fleischer, hoofd van het Centre for Conservation Genomics van het Smithsonian Conservation Biology Institute, uit dat Zoo-medewerkers twee belangrijke verklaringen voor de eierproductie van waterdraak hebben overwogen: “Produceert het vrouwtje deze vruchtbare eieren? alleen, zonder enige hulp of inbreng van een man, of [was] ze vele jaren eerder geïnsemineerd? '
In het laatste scenario zou het vrouwtje sperma van een eerdere paring hebben opgeslagen - misschien vóór haar aankomst in de dierentuin - totdat het nodig was om eieren te bevruchten. Dit gedrag, hoewel niet uitgesloten, werd gezien als "zeer onwaarschijnlijk" gezien de langdurige isolatie van het reptiel tegen mannen.
Om te beoordelen of het vrouwtje daadwerkelijk parthenogenese beoefende, hebben Fleischer en zijn collega's een DNA-monster geëxtraheerd en een deel van het genoom van het dier bepaald. In eerste instantie wilden de onderzoekers dit genoom vergelijken met DNA-markers van de Australische waterdraak, maar nadat ze hadden ontdekt dat de twee soorten alleen in de verte verwant waren, kozen ze ervoor om hun eigen set genetische markers te ontwikkelen.
Volgens de studie concentreerde het team zich op 14 microsatelliet-primerparen of stukken herhaald DNA. Zes van deze paren bevatten twee allelen, of genvarianten, gedragen door de waterdraak. Deze oudere vrouw ontving op haar beurt een van de allelen van haar moeder en de andere van haar vader.
Analyse toonde aan dat de nakomelingen van WD-10 slechts één allel hadden geërfd in plaats van de twee die typisch werden geproduceerd door de fusie van ei en sperma. Dit enige allel kwam overeen met een van de twee die door de moeder werd gedragen - een verwacht resultaat gezien het feit dat de nakomelingen één, niet beide, allelen van zijn moeder zouden hebben ontvangen.
In de toekomst zijn de onderzoekers van plan te controleren of de enige overlevende nakomelingen ook parthenogenese ondergaan (Skip Brown / Smithsonian's National Zoo) Miller, hoofdauteur van de studie, vertelt Smithsonian.com dat het team gelooft dat het voortplantingsgebeurtenis werd veroorzaakt door de isolatie van WD-10 van andere leden van haar soort, met name mannen.
Zoals de studie verklaart, was ten minste 47 procent van de 64 eieren teruggewonnen uit WD-10 vruchtbaar, maar slechts twee kwamen uit in gezonde nakomelingen. Gezien dit lage succespercentage, theoretiseren de onderzoekers dat de waterdraak misschien gewoon toevallige parthenogenese heeft ervaren. Het is echter mogelijk dat factoren zoals imperfecte incubatieomstandigheden achter de achterblijvende ontwikkeling van de eieren kunnen zitten.
Als de waterdraak inderdaad onbedoelde parthenogenese heeft ondergaan, zegt Earyn Nycole McGee, een promovendus aan de Universiteit van Arizona die niet bij de studie betrokken was, dat ze geïnteresseerd zou zijn in het geslacht van de nakomelingen van deze eieren en of hun een inherent patroon is.
"Ik vraag me af of dit ertoe zou leiden dat de geslachtsverhouding de voorkeur geeft aan mannen, zodat vrouwen in de toekomst seksueel kunnen paren, " legt McGee uit aan Smithsonian.com .
Vooruitlopend zijn de onderzoekers van plan de enige overlevende nakomelingen te controleren om te zien of zij, net als haar moeder, bevruchte eieren legt. Zoals Miller opmerkt, zal het personeel van de dierentuin eieren uitbroeden die door de moeder of haar dochter zijn gelegd. Hoewel er momenteel geen plannen zijn om een mannelijke waterdraak binnen te brengen om te beoordelen hoe deze samenwerkt met de vrouwtjes, blijft de optie in het spel.
Als zowel moeder als dochter met succes parthenogenese ondergaan, zegt Miller dat het "bijna zal zijn alsof ze de mogelijkheid hebben om meerdere generaties te creëren via parthenogenese, en dit was niet zomaar een eenmalige gebeurtenis."
In gesprek met Smithsonian.com concludeert Miller: "Ergens in hun evolutionaire geschiedenis [zouden] ze deze eigenschap kunnen hebben waar ze opnieuw kunnen bevolken ... volledig in afwezigheid van vrienden."
Rachael Lallensack heeft bijgedragen aan de rapportage aan dit artikel.
