Jeseteři jsou známí díky vysoce ceněnému černému kaviáru. V dnešní době je většina druhů z čeledi jeseterovitých kriticky ohrožena (17 z 27). Tuto situaci zapříčinilo několik faktorů: nadměrný rybolov, pytláctví, znečištění povrchových vod a budování přehrad. Obnova populací jeseterů je v současné době závislá na člověku a umělé reprodukci. Reprodukce jeseterů ovšem není snadná. Jeseteři dosahují pohlavní dospělosti relativně pozdě. Některé druhy jako vyza velká dozrávají nejdříve za 20 let. Proto je velmi důležité porozumět biologii reprodukce těchto ryb.

Viktorie Iegorová a kolektiv z Fakulty rybářství a ochrany vod JU popsali způsob oplození u jeseterů, který je unikátní v celé živočišné říši. Během oplozování byly pozorovány dva mechanizmy. Prvním je fyziologická polyspermie (proniknutí více spermií) a druhým karyogamie (fúze prvojader spermie a vajíčka) s dodatečnou plasmogamií (fúze cytoplasmy vajíčka a další spermie). Studie demonstrovala, že během oplození vajíčka dochází vlivem vyššího počtu mikropilárních otvorů k proniknutí více spermií (až 10) do cytoplasmy vajíčka. Tyto spermie mají tendenci degradovat v čase a obvykle jen prvojádro jedné spermie fúzuje s jádrem vajíčka. Nicméně některé spermie, které nefúzovaly s prvojádrem vajíčka a unikly degradačním mechanizmům, se mohou dále účastnit vývoje a dát vzniknout tzv. polyspermní mozaice. Tyto polyspermní mozaiky se vyznačují vyšším počtem blastomer ve stádiu 2–4 buněk a mozaikovou haploidní/diplodní úrovní. Během naší práce bylo potvrzeno, že diploidní buňky obsahují genetickou informaci matky i otce, zatímco haploidní buňky vykazovaly jen otcovský genotyp. Tyto mozaiky se překvapivě vyvíjely normálně a přežívaly jako kontrolní ryby.

Tento objev nám dal možnost vytvořit první životaschopné hybridy, vzniklé ze tří rodičů různých druhů: jesetera ruského, jesetera sibiřského a jesetera malého. Jeden potomek tak měl jednu matku a dva otce, kde spermie jednoho druhu fúzovala s prvojádrem vajíčka druhého druhu (diploidní linie) a spermie třetího druhu fúzovala pouze s cytoplasmou vajíčka (haploidní linie).

Tyto poznatky nám mohou umožnit aplikaci nových biotechnologických postupů, jako je produkce klonálních gamet. Detailní informace naleznete v publikacích:

Iegorova, V., Psenicka, M., Lebeda, I., Rodina, M., Saito, T. Polyspermy produces viable haploid/diploid mosaics in sturgeon. Biology of Reproduction, 2018, 99(4), 695–706.
Iegorova, V., Psenicka, M., Saito, T. First evidence of viable progeny from three interspecific parents in sturgeon. Fish Physiology and Biochemistry, 2018. DOI 10.1007/s10695-018-0553-6.

Rýhování embrya jesetera malého (Acipenser ruthenus) ve stádiu od 2 do 256 buněk. Polyspermní embrya se začínají rýhovat atypicky se třemi (A) nebo šesti (B) blastomerami, zatímco kontrolní embrya začínají rýhování dvěma blastomerami (C).

Larva jesetera malého (A. ruthenus) z polyspermního (A) a normálního oplození (B).

Výsledky z průtokové cytometrie odhalují, že atypicky se rýhující polyspermní embryo jesetera malého (A. ruthenus) je haploidní/diploidní mozaika. (A) Kontrola – embryo ve stádiu kulení vykazující normální rýhování s jednou diploidní populací buněk. (B) Atypicky se rýhující polyspermní embryo ve stejném stádiu s jednou haploidní a jednou diploidní populací buněk. U tohoto embrya bylo větší zastoupení haploidních buněk oproti diploidním. (C) Atypicky se rýhující polyspermní embryo s větším zastoupením diploidních buněk.

Fotografie z této práce byla vybrána na titulní stranu čísla Biology of Reproduction.