Некоторые ящерицы, которые начинают развиваться как самцы, на самом деле, вылупляются самками, если яйцо нагревается достаточно сильно. Теперь ученые выяснили, почему это происходит. Оказалось, тепло запускает гены, которые переопределяют хромосомное определение пола.
В 1960-х французские ученые обнаружили, что рептилии в Сенегале вылупляются самками, если температура поднимается намного выше 30 °C. С тех пор исследователи замечали, что пол многих рептилий и некоторых рыб полностью зависит от температуры, которая была во время их эмбрионального развития.
У некоторых животных, таких бородатые агамы, пол зависит как от генетики, так и от температуры. У самцов есть две идентичные половые хромосомы ZZ, а у самок — ZW. Но мужские эмбрионы будут развиваться как женские, если яйцо достаточно теплое. Следовательно, самки способны развиваться одним из двух способов. Механизмы, лежащие в основе этого явления, ускользали от ученых более полувека.
Теперь, биологи из Университета Канберры в Австралии провели генетическое секвенирование невылупившихся бородатых агам, инкубированных либо при температуре 28 °C — достаточно холодной, чтобы эмбрионы ZZ вылуплялись самцами — , либо при 36 °C — достаточно теплой, чтобы эмбрионы ZZ вылуплялись самками. Подробности работы опубликованы в журнале PLOS Genetics.
Ученые заметили, что у яиц, развивавшихся при температуре 36 °C, гены эмбрионов ZW сильно отличались на основных стадиях полового развития от эмбрионов самок ZZ. У самок ZZ гены, которые «хотели» кодировать мужское развитие, принудительно отключались, а гены, отвечающие за женское развитие, включались. Так, исследователи обнаружили два набора генов, благодаря которым может вылупиться самка бородатой агамы.
Тем не менее два самца ZZ «сопротивлялись» изменению пола во время эксперимента. И хотя точные цифры пока недоступны, по оценкам, один процент эмбрионов ZZ вылуплялся самцами даже тогда, когда яйца инкубировались при температуре 36 °C.
«Половые хромосомы бородатой агамы развились сравнительно недавно — в эволюционном масштабе времени — по сравнению с половыми хромосомами человека, — отметила Сара Уайтли, руководитель работы. — Таким образом, изменение пола может быть пережитком температурной чувствительности».
Почему пол определяется температурой, остается неизвестным. Но большее соотношение самцов и самок при более высоких температурах может быть полезно для выживания вида, поскольку климат становится жарче. «То, что при высокой температуре вылупляется больше самок, полезно для выживания вида», — подытожила Уайтли.