Австралійські вчені вивчили зміну статі у бородатих агам - ящірок австралійських напівпустель. На відміну від інших рептилій, у бородатих агам стать визначається як набором генів, так і температурою навколишнього середовища. Вчені вважають, що подібні форми демонструють перехід від негенетичного до генетичного визначення статі у тварин.
У природі є широкий вибір способів вирощування самців і самок, тобто формування статі у тварин. Ми добре засвоїли, що у людини жіноча стать визначається двома однаковими статевими хромосомами ХХ, а чоловіча - двома різними ХY, точно так само, як і у всіх інших ссавців. Зате у птахів все навпаки: самці мають однакові статеві хромосоми - ZZ, а самки - дві різні ZW. У амфібій і рептилій у визначенні статі намішано всього потрошку. Є види (наприклад, всі види змій) з гомогаметними самцями і гетерогаметними самками, а ось деякі черепахи (хрестогруда черепаха Staurotypus salvinii і чорна прісноводна черепаха Siebenrockiella crassicollis), навпаки, мають гетерогаметних самців і гомогаметних самок. Крокодили не мають ніяких статевих хромосом, і стать у них визначається температурою в кладці яєць. Якщо температура підвищена, то самці не розвиваються зовсім, в яйцях формуються тільки самки. Температурою середовища визначається стать і у багатьох черепах, але черепахи до того ж можуть змінювати стать вже в дорослому стані, і від чого це залежить - невідомо.
Вважалося, що у тих рептилій, у яких є статеві хромосоми, детермінація статі не залежить від температури, а температура починає відігравати головну роль тільки у тих, хто статевих хромосом не має. Австралійські дослідники з Інституту прикладної екології та Дослідницької школи біології при Австралійському національному університеті в Канберрі тим не менше знайшли таку тварину, в якої є і статеві хромосоми, і температурна регуляція зовнішніх ознак статі. Це бородата Агама (Pogona vitticeps), що живе в сухих рідколіссях і кам'янистих напівпустелях Австралії. Назву свою вона отримала через темну лускату облямівку на шиї та щоках. Коли самці агресивно налаштовані або збираються позалицятися до самки, то вони роздувають горло, луска стає сторч і зафарбовується в темний, іноді майже чорний колір. Виходить своєрідна темна борода. Самки менші від самців, хвіст у них коротший, вони не настільки агресивні і чорна борода в них менша.
Було відомо, що стать у агам визначається хромосомами: ZW у самок і ZZ у самців. Але виявилося, що якщо при інкубації яєць температура перевищувала 32° C, то з яєць чомусь вилуплюються майже виключно самки (в досліді, проведеному дослідниками, з 35 яєць вивелося 2 самця і 33 самки). Куди поділися самці? Знижена виживаність чоловічих ембріонів, як це іноді буває у тварин? Ні, смертність ембріонів була не така висока. Може, в цій експериментальній кладці випадково виявилося таке різко нерівне співвідношення самців і самок? Теж ні.
Учені перевірили, чи є в серед особин, що вилупилися, специфічний ДНК-маркер, який показує наявність «жіночої» хромосоми W у новонароджених агам. З 33 самок він визначився тільки у 17. Це означає, що решта 16 самок були генетичними самцями, тобто несли чоловічий набір хромосом. Якщо ж яйця агам утримували при температурі 22-32° C, то число самців і самок було приблизно однаковим, і всі вони мали нормальний хромосомний портрет. Так що у бородатих агам, яким би не був генотип, при підвищеній температурі формуються самки. Як таке може відбуватися?
Учені припустили, що чоловіча стать формується у агам при надлишку якогось статевого фактора, що кодується хромосомою Z. Якщо Z-хромосом дві, то цього чинника багато, якщо хромосома одна, то концентрація статевого чинника знижується і формуються самки. Коли підвищується температура, то експресія потрібного гена або активність самого фактора може знижуватися, в результаті виходять самки. W-хромосома в цьому випадку взагалі не грає ніякої ролі у визначенні статі.
Досі різні способи детермінації статі у тварин представлялися дискретними (або система XY, або ZW, або температурна детермінація). Очевидно, що в ході еволюції переходи від одного способу до іншого відбувалися багато разів. Як саме вони відбувалися - сальтаціонно, тобто стрибком, або через якісь перехідні стадії, досі неясно. Важливість цього відкриття в тому, що воно показало принципову можливість існування проміжних, перехідних способів детермінації статі і, отже, можливість плавного переходу від одного способу до іншого.
За матеріалами sciencemag.org.
