Большинству людей кажется нормальным положением дел, что пол живых существ устанавливается ещё до рождения и остаётся неизменным в течение жизни. Хотя в живой природе встречается немало удивительных примеров обратного.
Так, существует множество видов рыб, способных менять пол в зрелом возрасте. Как и почему это происходит, до недавнего времени оставалось загадкой, которую, похоже, удалось разгадать международной команде учёных под руководством профессора Дженнифер Грейвс (Jennifer Graves) из Университета Ла Троба в Австралии.
Исследователей заинтересовал один из видов таких "переменчивых" рыб – синеголовые талассомы (Thalassoma bifasciatum). Эти обитатели Карибского моря в большом количестве населяют местные рифы.
"Я много лет изучаю синеголовых талассом, потому что они способны быстро менять пол. Как происходит это захватывающее превращение, на протяжении десятилетий оставалось тайной. Поскольку гены рыб остаются неизменными, выходит, что должны существовать какие-то внешние сигналы, которые "включают" и "выключают" эти гены", – объясняет профессор Грейвс в пресс-релизе университета.
Синеголовые талассомы живут довольно большими группами. Доминирующий самец отличается ярко-синей окраской головы. Его основная задача – защищать гарем из жёлтых самок.
Если по каким-то причинам группа лишается доминирующего самца, то им становится самая крупная самка такой семьи. Понимая, что вожак исчез, она испытывает стресс. У рыбы повышается уровень гормона кортизола, и в её организме начинают происходить поразительные перемены.
В считанные минуты она изменяет своё поведение, а в течение всего нескольких часов – окраску. Потрясающая перестройка происходит и во внутренних органах бывшей самки: её яичник становится яичком, которое буквально через несколько дней начинает вырабатывать сперматозоиды.
Поразительно, что полное преобразование происходит очень быстро, всего за 10 дней.
Понятно, почему учёные остановили свой выбор именно на этих необычных рыбах. С помощью высокопроизводительного метода РНК-секвенирования, а также анализа эпигенетических процессов исследователи обнаружили, когда и как определенные гены "выключаются" и "включаются" в мозге и половых железах рыб. Именно это переключение и определяет смену пола.
Вкратце напомним, что эпигенетическими называют изменения в работе генов, которые вызваны внешними факторами и не затрагивают саму структуру ДНК (и, условно, строение самих генов). Например, химическая модификация "вспомогательных" белков ДНК, – гистонов,– это классический пример эпигенетических изменений.
В процессе работы эксперты обнаружили, что смена пола у синеголовых талассом сопровождается полной генетической перестройкой половых органов. Оказалось, гены яичника сначала полностью "отключаются", а затем "включается" новая генетическая программа, "запускающая" формирование и развитие у бывшей самки яичка.
Химические маркеры ДНК (те самые эпигенетические изменения) контролируют работу генов и помогают клеткам "запомнить" их специфическую функцию в организме. Учёные обнаружили, что смена пола вызвана, в том числе, глубокими изменениями этих химических маркеров.
По словам Дженнифер Грейвс, исследование синеголовых талассом связано с прежними работами в этой области, проведёнными австралийскими специалистами ранее.
Тогда они выяснили, что у ящериц рода Pogona пол меняется из-за температуры среды. Она "выключает" гены в мужских половых хромосомах эмбрионов. Таким образом будущие самцы становятся самками.
"Смена пола у ящериц и синеголовых талассом вызвана одними и теми же генами. Поэтому я думаю, что мы обнаружили древнюю систему контроля активности генов, реагирующую на изменение условий окружающей среды", – считает профессор Грейвс.
Учёные уверены, что проделанная ими работа в дальнейшем поможет лучше понять, как в процессе развития животных и человека "выключаются" и "включаются" различные гены. Кроме того, теперь экспертам станет известно больше о влиянии окружающей среды на работу генов.
Научная статья международной группы учёных опубликована в издании Science Advances в открытом доступе.
Мнение администрации сайта и Ваше мнение, может частично или полностью не совпадать с мнениями авторов публикаций. Администрация не несет ответственности за достоверность и содержание материалов,которые добавляются пользователями в ленту новостей.
