Текст уведомления здесь

Биологи разобрались с меняющими свой пол рыбами

Исчезновение самцов из окружения заставляет самку перестроить яичники в яички всего за неделю

Группа ученых представила самое подробное описание превращения самок тропических рыб в самцов. Превращение, которое изучали биологи, занимает чуть больше недели, и понимание его механизма важно как по фундаментальным, так и по прикладным причинам.
Добавить в закладки
Комментарии

Пол — биологическая концепция, связанная с половым размножением и с разделением всех клеток на две большие категории: составляющие большую часть тела соматические клетки и гаметы, которые используются для того, чтобы за счет их слияния получить новый организм с уникальным набором генетического материала. Гаметы у большинства видов бывают двух типов — «мужские» и «женские», однако перенос человеческих социальных категорий (т.е. отождествление пола и гендера) даже на животный мир, не говоря уж о растениях и грибах, плохая идея. Биологам известны организмы, у которых деление на мужских и женских особей не имеет ничего общего с ситуацией у людей (скажем, у ящериц Aspidoscelis neomexicanu вообще нет самцов), и одним из ярких исключений является тропические рыбы Thalassoma bifasciatum, талассома синеголовая.

Этот вид проходит в своем развитии две стадии, и переход от ювенальной (молодой) к зрелой форме часто сопровождается тем, что самки становятся самцами: их организм перестраивается так, что начинает производить мужские половые клетки и претерпевает ряд иных изменений. Причем, что самое интересное, смена пола у талассом необратима, может происходить только у самок (в самцов) и происходит не случайно, а в ответ на сильное сокращение численности самцов. Предыдущие наблюдения зоологов показали, что если удалить из популяции зрелых самцов талассомы, то буквально через несколько дней часть бывших самок меняет окраску, а на восьмой день начинает производить сперму вместо яйцеклеток. Такая способность не уникальна для талассом: ученым известны «меняющие пол» рыбы в 27 разных семействах. Но именно Thalassoma bifasciatum умеет совершать переход очень быстро и под влиянием социального фактора. Понимание того, как именно это происходит, может пролить свет на фундаментальные механизмы определения пола и на само понятие «пола» применительно к организму в целом.

В журнале Science Advances группа исследователей из Новой Зеландии описала ряд ранее неизвестных молекулярно-биологических механизмов подобного быстрого перехода. Исследователи подтвердили то, что практически сразу после исчезновения крупных зрелых самцов в мозге самых крупных самок повышается уровень кортизола (гормона, который среди всего прочего является индикатором уровня стресса), а затем уровень женских половых гормонов начинает снижаться. Ученые также впервые провели полномасштабное изучение транскриптосома рыб в момент перехода: они проанализировали все синтезируемые в этот момент молекулы РНК и определили тем самым перечень активных генов. Активность гена по определению означает то, что на матрице ДНК в этом участке синтезируется молекула РНК, а транскриптосомом называют (по аналогии с геномом, множеством всех генов организма) множество всех синтезируемых РНК. А науку о том, как гены включаются и выключаются, называют эпигенетикой.

Читайте также: Стресс от бабушки, супермышцы и запасные органы. Что такое эпигенетика и как она работает

Эпигенетический подход позволил ученым узнать, что у талассом сначала выключаются связанные с развитием яичников гены, а потом запускается процесс формирования клеток тестикул. Это наблюдение показывает, что по меньшей мере у рыб даже зрелые органы могут быть радикально перестроены за сравнительно короткое время без изменения структуры ДНК как таковой. Меняется не последовательность нуклеотидов, а паттерн экспрессии, перечень активных и неактивных генов. Возможно, дальнейшие работы в этом направлении подскажут способ менять схожим образом органы других видов, тем более что еще десять лет назад, в 2009 году, другой научный коллектив показал возможность перестройки яичников взрослых мышей в тестикулы путем отключения всего одного гена — FOXL2. Правда, именно этот ген играет также важную роль в целом ряде других нормальных и патологических процессов, поэтому называть его «геном формирования яичников» не совсем корректно. Новое исследование выводит ученых с уровня отдельных генов на уровень сложных связей между множеством транскрипционных факторов  молекул, управляющих экспрессией генов и в конечном итоге — разными биологическими процессами.

Добавить в закладки
Комментарии
Вам понравилась публикация?
Расскажите, что вы думаете, и мы подберем подходящие материалы