Эмбрионы черепах могут выбирать свой пол — новое исследование
Большинство животных рождаются либо самцами, либо самками и остаются таковыми всю жизнь. Однако даже в этих случаях существуют сложные компромиссы, определяющие развитие пола.
Раньше считалось, что выбор пола определяется либо генами (как у млекопитающих с X и Y хромосомами), либо факторами среды (как у черепах, где пол зависит от температуры инкубации яйца). Новое исследование показывает, что всё сложнее: вопреки ожиданиям, эмбрионы черепах могут контролировать своё развитие и самостоятельно «выбирать», стать ли самцом или самкой.
Почему важен соотношение полов
Цель естественного отбора — обеспечить максимальный репродуктивный успех потомства в будущих поколениях. Согласно «Фишеровскому» соотношению полов, это приводит к стабильному соотношению самцов и самок 1:1.
Однако репродуктивный успех может различаться. Например, у морских слонов один самец может иметь гарем из 100 самок и 100 детёнышей в год, в то время как 99 других самцов не оставят потомства. Большинство же самок рожают по одному детёнышу.
С эволюционной точки зрения:
- Рождение дочерей — как инвестиции в надёжные активы: низкая, но гарантированная отдача.
- Рождение сыновей — как лотерея: чаще всего нет выигрыша, но небольшой процент получит «джекпот».
Если родители могут предсказать вероятный репродуктивный успех потомства, у них появляется стимул сместить соотношение полов от 1:1. Например, самка в плохой физической форме может «перестраховаться», произведя больше дочерей. Здоровая же самка может «стремиться к большему», произведя больше сыновей.
Эта теория, впервые предложенная Бобом Трайверсом и Дэном Уиллардом в 1973 году, подтверждена для некоторых видов насекомых, птиц и млекопитающих. Однако надёжные доказательства адаптивного смещения соотношения полов для большинства видов установить сложно из-за множества мешающих факторов.
Эмбрион решает сам
Учёные долго полагали, что эмбрион — пассивный участник этого процесса, а все решения принимаются родительской стороной. Новая работа команды из Института зоологии Китайской академии наук впервые показывает, что эмбрион имеет определённую степень контроля над своей судьбой.
Исследование проводилось на пресноводных трёхкилевых черепахах (Mauremys reevesii), у которых пол определяется температурой инкубации:
- Прохладные температуры → развитие самцов.
- Тёплые температуры → развитие самок.
Учёные обнаружили, что:
- Каждое отдельное яйцо не имеет единой фиксированной температуры — в нём могут быть более тёплые и более прохладные зоны.
- В экспериментах, имитирующих разные условия, эмбрионы предпочтительно располагались на более тёплом конце яйца в прохладных условиях и на более прохладном конце — в тёплых условиях. Это смещало соотношение полов обратно к фишеровскому соотношению 1:1.
- Введение в яйца препарата, блокирующего температурные сенсоры эмбриона, нарушало этот процесс и приводило к всё более skewed (перекошенным) соотношениям полов.
Многое ещё предстоит выяснить, в частности, в какой степени эмбрионы выбирают именно пол, а не предпочтительную температуру по другим, не связанным с определением пола причинам. Было бы полезно исследовать, соответствует ли поведение эмбриона теории Трайверса-Уилларда: приводит ли повышенная жизнеспособность эмбриона к увеличению числа самцов.
Однако уже ясно, что то, как, когда и почему животные развиваются как самцы или самки, гораздо сложнее, чем мы когда-либо imagined (представляли).