Există o explicație genetică pentru ce cuiburile mai calde transformă țestoasele femele

Temperaturile mai prăjite ale cuiburilor, mai degrabă decât cromozomii sexuali, transformă puii de țestoasă în femele. Acum, apare o explicație genetică a modului în care temperatura determină sexul broaștelor țestoase: oamenii de știință au identificat o genă sensibilă la temperatură care stabilește embrionii de țestoasă pe calea de a deveni fie bărbat, fie femeie. Când cercetătorii au selectat acea genă la începutul dezvoltării, embrionii de țestoasă care incubau în climele mai reci, care ar da în mod normal masculi, s-au dovedit a fi femele, raportează cercetătorii în 11 mai. Ştiinţă.

Oamenii de știință s-au chinuit încă din anii 1960 să explice modul în care un indicator de temperatură poate comuta sexul pentru țestoase și alte reptile (SN Online: 1/8/18). Acest lucru se datorează parțial pentru că tehnicile de manipulare a genelor care sunt bine stabilite la șoareci nu funcționează la reptile, spune coautorul studiului Blanche Capel, un biolog de dezvoltare la Duke University School of Medicine. Studiile anterioare au arătat anumite gene, inclusiv una numită Kdm6b, comportându-se diferit la țestoasele masculi și femele în curs de dezvoltare. Dar până de curând, nimeni nu a fost capabil să modifice acele gene pentru a testa direct care dintre ele controlează sexul.

„Aceasta este prima aventură pe această cale”, spune Clare Holleley, genetician evoluționist la Australian National Wildlife Collection din Canberra, care nu a făcut parte din studiu. „Este într-adevăr o adevărată descoperire.”

În noul studiu, laboratorul lui Capel a colaborat cu un grup de cercetători chinezi condus de Chutian Ge de la Universitatea Zhejiang Wanli din Ningbo. Echipa lui Ge a dezvoltat recent o modalitate de a reduce activitatea anumitor gene reptiliene prin injectarea de viruși care poartă fragmente de ARN artificial în ouă în curs de dezvoltare.

Cercetătorii au folosit tehnica pentru a slăbi efectele Kdm6b gena în embrionii țestoaselor cu urechi roșii (Trachemys scripta elegans) înainte de formarea gonadelor, apoi a urmărit dezvoltarea embrionilor la 26° Celsius.

„Spre bucuria mea, a dus la inversarea completă a sexului”, spune Capel. Această temperatură ar fi trebuit să producă toate țestoasele masculi. În schimb, în ​​două experimente separate efectuate cu diferiți viruși care reduc la tăcere genetică, 80 și 87% dintre embrionii supraviețuitori au devenit femei.

Totuși, ceva la fel de complex precum determinarea sexului nu se poate reduce la o singură genă. Kdm6b controlează o genă numită Dmrt1, despre care sa demonstrat deja că direcționează dezvoltarea masculină, a mai descoperit echipa lui Capel. Si in timp ce Kdm6b se comportă diferit pe măsură ce temperaturile cresc, nu arată același răspuns în toate țesuturile. Asta sugerează că gena nu simte direct temperatura, ci primește mesaje de la o genă superioară care reacționează direct la temperatură și direcționează Kdm6bComportamentul lui în diferite țesuturi, propun cercetătorii.

Dacă Kdm6b joacă același rol și la alte reptile rămâne de văzut. Un studiu din 2017 în Progresele științei Coautorul Holleley a descoperit că gena a influențat soarta sexuală a dragonilor cu barbă (SN Online: 14.06.17). Dar alte gene din aceeași familie, Jumonji genele, sunt, de asemenea, cunoscute că influențează dezvoltarea atât la reptile, cât și la mamifere. Și s-ar putea ca acele gene să nu funcționeze exact la fel la alte reptile.

„Există această diversitate uriașă de moduri de determinare a sexului la reptile”, spune Holleley. Chiar dacă Kdm6b este o schimbare importantă la alte reptile, „genele care Jumonji genele care se activează vor fi probabil diferite în fiecare reptilă.”

Există și alte riduri. „Este o descoperire cu adevărat interesantă, dar trebuie să ne amintim că totul într-un laborator este controlat”, spune Itzel Sifuentes-Romero de la Universitatea Florida Atlantic din Boca Raton. Ouăle de țestoasă sălbatică sunt supuse fluctuațiilor de temperatură și umiditate pe măsură ce incubează, spune ea, ceea ce înseamnă că semnalele pe care le primesc genele sensibile la temperatură sunt mult mai confuze.