Известни са повече от 500 вида риби, които сменят пола си, но генетичните и метаболитни процеси, които водят до това, са слабо изучени. Сега ново изследване, публикувано в Science Advances, разкрива причините за промяната на рибите от женски в мъжки и то в детайли.
Мъжките риби Thalassoma bifasciatum, вид бодлоперка, имат харем от женски.
"Когато доминантният мъжки изчезне, най-голямата женска се превръща в плодовит мъжки само за 10 дни. Тази трансформация започва за минути като първо се променя цвета и се проявяват някои мъжки поведения. Яйчниците започват да регресират и на тяхно място се появяват напълно функционални тестиси", разказва д-р Ерика Тод (Dr Erica Todd) от Университета в Отаго, Нова Зеландия.
Превръщането в единствен мъжки е такова еволюционно предимство, че женските със среден размер понякога отиват в друг харем, така че да се приближат по-напред по реда.
В своята публикация Тод и съавторите й измерват химичните маркери на ДНК, които контролират кои гени се включват и изключват по време на смяната на пола на рибите Thalassoma bifasciatum.
"Нашето изследване показва, че промяната на пола включва пълно генетично презаписване на половите жлези. Откриваме, че гените, необходими за поддръжката на яйчника първо се изключват, а след това се включва нов генетичен път, по който се формират тестиси", разказва Тод.
Схема на промяната на пола при Thalassoma bifasciatum, обобщаваща промените във външното оцветяване, нивата на стероидите в серума и хистологията на половите жлези с времето. В първите часове след премахването на мъжките, най-голямата женска проявява агресивно и ухажващо поведение и започва да развива по-тъмно оцветяване, но все още има функциониращи яйчници (фаза 1). Променящите се женски стават доминантни след 1 до 2 дни, след което нивата на серумните естрогени (17β-естрадиол (E2)) спадат и започва атрезия (затваряне) на яйчниците (фаза 2). Атрезията напредва до 3-4 дни (фаза 3). Тестикулярна тъкан се появява към 4-5 ден, а серумният 11-кетотестостерон (11 - КТ) започва да се повишава (фаза 4) преди да започне сперматогенеза в дни 6-7 (фаза 5). След 8-10 дни променящата се риба произвежда зрели сперматозоиди и успешно се възпроизвежда с женски (фаза 6). Пълно оцветяване на мъжки Thalassoma bifasciatum се развива след около 20 дни. Кредит: J. Godwin, North Carolina State University (изображения на риби); H. Liu, University of Otago (хистологични изображения).
Всичко започва със супресията на гена за ензима ароматаза (или естроген синтетаза), който отключва каскада от отговори. Според Тод за пръв път се наблюдават такива генни експресии и епигенетични промени по време на промяната. Общите промени в експресиите на гените са наблюдавани и преди при видове като Amphiprion ocellaris (риба клоун), които се променят в обратната посока - от мъжки в женски.
Тод добавя: "Много гени, отговорни за сексуалното развитие при рибите са важни и при хората, така че разбирането за смяната на пола при рибите може да ни покаже как еволюират тези комплексни мрежи и как поддържат развитието на други животни".
Съавторът професор Джени Грейвс (Jenny Graves), носител на най-престижната научна награда в Австралия за 2017 г., отбелязва общите черти с гените, които контролират промяната на пола, зависима от температурата при някои гущери.
Някои видове, които сменят пола си, включително Lates calcarifer (барамунди) и някои плоски риби, се отглеждат индустриално и според Тод, фермерите "искат да могат да контролират рибите за разплод", нещо, за което нейното изследване би помогнало.
Има още много въпроси, които остават без отговор, като например защо полът на рибите е толкова променлив, че възможността да се сменя в зрелия индивид еволюира независимо много пъти. Предположението на Тод е, че рибите имат много по-опростена външна репродуктивна система от бозайниците, така че са необходими по-малко реорганизации. Въпреки това все пак много процеси се случват в тялото, включително дегенерацията на здрави яйчници, заместени от тестиси и Тод признава, че все още не е ясно защо рибите го правят толкова лесно.
Все още не е ясно как премахването на доминантния мъжки отключва този процес при Thalassoma bifasciatum, нито защо само най-голямата риба в харема претърпява промяна.
Източник: IFLScience - The Secrets Of Fishes' Sex Changes Revealed
Коментари
Моля, регистрирайте се от TУК!
Ако вече имате регистрация, натиснете ТУК!
Няма коментари към тази новина !
Последни коментари