Samicą kretów wyrastają jądra by walczyć

Jeśli jakieś zwierzę rozumie okropności wojny w okopach, musi to być kret. W obliczu wroga nie ma czasu na uprzejmości. Nie ma gdzie się ukryć. Liczy się tylko agresja.

Aby pomóc im walczyć w tym brutalnym świecie, ewolucja zapewniła samicy hojną dawkę “roid rage [nagła psychotyczna reakcja obserwowana u osób nadużywajacych anabolicznych sterydów (typowe dla kulturystów)]”, przyczepiając kilka jąder do jej jajników – w wyniku czego powstał wyjątkowy kawałek anatomii zwany ovotestis.

Teraz naukowcy lepiej rozumieją, jak doszło do tej fascynującej zmiany biologicznej.

„Rozwój płciowy ssaków jest złożony, chociaż mamy dość dobre pojęcie o tym, jak przebiega ten proces” – mówi genetyk Darío Lupiáñez z Instytutu Genetyki Molekularnej im. Maxa Plancka.

„W pewnym momencie rozwój seksualny zwykle postępuje w tym czy innym kierunku, u mężczyzn lub kobiet. Chcieliśmy wiedzieć, jak ewolucja moduluje tę sekwencję zdarzeń rozwojowych, umożliwiając cechy interseksualne, które widzimy u kretów”.

Podobnie jak bardziej typowy jajnik ssaka, jajniki odżywiają i uwalniają komórki jajowe do zapłodnienia. Zdarza się, że z jednej strony przyklejony jest guzek tkanki jąder. Chociaż nie jest w stanie wytwarzać plemników, ma tak zwane komórki Leydiga do produkcji męskiej porcji androgenów lub męskich hormonów płciowych.

Zwykle rozwój tkanki jąder u ssaków zależy od obecności genu na chromosomie Y, który przyspiesza produkcję testosteronu na wczesnym etapie rozwoju. Brak chromosomu Y znacznie utrudnia embrionowi rozpoczęcie łańcucha zdarzeń, w których powstają jądra. Tak więc, jak to się dzieje u samic kretów, które mają dwa chromosomy X zamiast X i Y, od dawna pozostaje tajemnicą. Dogłębna analiza ich genomów ujawnia teraz, jak doszło do tego dziwactwa natury.

„Postawiliśmy hipotezę, że u kretów zachodzą nie tylko zmiany w samych genach, ale szczególnie w regionach regulatorowych należących do tych genów” – mówi genetyk Stefan Mundlos z Instytutu Genetyki Molekularnej im. Maxa Plancka.

Aby to przetestować, Mundlos i jego koledzy zrobili wszystko, aby zmapować przebudowę chromosomów kreta iberyjskiego (Talpa occidentalis), który został poddany modyfikacji jajników w “fabryce” testosteronu. Mówimy nie tylko o mapowaniu aktywności genów w różnych regionach ich narządów płciowych, ale o zapisie epigenetycznych zmian w ich DNA i badaniu zbiorów danych opisujących zmiany strukturalne całych chromosomów kretów. Porównali swoje wyniki z genomami innych zwierząt, a także specyficznymi zmianami genetycznymi stwierdzonymi u gwiazdonosa amerykańskiego (Star-nosed mole / Condylura cristata); kolejnego stworzenie z ovotestes.

Rezultatem jest lepsze zrozumienie, w jaki sposób genom kreta był przetasowany w czasie, aby dostarczyć idealnie dopasowaną dawkę regulacyjnych czynników wzrostu. Odkryto, że strefa zaangażowana w rozwój jąder jest odwrócona, dodając dodatkowy kod do strefy, który aktywuje gen projądrowego czynnika wzrostu FGF9. Znaleźli również dwie dodatkowe kopie genu kontrolującego syntezę androgenów.

„Potrojenie dołącza do genu dodatkowe sekwencje regulacyjne – co ostatecznie prowadzi do zwiększonej produkcji męskich hormonów płciowych w jajnikach żeńskich kretów, zwłaszcza testosteronu” – mówi naczelna autorka, Francisca Martinez Real z Instytutu Genetyki Medycznej i Genetyki Człowieka w Niemczech.

Testowanie tych zmian na myszach transgenicznych zaowocowało samicami z podobnymi ilościami androgenów jak samce, co potwierdza hipotezę naukowców, że zmiany genomiczne na dużą skalę są odpowiedzialne za wyrzut testosteronu.

„Nasze odkrycia są dobrym przykładem tego, jak ważna dla ewolucji jest trójwymiarowa organizacja genomu” – mówi Lupiáñez. „Natura korzysta z istniejącego zestawu narzędzi genów rozwojowych i po prostu przestawia je w celu stworzenia cechy takiej jak interseksualność. W tym procesie nie ma to wpływu na inne układy narządów i rozwój”. Dla samicy ewolucja interseksualności była zwycięskim sposobem na przetrwanie.

 

Źródło: Mike McRae

The mole genome reveals regulatory rearrangements associated with adaptive intersexuality

Zdjęcia: Andreas Steidlinger via iStock/Getty Images Plus

Tematy:
Subscribe
Powiadom o
guest
0 komentarzy
Inline Feedbacks
View all comments
0
Would love your thoughts, please comment.x
()
x