A jeśli temperatura determinowałaby płeć dziecka?

Płeć ludzi jest w dużej mierze kontrolowana przez chromosomy płciowe X i Y. Jednak u wielu gadów i ryb na płeć wpływa raczej to, jak ciepłe lub chłodne są jaja przed wykluciem. Jak mogłoby wyglądać życie ludzi, gdyby płeć był również zależna od temperatury?

Fakt, że można było kontrolować płeć zwierząt za pomocą ciepła lub zimna, po raz pierwszy odkryła u jaszczurki agamy czerwonogłowej [Agama agama] w 1966 roku francuska zoolog Madeline Charnier na Uniwersytecie w Dakarze w Senegalu. Odkryła, że młode z jaj inkubowanych w niższych temperaturach były samicami, podczas gdy te, które rozwijały się w wyższych temperaturach, były samcami.

Od tego czasu naukowcy odkryli inne wzorce determinacji płci w zależności od temperatury. Na przykład w przypadku żółwia jadalnego (Green sea turtle) samice rodzą się, jeśli są inkubowane powyżej określonej temperatury, a samce, jeśli są poniżej określonej temperatury, a jeśli temperatury w gniazdach wahają się między tymi ekstremami, według badania z 2020 r. obserwuje się mieszankę samców i samic – odkrycie opublikowano w czasopiśmie Bionatura. W przypadku aligatora amerykańskiego (American alligator), samice rozwijają się z ekstremalnych temperatur (gorąca i zimno), a samce w temperaturach pośrednich.

Według biolog organizmów Karli Moeller z Arizona State University, temperatura kontroluje determinację płci u wszystkich krokodyli, większości żółwi, wielu ryb i niektórych jaszczurek. W określonym oknie czasowym, podczas rozwoju embrionalnego tych zwierząt, ciepło lub zimno może wpływać na produkcję hormonów płciowych, które z kolei mogą wpłynąć na los młodego osobnika.

Moeller zauważyła, że jedną z przyczyn determinacji płci zależnej od temperatury jest enzym znany jako aromataza, który może przekształcić męskie hormony płciowe w żeńskie hormony płciowe. U zwierząt, takich jak żółw czerwonolicy, ciepło na określonym etapie rozwoju może zwiększyć poziom tego enzymu, prowadząc do większej liczby samic.

Ewolucyjne tajemnice

Nie jest pewne, dlaczego te zwierzęta praktykują determinację płci zależną od temperatury, chociaż istnieje ogromna liczba teorii, powiedziała Jennifer Graves, genetyk z Uniwersytetu La Trobe w Melbourne w Australii.

„Nasze najlepsze przypuszczenie jest takie, że determinacja płci zależna od temperatury powstała, ponieważ gady nie mają opieki rodzicielskiej, a jaja są w ścisłej interakcji ze środowiskiem” – powiedział Diego Cortez, biolog z Narodowego Autonomicznego Uniwersytetu Meksyku. „Wiemy również, że podwyższone temperatury inkubacji przyspieszają rozwój zarodków. Tak więc płeć związana z wyższymi temperaturami inkubacji wykluje się wcześniej”.

Ponieważ u gadów wylęganie się jest często związane z porą deszczową, kiedy kwitnie życie, każde młode, które pojawi się wcześnie, prawdopodobnie otrzyma więcej pożywienia, powiedział Cortez. „Przy większej ilości pożywienia będzie rosnąć szybciej i będzie miał większe szanse na przeżycie, dopóki nie osiągnie dojrzałości” – powiedział.

Zgodnie z tym pomysłem, znanym jako hipoteza przetrwania do dojrzałości, „jeśli z jakiegoś powodu lepiej jest, aby gatunek miał większe samice lub większe samce w wieku dojrzałym, wówczas płeć ta będzie związana z wysokimi temperaturami inkubacji, aby mogły się wykluć wcześniej w sezonie”- powiedział Cortez.

Inną możliwością jest to, że determinacja płci zależna od temperatury może dać matkom możliwość kontrolowania płci potomstwa. Naukowcy zasugerowali, że samice aligatorów mogą wybierać chłodniejsze gniazda, aby mieć więcej samic, więc gdy populacje są niskie, „samice mogą zakładać gniazda w pobliżu wody, dzięki czemu wykluje się więcej samic” – powiedziała Graves. W przeciwieństwie do tego, gdy populacje osiągną stabilny poziom, samice mogą wybierać cieplejsze gniazda, „więc jest o wiele więcej samców, co powoduje większą agresję i rywalizację samców”. Następne pokolenie samic będzie mogło wybierać spośród najlepszych samców – zasugerowała Graves.

Mało prawdopodobne u ludzi?

Wszystkie znane gatunki z determinacją płciową zależną od temperatury są zarówno jajorodne, czyli składające jaja, jak i zimnokrwiste, co oznacza, że ​​ich temperatura ciała zmienia się wraz z temperaturą otoczenia. Jednak ludzie tacy nie są…

W związku z tym „zależna od temperatury determinacja płci u ludzi jest mało prawdopodobna, ponieważ potrzebowałbyś co najmniej dwóch różnych temperatur ciała – jednej, która wyzwoliłaby rozwój kobiet, a drugiej, która wyzwoliłaby rozwój mężczyzn” – powiedział Cortez. „Ale ciało ludzkie ma zawsze 37 stopni Celsjusza (98,6 stopni Fahrenheita)”.

Mimo to, gdyby kobiety mogły w jakiś sposób doświadczyć różnych temperatur ciała, Cortez powiedział, że mógłby wyobrazić sobie sposób na uzależnienie od temperatury płci u ludzi. Zauważył, że niektóre białka, które pomagają regulować rytmy dobowe u ludzi – nasze wewnętrzne zegary – są również powiązane z zależną od temperatury determinacją płci u gadów. Białka te, znane jako kinazy CLK, znajdują się w całym organizmie i mogą wyczuwać bardzo małe wahania temperatury ciała.

„Nie byłoby niemożliwe pomyśleć, że jeśli kinazy CLK są zaangażowane w zależne od temperatury określanie płci u gadów, gdzie wyczuwają duże zmiany temperatury inkubacji – zwykle między 3 a 7 stopniami Celsjusza [5,4 do 12,6 stopnia F] – system można by dostosować do wykrywania mniejszych zmian temperatury, które hipotetycznie mogłyby być następnie powiązane z płcią embrionu”- powiedział Cortez.

Graves zasugerowała, że jedną z możliwości jest to, że zależna od temperatury determinacja płciowa istnieje u ludzi, ponieważ w jakiś sposób stajemy się zwierzętami zmiennocieplnym (Poikilotherm) – to znaczy niezdolnymi do kontrolowania temperatury ciała – podobnie jak golec piaskowy. Inną możliwością jest to, że zamiast “żywych narodzin” moglibyśmy w jakiś sposób składać jaja jak dziobak – dodała.

Kontrolowanie płci

Jak więc mogłaby wyglądać ludzkość, gdyby temperatura decydowała o płci naszego potomstwa? Graves powiedziała, że najważniejszą konsekwencją byłoby prawdopodobnie trywialne dla rodziców decydowanie o płci ich dzieci.

Jednym z dużych zagrożeń jest możliwość poważnego zachwiania równowagi płci w społeczeństwie.

„Wielu ludzi lubi decydować o płci swoich dzieci” – powiedział Cortez. „Niestety, w wielu miejscach na tej planecie preferowaną płcią byliby mężczyźni. Tak więc, gdyby ludzie mogli decydować o płci swojego potomstwa przy użyciu nieskomplikowanej techniki, takiej jak zmiana temperatury ciała w określonym tygodniu ciąży, temperatura inkubacji trzeba zmieniać tylko w tygodniu, w którym płeć jest zdeterminowana – jestem przekonany, że stworzyłoby to wiele społeczeństw nastawionych na mężczyzn.”

To byłby problem.

„Wiemy, że nadmiar jednej określonej płci w populacjach dorosłych tworzy niezrównoważoną populację, która jest powiązana ze zwiększoną przemocą, większą liczbą konfliktów seksualnych, ponieważ dla jednej płci nie jest łatwo znaleźć partnera, jest mniej opieki rodzicielskiej i tak dalej” – dodał Cortez. . „Innymi słowy, mniej harmonijne społeczeństwo”.

Można sobie wyobrazić, że rządy mogłyby interweniować, aby upewnić się, że jedna płeć nie jest zbytnio faworyzowana. Jednak „moglibyśmy wtedy zacząć spekulować, co by się stało, gdyby wybór płci nie należał do rodziców – jakie siły mogłyby zainteresować państwo, aby kontrolować stosunek płci w taki czy inny sposób” – powiedziała Graves.

Źródła: Charles Q. Choi

Temperature-Dependent Sex Determination in Reptiles

The Impact of Temperature-Dependent Sex Determination on the Population Dynamics of Green Sea Turtles (Chelonia mydas)

Zdjęcia: Sam Diephuis via Getty Images

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