Смена пола спасает самцов от деградации
Изучая систему определения пола у лягушек, биологи пришли к выводу, что существование сменивших пол самцов предохраняет «мужскую» Y-хромосому от потери информации. Поэтому у лягушек обе половые хромосомы содержат большое количество генов и близки к другим хромосомам, в отличие от человека, у которого Y-хромосома с течением времени сильно уменьшилась. Статья с результатами опубликована в журнале Molecular Biology And Evolution.
В природе существует несколько способов генетического определения пола, один из самых распространенных — XY-система. В этом случае женские организмы обладают двумя X-хромосомами, а мужские одной X и одной Y. В частности, по такому принципу устроено определение пола у большинства млекопитающих, в том числе у человека, и многих других животных. В процессе эволюции человеческая Y-хромосома потеряла большую часть генов, в то время как у некоторых других организмов она сохранила их.
Обычно считается, что причина деградации «мужской» хромосомы заключается в том, что рекомбинация (обмен генетическим материалом посредством разрыва и соединения разных ДНК) между X- и Y-хромосомами подавлена либо инверсиями (поворотами участков хромосом на 180°), либо присутствием негомологичных участков (содержащих разные гены). У лягушек, в том числе у травяной Rana temporaria, определение пола не задается однозначно генами — такие организмы могут сменить пол во взрослом состоянии, не меняя свой геном.
В новой работе биологов из Лозаннского университета предлагается новая теория, которая объясняет сохранение «мужской» хромосомы у лягушек. Ключевым компонентом этой идеи стало предположение о том, что XY-рекомбинация, в результате которой получается самка с мужским генами, возможна. Авторы изучили 314 особей, в том числе 54 самок, одна из которых обладала XY-набором.
Используя 16 генетических маркеров, ученые измерили количество событий рекомбинации, которой произошло у потомства данных индивидов. Оказалось, что частота таких случаев зависит от фенотипического пола, а не от генетического. В результате у самцов по-прежнему почти не происходит рекомбинации между половыми хромосомами, но у самок с таким же набором — происходит. Авторы делают вывод, что этот процесс ответственен за поддержание текущего состояния половых хромосом у этого вида лягушек и, возможно, у других видов со сменой пола.
ТОП 10 животных, которые могут менять свой пол
Привет, друзья! Можно написать очень много интересных фактов о животных, но сегодня меня заинтересовал вопрос, а есть ли в природе животные, меняющие пол? И действительно такие существуют.
Бородатый дракон
Стало известно, что эти ящерицы могут менять свой пол еще в зародыше. Если яйца подверглись воздействию температуры выше 31 °C, бородатые драконы мужского пола изменят его на женский.
Хотя ящерица генетически останется самцом, произойдут изменения в его половых железах, а также в его структуре и типичной модели поведения. Ученые из Канберры проводившие исследования утверждают, что бывшие самцы откладывают больше яиц, чем обычная самка.
Исследователи продолжают утверждать, что это «явление естественного происхождения», и оно действительно может быть вызвано изменением климата.
«Ранее мы смогли продемонстрировать в лаборатории, что при воздействии экстремальных температур генетически мужские драконы превращаются в самок», — говорит ведущий автор доктор Клэр Холли.
Кроме того, исследователи надеются, что поведение драконов по смене полов может помочь информировать, как царство животных отреагирует на изменение климата.
Рыба-клоун
У этой рыбки все достаточно сложно, а именно абсолютно все рыбы-клоуны на свет появляются мужчинами и только потом некоторые из них превращаются в женщин.
Все дело в том, что у их вида самка и крупнее, и главнее, чем самец, поэтому только самые сильные животные могут поменять пол. Женщины являются главами стаи и если с ней что-то случается, то следующий самый сильный самец меняет пол и становится заместителем.
Банановый слизень
Еще один известный гермафродит, который получил свое название неслучайно. Этот слизняк ярко-оранжевого цвета и пройти мимо него, не заметив будет сложно. Эти животные могут даже сами себя оплодотворить, но какой в этом интерес без партнера?
А еще природа то ли в шутку, то ли неслучайно, но расположила их репродуктивные органы на голове. Они сплетаются на 12 часов и оплодотворяют друг друга.
Нередки случаи, когда после спаривания мужские гениталии откусывает партнер и тогда второму больше ничего не остается, как до конца жизни быть самкой, потому что половой орган у них не отрастает.
Морская туфелька (Crepidula fornicata)
Это морская улитка, у которой смена пола происходит в зависимости от размера животного. Эти моллюски рождаются мужчинами, но в определенном размере они становятся самками.
Это означает, что индивидуум базы — женщина, а мужчины выше. Таким образом, когда она умирает, более крупный мужчина становится ее заменой. Его естественной территорией распространения является Северная Америка, но сейчас этот вид распространился по большую часть Европы.
Кстати, из них еще очень часто готовят самые разные блюда, а на Гавайях они вообще считаются деликатесом.
Каракатица
Это удивительное животное, которое не только известно из-за своих чернил, но еще выделяется острым умом и неизменной находчивостью.
Исследователи из Университета Маккуори выяснили, что для того, чтобы избегать конфликтов между самцами во время «охоты на женщин» один из самцов может проявить смекалку и сам притвориться девушкой.
Как это происходит? Будучи расположенным между соперником-самцом и потенциальной самкой, самец каракатицы может казаться самкой на той стороне, которую видит соперник, и в то же время появляется в своей истинной мужской форме, чтобы заманить самку. Соперник-мужчина просто видит двух женщин и не знает, что происходит прямо перед его носом.
Рыба-попугай
Очень яркая рыбка окраской действительно напоминающая попугая. В их случае практически всегда на свет появляются только девочки. Но у них есть одна особенность, если ей надоест таковой быть или в мужских особях станет очень большая потребность, то они запросто могут сменить пол. Самцы из них получаются более крупными и имеют очень яркую окраску.
Зеленая морская черепаха
Как и бородатые драконы, эмбрионы зеленых морских черепах чувствительны к температуре. Чем теплее песок, где откладываются яйца, тем больше рождается самок. Фактически, согласно новому исследованию, мальки морских черепах с пляжей возле Большого барьерного рифа в Австралии, где глобальное потепление особенно интенсивно, в настоящее время составляют 99,8% самок. На более прохладных пляжах к югу соотношение полов составляет 65 процентов среди женщин и 35 процентов среди мужчин.
Какое влияние может оказать этот драматический гендерный дисбаланс? Исследователи приходят к выводу, что самки могут искать партнеров в более прохладном климате, поэтому размножение продолжается. Однако, если слишком много самок вылупится и не сможет найти себе пару, популяция морских черепах может рухнуть.
Водная змея
Кому вообще нужны мужчины? Некоторые женщины-змеи, такие, как водяная змея с желтым животом (Nerodia erythrogaster), жившая в неволе, неожиданно родила 2 маленьких змеек, которые ко всему прочему были здоровы в 2014 году.
Такое явление известно, как партеногенез или непорочное зачатие, и оно видимо развилось в качестве крайней меры, когда мужчин не найти, а размножаться необходимо. Это конечно не совсем относится к теме, но меня очень удивило, что такое вообще возможно.
Как именно это работает на клеточном уровне, все еще остается загадкой, но ученые считают, что при определенных условиях одна из яйцеклеток может вести себя как сперма. Больше случаев партеногенеза было описано у других видов, таких как акулы и амфибии, но до сих пор у млекопитающих об этом никогда не сообщалось.
Лягушки
Исследователи наблюдали, как лягушки спонтанно меняют пол в лаборатории. Теперь они тоже наблюдают в дикой природе, и это не естественный процесс.
Он наносит ущерб половому развитию лягушки, подавляя выработку тестостерона (мужской половой гормон) и повышая уровень женского полового гормона эстрогена. Не хорошие новости для популяций амфибий, которые уже сокращаются из-за изменения климата, потери среды обитания и инвазивных видов.
Бабочки
У некоторых бабочек гендерный раскол виден по всему телу. Да, они буквально отображают как женские, так и мужские цвета, и характерные черты поведения.
Это редкое заболевание двойного пола называется гинандроморфизмом, который возникает в результате генетической ошибки во время раннего деления клеток, которая может привести к тому, что мужские и женские черты характера будут случайным образом распределены по всему телу или двустороннее с одной стороны мужчиной, а другой — одинаково женщиной.
Гинандроморфизм встречается у ракообразных, насекомых, птиц и, возможно, наиболее эффектно у бабочек, как у обычной синей бабочки на картинке. У его «мужской» стороны есть синие крылья мужчины с черно-коричневой границей вдоль внешнего края, и его «женская» сторона показывает коричневые крылья женщины с оранжевыми пятнами.
6 животных, которые меняют свой пол
В природе случаются ситуации, когда выгодно сменить пол. Мы расскажем про самые интересные случаи.
Животный мир столь удивителен и многообразен, что, как бы ни была богата наша фантазия, она всегда будет меркнуть перед действительностью. Поэтому вряд ли может показаться странным существование животных, которые меняют свой пол. Одни делают это понарошку, становясь лишь внешнее похожими на представителей противоположного пола. Другие подходят к вопросу серьезно и по-настоящему превращаются из самца в самку или наоборот. Таких животных в научном мире называют последовательными гермафродитами.
Каракатицы
Эти удивительные моллюски известны человеку с давних времен. Более того, без их скромной помощи было бы невозможно развитие искусства и науки, ведь долгое время люди писали чернилами каракатиц. Художникам и фотографам известна сепия — краска коричневого цвета, которую в прошлом также добывали из секрета чернильной железы каракатицы. Свое название она получила от латинского имени моллюска — Sepia.
Каракатицы славятся своей уникальной способностью маскироваться, практически мгновенно меняя окраску. Интересно, что самцы каракатиц используют эту способность в борьбе за самку. В процессе ухаживания самец окрашивает половину своего тела в цвет находящейся рядом самки, тогда как другая половина остается в мужском костюмчике. При этом свое истинное обличье он демонстрирует избраннице, тогда как потенциальный соперник видит перед собой «самку». Благодаря этому у хитреца существенно повышаются шансы на счастливый брачный союз.
Подвязочные змеи
Эти родственники наших обыкновенных ужей обитают в Северной Америке, от Канады до Мексики. У подвязочных змей время любви наступает сразу после окончания зимней спячки. Едва очнувшиеся после глубокого сна самцы ищут самок, образуя вокруг них «брачные клубки». При этом некоторые самцы подвязочных змей начинают имитировать запах самок.
Зачем они это делают, долгое время оставалось загадкой. Первоначально предполагалось, что ароматная вуаль дает самцам некие преимущества в борьбе за внимание прекрасного пола. И лишь недавно ученые установили, что в таком поведении нет ничего романтического. После спячки змеям требуется время, чтобы отогреться и прийти в себя. В это время они медлительны, вялы и представляют легкую добычу для хищников. Поэтому замерзшие самцы притворяются самками, чтобы получить защиту и тепло в виде клубка из охваченных страстью собратьев.
Хотя внешне гиена очень похожа на представителей семейства волчьих, на самом деле она гораздо ближе к кошкам. За гиенами издавна закрепилась слава «плохих парней». Еще древние греки приписывали им склонность раскапывать могилы в поисках пищи, способность гипнотизировать взглядом и менять свой пол. Из всего этого некоторое зерно правды имеется в пунктах про любовь к падали и, как ни странно, способность менять пол.
У гиен царит матриархат: главенствующую роль в стае играют самки, которые крупнее и агрессивнее самцов. Уровень тестостерона в крови у них настолько высок, что это отразилось на внешнем виде гениталий: половые губы срослись, образовав подобие мошонки, а клитор по размерам сопоставим с пенисом самца. Сходство с мужскими половыми органами настолько велико, что отличить самца от самки бывает не так уж просто. Кстати, именно из-за этого возник миф о гомосексуальности гиен.
Смысл этого эксперимента природы до сих пор не ясен, поскольку из-за необычного строения гениталий процесс деторождения у гиен сопряжен с большими трудностями и очень часто приводит к гибели как матерей, так и малышей.
Рыбы-клоуны
Да-да, знаменитый Немо и его сородичи могут превращаться в самок. Рыбы-клоуны живут группами, в которых царит строгая иерархия. Во главе стоит доминирующая пара, которая и отвечает за продолжение рода. Остальные члены стаи — самцы, причем они сдерживают свой рост и размерами существенно уступают предводителю, чтобы тот не приревновал к ним свою подругу.
В случае гибели размножающегося самца, его место занимает один из «запасных игроков». Если же несчастье случается с самкой, то ее бывший супруг меняет пол, а его, то есть уже ее, партнером становится самый крупный из молодых самцов. Так что по-настоящему воспитывать и искать Немо должен был бы уже не папа, а мама.
Губан-чистильщик
На губанов-чистильщиков буквально молятся все морские хищники: акулы, мурены, тунцы, макрели — которые сильно страдают от кожных паразитов, особенно в теплых тропических водах.
Губаны живут небольшими группами на определенном участке рифа, куда приплывают на «санобработку» как местные обитатели, так и гости из открытого океана. Бригада рыбьей скорой помощи состоит из одного самца и нескольких самок. Причем суровый бригадир строго следит за качеством работы, наказывая нерадивых подчиненных. Так что неудивительно, что каждая самка губана мечтает стать самцом. Особенно велики шансы на «сбычу мечт» у самой крупной самки гарема, ведь именно она превратится в самца и заступит на место своего супруга в случае его гибели.
Морская туфелька
Уроженцы Северной Америки, морские туфельки Crepidula fornicata были случайно завезены в Европу в конце XIX века. Не имея здесь естественных врагов, эти моллюски быстро распространились, став вредителем устричных плантаций.
Морские туфельки ведут неподвижный образ жизни, образуя колонии-«пирамидки» на камнях и раковинах устриц. На вершине пирамиды находятся самые молодые особи, и это всегда самцы. А основание образуют возрастные самки. Морские туфельки рождаются самцами, а затем превращаются в самок. Поэтому моллюски из средней части пирамиды находятся на разных стадиях смены пола.
Зимние реагенты заставляют лягушек менять пол
Соль и химикаты, которыми в зимний период посыпают дороги для защиты от наледи, на самом деле не только портят обувь. Учёные Йелльского университета в США провели исследования и обнаружили, что от реагентов страдают некоторые амфибии, в частности, лягушки. Оказалось, что соли «превращают» самок в самцов на ранних стадиях развития.
Главная задача реагентов и солей, используемых на дорогах в городах, — растопить лёд и снег. Когда лёд тает, химикаты вместе с талой водой попадают в водоёмы, где часто живут и размножаются амфибии. Исследования показали, что химические соединения, присутствующие в реагентах, меняют пол лягушек на ранних стадиях развития. Таким образом, те лягушки, которые должны были бы стать самками, мутируют и развиваются во взрослых самцов.
Исследования, опубликованные в издании Canadian Journal of Fisheries, доказали, что химические соединения с содержанием натрия имеют эффект «маскулинизации» на лягушек, вследствие которого у них происходит «смена пола» на ранних стадиях жизни. Натрий оказывает на рецепторы амфибий воздействие, аналогичное гормонам тестостерона и эстрогена, таким образом влияя на пол особей.
Макс Ламберт, возглавивший исследование, объяснил, что проблема заключается не в самой химической реакции, вызываемой реагентами, а в их количестве.
От одной молекулы соли эффект очень незначительный. Но если каждую зиму мы будем продолжать высыпать такое огромное количество реагентов, которые потом будут проникать в водоёмы, последствия будут очень серьёзными.
Учёные выяснили, что использование реагентов в одном районе в среднем снижает женскую популяцию лягушек на 10 процентов. Химикаты также оказывают пагубное влияние на качество и количество потомства.
Дело не только в том, что количество женских особей уменьшается. Они также становятся меньше по размеру и теряют способность производить достаточное количество потомства, их качество падает.
Только в Великобритании на улицах ежегодно рассыпают более 2 миллионов тонн реагента. Специалисты предупреждают, что эта практика в будущем может серьёзно повлиять на устойчивость амфибий как вида и, следовательно, отрицательно сказаться и на других водных животных.
Здоровье и количество самок, естественно, чуть ли не главное условие устойчивого развития любого вида, так как это та часть популяции, которая производит потомство. Если количество самцов будет существенно больше, весь вид окажется под угрозой.
В обычных условиях среди взрослых амфибий встречаются случаи смены пола, а также партеногенеза (форма полового размножения, при которой яйцеклетки развиваются без оплодотворения).
Ранее учёные опровергли информацию о «смерти» Большого Барьерного рифа. Океанологи и экологи раскритиковали автора «некролога», который в своей статье заявил, что рифа больше не существует.
А в канун Хеллоуина американские учёные провели интересное исследование о влиянии сахара на человеческий организм и пришли к выводу, что «сахарное похмелье» и «глюкозная зависимость» — вполне научные термины.
Самки 500 видов рыб умеют быстро превращаться в самцов. Как и зачем они это делают?
Практически все мы убеждены в том, что пол каждого живого организма определяется в ходе развития в утробе матери, и сохраняется на всю жизнь. Однако, в природе существует около 500 видов рыб, которые при необходимости могут менять свой пол и превращаться из самок в самцов, и наоборот. Как и зачем они это делают, для ученых до сих пор оставалось загадкой, но группа исследователей из Новой Зеландии наконец-то смогла ответить на этот вопрос. Они объяснили этот процесс на примере рыб под названием таласома синеголовая, которые обитают в Карибском море.
Эти тропические рыбы живут группами, в которых насчитываются несколько самок и всего лишь один самец. Особь мужского пола выделяется среди них голубой расцветкой головы, и в основном занимается поиском пищи и защитой самок от хищников. Такой образ жизни очень опасен, поэтому самцы нередко теряются или погибают, поэтому одной из самок волей-неволей приходится самой превращаться в самца и брать своих подружек под свою защиту.
Одна из рыб, которая может менять пол, называется кабудай. Ее второе имя — губан. Самки этой рыбы удивительным образом за несколько месяцев превращаются в самцов. После этого самка, превратившись в самца, вызывает на поединок других самцов и выгоняет их со своей территории. Как же кабудай может менять пол?
После трансформации пола самка начинает нападать на самца
Зачем рыбы меняют пол?
Изменение пола происходит за рекордно короткий срок — самка обретает мужественный характер за считанные минуты, а цвет ее головы меняется за несколько часов. Ее яичники, в которых образуются женские половые клетки, яйцеклетки, превращаются в мужские яички всего за 10 дней, и начинают производить сперматозоиды.
Особи таласомы синеголовой: синий самец и желтые самки
Ученые давно не могли объяснить, каким именно образом происходит этот процесс, но теперь тайна наконец-то раскрылась. Исследователи провели эксперимент, в ходе которого самостоятельно убрали самцов из несколько групп рыб и тем самым заставили самок менять свой пол. В ходе этого процесса, ученые тщательно следили за всеми изменениями, происходящими внутри организмов рыб.
Рекомендуем почитать: Белые акулы могут выдержать многое — даже содержание тяжелых металлов в крови
Они считают, что после пропажи самца, самки начинают испытывать большой стресс, из-за которого клетки женских половых органов начинают стремительно умирать. В то же время, в их организмах начинают вырабатываться мужские клетки, из которых позже образуются мужские органы. В ходе всех этих процессов у самок, соответственно, начинает меняться внешний вид и характер.
Какие рыбы могут менять пол?
По мнению исследователей, такие же процессы происходят в организмах и других удивительных рыб, которые умеют менять свой пол. Самыми известными представителями таких видов являются рыбы-клоуны, но в их группах смена пола происходит с точностью наоборот. Дело в том, что большинство из них рождаются самцами, и главными рыбами в группе являются крупными самки. Когда главная самка умирает, один из самцов меняет свой пол на женский.
После публикации результатов исследования, появились ученые, которые с ними не согласны. Например, профессор Мэтью Гробер из Государственного университета штата Джорджия задался вопросом — почему рыбы не меняют пол, когда испытывают ежедневный стресс? По его мнению, ученые из Новой Зеландии явно что-то упустили, и процесс смены пола запускается еще и по какой-то другой, неизвестной на данный момент причине.
Если вам интересны новости науки и технологий, подпишитесь на наш Telegram-канал. Там вы найдете анонсы свежих материалов нашего сайта!
Новости, статьи и анонсы публикаций
Свободное общение и обсуждение материалов
Как и мы, вирусы эволюционировали и разваивались. Некоторые из них были настолько смертоносны, что борьба с ними длилась столетиями. Но что именно делает вирусы такими успешными? 👨🔬
Даже самым последовательным сторонникам здорового питания порой хочется расслабиться и побаловать себя чем-то вкусненьким. И когда наступает такой день, когд…
Наверняка хотя бы раз в жизни каждый из нас задумывался о том, какого это иметь брата или сестру двойняшку, но близнецы не всегда одного пола. На самом деле …
