Genele dublate permit ca acesti pesti sa schimbe sexul

159

Pentru wrasse albastru, trecerea de la femeie la barbat implica o reprogramare genetica dramatica in organele sexuale.

(In interiorul stiintei) – Pentru majoritatea animalelor, sexul este fixat la nastere. Insa, pentru unii pesti, schimbarea sexului este o activitate de obicei.

Un nou studiu publicat astazi in revista Science Advances dezvaluie modul in care un peste de recif din Caraibe, numit wheadhead bluehead isi transforma complet sexul de la femeie la barbat.

Alunele de cap albastru ( Thalassoma bifasciatum ) sunt pesti sociali care traiesc in grupuri cu un mascul dominant, cu capul albastru, care apara un rival de femele mai mici de culoare galben-stralucitor de rivale. Daca masculul dominant devine mancat sau moare de batranete, cea mai mare femela incepe imediat sa schimbe sexul pentru a-si asuma rolul. In cateva minute, ea incepe sa apere agresiv teritoriul grupului si sa faca curte celorlalte femei. In cateva ore, incepe sa isi schimbe culoarea, iar in 10 zile, ovarele se transforma in testicule.

Pestii obtin „cel mai bun din ambele lumi”, a spus Erica Todd, ecologa moleculara la Universitatea din Otago, in Noua Zeelanda si co-prim autor al noului studiu. „Se pot reproduce ca o femela in timp ce sunt mici si apoi se schimba sexul pentru a se reproduce cu succes ca un barbat”.

Desi oamenii de stiinta stiu de ani de zile despre aceasta transformare sexuala in haine si alti pesti, nu au inteles cum functioneaza la nivel mecanic. „A fost un mister de zeci de ani”, a spus Todd.

Pentru a rezolva acest mister, cercetatorii au indepartat barbatii dominanti ai mai multor grupuri de vase albastre care locuiau in apropiere de Key Largo, Florida. Apoi, ei au analizat activitatea genelor din ovare / testicule si creierele de peste in timpul transformarii lor de la femel la barbat. Ei au comparat pestii care se schimba de sex cu barbatii si femelele al caror sex a ramas fix.

In timp ce cercetatorii nu au gasit diferente semnificative in creierul pestilor care schimba sexul, au gasit schimbari rapide si dramatice in gonadele lor imediat ce masculul dominant a disparut. Prima si cea mai izbitoare dintre aceste modificari a fost in gena aromatazei, care codifica o enzima responsabila de crearea hormonului feminin estrogen. Cand o femela incepe sa schimbe sexul, gena aromatazei este dezactivata, astfel incat se produc numai hormoni masculini.

Dar ce declanseaza aceasta schimbare dramatica? Cercetarile anterioare au aratat ca cortizolul, un hormon al stresului, poate modifica activitatea genelor si poate declansa schimbarea de sex la pesti. Cercetatorii considera ca stresul cauzat de „pierderea” unui barbat dominant care protejeaza grupul poate declansa eliberarea cortizolului la femel si poate opri semnalele care mentin ovarul ca ovar.

Alte gene au avut si surprize. Unele dintre aceste surprize au fost legate de faptul ca stramosul majoritatii pestilor a avut intregul lor repertoriu genetic dublat in urma cu trei sute de milioane de ani – fenomen cunoscut sub numele de duplicare a genomului intreg. Aceasta inseamna ca au avut doua versiuni ale fiecarei gene, a spus Laura Casas, biolog biologa la Institutul de Cercetari Marine din Spania, care nu a fost implicata in cercetare.

La inceput, cele doua copii ale fiecarei gene ar fi fost identice, dar de-a lungul anilor, au urmat diferite sorti evolutive. Cel mai frecvent a fost de a face una dintre genele copiate inutilizabile. Dar, in unele cazuri, una dintre copii a dobandit o functie inedita si asta s-a intamplat cu doua gene numite foxl2 si wnt4. Echipa a descoperit ca pentru fiecare dintre aceste gene, firele de cap rosu de sex feminin au in mod normal o copie activa care ajuta la mentinerea ovarelor si o alta care este inactiva. Dar, atunci cand o femeie incepe sa schimbe sexul, copia ei activa este dezactivata, in timp ce cealalta copie este activata si folosita pentru a dezvolta testicule.

Desi acesta nu este primul exemplu de o pereche de gene duplicate care realizeaza lucruri foarte diferite, este prima data cand cineva a stabilit modul in care genele care servesc o singura functie in corpul unei femei pot fi „repuse” pentru schimbarea sexului la un peste hermafrodit, spuse Casas. Noile descoperiri pot ajuta la explicarea motivului pentru care pestele arata mult mai multa capacitate de a schimba sexul decat alte vertebrate.

Echipa a analizat, de asemenea, mecanismele care controleaza genele sunt activate si dezactivate – in mod specific, mici etichete chimice care se ataseaza la ADN-ul intr-un proces cunoscut sub numele de metilare. „Aceste semne de metilare sunt indepartate in mod activ si inlocuite in timpul schimbarii sexului”, a spus Todd, contribuind la reprogramarea completa a celulelor sexuale la acesti pesti.

Potrivit Casas, constatarea ca metilarea ADN-ului este implicata in acest proces “este deosebit de relevanta in contextul actual al incalzirii globale”.

Temperaturile mai calde pot influenta metilarea ADN-ului si, de asemenea, determinarea sexului la alte specii, astfel ca temperaturile mai mari ale oceanului ar putea modifica semnele epigenetice ale pestilor care schimba sexul, a spus ea, „si asta ar putea fi o problema”.

„Este un studiu frumos”, a spus Casas, desi, in opinia ei, sunt necesare mai multe studii inainte ca rezultatele sa poata fi generalizate la alte specii. De exemplu, pestele de clovn – ca celebrul protagonist al „Gaseste Nemo” – poate schimba sexul in directia opusa, de la barbat la feminin, desi anatomia si mecanismele moleculare ale acestora sunt usor diferite de cele ale paravanului albastru.

Todd si colegii ei intentioneaza sa studieze mecanismele moleculare ale schimbarii sexului la alte specii, cum ar fi pestele spotty, o specie originara din Noua Zeelanda, care prezinta o flexibilitate sexuala similara cu cea din capul albastru. Ea si echipa sa au tinut cu succes acesti pesti in captivitate, asa ca intentioneaza sa manipuleze metilarea ADN-ului din aceste colonii pentru a vedea daca pot preveni schimbarea de sex.

„Intelegerea modului in care pestele poate schimba sexul ne poate spune mai multe despre cum interactioneaza aceste retele complexe de gene, pentru a determina si mentine sexul”, a spus Todd. „Nu numai la un peste, dar la animalele vertebrate, in general.”

Genele dublate permit ca acesti pesti sa schimbe sexul

Populare

Afacere proprie, angajat la stat sau angajat la privat? Pro &...

Cum alegi cel mai bun brad de Crăciun?

Afla cum iti poti lansa o mica afacere folosind un spatiu...

Top 10 cele mai supraevaluate filme din toate timpurile

10 regizori care au facut un film de groaza si au...

10 documentare care au schimbat perceptia publicului

Top 10 interviuri controversate cu celebritati din toate timpurile

Top 10 cele mai memorabile momente ale premiilor Oscar

Cum se schimba viata atunci cand intri in cercurile sociale ale...

10 povesti ciudate din lumea rap pe care sa le cunosti