Однако около 500 видов рыб меняют пол во взрослом возрасте, часто в ответ на сигналы окружающей среды. Как эти рыбы меняют пол, до сих пор оставалось загадкой.
Секреты рыб, меняющих пол, впервые были раскрыты в результате международного сотрудничества под руководством ученых Новой Зеландии, в том числе генетика из Университета Ла Троб и лауреата Премии Премьер-министра в области науки 2017 года профессора Дженни Грейвс. Результаты были опубликованы сегодня в журнале Science Advances.
«Я слежу за синеголовым губаном в течение многих лет, потому что смена пола происходит так быстро и вызывается визуальным сигналом», – сказал профессор Грейвс.
"Как секс может так эффектно повернуть вспять, оставалось загадкой на протяжении десятилетий.
Гены не изменились, значит, это должны быть сигналы, которые их выключают и включают."
Голубоголовые губаны живут группами на коралловых рифах Карибского моря.
Доминирующий самец – с голубой головой – защищает гарем желтых самок. Если удалить самца, самая большая самка станет самцом всего за 10 дней. Она меняет свое поведение за считанные минуты, ее цвет – за часы.
Ее яичник становится семенником, и к 10 дням он производит сперму.
Используя новейшие генетические подходы – высокопроизводительное секвенирование РНК и эпигенетический анализ – исследователи обнаружили, когда и как определенные гены выключаются и включаются в головном мозге и гонаде, что может привести к смене пола.
Исследование важно для понимания того, как гены выключаются и включаются в процессе развития у всех животных (включая человека), и как окружающая среда может влиять на этот процесс.
«Мы обнаружили, что смена пола включает в себя полную генетическую перестройку гонад», – сказала доктор Эрика Тодд из Университета Отаго, со-ведущий автор.
"Гены, необходимые для поддержания яичников, сначала отключаются, а затем неуклонно включается новый генетический путь, способствующий формированию семенников."
Со-ведущий автор, кандидат наук Оскар Ортега-Рекальде, также из Университета Отаго, сказал, что удивительная трансформация также возможна благодаря изменениям в клеточной "памяти"."
"Химические маркеры ДНК контролируют экспрессию генов и помогают клеткам запоминать свою конкретную функцию в организме. Наше исследование важно, потому что оно показывает, что смена пола влечет за собой глубокие изменения этих химических меток », – сказал г-н Ортега-Рекальде.
Профессор La Trobe Дженни Грейвс сказала, что проект связан с исследованиями смены пола у австралийских драконьих ящериц, над которыми она сотрудничает с исследователями из Университета Канберры.
«У драконьих ящериц триггером смены пола является температура, которая перекрывает гены мужских половых хромосом и заставляет эмбрионы развиваться как женские», – сказал профессор Грейвс.
«Изменение пола у драконов и губанов связано с некоторыми из одних и тех же генов, поэтому я думаю, что мы смотрим на древнюю систему экологического контроля активности генов."