Биология

Смена пола спасает самцов от деградации

Травяная лягушка

Analise Zocher/Flickr

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.