Повышение температуры может сделать самок черепах лучшими матерями
Исследование проводилось под руководством старшего автора профессора Бланш Кейпел и постдокторского исследователя Бориса Тезака. Согласно полученным результатам, количество "половых клеток" или предварительных яиц, которые несет эмбрион, увеличивается при более высоких температурах инкубации. Интересно, что исследователи обнаружили, что эти зародышевые клетки сами способствуют феминизации эмбриона.
"Определение пола по температуре - это не просто один из механизмов", - объясняет профессор Кейпел. "Более высокие температуры, по-видимому, влияют на определение пола постепенно, через несколько типов клеток в эмбрионе".
Эти зародышевые клетки в своем увеличенном количестве, по-видимому, подпитывают процесс феминизации, объяснил Тезак. "Температуры, при которых появляются самки, также являются температурами, при которых увеличивается количество половых клеток", - сказал он.
Этот процесс не ограничивается черепахами. Профессор Кейпел отметил, что более высокое число половых клеток также определяет развитие самок у рыб. Чтобы подтвердить свою теорию о том, что большее количество половых клеток приводит к появлению самок у черепах, исследователи удалили некоторые половые клетки из эмбрионов красноухого ползуна, инкубируемых при температуре, которая должна была привести к появлению равного количества самцов и самок. В результате было получено удивительное увеличение числа вылупившихся самцов.
Загадка развития пола в зависимости от температуры, известная ученым уже несколько десятилетий и проявляющаяся в различных частях древа жизни, как полагают, развивалась разными путями. "Она появляется повсюду, - говорит Тезак. Возникает вопрос: "Почему эта, казалось бы, рискованная стратегия, особенно в контексте погодных колебаний и изменения климата, сохраняется?".
Команда Дьюка считает, что ответ кроется в репродуктивном преимуществе, которое дает эта система. "Самка, которая вылупляется с большим количеством половых клеток, предположительно более репродуктивно приспособлена - это повышает ее репродуктивный потенциал для вынашивания большего количества яиц", - говорит Тезак.
"Мы связали путь самки с увеличением числа половых клеток, и если это действительно делает ее более репродуктивно пригодной, то это в значительной степени объясняет, почему сохраняется зависимость полового развития от температуры".
Поскольку глобальное потепление продолжает усиливаться, возникает беспокойство о судьбе черепах и других чувствительных к температуре видов. Тезак выразил необходимость оценить влияние дальнейшего повышения температуры на пул половых клеток. "Будет ли это приводить к появлению менее приспособленных самок?".
Для исследования Тезак высиживал кладки яиц красноухих ползунов в контролируемой среде. Каждая кладка, полученная от заводчика из Луизианы, инкубировалась в пластиковой коробке, заполненной влажной средой, и поддерживалась при постоянной температуре.
При сравнении яиц, инкубированных при разных температурах, было обнаружено интересное явление. Эмбрионы, инкубировавшиеся при более высокой температуре (31 градус Цельсия, оптимальной для производства самок), были заметно крупнее и активнее, чем те, что инкубировались при более прохладной температуре 26 градусов Цельсия, которая дает больше самцов.
Мы предполагаем, что существует температурное "сладкое пятно", - говорит профессор Кейпел. "Существует короткий диапазон, в котором вы получаете большое количество половых клеток, а за его пределами начинается спад".
Эта теория была еще раз подтверждена Тезаком, который сообщил о необычных результатах, когда яйца инкубировались при температуре 33,5 градусов Цельсия, что всего на два с половиной градуса выше оптимальной температуры для самок. "Это привело к появлению очень странных эмбрионов - были циклопы и двухголовые эмбрионы. Мы еще не подсчитали их зародышевые клетки".
Чтобы расширить свои исследования, лаборатория Кейпела готовится к поставке яиц аллигатора. Примечательно, что аллигаторы демонстрируют иную модель определения пола в зависимости от температуры, чем красноухие черепахи-ползуны. При низких температурах у них появляются самки, а при высоких - самцы.
Интересно, что низкая температура у аллигаторов совпадает с высокой температурой у черепах, в результате чего оба вида производят самок при температуре 31 градус Цельсия.
