در یک جهان گرم ، گرما در تعیین جنسیت در این مارمولک های استرالیایی اختلال ایجاد می کند علوم پایه


در بعضی از خزندگان ، ماهی ها و دوزیستان ، جنس رویان در حال رشد تحت تأثیر دمای محیط قرار دارد. مادلین چارنیه ، جانورشناس در دانشگاه داکار ، سنگال ، اولین کسی بود که متوجه شد هنگامی که متوجه شد دما بر جنس آگاماهای رنگین کمان ، نوعی سوسمار زیر صحرا تأثیر می گذارد ، در سال 1966 چارنیه مستند کرد که آگاماهای نر در 29 درجه رشد می کنند درجه سانتیگراد و ماده ها زمانی رشد می کنند که دما بین 26 تا 27 درجه باشد. از آن زمان ، دانشمندان موارد مشابه تعیین جنسیت در محیط را در ده ها خزنده دیگر و همچنین ماهی ها و دوزیستان توصیف کرده اند ، اما دقیقاً نحوه تعیین دمای انکوباسیون جنسیت رویان تا حد زیادی یک معما باقی مانده است – تا به امروز.

برای اولین بار ، دانشمندان فرآیندهای مولکولی و ژنتیکی را که درجه حرارت تعیین کننده جنسیت است ترسیم کردند – در اژدهای ریش دار ، یک نوع مارمولک در استرالیا متولد شده است. دانشمندان مسیرهای جداگانه ای پیدا کرده اند – یکی کاملاً ژنتیکی و دیگری وابسته به دما ، که بر جنسیت حیوانات تأثیر می گذارد. در دماهای پایین ، کروموزوم ها غالب هستند که شامل یک توالی ژن برای ایجاد یک اژدهای ماده است. در دماهای بالاتر ، یک سری کاملاً متفاوت از ژن ها می توانند رشد نسبی مردان را معکوس کرده و ماده تولید کنند. محققان همچنین دریافتند که هر دو مسیر برای اولین بار در تاریخ تکامل ظاهر می شوند. کشف جدید امروز در ژنتیک PLOS. تایرون هایس ، استاد زیست شناسی تلفیقی در دانشگاه کالیفرنیا ، برکلی ، که در این مطالعه جدید نقش نداشت ، می گوید این کشف به دانشمندان کمک می کند تا درک بهتری از تعیین جنسیت داشته باشند. وی گفت: “بسیار جالب خواهد بود كه به این برنامه های ژنی و نحوه كار آنها در گونه ها نگاه كنید.”

معمولاً کروموزوم های جنسی تعیین جنسیت مهره داران را کنترل می کنند. جنسیت پستانداران معمولاً توسط کروموزوم های XX یا XY تعیین می شود که XX معمولاً منجر به ماده های بیولوژیکی می شود. کروموزوم های جنسی اژدهای ریش دار ZZ یا ZW هستند. مردان کروموزوم ZZ را حمل می کنند. در حالی که زنانی که جنسیت آنها فقط توسط کروموزوم ها تعیین می شود ZW هستند ، به کسانی که تأثیر کروموزومی آنها با قرار گرفتن در معرض دمای بالا معکوس شده است “ZZ معکوس” گفته می شود.

برای درک چگونگی این جایگزینی محیطی در حال رشد جنین ، سارا وایتلی و آرتور جورج ، زیست شناسان در انستیتوی بوم شناسی کاربردی دانشگاه کانبرا ، یک مجموعه تخم اژدهای ریش دار را در دمای 28 درجه سانتیگراد و دیگری را در دمای 36 درجه سانتیگراد انکوبه کردند. آنها سپس RNA پیام رسان را از رشد جنین استخراج کرده و مشخص کردند که کدام ژن ها منجر به زنان ZW یا زنان ZZ معکوس می شوند. دو مسیر مختلف ژنتیکی به نتیجه نهایی یکسانی منجر می شود – مارمولک های ماده و شرایط محیطی تعیین می کنند کدام ژن ها کار را انجام می دهند.

چرا یک مسیر وابسته به دما به یک یا جنس دیگر ایجاد می شود؟ در خزندگان ، دسته ای از حیوانات که بسیاری از تغییرات تکاملی را تجربه کرده اند ، توانایی تغییر جنسیت در پاسخ به سیگنال های زیست محیطی در انواع مختلفی از لاک پشت های دریایی گرفته تا تمساح ها حفظ می شود ، که نشان می دهد هم منشا آن در ابتدای تکامل آنها است و هم و این یک مزیت انطباقی است. وایتلی گفت ، برای اینکه چیزی مانند تعیین جنسیت وابسته به دما وجود داشته باشد ، باید به مکانیسم های سلولی بسیار قدیمی متکی باشد که ذاتاً حساس به دما هستند … که هر یوکاریوت دارد. بلانچ کپل ، زیست شناس سلولی دانشگاه دوک که در این مطالعه شرکت نکرد ، در نامه ای نوشت که دانشمندان بسیاری از ژن هایی را که در تعیین جنسیت توسط دما در گونه های دیگر نقش دارند ، در اژدها پیدا کرده اند.

این مکانیزم های باستانی احتمالاً به یک دلیل خوب در اطراف باقی مانده اند ، در غیر این صورت در برخی از مراحل از مرحله تکامل خارج می شدند. محققان می گویند که آنها می توانند به حیواناتی مانند اژدها در واکنش و زنده ماندن در شرایط مختلف محیطی کمک کنند. به عنوان مثال اژدهای ریش دار در آب و هوای خشک زندگی می کنند ، در این مناطق دما و سایر عوامل محیطی از یک فصل به فصل دیگر بسیار متفاوت است. برای خزندگان که در چنین محیطی زندگی می کنند ، نزدیک به پایان فصل تولید مثل ، زمانی که دما شروع به کاهش می کند ، متولد می شوند ، مرد بودن سود بیشتری خواهد داشت. جورج می گوید ، این بدان دلیل است که مردان می توانند به اندازه ای رشد کنند که بتوانند در این دوره با زنان جفت شوند. زنانی که در اواخر فصل متولد می شوند باید برای جفت گیری موفقیت آمیز و تولید فرزندان منتظر بمانند تا فصل تولید مثل بعدی که دما بیشتر است.

جورج می گوید: “ماده نمی تواند پیش بینی کند که جنین آنها بعد از تخمگذاری در لانه چه دمایی را تجربه می کنند.” “آنها به یک معنا تصمیم را به تعویق می اندازند ، آیا باید جنسیت را با جنین دستکاری کنند تا وقتی اطلاعات در دسترس است ، تصمیم می گیرد که چه کسی بهترین است ، مرد یا زن.”

در زمانی که تأثیر فعالیت انسان بر روی کره زمین به قدری قابل توجه است که نام خودش را در دوره ای – آنتروپوسن – تضمین می کند ، حیواناتی که روند رشد آنها در معرض عوامل خارجی است به ویژه در معرض خطر هستند. هنگامی که اکوسیستم های بکر پر از آلاینده ها هستند و از بین رفتن زیستگاه گسترده است ، وضعیت اضطراری آب و هوایی ادامه می یابد. جورج می گوید این تهدیدها می توانند با هم ترکیب شوند و بقای گونه هایی مانند اژدها را تهدید کنند. علی رغم تغییر دما در گذشته ، پیچیدگی محیطی که اژدها در آن زندگی می کردند ، فرصت های لانه سازی بی شماری را برای آنها فراهم کرده است که به آنها امکان ادامه حیات را می دهد. “مشکل این است که از طریق اصلاح زیستگاه و چند قطعه شدن ، ما به شدت از مجموعه آنها برای” پاسخ “به تغییرات آب و هوایی کاسته ایم.

و حیواناتی که به ویژه در برابر عوامل تنش زای محیطی آسیب پذیر هستند ، مانند مارمولک ریش دار ، می توانند نسبت های جنسی نامتعادل ، از دست دادن جمعیت و حتی از بین رفتن داشته باشند. هیز گفت: “وقتی مردم به فکر کاهش حیات وحش می افتند ، به چیزهایی فکر می کنند که حیوانات را مستقیماً می کشند.” در سال 2010 ، او کشف کرد که آترازین ، یک سموم دفع آفات ، می تواند قورباغه های نر بالغ را به قورباغه های ماده تبدیل کند. “اگر در نتیجه تغییر آب و هوا ، مواد شیمیایی مختل کننده غدد درون ریز ، یا حتی فصلی تولید مثل از طریق تغییرات آب و هوایی ، نسبت جنسیت تحریف شده داشته باشید … هر یک از این عوامل می تواند منجر به کاهش جمعیت از طریق استخدام شود.”




منبع: khabar-top.ir

دیدگاهتان را بنویسید

Comment
Name*
Mail*
Website*