Хлопчик чи дівчинка хромосоми підкажуть - naked science

До речі, деякі ящірки і зовсім обходяться без чоловічої статі - вони переходять на так зване партеногенетичний розмноження, його ще називають «незайманим». Самців в популяції або немає, або відсутня їх внесок в статевий процес. При цьому великі групи «амазонок» здатні захоплювати і освоювати досить великі території.

Визначення статі (у різних видів це можуть бути хромосоми X, Y, Z, W) - біологічний процес, в ході якого розвиваються статеві характеристики організму.

«Це ставить перед нами цікаві біологічні питання, пов'язані з тим, навіщо потрібна так звана" подвійна ціна "за чоловічу стать (п онятіе" подвійна плата за самців "має на увазі те, що, з біологічної точки зору, статеве розмноження в два рази менш ефективно , ніж безстатеве; в першому випадку потомство самок наполовину складається з самців, які самі по собі розмножуватися не можуть, у другому - популяція включає в себе тільки самок, кожна з яких здатна дати дитинчат. - Прим. авт.). якщо, наприклад, успішні Пенангськие чешуепалие гекони, як і ряд інших видів, обходяться без нього », - говорить завідувач лабораторією порівняльної геноміки ІМКБ СО РАН, кандидат біологічних наук Сміла Трифонов.

У Каролінського анолисов, який став об'єктом дослідження сибірських генетиків, щодо статі все традиційно. Одного разу ця ящірка - невелика, яка змінює своє забарвлення під настрій і володіє гострими кігтиками - прокинулася знаменитою: її геном був секвенирован і зіставлений з геномами птахів і ссавців.

Після основної статті в Nature з секвенування генома Каролінського анолисов стало відомо, що у нього система визначення статі - XY, але не було ясності, які саме хромосоми відповідальні за механізм. «Єдине, що ми розуміли: це мікрохросомоми, тому що великі були однакові і у самців, і у самок», - каже Сміла Трифонов.

Мікрохромосоми - дрібні хромосоми, істотно поступаються за розміром макрохромосомам.

Треба відзначити, що у ссавців такого поняття як мікрохромосоми взагалі немає: всі носії генетичної інформації у нас і наших побратимів по класу досить великі і добре помітні під мікроскопом. Однак, швидше за все, у предків хребетних був геном, що складається з макро- і мікрохромосом, дуже маленьких елементів. Такий тип зберігся у більшості птахів, черепах, багатьох видів ящірок, а також у різних таксонів риб, включаючи акул.

«Мікрохромосоми дуже складно вивчати: описати, порахувати, упорядкувати, - пояснює Сміла Трифонов. - Раніше можна було побачити в мікроскоп лише якусь точку серед п'ятдесяти таких же. Зараз же до нас на допомогу прийшли біоінформатика і секвенування нового покоління - і ми здатні зрозуміти генний склад: набір всіх генів, у яких прописані свої функції. Як і більша частина хромосом в цілому, мікрохромосоми відповідають за багато - в них присутні і "гени домашнього господарства", і "гени розкоші", і т. Д. ».

Генами домашнього господарства називають ті ділянки ДНК, які працюють у всіх клітинах і тканинах. Гени розкоші - ті, що відповідальні за спеціалізацію клітин. Іншими словами, є набір, що дозволяє клітині вижити, а є набір, який зумовлює те, що вона робить для організму.

Щоб розгадати загадку статевих мікрохромосом Каролінського анолисов, дослідники ІМКБ СО РАН вивчили інший вид анолисов, у якого статеві хромосоми з якоїсь причини стали великими і добре помітними - сірого анолисов. «Ми досліджували будову як Х, так і Y хромосом цих двох об'єктів і порівняли їх, - каже Сміла Трифонов. - Виявилося, що і та і інша хромосоми гомологічних (подібні, - NS) у обох видів, і, як було потім показано, у інших видів Anolis вони дуже схожі. Однак ще один результат виявився несподіваним. З'ясувалося, що в ході еволюції сірого анолисов відбувалося щось неймовірне, у нього деякі мікрохромосоми раптом незрозуміло чому почали зливатися з статевими ».

Справа в тому, що як раз з статевими хромосомами взагалі рідко щось відбувається - змінюються стратегії розмноження, йдуть повз століття і епохи, гримлять сексуальні революції, але наші носії генетичної інформації про те, хто повинен народитися: хлопчик чи дівчинка, консервативні і непорушні . «Якщо ми порівняємо людини і шимпанзе, то Х хромосома у них зовні абсолютно не відрізняється, все перебудови відбуваються з аутосомами (парні хромосоми, що не відносяться до статевих і однакові як у самців, так і у самок, - NS). І це з більшістю ссавців, на кого ми не подивимося, - каже Сміла Трифонов. - У випадку ж з сірим анолисов ми бачимо зовсім іншу стратегію - з якоїсь причини Х і Y хромосоми стають учасниками хромосомних перебудов, і пояснити дане явище ми поки ще ніяк не можемо. Це дуже незвичайна еволюційна доля ».

Статеві хромосоми анолисов

Отже, сірий анолис демонструє: його мікрохромосоми приєднуються до таких же маленьким статевим і утворюють одну велику групу зчеплення. Шматочки нових перенесених фрагментів зберігаються на Х хромосомі, а на Y починають дегенерувати, і тепер у чоловічої статі буде не два варіанти генів, щоб вибрати, який з них краще, а тільки один - як, власне, це і відбувається у ссавців.

Втім, як сказано ще в одній статті дослідників ІМКБ СО РАН, щось дивне відбувається з статевими хромосомами і у деяких інших видів - це в першу чергу гризуни. Їх стабільна, що склалася за багато мільйонів років система починає руйнуватися: SRY-ген (він визначає чоловічу стать; навіть якщо у особини є Y хромосома, але цей ген инактивирован, організм почне розвиватися за жіночим типом) не працює. Однак в популяції присутні і самки, і самці, що означає: виникли якісь інші гени, які прийшли на допомогу і взяли на себе необхідні функції.

Таким чином, м еханізми визначення статі різноманітні і дивовижні. У деяких випадках вони еволюціонують: одні перестають працювати, і цю функцію на себе беруть інші. Які - як раз і з'ясовують біологи.