Почему наличие двух наборов половых хромосом вместо одного дает пользу конкретному виду? В случае африканских цихлид ответ может быть таким же изменчивым, как и черты, которые проявляет их потомство.
В своем исследовании биологи изучили африканскую цихлиду Metriaclima mbenjii, чтобы увидеть, как половые различия возникают у видов с более чем одним набором хромосом, определяющих пол. У этих рыб есть системы XY и ZW, которые могут определять пол их потомства.
«У цихлид — и, как мы обнаруживаем у растущего числа видов, таких как, например, у комнатных мух — определение пола зависит не только от X и Y», — говорит автор исследования Рид Робертс. «Нам интересно выяснить, что это значит для потомства и вида в целом».
Для цихлид Metriaclima mbenjii система работает следующим образом: Y-хромосома передается от отца к сыну и делает потомство мужским, как и у людей. Но есть также хромосома, передаваемая от матерей к дочерям, которая определяет женственность, и она называется W.
Потомство имеет комбинации этих хромосом, что дает четыре возможных половых класса: самки ZZXX, самки ZWXY, самки ZWXX и самцы ZZXY.
Козырной картой здесь является W-хромосома: если W-хромосомы нет, то XY-хромосомы определяют пол потомства. Однако, если потомство наследует W, оно будет развиваться как самки независимо от того, присутствует ли Y-хромосома.
Однако это не означает, что «мужская» хромосома не влияет на потомство женского пола. Ученые сравнили форму головы, форму тела, длину кишечника и окраску рыб, чтобы увидеть, как половые хромосомы могут влиять не только на их гонады (органы животных, продуцирующие половые клетки).
«Мы уже знали, что существует генетический вариант, тесно связанный с W-хромосомой, который вызывает окраску в виде оранжевых пятен у самок, что приводит к двум различным цветовым морфам: оранжевым пятнам или однотонным», — говорит Рид Робертс.
«Но мы также обнаружили, что форма головы, форма тела и длина кишечника различались в зависимости от половых хромосом; например, самки с Y-хромосомой имели более мужское поведение и длину ануса (длина ануса связана с полом). Эти особи были самками, а не интерсексуалами, но имели черты, сходные с самцами».
Хотя исследователи еще не уверены, дает ли такая вариация преимущества для выживания вида, изучение этих рыб может дать им представление о том, как в целом развиваются связанные с полом черты.
«Возможно, что два набора половых хромосом приводят к появлению более гибкого и адаптируемого вида», — говорит Рид Робертс. «Но в более общем плане такие животные, как эти цихлиды, позволяют нам изучать, как черты эволюционируют, чтобы стать механически различными между самцами и самками, чего нельзя сделать с млекопитающими, потому что у них существует только один тип генетического самца и один тип генетической самки».
«С несколькими хромосомами вы можете выявить влияние этих хромосом на развитие определенных признаков».
Исследование было опубликовано в PNAS.